Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sind die Aufrechterhaltung der bestmöglichen Herz-Kreislauf- und der Knochengesundheit zwei der wichtigsten Faktoren für ein gesundes Altern. Da die westliche Bevölkerung jedoch inzwischen eine höhere Lebenserwartung als jemals zuvor hat, treten immer häufiger altersbedingte Beeinträchtigungen auf, wie z. B. eine schwindende Knochengesundheit und gravierende Herz-Kreislauf-Probleme. Es ist jedoch klinisch erwiesen, dass ein einfaches Vitamin – Vitamin K2 – beide Beschwerden lindern kann. Außerdem ist es die einzige Substanz, die nachweislich die Arterienverkalkung reduziert. Vitamin K2 – insbesondere in Form von Menachinon-7 (MK-7) – hat sich als ein Vitamin herauskristallisiert, das wesentlich zur Gesundheit des gesamten Körpers beiträgt und die Fähigkeit fördert, auf gesunde Weise zu altern. Die Forschung hat einen eindeutigen Zusammenhang zwischen einem Mangel an K2 und einem erhöhten Risiko für altersbedingte Schädigungen des Skeletts und des Herz-Kreislauf-Systems festgestellt. Spannende, neue Forschungsergebnisse haben diese Liste um weitere Gesundheitsbereiche erweitert, darunter die Gesundheit des Gehirns, die Sehkraft, die Schmerzbehandlung und die Lungengesundheit.
Erläuterungen zu Vitamin K2
Die K-Vitamine sind eine „Familie“ von Vitaminen, die aus zwei wichtigen Formen bestehen: Vitamin K1 (Phylochinon) und Vitamin K2 (Menachinon). Dabei kann man K1 und K2 als „zweieiige Zwillinge“ betrachten. Sie haben Gemeinsamkeiten, z. B. wirken sie in der Leber und tragen zur Blutgerinnung bei, und chemisch gesehen teilen sie sich einen Chinonring namens Menadion. Vitamin K2 enthält jedoch mehrere Moleküle, sogenannte Menachinone, die es wirksamer machen als K1. Es kann über die Leber hinaus in andere Systeme gelangen. Die Wahl der richtigen Form von Vitamin K2 ist entscheidend. Die meisten Nahrungsergänzungsmittel enthalten K2 als MK-4 (Menachinon-4) oder K2 als MK-7 (Menachinon-7). Aufgrund seiner längeren Seitenkette ist MK-7 besser bioverfügbar und hat eine viel längere Halbwertszeit im Körper als MK-4. Außerdem kommt es mit einer geringeren Dosis aus und muss weniger häufig eingenommen werden – ein Mikrogramm des MK-7 im Vergleich zu mehreren Milligramm MK-4 pro Tagesdosis (1 – 3).
Wie funktioniert K2?
Entscheidend im Zusammenhang mit der Knochen- und Herzgesundheit ist der Status von Proteinen – insbesondere Matrix Gla Protein (MGP) und Osteocalcin (OC). Diese Proteine sind entweder aktiv (carboxyliert) oder träge (uncarboxyliert). Je mehr aktive Proteine im Blutkreislauf sind, desto besser funktionieren die physiologischen Systeme, die an diese Proteine gebunden sind. Wenn es um die Gesundheit der Knochen und des Herzens geht, sind OC und MGP jeweils von Vitamin K2 abhängig.
MGP sorgt dafür, dass sich Kalzium nicht an den Endothelen der Arterien anhaftet. Durch diese Ablagerungen entstehen Plaques, die dazu führen, dass sich die Arterien allmählich versteifen und verengen, wodurch der sauerstoffreiche Blutfluss zum Herzen, zum Gehirn, zu den Augen und zur Peripherie eingeschränkt wird. Studien haben bestätigt, dass ein hoher Grad an Gefäßverkalkung ein Indikator für einen gefährlichen kardiovaskulären Zustand ist und dass MGP einen der wichtigsten bekannten Modulatoren der Gefäßverkalkung darstellt. MGP ist auf K2 angewiesen, um aktiviert zu werden, so dass es Kalzium aus den Arterien und Gefäßen abtransportieren kann (4 – 9).
Die Aktivierung erfolgt auf folgende Weise: Vitamin-K-abhängige Proteine – wie das MGP – enthalten Glutaminsäurereste (Glu). Während der Carboxylierung (d. h. wenn ein Kohlenstoffatom in Doppelbindung mit einem Sauerstoffatom und in Einfachbindung mit einer Hydroxylgruppe eingeführt wird) wird Glu durch das Enzym γ-Glutamylcarboxylase in γ-Carboxyglutamat (Gla)-Reste umgewandelt. Gla bindet Kalzium-Ionen und sorgt dafür, dass sich das Kalzium in den Knochen ablagert, wo es benötigt wird. Es hält Kalzium vom Herzen und den Blutgefäßen fern, wo es Schäden verursachen könnte. Damit all dies geschehen kann, benötigt die γ-Glutamylcarboxylase Vitamin K2 in Form von MK-7, um den Prozess in Gang zu setzen.
Gesundes Altern beginnt in jungen Jahren
Nach Angaben der International Osteoporosis Foundation erleidet weltweit jede dritte Frau über 50 und jeder fünfte Mann über 50 einen durch Osteoporose verursachten Knochenbruch (10). Diese Zahlen unterstreichen nur, wie wichtig es ist, so früh wie möglich eine Grundlage für die Knochengesundheit zu schaffen. Die Wahrscheinlichkeit, im späteren Leben eine Knochenerkrankung zu entwickeln, hängt eng mit der Menge an Knochenmasse zusammen, die man vor dem Alter von 30 Jahren aufbaut. Bis zu 90 Prozent der maximalen Knochenmasse werden bei Mädchen bis zum Alter von 18 Jahren und bei Jungen bis zum Alter von 20 Jahren gebildet. Eine Zunahme der Knochenmasse um nur 10 Prozent verringert das Risiko eines osteoporotischen Bruchs im Erwachsenenalter um schätzungsweise 50 Prozent (11).
Die Bedeutung von Vitamin K2 findet sich an der Basis der grundlegenden menschlichen Entwicklung. Alle sieben Jahre wird das gesamte Skelett erneuert, ein Prozess, der von Osteoblasten und Osteoklasten gesteuert wird. Die gleichen Zellen werden von MK-7 beeinflusst: Osteoblasten produzieren Osteocalcin, das gleiche Vitamin-K-abhängige Protein, das Kalzium an die Knochenmatrix bindet.
Eine 2014 in Food & Function veröffentlichte Studie ergab, dass gesunde Kinder den größten gewebespezifischen Vitamin-K-Mangel aufweisen – acht- bis zehnmal mehr inaktives Osteocalcin –, gefolgt von Erwachsenen ab 40 Jahren (12). In einer achtwöchigen, doppelblinden, randomisierten, Placebokontrollierten Studie erhielten gesunde, vorpubertäre Kinder 45 µg Vitamin K2 in Form von MenaQ7®.
Die Placebogruppe zeigte keine signifikanten Veränderungen bei inaktivem Osteocalcin (ucOC), aktivem Osteocalcin (cOC) oder dem Verhältnis von inaktivem zu aktivem Osteocalcin (UCR). Bei denjenigen, die das Vitamin-K2Präparat einnahmen, wurde jedoch eine erhöhte Osteocalcin-Aktivierung festgestellt, der entscheidende Marker für den Vitamin-K2-Status, so das Fazit der Studie im British Journal of Nutrition 2009 (13).
Und es muss noch mehr getan werden, um den K2-Mangel bei Kindern zu beheben. In einer Studie aus dem Jahr 2017 wurde ein „beunruhigender Anstieg“ der Zahl der Niedrigenergiefrakturen bei gesunden Kindern und Jugendlichen nachgewiesen. Die Forscher stellten fest, dass mehrere Risikofaktoren zu diesem wachsenden Gesundheitsproblem beitragen könnten. Sie kommentierten ihre Untersuchungsergebnisse wie folgt: „Zu den wichtigsten Überlegungen gehören mangelhafte oder unzureichende Ernährung und Nährstoffunterversorgung, einschließlich Kalzium, Vitamin D und Vitamin K (…) Die besondere Rolle von Vitamin K2, insbesondere Menachinon-7 (MK-7), wurde in der Literatur hervorgehoben und von Vitamin K1 bei der Aufrechterhaltung der Kalziumhomöostase und eines gesunden Skelettsystems unterschieden.“ Die Schlussfolgerung lautete, dass Vitamin K2 in Form von MK-7 – in Verbindung mit Vitamin D3 – als eine gesunde Option angesehen werden sollte, um diese Zahlen zu senken (14).
Klinische Bewertung
Knochengesundheit
Alle bemerkenswerten Ergebnisse der Vitamin-K2-Forschung, die in den letzten 20 Jahren erzielt wurden, standen in Verbindung mit MenaQ7® von NattoPharma, dem Ausgangsmaterial, das den Wissenschaftlern zur Verfügung gestellt wurde und die sicheren und wirksamen gesundheitlichen Vorteile bestätigt. Die Forschung hat wiederholt bewiesen, dass Vitamin K2 in Form von MK-7 zu einer verbesserten Knochen- und Herz-Kreislauf-Gesundheit beiträgt. Diese Studien wurden an Erwachsenen und Kindern, Männern und Frauen, gesunden und kranken Bevölkerungsgruppen durchgeführt, was es zu einem überzeugenden – sogar unverzichtbaren – Nährstoff für alle Lebensabschnitte werden lässt, unabhängig von unserem allgemeinen Gesundheitszustand.
Eine über drei Jahre durchgeführte Studie mit MenaQ7® von NattoPharma an 244 gesunden Frauen nach der Menopause, deren Resultate 2013 in Osteoporosis International veröffentlicht wurden, zeigte den ersten klinisch statistisch signifikanten Schutz der Wirbelknochen und der Hüfte (Oberschenkelhals) vor Knochenschwund mit einer täglichen Nahrungsdosis von 180 µg MenaQ7®. Nach der Supplementierung war der Erhaltungsstatus des Knochenmineralgehalts und der Knochenmineraldichte in der MenaQ7®-Gruppe statistisch signifikant. Darüber hinaus wurde die Knochenfestigkeit statistisch verbessert, was einen therapeutischen Nutzen für die MenaQ7®-Gruppe im Vergleich zur Placebo-Gruppe untermauert (15).
Kardiovaskuläre Gesundheit
Steigendes Alter und ungesunde Lebensgewohnheiten beinträchtigen die kardiovaskuläre Gesundheit in zunehmendem Maße, die Zahlen liefern ein düsteres Bild. Nach Angaben der WHO sind Herz-Kreislauf-Erkrankungen für mehr als die Hälfte aller Todesfälle in der Europäischen Region verantwortlich. 80 Prozent der vorzeitig auftretenden Herzerkrankungen und Schlaganfälle sind jedoch vermeidbar (16).
Eine mangelhafte kardiovaskuläre Gesundheit ist gekennzeichnet durch die Ansammlung von Kalzium in den Arterienwänden und die Verhärtung der Gefäße durch Plaque-Ablagerungen, bei denen Kalzium der wichtigste Mineralbestandteil ist. Zur Erinnerung: Vitamin K2 als MK-7 ist dafür bekannt, dass es Kalzium aus den Arterien in die Bereiche bringt, die es benötigen. Diese lebenswichtige Wirkung wurde in einer Studie aus dem Jahr 2015 nachgewiesen, bei der dieselbe Kohorte wie bei der bereits in Osteoporosis International erwähnten Studie untersucht wurde.
Die Probanden im Alter von 55 bis 65 Jahren wurden nach dem Zufallsprinzip ausgewählt, um drei Jahre lang täglich 180 µg MenaQ7® oder Placebo-Kapseln einzunehmen. Nach dreijähriger Behandlung hatte sich der Stiffness Index ß in der MK-7-Gruppe mit der anfänglich höchsten arteriellen Steifigkeit im Vergleich zur ähnlichen Subpopulation in der Placebogruppe deutlich verringert. Die Ergebnisse der Messung der Pulswellengeschwindigkeit und der Ultraschalltechniken bestätigten, dass Vitamin K2 in Form von MK-7 nicht nur die altersbedingte Versteifung der Arterienwände hemmte, sondern auch eine statistisch signifikante Verbesserung der Gefäßelastizität bewirkte (17).
Einige Jahre später zeigte eine neue einjährige klinische Studie, dass eine tägliche Gabe Vitamin K2 in Form von MK-7 (als MenaQ7®) bei 243 gesunden Probanden (77 Männer, 166 Frauen) mit schlechtem Vitamin-K-Status die vaskuläre Gesundheit verbesserte – gemessen an der signifikanten Senkung der Werte des inaktiven MGP (18).
Über die Knochen- und Herzgesundheit hinaus
Knochen- und Herz-Kreislauf-Gesundheit sind zwar zwei Kernbereiche, die sich auf ein gesundes Altern auswirken, aber es gibt auch neue Forschungsergebnisse, die den Vitamin-K2-Mechanismus mit anderen wichtigen Gesundheitsfragen in Verbindung bringen.
Gesundheit des Gehirns
Die Arterienversteifung durch Verkalkung, die ein hoher zirkulierender inaktiver MGPWert verursacht, tritt auch im Gehirn auf. Eine Studie aus dem Jahr 2018 untersuchte die Rolle der durch Verkalkung verursachten Aortensteifigkeit als Faktor, der zur Entwicklung einer Demenz oder der Alzheimer-Krankheit beiträgt und der vom MGP-Status abhängt.
Die Aortensteifigkeit ist das Ergebnis von Risikofaktoren für kardiovaskuläre Erkrankungen (z. B. Bluthochdruck, Diabetes, Alter usw.) und wird anhand der kardio-femoralen Pulswellengeschwindigkeit (cfPWV) gemessen. Eine hohe cfPWV korreliert mit Hyperintensitäten der weißen Substanz und Amyloidablagerungen im Gehirn sowie mit kognitivem Abbau. Daher untersuchten die Autoren einer Studie, ob Maßnahmen zur Verlangsamung der Arterienversteifung (wie K2-Supplementierung) das Demenzrisiko verringern können (19).
Da K2 die Blut-Hirn-Schranke passieren kann, ist es ein geeigneter Faktor für Analysen in Bereichen wie der Parkinson-Krankheit, die zum Teil durch neuronale Entzündungen gekennzeichnet ist. In einer kürzlich veröffentlichten Studie wurde ein Zusammenhang zwischen einem niedrigen K2-Status und dem neuro-inflammatorischen Status von Parkinson-Patienten hergestellt (20). Darüber hinaus wird in einer klinischen Studie in Deutschland die Wirksamkeit von Vitamin K2 für Parkinson-Patienten untersucht, um zu ermitteln, ob Vitamin K2 das Energieniveau erhöhen und die Symptome bei Menschen mit mitochondrial bedingter Parkinson-Krankheit verbessern kann.
Erst kürzlich wurde in einer US-amerikanischen Übersichtsarbeit aus dem Jahr 2021 analysiert, inwieweit Vitamin K2 mit Faktoren in Verbindung steht, die an der Entstehung der Alzheimer-Krankheit beteiligt sind. Die Schlussfolgerung lautete, dass diese Resultate zeigen, dass K2 das Fortschreiten der Alzheimer-Krankheit verlangsamen und zu ihrer Vorbeugung beitragen kann (21). Die Forscher schreiben: „Unsere Übersichtsarbeit ist die erste, die die physiologische Rolle von Vitamin K2 im Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit betrachtet, und angesichts der jüngsten Verlagerung der Alzheimer-Forschung hin zu nicht-pharmakologischen Interventionen unterstreichen unsere Ergebnisse die Aktualität und den Bedarf an klinischen Studien mit Vitamin K2.“
Unterstützung des Sehvermögens
Arterielle Versteifung durch Verkalkung, die durch einen hohen Anteil an uncarboxyliertem MGP im Blut verursacht wird, tritt auch in den Augenkapillaren (d. h. in der Mikrozirkulation der Netzhaut) auf. In einer kürzlich veröffentlichten Arbeit wurde die Rolle der durch Verkalkung hervorgerufenen Aortensteifigkeit als ein Faktor untersucht, der die Gesundheit der retinalen Arteriolen positiv beeinflusst.
Da frühere Studien darauf hindeuteten, dass aktives MGP dazu beiträgt, die Integrität der Mikrozirkulation in den Nieren und im Herzmuskel aufrechtzuerhalten, untersuchten die Forscher seine Rolle bei der Erhaltung der retinalen Mikrozirkulation in einer Gruppe flämischer Probanden. Die Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass zirkulierendes inaktives MGP ein langfristiger Prädiktor für einen geringeren Durchmesser der retinalen Arteriolen in der Allgemeinbevölkerung sein kann. Die Beobachtungen lassen vermuten, dass eine Vitamin-K2Supplementierung die Netzhautgesundheit fördern könnte. Die Autoren wiesen darauf hin, dass frühere Studien gezeigt haben, dass Personen mit Glaukom eine höhere aortale Pulswellengeschwindigkeit sowie eine allgemeine Arteriolenverengung aufweisen (22).
Blutzucker
Personen mit Typ-2-Diabetes mellitus (T2DM) haben eine chronische Hyperglykämie aufgrund einer verminderten Insulinsensitivität, die zur Demineralisierung der Knochen führt und wahrscheinlich mit Veränderungen der Serumspiegel von OC und Insulin einhergeht. Dieser Effekt ist noch stärker, wenn die Vitamine D3 und K2 nicht in ausreichender Menge zugeführt werden. In einer kürzlich veröffentlichten Studie wurde die Wirkung von Vitamin-D3- und Vitamin-K2-Präparaten allein oder in Kombination auf den OCSpiegel und die Stoffwechselparameter bei 40 erwachsenen Teilnehmern mit T2DM untersucht. Die Studie zeigte, dass Vitamin K2 die carboxylierten OC-Spiegel erhöhte, was sich offenbar positiv auf die Faktoren von T2DM auswirkte (23).
Periphere Neuropathie
Diabetische periphere Neuropathie ist eine häufige und schwere Komplikation des Diabetes. In einer kürzlich durchgeführten Studie wurden Faktoren untersucht, die mit der akuten diabetischen Neuropathie bei Typ-2-Diabetes und insbesondere mit dem inaktiven MGP in Verbindung stehen. Da MGP in mehreren Komponenten des Nervensystems exprimiert wird und bei einigen neurologischen Erkrankungen eine Rolle spielt, ist es wahrscheinlich, dass es bei der Homöostase des peripheren Nervensystems von Bedeutung ist. Der Zusammenhang zwischen diabetischer Neuropathie und der inaktiven Form von MGP signalisiert, dass es neue pathophysiologische Wege gibt, die es zu erforschen gilt. Weitere Studien sind erforderlich, um festzustellen, ob inaktives MGP als Biomarker für die sensorische Neuropathie verwendet werden kann. Da inaktives MGP ein Marker für einen schlechten Vitamin-K-Status ist, sollten klinische Studien durchgeführt werden, um die mögliche schützende Wirkung einer hohen Vitamin-K-Zufuhr auf die periphere diabetische Neuropathie zu untersuchen (24).
Migräne
Bei Migränepatienten wurde im Vergleich zu alters- und geschlechtsgleichen Kontrollpersonen eine deutlich erhöhte Arteriensteifigkeit festgestellt. Diese Zunahme der arteriellen Steifigkeit korreliert mit einer Vermehrung der Marker für einen Vitamin-K2-Mangel (d. h. inaktives MGP) (25).
IBD
Bei Erkrankungen des unteren Gastrointestinaltrakts, wie z. B. entzündlichen Darmerkrankungen (IBD), scheint ebenfalls ein hoher Gehalt an uncarboxyliertem MGP ein wesentlicher ätiologischer Faktor zu sein. Eine Querschnittsstudie, die an 70 Teilnehmern mit IBD (30 mit Colitis ulcerosa und 40 mit Morbus Crohn) und 60 alters- und geschlechtsgleichen gesunden Kontrollpersonen realisiert wurde, zeigte, dass die Werte des uncarboxylierten MGP bei den IBD-Patienten im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe deutlich höher sind (26).
Allgemeine Unterstützung der Gesundheit
Eine kürzlich durchgeführte klinische Untersuchung zeigte einen Zusammenhang zwischen dem Vitamin-K2-Status bei Personen mit COVID-19. Der K2-Status wurde bei 123 Personen mit COVID-19 und 184 Kontrollpersonen analysiert. Die Ergebnisse erbrachten, dass die inaktiven MGP-Spiegel bei COVID-19-Patienten im Vergleich zu den Kontrollpersonen signifikant höher waren, ebenso wie bei COVID-19-Patienten mit ungünstigem Verlauf im Vergleich zu denen mit weniger schwerem Verlauf – all dies deutet auf einen Zusammenhang zwischen Vitamin-K-Mangel und der Schwere der Erkrankung hin. Außerdem korrelierten niedrige aktive MGP-Spiegel signifikant mit Desmosinspiegeln, einem Maß für den Abbau von Elastin, das ein wichtiger Faktor für die Lungengesundheit ist (27).
Da die COVID-19-Pandemie fortdauert, wird in Indien und den Niederlanden weiter geforscht, um weitere Einsatzmöglichkeiten von K2 als MK-7 zu ermitteln, die eine Minderung der Schwere des Krankheitsverlaufes zum Ziel haben.
Fortgesetzte Anstrengungen bei der Forschung
Die veröffentlichten klinischen Daten zu Vitamin K2 als MK-7 sind zwar umfangreich und bilden eine solide Grundlage im Hinblick auf seine Rolle bei der Erhaltung der Gesundheit im Alter, aber diese wichtige Arbeit ist noch lange nicht abgeschlossen.
Neben der laufenden Forschung ist eine der wichtigsten Maßnahmen zur Behebung des weltweiten Mangels die Festlegung einer K2-spezifischen empfohlenen Tagesdosis (RDI), eine Anstrengung, die NattoPharma angeführt hat. Angesichts der wachsenden Zahl von Forschungsarbeiten, die die Auswirkungen und potenziellen Folgen von K2 unabhängig von K1 untersuchen, hoffen wir, dass sich dieses mühsame, aber wichtige Unterfangen als erfolgreich erweisen wird.
NattoPharma, das weltweit führende Unternehmen in der Vitamin-K2-Forschung und -Entwicklung, setzt sich dafür ein, die Forschung voranzutreiben, über die Auswirkungen des Vitamin-K2-Mangels aufzuklären und dieses Ungleichgewicht zu korrigieren, um die globale Gesundheit in allen Lebensphasen zu verbessern.
Quelle: Vitalstoffe
