Vitamin K: Alles über das „Koagulations- und Knochen-Vitamin“ und wie Sie einem Mangel vorbeugen

Was ist Vitamin K?

Bei Vitamin K handelt es sich nicht um eine einzelne Verbindung, sondern um eine Familie von Stoffen mit ähnlicher chemischer Struktur und Eigenschaften [1]. Die Grundstruktur von Vitamin K bildet ein Naphtochinonring. Die angehängte Methylgruppe ist entscheidend für die Vitaminwirkung, wohingegen die langen Seitenketten unter anderem für die Fettlöslichkeit ausschlaggebend sind [2].

Vitamin K wird natürlicherweise von Pflanzen und Mikroorganismen hergestellt. Die relevantesten Verbindungen von Vitamin K sind das pflanzliche Vitamin K1 (Phyllochinon) und das Vitamin K2 (Menachinon), welches in tierischen und fermentierten Lebensmitteln vorkommt [3]. Das Phyllochinon findet man in den Chloroplasten von grünen Pflanzen. Es ist daher reichlich in grünem Gemüse, wie Grünkohl, Spinat und Brokkoli enthalten. Menachinon wird dagegen vornehmlich über Eigelb, Milchprodukte und Fleisch aufgenommen. Bakterien im Darm und in fermentierten Lebensmitteln sind in der Lage, Vitamin K2 zu bilden. K2 tritt dabei in verschiedenen Formen auf, die nach der Länge des Seitenarms (Anzahl der Isoprenreste) als MK-4 (Menaquinon-4) bis MK-13 bezeichnet werden. Die am besten untersuchten Formen sind MK-4 und MK-7. Teilweise wird Vitamin K2 (MK-4) im Körper auch enzymatisch aus K1 synthetisiert [4].

Funktionen: Wofür ist Vitamin K gut?

Die am längsten bekannte und namensgebende Funktion von Vitamin K ist die Wirkung auf das Blutgerinnungssystem. Der Buchstabe K wurde gewählt, nachdem der dänische Forscher Henrik Dam in den 1930er Jahren eine fettlösliche Substanz isoliert hatte, die eine fördernde Wirkung auf die Blutgerinnung zeigte (Koagulations-Vitamin) [4]. Bei einem Vitamin-K-Mangel kommt es entsprechend zu Blutgerinnungsstörungen [5]. Diese Funktion wird auch seit langem therapeutisch genutzt (Vitamin-K-Antagonisten), um Thrombosen entgegenzuwirken.

Vitamin K spielt zudem eine entscheidende Rolle bei der Gesundheit der Knochen. Es ist für die Aktivierung bestimmter Eiweißverbindungen (Proteine) im Körper verantwortlich, die an der Regulation des Knochenstoffwechsels beteiligt sind und eine angemessene Einlagerung von Kalzium in die Knochen fördern. Neben Vitamin D kann ein ausreichender Vitamin-K-Spiegel im Körper dazu beitragen, dem Knochenabbau entgegenzuwirken, was insbesondere für Frauen nach den Wechseljahren relevant zu sein scheint [6].

Mit dem Knochenstoffwechsel zusammenhängend hat Vitamin K zudem die Funktion, unerwünschte Verkalkungen (Calciumablagerungen) in den Blutgefäßen zu verhindern und unterstützt damit die Elastizität der Blutgefäße. Menschen mit höherem Vitamin-K-Konsum scheinen laut einer dänischen Studie ein geringeres Risiko für arteriosklerotische Erkrankungen zu haben [7].

Es wird diskutiert, dass Vitamin K aufgrund seiner antioxidativen Eigenschaften dazu beitragen könnte, das Krebsrisiko zu reduzieren [6]. Um genauere Aussagen über die potenziell schützende Wirkung von Vitamin K gegen Krebs zu machen, sind jedoch weitere gut kontrollierte klinische Untersuchungen erforderlich. 

Auch für degenerative Erkrankungen wie Morbus Alzheimer gibt es zwar Hinweise auf einen schützenden Effekt, aber noch keine belastbaren Daten [6].

Aufnahme und Wirkungsweise

Die mit der Nahrung aufgenommenen Vitamin-K-Verbindungen werden im Rahmen der Fettresorption (unter Mitwirkung von Gallensäure und Pankreaslipase als Emulgatoren) mit Hilfe von speziellen Transportmechanismen in die Zellen des oberen Dünndarms (Jejunum) aufgenommen. Die Aufnahmerate ist von verschiedenen Faktoren abhängig und kann zwischen 15  und 80 Prozent schwanken [1, 8]. Über Lymphe und Blutbahn gelangt es – gebunden an Lipoproteine – in die Leber, wo es in seine biologisch aktive Form umgewandelt (hydroxyliert) wird [2]. Hier gespeicherte Reserven reichen für etwa zwei Wochen [4]. 

Vitamin K arbeitet als sogenannter Co-Faktor des Enzyms γ-Glutamylcarboxylase, welches die Reaktion (die sogenannte Carboxylierung) Calcium-abhängiger Proteine katalysiert [1, 2]. Bei der Reaktion wird das Vitamin K zu einem Epoxid oxidiert und über zwei enzymatische Reaktionen wieder in seinen aktiven Zustand zurückverwandelt. Die biologische Vitamin K Aktivität ist auf seine Fähigkeit zurückzuführen, in diesem sogenannten Vitamin-K-Zyklus zwischen seinen oxidierten und reduzierten Formen zu wechseln.

Über den beschriebenen Mechanismus werden verschiedene Proteine aktiviert, die zum Beispiel für die Blutgerinnung und die Knochenmineralisierung wichtig sind. K1 wird eine größere Bedeutung in der Leber zugesprochen, wo es Gerinnungsfaktoren und gerinnungshemmende Proteine aktiviert und damit die Blutgerinnung reguliert [4].

K2 hat eine stärkere Gewebeverteilung. So sind Menachinone an der Carboxylierung von Proteinen beteiligt, die im Plasma, in der Niere und im Knochen vorliegen. Vitamin K2 trägt zum Beispiel dazu bei, dass Calcium in die Knochen und nicht in die Gefäßwände der Arterien gelangt. Hierbei sind maßgeblich das Knochenprotein Osteocalcin und ein Protein namens Matrix-Gla-Protein (MGP) von Bedeutung, welche von Vitamin K aktiviert werden. Osteocalcin ist an der Kontrolle des Skelett-Stoffwechsels beteiligt und fördert den Einbau von Calcium in den Knochen. MGP ist in den glatten Muskelzellen der Blutgefäße vorhanden und hat die Funktion, unerwünschte Verkalkungen (Calciumablagerungen) in den Blutgefäßen zu verhindern [4]. 

Vitamin-K-Mangel erkennen

Symptome 

Die Symptome eines Vitamin-K-Mangels können je nach Schweregrad und Dauer des Mangels variieren. In der Regel äußert sich ein Mangel durch eine erhöhte Blutungsneigung. 

Das sind typische Symptome bei zu wenig Vitamin K [2, 9]:

• Nasenbluten, Zahnfleischbluten, blaue Flecken (Hämatome) und länger anhaltende Blutungen nach Verletzungen oder Operationen/Injektionen
• Blutungen im Harntrakt oder Magen-Darm-Trakt, die sich durch Blut im Urin oder Stuhl sowie dunklen, teerartigen Stuhl zeigen können. Eine Magenblutung kann zu blutigem Erbrechen führen
• Ungewöhnlich starke oder langanhaltende Menstruationsblutungen bei Frauen
• Verlängerte Blutgerinnungszeit bei routinemäßig durchgeführten Gerinnungstests
• Bei Neugeborenen kann es zu lebensgefährlichen Blutungen im Gehirn kommen
• Aufgrund seiner wichtigen Funktion bei der Knochenbildung könnte ein Mangel an Vitamin K das Risiko von Osteoporose und somit Knochenbrüchen erhöhen

Achtung: Die genannten Symptome geben lediglich Hinweise auf eine mögliche Unterversorgung. Sie eignen sich nicht zur Selbstdiagnose. Wenden Sie sich an Ihren Arzt, wenn Sie Symptome beobachten. Selbstmedikation ohne vorherige Beratung durch Fachpersonal sollte vermieden werden, da eine unangemessene Supplementation von Vitamin K womöglich negative Auswirkungen haben kann.

Diagnose

Die Diagnose eines Vitamin-K-Mangels wird in der Regel durch eine Kombination aus klinischer Bewertung, Anamnese, Bluttests und spezifischen Laboruntersuchungen gestellt. Hier sind Methoden zur Diagnose eines Vitamin-K-Mangels aufgelistet [4, 9]:

• Anamnese und körperliche Untersuchung: Der Arzt wird zunächst eine ausführliche Anamnese durchführen, um Informationen über die Ernährungsgewohnheiten, bestehende Krankheiten und Symptome zu erhalten. Eine gründliche körperliche Untersuchung kann auch Hinweise auf mögliche Mangelerscheinungen liefern.
• Bluttests: Ein Bluttest kann den Gehalt an Gerinnungsfaktoren, insbesondere der Vitamin-K-abhängigen Faktoren wie Prothrombin (Faktor II), Faktor VII, Faktor IX und Faktor X, messen. Ein Mangel an diesen Gerinnungsfaktoren kann auf einen Vitamin-K-Mangel hindeuten.
• Prothrombinzeit (PT) und International Normalized Ratio (INR): Diese Tests messen die Blutgerinnungszeit und werden häufig zur Bewertung der Blutgerinnungsfähigkeit verwendet. Insbesondere wenn Sie Vitamin-K-Antagonisten einnehmen, sollte der INR-Wert regelmäßig bestimmt werden, um das Risiko für Blutungen einerseits und Blutgerinnsel andererseits zu minimieren. Ein verlängerter PT oder erhöhter INR kann auf einen Vitamin-K-Mangel hinweisen, da die Synthese der Gerinnungsfaktoren beeinträchtigt ist.
• Vitamin-K-Spiegel im Blut: Der Arzt kann den Vitamin-K-Spiegel direkt im Blut messen, um festzustellen, ob ein Mangel vorliegt.
• Funktionelle Vitamin-K-Tests: Neben der Messung des Vitamin-K-Spiegels kann der Arzt auch funktionelle Tests durchführen, um die Aktivität (Carboxylierungsgrad) der Vitamin-K-abhängigen Proteine zu überprüfen. Hierbei stellen Untercarboxyliertes Osteocalcin (ucOc) und Matrix-Gla-Protein (ucMGP) funktionelle Laborparameter für einen Vitamin-­K-Mangel dar; sie werden mit einem erhöhten Risiko für Knochenfrakturen und Gefäßkomplikationen assoziiert.

Zu beachten ist, dass ein Vitamin-K-Mangel verschiedene Ursachen haben kann, einschließlich unzureichender Zufuhr über die Ernährung, Malabsorption (Probleme mit der Nährstoffaufnahme im Darm), Lebererkrankungen oder Medikamentenwechselwirkungen. Die Diagnose eines Vitamin-K-Mangels sollte daher von einem qualifizierten Arzt gestellt werden, der die geeigneten Untersuchungen durchführt und eine angemessene Behandlung empfiehlt, wenn ein Mangel festgestellt wird. 

Vitamin-K-Mangel: Häufigkeit und Ursachen

Wie wahrscheinlich ist ein Vitamin-K-Mangel?

Da viele Lebensmittel Vitamin K enthalten, ist ein ernährungsbedingter Vitamin-K-Mangel bei gesunden Menschen in Deutschland selten. Ohne Begleiterkrankungen, die beispielsweise die Aufnahme des Vitamins beeinträchtigen, kommt ein Mangel eigentlich nur bei sehr Vitamin-K-armer oder fettarmer Ernährung vor [2, 9]. Am häufigsten ist ein Vitamin-K-Mangel bei Säuglingen, besonders bei Stillkindern [9, 10].

Mangel durch Krankheiten oder Arzneistoffe

Liegt ein Vitamin K-Mangel vor, ist dieser häufig in chronischen Erkrankungen begründet oder durch die längere Einnahme von Medikamenten bedingt. Ein Vitamin-K-Mangel kann in diesem Zusammenhang wie folgt entstehen [1, 2, 5, 9]: 

• Bei Erkrankungen des Magen-Darm-Traktes und Fettverdauungsstörungen wird nicht mehr genügend Vitamin K aufgenommen. Dazu zählen ein Verschluss der Gallengänge, Mukoviszidose, Zöliakie oder Morbus Crohn.
• Chronische Leberschäden können dagegen zu einer unzureichenden Verwertung von Vitamin K führen. Eine Leberkrankheit erhöht das Risiko für Blutungen, da in diesem Organ die Blutgerinnungsfaktoren hergestellt werden.
• Dialysepatienten
• Langfristige Einnahme bestimmter Medikamente, wie Antibiotika, Medikamente gegen Epilepsie oder Tuberkulose, Medikamente zur Hemmung der Blutgerinnung sowie Salicylate (zum Beispiel Aspirin).

Vitamin K bei Säuglingen

Besonderes Augenmerk gilt der Vitamin-K-Versorgung Neugeborener: Da diese keine Vitamin-K-Reserven haben und die Muttermilch arm an Vitamin K ist, bekommen sie zur Prophylaxe gleich nach der Geburt das Vitamin in den Mund geträufelt oder in Ausnahmefällen gespritzt [1, 3, 10]. Weitere Vitamin-K-Gaben erfolgen bei den Vorsorgeuntersuchungen U2 und U3. Diese Prophylaxe wirkt schweren, zum Teil lebensbedrohlichen Mangelblutungen im Magen-Darm-Trakt, in der Haut und vor allem im Gehirn entgegen [5].

Von einem Mangel sind vor allem voll gestillte Babys gefährdet (Säuglingsnahrung enthält Vitamin K). Das Risiko ist auch erhöht, wenn die Mutter Antiepileptika, Gerinnungshemmer oder bestimmte Antibiotika eingenommen hat [9].

Wann zum Arzt?

Wenn Sie Anzeichen oder Symptome eines Vitamin-K-Mangels bemerken oder Bedenken bezüglich Ihrer Ernährung oder Gesundheit haben, sollten Sie einen Arzt aufsuchen. Dieser kann Ihren Vitamin-K-Status prüfen. Ein Arztbesuch ist besonders ratsam, wenn Sie eines oder mehrere der folgenden Anzeichen oder Risikofaktoren für einen Vitamin-K-Mangel aufweisen [9]:

• Blutungsneigung
• Verdauungsprobleme oder Malabsorption (Erkrankung, die die Aufnahme von Nährstoffen im Darm beeinträchtigt)
• Schwere oder anhaltende Menstruationsblutungen
• Neugeborene oder gestillte Säuglinge, die nicht ausreichend Vitamin K erhalten haben
• Wenn Sie Medikamente einnehmen, die die Aufnahme oder Verwertung von Vitamin K beeinflussen könnten
• Wenn Sie sich sehr einseitig und fettarm ernähren

Ihr Arzt kann Sie umfassend untersuchen und bei einem bestätigten Mangel eine geeignete Behandlung empfehlen, wie zum Beispiel die Einnahme von Vitamin-K-Präparaten oder die Anpassung Ihrer Ernährung. Insbesondere Personen, die gerinnungshemmende Medikamente einnehmen, sollten vor dem Verzehr von Vitamin-K-haltigen Nahrungsergänzungsmitteln ärztlichen Rat einholen [11]. 

Behandlung: Was tun bei Vitamin-K-Mangel?

Die Behandlung eines Vitamin-K-Mangels hängt von der Schwere des Mangels und den zugrundeliegenden Ursachen ab.

Ein leichter Vitamin-K-Mangel kann in den meisten Fällen durch eine Ernährungsumstellung behoben werden. Bei einem moderaten bis schweren Mangel kann der Arzt Vitamin-K-Präparate verschreiben oder empfehlen. Diese können in Form von Vitamin-K-Tabletten oder Injektionen verabreicht werden. Letztere Darreichungsform ist zum Beispiel notwendig, wenn eine gestörte Fettaufnahme (Fettmalabsorption) ursächlich ist. In diesem Fall wird Vitamin K parenteral, also unter Umgehung des Verdauungstraktes, verabreicht [9]. Ist ein Medikament die Ursache für den Mangel, wird dessen Dosis angepasst oder zusätzlich Vitamin K gegeben [9]. Tritt eine Unterversorgung infolge einer Grunderkrankung auf, die die Aufnahme oder Verwertung des Vitamins beeinträchtigt, sollte zur Beseitigung des Mangels auch die zugrunde liegende Erkrankung behandelt werden.

So können Sie einem Mangel an Vitamin K vorbeugen

Da viele Lebensmittel Vitamin K enthalten, geht man davon aus, dass bei ausgewogener, abwechslungsreicher Ernährung die Vitamin-K-Zufuhr normalerweise ausreichend ist [5]. Im Folgenden erhalten Sie einen Überblick, wie Sie Ihren Vitamin K Bedarf decken und einer Mangelversorgung vorbeugen können. Sollten Sie zum Beispiel durch bestimmte Vorerkrankungen zu einer Risikogruppe gehören, kann Ihr Arzt mit Ihnen entsprechende individuelle Maßnahmen zur Therapie und Vorbeugung besprechen.

In welchen Lebensmitteln steckt Vitamin K?

Lebensmittel mit hohem Vitamin-K-Gehalt (Phyllochinon) umfassen grünes Blattgemüse wie Spinat, Brokkoli, Kohl und Rucola sowie Pflanzenöle wie Rapsöl und Sojaöl. Auch Hülsenfrüchte wie Kichererbsen und einige Obstsorten, zum Beispiel Kiwis, sind gute Vitaminquellen [1, 3, 8, 9].

Vitamin K2 (Menachinon) wird vornehmlich über tierische Produkte wie Eigelb, Butter und Fleisch aufgenommen. Weiter kommt Vitamin K2 in fermentierten Lebensmitteln vor, also in Käse, Joghurt, Sauerkraut oder fermentierten Sojabohnen (Natto). Es gibt verschiedene Vitamin K Formen, die nach Länge der Seitenkette in ihrer Molekülstruktur unterschieden werden. Menaquinon-4 (MK-4) kommt hauptsächlich in tierischen Produkten vor, während die langkettigeren Formen wie das MK-7 oder MK-9 in fermentierten Lebensmitteln zu finden sind. Bei bakteriell fermentierten Lebensmitteln schwankt der Vitamin-K2-Gehalt je nach verwendetem Bakterienstamm; Natto ist dabei das Lebensmittel mit dem höchsten natürlichen Anteil an Vitamin K2 MK-7 [1, 4].

Neben der Zufuhr von Vitamin K2 über die Nahrung ist der Körper in der Lage, einen Teil des aufgenommenen Vitamins K1 enzymatisch in Vitamin K2 umzuwandeln. Menachinon wird im menschlichen Körper zudem auch durch die Bakterien der Darmflora gebildet. Welche Rolle die Eigenproduktion an Vitamin K hat, ist jedoch bis heute nicht sicher geklärt – sie wird als eher gering eingeschätzt. Denn die Vitamin-K-synthetisierenden Bakterien kommen in einem Abschnitt des Darms vor, in dem normalerweise wenig fettlösliche Vitamine in den Körper resorbiert werden [2, 4].

Wie die Vitamine A, D und E ist Vitamin K ein fettlösliches Vitamin, welches am besten aufgenommen wird, wenn es mit etwas Fett verzehrt wird. Verluste durch Hitze (Kochen) und Kontakt mit Sauerstoff sind gering. Dagegen reagiert es empfindlich auf Tageslicht, weshalb Vitamin-K-reiche Lebensmittel bevorzugt dunkel gelagert werden sollten [5, 9, 10]. 

Wie hoch ist der Tagesbedarf an Vitamin K?

Der genaue Bedarfswert an Vitamin K ist nicht bekannt. Laut den D-A-CH-Referenzwerten liegt der Schätzwert für eine angemessene Tageszufuhr bei etwa 1 µg pro Kilogramm Körpergewicht. Für Erwachsene bis 51 Jahre liegt die empfohlene Zufuhr bei 70 µg (Männer) beziehungsweise 60 µg (Frauen) pro Tag. Dieser Wert gilt auch für Schwangere und Stillende. Ab 51 Jahren wird Frauen eine Zufuhr von 65 µg Vitamin K pro Tag nahegelegt, Männern 80 µg [3]. Für ältere Personen ist der Wert prophylaktisch etwas höher angesetzt, um einen möglicherweise höheren Bedarf durch Verdauungsstörungen oder Medikamenten-Einnahme zu berücksichtigen und das Frakturrisiko zu senken [2]. Personen, die Gerinnungshemmer vom Cumarin-Typ (Vitamin-K-Antagonisten) einnehmen, sollten ihre Vitamin K-Aufnahme aus Lebensmitteln möglichst konstant halten und Vitamin-K-haltige Nahrungsergänzungsmittel nur unter ärztlicher Kontrolle verwenden [11].

Laut Bundesinstitut für Risikobewertung wird keine Anreicherung in Lebensmitteln empfohlen, die Höchstmengenvorschläge in Nahrungsergänzungsmitteln sind 80 µg K1 und 25 µg K2 [12]. Schon kleine Mengen (30 bis 100 g) grünes Gemüse genügen, um den Schätzwert zur Bedarfsdeckung zu erreichen. Nach derzeitigem Wissen ist für gesunde Erwachsene eine Überversorgung mit Vitamin K aus der Nahrung nicht schädlich, bislang sind keine Hypervitaminosen bekannt [2, 5]. Anders verhält es sich beim Neugeborenen: Hier kann das Vitamin in hohen Dosen einen Zerfall der roten Blutkörperchen (Hämolyse) auslösen [2].

Fazit

Das fettlösliche Vitamin K ist für die Blutgerinnung, sowie gesunde Knochen und Gefäße entscheidend und daher unverzichtbar. Ein Vitamin-K-Mangel kommt in Deutschland selten vor, denn eine ausgewogene Ernährung schützt im Normalfall davor. Bestimmte Risikogruppen sollten ihren Vitaminspiegel jedoch im Blick haben.

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