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      Strukturformel von Vitamin K₃ (Menadion)

      Vitamin K₄ (Menadiol, Hydrochinon) wird zur Behandlung von Hypoprothrombinämie (Blutung infolge eines Mangels an Prothrombin) injiziert.

      Vitamin K₅ (4-Amino-2-Methyl-1-Naphtholhydrochlorid) ist ein Antipilzmittel (Fungizid).

Woher kommt Vitamin K?

      Wie erwähnt, dienen unterschiedliche Chinone dem Elektronentransport bei der Energiegewinnung von Lebewesen. Vitamin K₁ wird von grünen Pflanzen im Chlorophyll verwendet. Die unterschiedlichen Varianten von Vitamin K₂ dienen Bakterien bei der Energiegewinnung, und von der Art der Bakterien hängt die Art der Seitenkette ab. Anaerobe Bakterien (Energiegewinnung ohne Sauerstoff) und viele aerob (Energiegewinnung mit Sauerstoff) gramnegative Bakterien nutzen ausschließlich Menachinone (Vitamin K₂) in ihrer Elektronentransportkette.

      In einigen fakultativ aeroben / anareoben Bakterien (sie können zwischen Gärung und Atmung umschalten) wie Escherichia coli werden Ubichinon und Menachinon als alternative Elektronentransporter genutzt. Menachinon ist zudem ein Cofactor des Photosynthese-Reaktionszentrums grüner Schwefelbakterien. Außerdem wurde es im Photosystem I der roten Alge Cyanidium caldarium gefunden. (Oldenburg et al 2008).

      Unser Bedarf an Vitamin K₂ (Menachinon) wird teilweise in unserem Verdauungstrakt vor allem von anaeroben Bakterien wie Bacteroides fragilis, Eubacterium, Probionibakterium und Arachnia produziert. Dabei unterscheidet sich die Kettenlänge der jeweils produzierten Menachinone voneinander, sodass man auf diese Weise sogar Rückschlüsse auf die Darmflora ziehen kann. Die bisherigen dünnen Daten weisen auf einen Gehalt von 0,3 bis 5,1 Milligramm Menachinon (MK) im Darm hin, was recht ansehnlich ist. Dabei stehen MK-9 und MK-10 mengenmäßig an erster Stelle. Im unteren (distalen) Ende des Dickdarms findet man die größte Menge an Vitamin K₂, weniger im Ileum (Krummdarm), und im Jejunum (Leerdarm) findet sich kaum etwas. Phyllochinon, also Vitamin K₁, findet man hingegen kaum im Verdauungstrakt. Der Gehalt liegt bei nur 0,13 bis 0,63 Milligramm (vgl. Suttie 2009).

      Auch bei der Energiegewinnung in den Mitochondrien unserer Zellen bedienen wir uns eines Chinons. Dieses Ubichinon, das allgemein besser als Coenzym Q10 bekannt ist, dient ebenfalls dem Elektronentransport in der sogenannten Atmungskette.

      Anders ausgedrückt: Wir können das für die Energiegewinnung notwendige Ubichinon selbst herstellen, Pflanzen benötigen Phyllochinon für die Energiegewinnung und stellen es ebenfalls selbst her. Viele Bakterien benötigen Menachinon für die Energiegewinnung, das sie selbst produzieren. Mensch und Tier wiederum können Phyllochinon gar nicht und Menachinon nur in sehr geringem Maße selbst herstellen, nutzen Ersteres aber als Vitamin K₁ vorwiegend für die Steuerung der Blutgerinnung und Letzteres als Vitamin K₂ vorwiegend für die Steuerung des Kalziumhaushalts. Beide Vitamine müssen wir mit der Nahrung zu uns nehmen, um ausreichend damit versorgt zu sein.

      Vitamin K₁ stammt aus grünen Pflanzen und Vitamin K₂ aus Fisch, Fleisch und Tierprodukten wie Eier und Milch, da Letzteres von Bakterien im Darm der Tiere produziert wird. Vitamin K₂ kann aber auch vom Organismus selbst, so auch beim Menschen, in geringer Menge aus Vitamin K₁ hergestellt werden; dazu später mehr.

      Nun verstehen wir, warum Pflanzen eine wichtige Quelle für Vitamin K₁ sind und Tierprodukte wichtige Quellen für Vitamin K₂. Bakteriell weiter verarbeitete Milchprodukte wie Käse oder Joghurt enthalten sogar noch höhere Konzentrationen an Vitamin K₂ als das Ausgangsprodukt, weil durch die Fermentation zusätzlich Vitamin K₁ in Vitamin K₂ umgewandelt wird.

      Aber, und das ist möglicherweise ein kleiner Trost für Veganer, es gibt auch eine pflanzliche Quelle, die äußerst reich an Vitamin K₂ ist, nämlich Natto. Diesem in mehrerlei Hinsicht sehr speziellen Nahrungsmittel wird im Folgenden ein eigenes Kapitel gewidmet.

      Menschen können nur geringe Mengen Vitamin K₂ selbst herstellen.

      Tiere, die sich vorwiegend natürlicherweise von grünem Gras ernähren, sind in der Lage, nennenswerte Mengen Vitamin K₂ aus Vitamin K₁ herzustellen. Wir Menschen haben das weitgehend verlernt und stellen nur noch relativ wenig Vitamin K₂ selbst her. Das hängt vermutlich damit zusammen, dass wir in der Nahrungskette ganz oben stehen und einen Teil unseres Bedarfs natürlicherweise an vorgefertigtem Vitamin K₂ aus tierischen Lebensmitteln als MK-4 decken. Der Rest (längerkettige Varianten) wird aus fermentierten Milchprodukten, Eiern und fermentiertem Gemüse (Sauerkraut, Natto) gewonnen und von Darmbakterien hergestellt.

Ein Aktivierungsprinzip mit unterschiedlichen Folgen

      So erstaunlich es auch klingt, Vitamin K aktiviert eine breite Palette verschiedener Proteine auf ein und dieselbe Weise und löst damit völlig unterschiedliche Reaktionen aus. Bevor wir die einzelnen Proteine näher betrachten, schauen wir uns diesen Aktivierungsmechanismus an, die sogenannte Gamma-Carboxylierung Vitamin-K-abhängiger Proteine.

       Das Aktivierungsprinzip: Gamma-Carboxylierung

      Wissenschaftlich lässt sich die Rolle von Vitamin K folgendermaßen zusammenfassen: Vitamin K stellt als Cofaktor des Enzyms Gamma-Glutamyl-Carboxylase die posttranslationale Gamma-Carboxylierung von Glutamatresten diverser Proteine und damit ihre Aktivierung sicher. Was das bedeutet und welche Konsequenzen das hat, wird im Folgenden erläutert.

      Eiweiße (Proteine) übernehmen vielfältige Aufgaben in unserem Körper (Stütz- und Strukturelemente, Enzyme, Hormone, Botenstoffe usw.). Der Bauplan für jedes Protein ist in der DNS (Desoxyribonukleinsäure) unserer Gene im Zellkern festgelegt. Nach diesen Plänen werden die Eiweiße

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