ビタミンK2

ビタミン K ₂またはメナキノン( MK ) ( / ˌ m ɛ n ə ˈ k w ɪ n oʊ n / ) は、ビタミン Kの 3 種類のうちの 1 つで、他の 2 つはビタミン K ₁ (フィロキノン) と K ₃ (メナジオン) です。K _{2 は}組織と細菌の両方の産物であり ( どちらもビタミン K ₁に由来)、通常は動物性食品や発酵食品に含まれています。^[1]

側鎖のイソプレニル単位の数nは4から13まで異なり、そのためビタミンK _2はさまざまな形で構成されている。^[2]これは接尾辞（-n）で示され、例：MK-7またはMK-9。人間の食事で最も一般的なのは短鎖の水溶性メナテトレノン（MK-4）であり、これは通常、ビタミンK ₁の組織および/または細菌による変換によって生成され、動物性食品によく見られる。食事中の植物性ビタミンK ₁からのMK-4の生成は、無菌げっ歯類で進行するため、動物組織のみで達成できること が知られている。

しかし、少なくとも1つの発表された研究では、「食品中に存在するMK-4は、血清ビタミンKレベルで測定されるビタミンKの状態には寄与しない。しかし、MK-7は血清MK-7レベルを大幅に増加させるため、肝外組織にとって特に重要である可能性がある」と結論付けています。^[3]

長鎖メナキノン（MK-4より長い）にはMK-7、MK-8、MK-9が含まれ、納豆やチョングクジャンなどの発酵食品に多く含まれています。^[4]より長鎖のメナキノン（MK-10からMK-13）は大腸内の嫌気性細菌によって生成されますが、このレベルでは十分に吸収されず、生理学的な影響はほとんどありません。^[1]

イソプレニル側鎖ユニットがない場合、残った分子はビタミンK3_です。これは通常合成され、動物飼料に使用されます。以前は未熟児に与えられていましたが、溶血性貧血や黄疸の形で意図しない毒性があったため、^{[検証に失敗]}、この目的では使用されなくなりました。^[1] K3_は現在、動物によるMK-4の生産における循環中間体であることがわかっています。^[5]

動物の主な貯蔵形態であるビタミン K ₂には、イソプレノイド鎖の長さが異なるいくつかのサブタイプがあります。これらのビタミン K _{2 の同族体は}メナキノンと呼ばれ、側鎖のイソプレノイド残基の数によって特徴付けられます。メナキノンはMK -nと略され、Mはメナキノン、Kはビタミン K、n はイソプレノイド側鎖残基の数を表します。たとえば、メナキノン-4 (略称 MK-4) は側鎖に 4 つのイソプレン残基を持っています。メナキノン-4（ 4つのイソプレン残基からメナテトレノンとも呼ばれる）は、動物性食品に含まれる最も一般的なタイプのビタミンK _{2です。これは、MK-4が通常、特定の動物組織（動脈壁、膵臓、精巣）で}ビタミンK ₁のフィチル末端を4つのイソプレン単位を含む不飽和ゲラニルゲラニル末端に置き換えることによって合成され、その結果、水溶性のメナキノン-4が得られるためです。ビタミンK _{2のこの相同体は、ビタミンK 1}とは異なる酵素機能を有する可能性があります。

MK-7やその他の長鎖メナキノンは、人間の組織では生成されないという点でMK-4とは異なります。MK-7は、大腸菌によって結腸内でフィロキノン（K 1 ）から変換される可能性があります_。 [ ^{6]しかし、腸内}細菌によって合成されたこれらのメナキノンは、全体的なビタミンKの状態に最小限の貢献をしているようです。^{[7] [8]} MK-4とMK-7はどちらも、米国では骨の健康のための栄養補助食品に含まれています。

すべてのビタミンKは構造が似ており、「キノン」環を共有していますが、炭素尾部の長さと飽和度、および「側鎖」内のイソプレン単位の繰り返し数が異なります。 ^{[9] [全文引用が必要]} 繰り返し単位の数は、特定のメナキノンの名前に示されています（たとえば、MK-4は、炭素尾部に4つのイソプレン単位が繰り返されていることを意味します）。鎖の長さは脂溶性に影響し、異なる標的組織への輸送に影響します。

ビタミンK _2の作用機序はビタミンK ₁と類似している。ビタミンKは、凝固に必要な因子として最初に認識されたが、このビタミン群が果たす機能ははるかに複雑であることが明らかになった。ビタミンKは、ビタミンK依存性の「glaタンパク質」のglaドメインのカルボキシル化（すなわち、これらのタンパク質中のペプチド結合グルタミン酸（glu）からγ-カルボキシグルタミン酸（Gla）への変換）に関与する酵素γ-グルタミルカルボキシラーゼの補因子として重要な役割を果たす。^[10]

これらのビタミン K 依存性Gla タンパク質のカルボキシル化は、タンパク質の機能に不可欠であることに加えて、ビタミン K をエポキシド代謝物 (KO) から回収してカルボキシル化で再利用するためのリサイクル経路として機能するため、重要なビタミン回収メカニズムでもあります。

いくつかの異なるタイプの組織で合成される、いくつかのヒト Gla 含有タンパク質が発見されています。

• 凝固因子（II、VII、IX、X）、および抗凝固タンパク質（C、S、Z）。これらのGlaタンパク質は肝臓で合成され、血液の恒常性維持に重要な役割を果たします。
• オステオカルシン。この非コラーゲンタンパク質は骨芽細胞によって分泌され、骨のミネラル形成に重要な役割を果たします。
• マトリックス GLA タンパク質(MGP)。この石灰化阻害タンパク質は多くの体組織に存在しますが、その役割は軟骨と動脈の血管壁で最も顕著です。
• 成長停止特異的タンパク質 6 (GAS6)。GAS6 は、損傷に反応して白血球と内皮細胞から分泌され、細胞の生存、増殖、移動、接着に役立ちます。
• プロリンリッチGlaタンパク質（PRGP）、膜貫通Glaタンパク質（TMG）、Glaリッチタンパク質（GRP）、およびペリオスチン。それらの正確な機能はまだ不明です。

ビタミンは骨密度を保護し、股関節、脊椎、非脊椎の骨折のリスクを軽減する効果がある可能性があります。^{[11]これらの効果は、}ビタミンDと組み合わせた場合や骨粗鬆症の状況で強化されるようです。^[1]

研究によると、ビタミンK2（メナキノン7、MK-7）は夜間の脚のけいれんの発生率と重症度を軽減する可能性があることが示唆されています_。 [ ^12]

^利用に関しては、^ビタミンK _{2 は肝臓外組織}^（骨、軟骨、血管）に好まれ、動物によって K ₁から MK-4 として生成されるか、または細菌由来（MK-7、MK-9、およびその他の MK から）である可能性があることが報告されています^{[要説明] 。 [要引用]}

ビタミンKは食事中の脂肪とともに小腸から吸収され、カイロミクロンによって循環系に運ばれます。^{[13]ビタミン}_K1の大部分はトリアシルグリセロールに富むリポタンパク質（TRL）によって運ばれ、肝臓で急速に除去されます。少量のみが循環系に放出され、LDL-CとHDL-Cによって運ばれます。MK-4は同じリポタンパク質（TRL、LDL-C、HDL-C）によって運ばれ、同様に急速に除去されます。長鎖メナキノンはビタミンK1やMK-4と同じように吸収されます_が、肝臓で主にLDL-C（VLDL-C）に効率的に再分配されます。LDL-Cは循環系内での半減期が長いため、これらのメナキノンは長時間循環することができ、ビタミンK1やMK-4と比較して肝外組織でのバイオアベイラビリティが高くなり_ます。肝外組織におけるビタミンKの蓄積は、止血とは関係のないビタミンKの機能に直接関係している。^[14]

欧州食品安全機関( EU ) と米国医学研究所は、既存の証拠を検討した結果、ビタミン K または K _2の食事摂取基準値を公表するには証拠が不十分であると判断しました。ただし、ビタミン K の適正摂取量(AI) は公表していますが、 K ₂に特有の値は公表していません。^[要出典]

1998年に遡る科学文献の一部は、AI値が肝臓の必要量（つまり肝臓に関連する量）のみに基づいていることを示唆している。^{[15] [16]この仮説は}、西洋人の大多数が、肝臓外タンパク質のカルボキシル化が不十分な割合を示しているという事実によって裏付けられている。 ^[要出典]したがって、凝固因子の完全な活性化は満たされているが、骨のオステオカルシンと血管系のMGPのカルボキシル化にはビタミン_K2が十分ではないと思われる。 ^{[17] [18]}

_{メナキノン（ビタミンK 2} ）の高用量摂取に関連する毒性は知られていない。他の脂溶性ビタミンとは異なり、ビタミンKは肝臓に大量に蓄積されない。2017年時点で入手可能なすべてのデータは、^[update]ビタミンKが健康な被験者に悪影響を及ぼさないことを示している。^{[引用が必要]}米国医学研究所が最近発行したビタミンKの1日摂取量の推奨事項も、ビタミンKの広い安全域を認めている。「文献を調べたところ、K ₁またはK ₂の摂取に関連する毒性の証拠は明らかにされなかった」。ラットを含む動物モデルは、ヒトに一般化できる場合、MK-7が忍容性が高いことを示している。^[19]

動物の肝臓以外では、メナキノンが最も豊富に含まれる食品は発酵食品（カビや酵母ではなく細菌由来）です。その供給源には、西洋の食生活で消費されるチーズ（例：MK-9、MK-10、MK-11を含む）や発酵大豆製品（例：日本で消費される伝統的な納豆にはMK-7とMK-8が含まれます）などがあります。^{[引用が必要]}（ここと以下で注目すべきは、ほとんどの食品分析では完全に不飽和のメナキノンのみが測定されるということです。^{[引用が必要]}）

MK-4は動物組織で合成され、肉、卵、乳製品に含まれています。^[20]チーズには、100gあたり10～20μgのMK-8と100gあたり35～55μgのMK-9が含まれていることがわかっています。^[14]ある報告では、野生動物、放し飼いの動物、工場式農場の動物の間でMK-4レベルに大きな違いは見られませんでした。^[21]

メナキノンは動物由来であるほか、発酵中に細菌によって合成されるため、前述のように、ほとんどの発酵チーズや大豆製品に含まれています。^{[22] [非一次情報源が必要]} 2001年の時点で、天然 K2 の最も豊富な既知の供給源は_、Bacillus subtilisの納豆菌株を使用して発酵させた納豆であり、^[23]これは長鎖 MK-7 の優れた供給源であると報告されています。^{[出典が必要]}納豆では、ビタミン K の形で MK-4 は存在せず、チーズではビタミン K の中に低い割合でのみ存在します。^{[関連性あり? ] [24] [より良い情報源が必要]ただし、} B. subtilis が他のマメ科植物 (例:ひよこ豆、レンズ豆) やB. subtilis発酵オートミールを使用して_{K2 を}生成するかどうかは不明です。レベッカ・ロッキら（2024）によると、茹でた赤レンズ豆、ひよこ豆、グリーンピースを枯草菌で発酵させて納豆を作ると、茹でた大豆、ルピナス、インゲン豆を枯草菌で発酵させて納豆を作るよりも多くのMK - 7が生成されました。 [ 25 ^]

ある北欧の国における食事頻度アンケートから得たビタミン K の相対的摂取量の推定値によると、その人口ではビタミン K 総摂取量の約 90% が K ₁から、約 7.5% が MK-5 から MK-9 から、約 2.5% が MK-4 から供給されています。^{[出典が必要]納豆の強烈な匂いと強い味は、西洋人の嗜好にとってこの大豆食品を K} ₂の魅力的な供給源にしていないようです。

_{サプリメント会社は、 K2}含有量に関して標準化されているとされる納豆エキスをカプセルの形で販売している。^[要出典]

注:

• † – 米国とオランダの同等の牛乳で報告されている量は 40 倍以上異なるため、これらの数値は疑わしいと考えるべきです。

最近の研究では、長期の経口（または静脈内）抗凝固療法（OAC）と活性オステオカルシンの減少による骨質の低下との間に明確な関連性があることがわかりました。OACは骨折の発生率の増加、骨密度または骨含有量の減少、骨減少症、および血清中の低カルボキシル化オステオカルシンレベルの上昇につながる可能性があります。^[29]

さらに、OACは小児と成人の両方で望ましくない軟部組織石灰化につながることが多い。^{[30] [31]}このプロセスはビタミンKの作用に依存していることがわかっている。ビタミンK欠乏はMGPのカルボキシル化不足を引き起こす。また、OAC治療を受けているヒトでは、ビタミンK拮抗薬を投与されていない患者と比較して、動脈石灰化が2倍多いことがわかった。^{[32] [33]}抗凝固療法の結果には、大動脈壁の硬化の増加、冠動脈不全、虚血、さらには心不全がある。動脈石灰化は収縮期高血圧や心室肥大にも寄与する可能性がある。^{[34] [35]} 抗凝固療法は通常、生命を脅かす疾患を避けるために開始され、ビタミンKの過剰摂取は抗凝固効果を妨げます。^{[引用が必要}] したがって、ワルファリン(クマジン^{)を服用している患者、または他の}ビタミン K 拮抗薬で治療中の患者は、ビタミン K を多く含む食事を摂取しないことをお勧めします。^{[引用が必要]}

多くの細菌はコリスミン酸からメナキノンを合成します。細菌はコリスミン酸を電子伝達系の一部として使用し、ユビキノンなどの他のキノンと同様の役割を果たします。多くの乳酸菌種が呼吸を行うには、酸素、ヘム、メナキノンが必要です。 ^[36]

生合成経路の多様性は、細菌がビタミン K ₂の類似体も生成することを意味する。例えば、2 番目のゲラニルゲラニル単位を飽和フィチルに置き換えたMK9 _(II-H)は、 Mycobacterium phleiによって生成される。二重結合が存在するため、シス-トランス異性体の可能性もある。M . phleiでは、3'-メチル-シスMK9 _{(II-H)型は、}トランスMK9 _(II-H)型よりも生物学的に活性が高いと思われる。^[37]しかし、ヒトの酵素では、天然に豊富に存在するトランス型の方が効率的である。^[38]

人間が大量に消費している水素化MKの1つは、プロピオニバクテリウム・フロイデンライヒによって発酵されたチーズに含まれるMK-9(4H)である。この変異体は、2番目と3番目のユニットがフィチルに置き換えられている。^[39]

• ビタミンK
• ビタミン_K1
• ビタミン_K3