Vitamin K – Cần thiết cho sức khỏe của xương

Vitamin K – Cần thiết cho sức khỏe của xương

 

 

Trong khi vai trò của vitamin K đối với việc đông máu đã được biết đến rộng rãi, các nghiên cứu hiện nay cũng chỉ ra vitamin K còn có vai trò quan trọng đối với sức khỏe của xương. Tuy nhiên, vì một lý do nào đó mà tầm quan trọng của vitamin K đối với sức khỏe của xương bị lu mờ, không được quan tâm bởi vai trò chính của nó đối với đông máu và thường không được nhắc đến.

Hệ lụy của sự phát hiện đầu tiên

Mới đây tôi gặp lại một người bạn mà đã lâu không gặp. Khi  gặp nhau lần đầu tiên, anh ấy nói với tôi bằng một giọng thì thầm, rụt rè rằng anh ấy là một kế toán viên. Khi  gặp lại lần này, anh ấy nói với tôi một cách tự tin rằng anh ấy là một giảng viên. Tôi cảm thấy khó có thể hiểu rằng đấy là cùng một người, là vì trong lần gặp gần đây nhất tôi vẫn thấy anh ấy là một kế toán viên nhút nhát, rụt rè. Trong cuộc sống,  một khi bạn có ấn tượng đầu tiên về một ai đó, rất khó để có thể liên hệ người đó với bất kỳ điều gì khác với ấn tượng ban đầu. Là con người, chúng ta thường có phản ứng như vậy không chỉ trong các tình huống xã hội mà còn cả trong việc tiếp nhận kiến thức. Chúng ta thấy cần phải ghi nhãn và phân loại mọi thứ, thường dựa trên những ghi nhận của người đầu tiên đối với mọi thứ và những chức năng đầu tiên của chúng là gì.

Cũng giống như nhiều điều trong cuộc sống, các chất dinh dưỡng quan trọng cũng thường được phân loại theo chức năng và vai trò ban đầu của chúng, hoặc theo những đặc điểm của chúng được phát hiện lần đầu tiên. Vitamin K cũng chịu chung số phận này.  Khi người ta phát hiện ra vitamin K, tác dụng đông máu (ngừa xuất huyết) là chức năng đầu tiên của vittamin K được phát hiện và vì thế người ta thậm chí gọi nó là vitamin đông máu; hay Koagulations vitamin (Vitamin K) khi lần đầu tiên thông tin về vitamin K được đăng trên tạp chí của Đức. Vì vậy khi vitamin K được đặt tên theo chức năng đầu tiên của nó thì thật khó để người ta liên hệ vitamin K với cái gì khác ngoài chức năng đông máu. Gần đây các nghiên cứu đã phát hiện ra vitamin K còn có vai trò quan trọng đối với các bộ phận khác trong cơ thể như sức khỏe của xương và hệ tim mạch. Tuy nhiên, rất khó để mọi người hiểu rằng vitamin K có tầm quan trọng rất lớn đối với sức khỏe xương và hệ tim mạch khi mà người ta chỉ nghĩ ảnh hưởng của vitamin K đối với sự đông máu.

Một cái nhìn sát thực hơn

Vitamin K là một đồng yếu tố của enzyme gammaglutamate carboxylase (GGCX). Enzyme này cần thiết cho những thay đổi hậu phiên mã của protein có chứa đuôi acid amin, acid glutamic (Glu). Với sự có mặt của vitamin K và GGCX, các protein này trải qua quá trình carboxyl hóa để thay đổi cấu trúc bằng việc chuyển đổi đuôi Glu thành đuôi γ-carboxyglutamic acid (Gla) (Hình 1). Ý nghĩa chức năng của sự thay đổi này đó là đuôi Gla có ái lực gắn kết mạnh mẽ với canxi. Theo cách đó, trong cơ chế tạo cục máu đông, vitamin K cần thiết cho sự hoạt hóa prothrombin, các nhân tố VII, IX và X và protein C, S và Z. Tuy nhiên, các protein-Gla khác được phát hiện trong cơ thể cũng dựa vào vitamin K để hoạt động như osteocalcin cần cho sự hình thành và phát triển xương (cụ thể là: tối ưu cách gắn canxi cho cấu trúc xương, và tăng lượng collagen trong xương); MGP (Protein Gla nền) có tác dụng ức chế vôi hóa động mạch, và Gas-6 (Grow Arrest Specific-6) có tác dụng điều tiết tăng sinh tế bào.

quatrinhcarboxylhoaproteing

Hình 1: Quá trình carboxyl hóa protein phụ thuộc vitamin K

Các yêu cầu về chế độ dinh dưỡng không tính đến các vai trò khác của Vitamin K

Như chúng ta đã biết, các yêu cầu chế độ dinh dưỡng cho người trưởng thành được xây dựng ban đầu bởi các cơ quan / tổ chức y tế (Tổ chức y tế thế giới: 65-80 µg/ngày [1] & Viện Y học 90-120µg / ngày [2]) nhằm ngăn ngừa việc chảy máu quá mức là ảnh hưởng lâm sàng của việc thiếu hụt vitamin K. Một nghiên cứu gần đây xác định bổ sung 54-62 µg vitamin K / ngày có thể ngăn ngừa tình trạng chảy máu quá mức [3], nhưng cũng trong nghiên cứu này, người ta phát hiện là phải cần tới 152-188µg vitamin K / ngày để ngăn ngừa hiện tượng tiêu xương do thiếu hụt vitamin K thứ phát (cận lâm sàng). Vì vậy yêu cầu vitamin K trong các chỉ định về độ dinh dưỡng hiện nay là chưa đủ để giúp ngăn ngừa các triệu chứng thiếu hụt vitamin K cận lâm sàng.

Tại sao thiếu hụt cận lâm sàng toàn tại

Đích đến ban đầu của vitamin K sau khi hấp thu qua đường tiêu hóa là gan. Toàn bộ nhu cầu vitamin K (cho chức năng đông máu) của gan được ưu tiên số một [4]. Nếu toàn bộ nhu cầu cho chức năng đông máu đã được đáp ứng, thì lượng vitamin K còn lại ra sẽ được chuyển tới các mô khác ngoài gan, nơi nó có thể thực hiện chức năng thứ hai của mình. Đây là lý do của việc tồn tại chứng thiếu hụt vitamin K cận lâm sàng mà không ảnh hưởng tới chức năng đông máu. Ở mức tối thiểu, dược động học của vitamin K đảm bảo nhu cầu đông máu được đáp ứng đầu tiên. Bởi vậy hiện tượng tiêu xương do thiếu hụt vitamin K có thể là một quá trình thầm lặng, thường không được phát hiện. Có một quan niệm hay sự lo lắng sai lầm phổ biến là vitamin K liều cao sẽ làm tăng nguy cơ gây cục máu đông. Tuy nhiên, tác dụng độc tính của vitamin K là rất hiếm, và theo như dược động học của vitamin K thì lượng vitamin K dư thừa được vận chuyển ra ngoài gan cho các chức năng khác và không có tác dụng carboxyl hóa các yếu tố đông máu nữa [4]. Vì vậy, trong thực tế chúng ta có thể sử dụng vitamin K liều cao trong thời gian dài [4].

Những ảnh hưởng của vitamin K đối với sức khỏe xương

Giống như câu chuyện với vitamin K; canxi và vitamin D được phân loại là hai dưỡng chất chính liên quan tới sức khỏe xương. Tuy nhiên vitamin K cũng có vai trò rất quan trọng đối với sức khỏe xương thông qua quá trình carboxyl hóa của osteocalcin. Quá trình này biến đổi cấu trúc của osteocalcin để tạo thành ba đuôi Gla có ái lực gắn kết mạnh mẽ với canxi [4]. Đủ lượng vitamin K có nghĩa là đủ lượng osteocalcin được carboxyl hóa có trong mô xương để gắn kết với canxi và đưa nó vào cấu trúc hydroxyapatite bền chắc. Quá trình này (và vì vậy vitamin K) là một phần thiết yếu của sự chuyển hóa, hình thành và phát triển xương. Lượng vitamin K không đủ cho sức khỏe xương có thể được xác định khi tỉ lệ giữa osteocalcin chưa carboxyl hóa và đã carboxyl hóa có trị số cao và kết quả là mật độ khối xương thấp hoặc khả năng gắn kết với hydroxyapatite thấp.

Tại sao các dưỡng chất khác cho sức khỏe xương được lợi từ vitamin K

Một bản đánh giá các nghiên cứu lâm sàng gần đây chỉ ra rằng bổ sung chỉ riêng canxi sẽ tạo ra hiệu quả thấp nhất trong việc cải thiện mật độ xương và liên quan tới việc tăng nguy cơ bị các vấn đề về tim mạch (nhồi máu cơ tim và đột quỵ)[5]. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của hằng định nội môi của canxi đối với sức khỏe xương. Vitamin D là một phần không thể thiếu được trong quá trình này, tuy nhiên vitamin K cũng có một vai trò chủ chốt trong hằng định nội môi của canxi giúp hạn chế các vấn đề về tim mạch khi chỉ sử dụng các chế phẩm chỉ bổ sung canxi. Vitamin K giúp cho quá trình carboxyl hóa protein matrix gla (MGP) có trong tim, thận, xương và phổi (Hình 2). Vai trò của nó là phân phối canxi đến đúng các cơ quan cần thiết và ức chế quá trình vôi hóa động mạch vốn là yếu tố chủ yếu trong các vấn đề về tim mạch [6]. Mức MGP carboxyl hóa thấp có liên quan tới hiện tượng tăng nguy cơ mắc các bệnh về tim mạch [6]. Bên cạnh đó, vitamin D trợ giúp việc sinh tổng hợp các osteocalcin chưa carboxyl hóa (Hình 2).  Osteocalcin là một protein tạo xương được sản xuất từ nguyên bào xương, có nhiệm vụ vận chuyển canxi vào mô xương. Osteocalcin cũng  kiểm soát để canxi được đưa đến đúng chỗ cần thiết là xương và không đi đến những bộ phận không cần thiết khác (mà có thể dẫn đến các biến chứng nguy hiểm). Osteocalcin sau khi được tổng hợp sẽ tồn tại ở dạng bất hoạt (không thể mang và gắn canxi vào khung xương). Vitamin K là nhân tố cần thiết để kích hoạt Osteocalcin từ dạng bất hoạt sang dạng hoạt động. Khi thiếu vitamin K, canxi sẽ tự do di chuyển vào bất kỳ bộ phận nào trong cơ thể. Khi đó, dù có vitamin D, canxi sẽ vẫn có thiên hướng gắn vào các mô mềm và mạch máu (như động mạch vành tim, thận, tĩnh mạch) hơn là gắn vào xương, gây ra nhiều bệnh như các bệnh như bệnh về xương khớp, vôi hóa mạch máu, xơ vữa động mạch, giãn tĩnh mạch, mạch vành tim, sỏi thận, suy thận, vôi hóa các mô liên kết và tạo vết nhăn. Ngoài ra, vitamin K còn tham gia vào việc hình thành xương thông qua cơ chế giảm tuổi thọ của hủy cốt bào, do đó làm giảm hủy xương. Vitamin K cũng làm tăng chất lượng của xương (sự đàn hồi, linh hoạt)  bằng cách tăng lượng collagen trong xương.  Collagen chiếm tới hơn một nửa khối lượng xương, và là nền tảng để canxi và các khoáng chất khác có thể tích lũy. Vì vậy, cần bổ sung đủ lượng vitamin K tương xứng với lượng vitamin D và canxi  được hấp thụ vào cơ thể, nếu không có thể dẫn đến tình trạng lượng protein chưa carboxyl hóa cao phá vỡ cân bằng nội môi và các hoạt động chức năng.

vitaminkvoicanxivitamind

Hình 2: Mối tương tác của vitamin K với canxi và vitamin D

Bằng chứng lâm sàng đối với sức khỏe xương

Một nghiên cứu cắt ngang phát hiện thấy tình trạng vitamin K thấp là một mối lo ngại trước tuổi trưởng thành [7]. Ở nhóm trẻ khỏe mạnh (n=86, độ tuổi trung bình: 10 tuổi), tỉ lệ giữa osteocalcin chưa carboxyl hóa với osteocalcin carboxyl hóa cao một cách đáng kể và thể hiện một tình trạng vitamin K rất thấp. Trẻ có biểu hiện thiếu hụt vitamin K cho chuyển hóa xương ở hầu khắp các giai đoạn phát triển khác nhau [7]. Những nghiên cứu khác cho thấy tình trạng vitamin K cao hơn ở trẻ có liên quan tới tổng lượng khoáng xương của cơ thể cao hơn [8, 9].

Ở phụ nữ mang thai và cho con bú, bổ sung vitamin K trước khi sinh cho thấy cải thiện khả năng gắn kết hydroxyapatite ở mẹ và bé hơn so với nhóm giả dược [10, 11]. Bổ sung vitamin K cũng có thể làm tăng lượng vitamin K trong sữa mẹ và trẻ sơ sinh.

Hầu hết các nghiên cứu lâm sàng về vitamin K đối với sức khỏe của xương được tiến hành ở phụ nữ sau mãn kinh. Một số nghiên cứu đã khẳng định tình trạng vitamin K thấp liên quan đến việc tăng nguy cơ gẫy xương hông và mật độ xương thấp hơn [12-14]. Một nghiên cứu mù đôi ngẫu nhiên có đối chứng giả dược với sự tham gia của 181 phụ nữ sau mãn kinh khỏe mạnh, vitamin K được bổ sung vào một sản phẩm bổ xương (chứa canxi, magiê và vitamin D) [15]. Kết quả cho thấy công thức kết hợp vitamin K làm giảm đáng kể hiện tượng giảm mật độ khoáng xương và giảm nguy cơ gẫy xương so nhiều hơn so với kết quả của nhóm sử dụng sản phẩm không bổ sung vitamin K. Trong một nghiên cứu tương tự, việc kết hợp thêm vitamin K làm tăng mật độ khoáng xương trong khi công thức không có vitamin K (chỉ gồm canxi và vitamin D) vẫn có hiện tượng giảm mật độ khoáng xương[16].

Kết luận

Như đã bàn luận ở trên, người ta thường ngay lập tức liên hệ vitamin K với tác dụng đông máu. Tuy nhiên, vai trò của vitamin K đối với hằng định nội môi của canxi, sự hình thành và chuyển hóa của xương đã được khẳng định và đáng được ghi nhận bên cạnh tác dụng đông máu. Việc thiếu hụt vitamin K cận lâm sàng gây tiêu xương có thể phổ biến hơn là chúng ta có thể nhận biết và các bằng chứng lâm sàng, tuy vẫn trong giai đoạn ban đầu, cũng đã khẳng định vai trò của vitamin K đối với sức khỏe của xương.

Tài liệu tham khảo

  1. (WHO), World Health Organization (2004) ‘Vitamin and mineral requirements in human nutrition.’ WHO & Food and Agriculture Organization of the United Nations.
  2. Food & Nutrition Board, Institute of Medicine (2000) ‘Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vandium and Zinc.’ National Academy Press.
  3. Tsugawa, N., K. Uenishi, H. Ishida, T. Minekami, A. Doi, S. Koike, T. Takase, M. Kamao, Y. Mimura, and T. Okano, (2012) ‘A novel method based on curvature analysis for estimating the dietary vitamin K requirement in adolescents.’ Clin Nutr. 31(2): p. 255-60.
  4. Vermeer, C., (2012) ‘Vitamin K: the effect on health beyond coagulation – an overview.’ Food Nutr Res. 56.
  5. Bolland, M.J., A. Avenell, J.A. Baron, A. Grey, G.S. MacLennan, G.D. Gamble, and I.R. Reid, (2010) ‘Effect of calcium supplements on risk of myocardial infarction and cardiovascular events: meta-analysis.’ BMJ. 341: p. c3691.
  6. Schurgers, L.J., (2013) ‘Vitamin K: key vitamin in controlling vascular calcification in chronic kidney disease.’ Kidney Int. 83(5): p. 782-4.
  7. van Summeren, M., L. Braam, F. Noirt, W. Kuis, and C. Vermeer, (2007) ‘Pronounced elevation of undercarboxylated osteocalcin in healthy children.’ Pediatr Res. 61(3): p. 366-70.
  8. O’Connor, E., C. Molgaard, K.F. Michaelsen, J. Jakobsen, C.J. Lamberg-Allardt, and K.D.
  9. Cashman, (2007) ‘Serum percentage undercarboxylated osteocalcin, a sensitive measure of vitamin K status, and its relationship to bone health indices in Danish girls.’ Br J Nutr. 97(4): p. 661-6.
  10. van Summeren, M.J., S.C. van Coeverden, L.J. Schurgers, L.A. Braam, F. Noirt, C.S. Uiterwaal, W. Kuis, and C. Vermeer, (2008) ‘Vitamin K status is associated with childhood bone mineral content.’ Br J Nutr. 100(4): p. 852-8.
  11. Greer, F.R., S.P. Marshall, A.L. Foley, and J.W. Suttie, (1997) ‘Improving the vitamin K status of breastfeeding infants with maternal vitamin K supplements.’ Pediatrics. 99(1): p. 88-92.
  12. Thijssen, H.H., M.J. Drittij, C. Vermeer, and E. Schoffelen, (2002) ‘Menaquinone-4 in breast milk is derived from dietary phylloquinone.’ Br J Nutr. 87(3): p. 219-26.
  13. Booth, S.L., K.E. Broe, D.R. Gagnon, K.L. Tucker, M.T. Hannan, R.R. McLean, B. Dawson-Hughes, P.W. Wilson, L.A. Cupples, and D.P. Kiel, (2003) ‘Vitamin K intake and bone mineral density in women and men.’ Am J Clin Nutr. 77(2): p. 512-6.
  14. Booth, S.L., K.E. Broe, J.W. Peterson, D.M. Cheng, B. Dawson-Hughes, C.M. Gundberg, L.A. Cupples, P.W. Wilson, and D.P. Kiel, (2004) ‘Associations between vitamin K biochemical measures and bone mineral density in men and women.’ J Clin Endocrinol Metab. 89(10): p. 4904-9.
  15. Feskanich, D., P. Weber, W.C. Willett, H. Rockett, S.L. Booth, and G.A. Colditz, (1999) ‘Vitamin K intake and hip fractures in women: a prospective study.’ Am J Clin Nutr. 69(1): p. 74-9.
  16. Braam, L.A., M.H. Knapen, P. Geusens, F. Brouns, K. Hamulyak, M.J. Gerichhausen, and C. Vermeer, (2003) ‘Vitamin K1 supplementation retards bone loss in postmenopausal women between 50 and 60 years of age.’ Calcif Tissue Int. 73(1): p. 21-6.
  17. Je, S.H., N.S. Joo, B.H. Choi, K.M. Kim, B.T. Kim, S.B. Park, D.Y. Cho, K.N. Kim, and D.J. Lee, (2011) ‘Vitamin K supplement along with vitamin D and calcium reduced serum concentration of undercarboxylated osteocalcin while increasing bone mineral density in Korean postmenopausal women over sixty-years-old.’ J Korean Med Sci. 26(8): p. 1093-8.

 

Chia sẻ bài viết:Share on Facebook0Tweet about this on TwitterShare on Google+0Email this to someoneBuffer this pageShare on LinkedIn0Digg thisShare on Reddit0