Nelle piante a foglia verde e nelle alghe (vitamina K1) e negli alimenti animali e fermentati (vitamina K2) si trovano due importanti micronutrienti presenti in natura appartenenti alla famiglia delle vitamine liposolubili del gruppo K. Le funzioni biologiche della vitamina K2 sono molteplici e sono stati recentemente pubblicati numerosissimi studi che ne evidenziano le funzioni benefiche tra cui la promozione dell’osteogenesi, la prevenzione delle calcificazioni, il sollievo dai sintomi della menopausa, il potenziamento del rilascio di energia mitocondriale, gli effetti epatoprotettivi e neuroprotettivi e il possibile uso nel trattamento della malattia da coronavirus, spiegando i meccanismi di azione associati a questi effetti biologici. Nel complesso, i risultati dedotti da questa ampia serie di pubblicazioni scientifiche suggeriscono che la Vitamina K2, fa parte di una importante famiglia di nutrienti fondamentali per il normale funzionamento della salute umana. Essa, infatti, agisce direttamente o indirettamente su quasi tutti i principali sistemi del corpo regolando centinaia di processi fisiologici o patologici.
La vitamina K è una famiglia di molecole liposolubili scoperta per la prima volta nel 1929 da Henrik Dam e Fritz Schönheyder. Da allora la Vitamina K è stata ampiamente studiata, sia dal punto di vista chimico che biologico. La vitamina K si presenta in tre sottotipi principali, Vitamina K1 (fillochinone), Vitamina K2 (menachinoni) e Vitamina K3 (menadione), ciascuno contenente una struttura centrale comune. Sia la vitamina K1 che la K2 sono presenti in natura, rispettivamente nelle piante a foglia verde e nelle alghe (tramite la fotosintesi) o negli alimenti animali e fermentati (prevalentemente attraverso una certa sintesi batterica).
La vitamina K2 comprende diversi composti noti come menachinone-n (MK-n), in base alla variazione di lunghezza della catena laterale. MK-4, MK-7 e MK-9 sono i menachinoni più studiati. L’MK-4 è l’unico tra i diversi menachinoni che può essere prodotto nell’organismo tramite un processo di conversione dalla Vitamina K1 o dalla K3, senza il coinvolgimento dell’azione batterica. MK-4 ha la più alta bioattività, tuttavia la MK-7 possieda una biodisponibilità maggiore e un’emivita più lunga a causa della sua natura più idrofobica il che rende il Menaquinone 7 quello maggiormente utilizzato nella supplementazione. La fonte più ricca di MK-7 è risultata essere il ‘natto’, un alimento giapponese a base di semi di soia, fermentati con Bacillus subtilis.
Il calcio, è ormai nozione comune, è fondamentale per un corretto metabolismo osseo. Il calcio presente negli alimenti o come supplementazione subisce un processo di ionizzazione ad opera dell’ambiente acido presente nello stomaco (è questa una delle cause, certo non l’unica ma di sicuro tra le più importanti, dell’osteoporosi indotta dagli inibitori di pompa protonica) e viene trasportato dalle proteine calcio-leganti alle cellule ossee dove attraverso un meccanismo elettrostatico si lega all’idrossiapatite tramite l’osteocalcina. L’osteocalcina è una delle principali proteine non collagene VitK-dipendenti (VKDP) presenti nelle ossa e secrete da osteoblasti. La carenza di Vitamina K2 movimenta nuovamente il calcio ione dall’osso al sangue (riassorbimento), con conseguente osteoporosi.
I principali costituenti ossei sono le proteine (30%) nella parte organica e l’idrossiapatite (70%) nella parte inorganica. La parte organica contiene almeno due specifiche proteine Gla Vitamina K2-dipendenti; l’osteocalcina e la proteina di matrice Gla (MGP), che hanno caratteristiche di legare il calcio ma necessitano della Vitamina K2 come cofattore per consentire loro di legarsi agli ioni calcio nell’idrossiapatite, che in particolare trasforma i residui di glutammato (Glu) di OC/MGP in residui di γ-carbossiglutammato (Gla) attraverso un processo ciclico ossido-riduttivo. Questo ciclo di Vitamina K consente al corpo di riutilizzare la Vitamina K2, diminuendo il fabbisogno dietetico.
l processo di carbossilazione delle VKDP (proteine dipendenti dalla vitamina K) inizia con la conversione dei residui selettivi di glutammato sulle VKDP in residui di γ-carbossiglutammato da parte dell’enzima γ-glutamil carbossilasi, aumentando la loro affinità per Ca2+ che, caricato positivamente attraverso interazioni elettrostatiche, forma un reticolo di idrossiapatite che precede la mineralizzazione ossea e completa il fisiologico processo di osteogenesi. A seguito di questo processo, la maggior parte dell’osteocalcina (OC) si accumula nella matrice ossea legandosi al calcio, mentre una piccola percentuale (~20%) fluisce nella circolazione sanguigna.
L’osteocalcina non carbossilata o sottocarbossilata è considerata un indicatore clinico dello stato di Vitamina K2, a causa della dipendenza da essa. Purtroppo ad oggi, nonostante l’importanza come marcatore della regolarità del metabolismo osseo, non viene dosata in quasi nessun laboratorio.
Ma non è solamente questa l’importanza della vitamina K2; essa, infatti, regola anche la funzione degli osteoblasti, compresa la modulazione della loro proliferazione e differenziazione, inibendone la morte che avviene tramite un processo chiamato apoptosi e aumentando l’attività dei geni che sovraintendono alla formazione della struttura ossea. Infatti è stato documentato che dopo l’esposizione degli osteoblasti alla Vitamina K2 vi sia un aumento della produzione di osteocalcina e dell’attività della fosfatasi alcalina specifica per l’osso. Questo, ed è di particolare importanza, è stato dimostrato anche in caso di danno da glucocorticoidi, ove la Vitamina K2 mostrava un effetto osteoprotettivo sugli osteoblasti promuovendo il normale metabolismo osseo. La vitamina K2 (principalmente come MK-4 e MK-7) svolge anche un effetto epigenetico. Essa, infatti, incrementa l’attività dei geni attivi sulla produzione del tessuto osseo e dei geni correlati alla sintesi della matrice extracellulare, attivando un recettore nucleare degli osteoblasti che, modulando la trascrizione genica, promuove l’accumulo di collagene. Altro effetto epigenetico è svolto nei confronti degli osteoclasti, ma in questo caso tramite una regolazione al ribasso (o downregulation come si legge nelle pubblicazioni scientifiche) della via di comunicazione attraverso la quale il fattore nucleare kappa-B (NF-κB) attiva l’osteoclastogenesi. Da notare che ciò avviene sia in condizioni basali sia, cosa molto interessante, anche su quella indotta dalle citochine infiammatorie. Sono quindi numerosi i meccanismi attraverso i quali la vitamina K2 protegge l’osso e tra questi anche attraverso l’incremento dell’osteoprotegerina (OPG) che è un fattore inibitorio dell’osteoclastogenesi, la riduzione della formazione del RANKL (attivatore del recettore del ligando del fattore nucleare kappa-B), la limitazione delle attività di numerosi fattori di riassorbimento osseo, tra cui la prostaglandina-E2, l’interleuchina (IL)-1α , l’interleuchina 6 (IL-6) e la stessa Vitamina D quando è attivata in eccesso (1,25(OH) promuovendo in conclusione un effetto pro-ricostruttivo dell’osso sia stimolando la deposizione del calcio sia inibendone il riassorbimento .
In sintesi, le prove supportano il ruolo della Vitamina K2 nel mantenimento della salute ossea tramite l’aumento della forza e della densità ossea, l’aumento del contenuto minerale osseo, l’inibizione del riassorbimento osseo con conseguente diminuzione del rischio di fratture, la riduzione della perdita urinaria di calcio, l’abbassamento dei livelli sierici di fosfatasi alcalina e la sovraregolazione dei livelli di osteocalcina carbossilata.
È quindi da sfatare un mito. La vitamina K2 non è la stampella della vitamina D se non in casi molto particolari ma ha una sua propria funzione da essa indipendente. E non solo sul tessuto osseo, ma anche ad esempio sulle calcificazioni vascolari, valvolari cardiache e cartilaginee, sulle cellule epatiche, sull’ipossia mitocondriale (la struttura chimica del coenzima Q10 e del Menaquinone 7 sono molto simili e quindi può surrogarlo in casi di sofferenza mitocondriale), sulla neuroprotezione (in questo caso maggiormente la Vitamina K2 MK4) e, secondo studi recenti nel coadiuvare la terapia nel COVID-19; ma queste sono altre storie che saranno oggetto di articoli successivi
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