K-vitamiini – unohdettu ravintoaine osteoporoosin ehkäisyssä ja hoidossa

kuva Flickr/wanko
K-vitamiini on erityisesti tummanvihreiden vihannesten sisältämä ravintoaine. Se parantaa luun laatua ja vähentää osteoporoottisten murtumien riskiä.

K-vitamiinia pidetään yhä usein pelkkänä veren hyytymistekijöiden muodostumisessa tarvittavana vitamiinina. On kuitenkin osoitettu, että K-vitamiinilla on muitakin elintärkeitä tehtäviä. Yksi niistä on, että se huolehtii osteokalsiinin gammakarboksylaatiosta eli käytännössä sen toimintakykyiseksi tekemisestä.

Osteokalsiini on luuta muodostavien solujen tuottama proteiini, jota tarvitaan luumatriksin muodostumisessa ja sen mineralisaatiossa. Osteokalsiini on myös luun aineenvaihdunnan mittari, joka kuvastaa luuta muodostavien solujen aktiivisuutta, ja siten sillä on merkitystä esimerkiksi osteoporoosin hoidossa.

Jos K-vitamiinia ei saada riittävästi, osteokalsiinia jää karboksyloitumatta. Se johtaa edelleen luumatriksin riittämättömään mineralisaatioon, mikä kohottaa murtumariskiä.


Vajaasti karboksyloitunut osteokalsiini on murtumien riskitekijä

Vajaasti karboksyloitunutta osteokalsiinia (ucOC) pidetään osteoporoottisten murtumien itsenäisenä riskitekijänä. Sellaisena se on lähes yhtä vahva kuin luun mineraalitiheys (BMD), jota yleensä pidetään osteoporoottisten murtumien tärkeimpänä osoittimena ja johon yleensä pelkästään kiinnitetään huomiota.

Kun heikko luun mineraalitiheys reisiluun kaulassa kohottaa lonkkamurtuman riskin noin 2,4 -kertaiseksi, korkea vajaasti karboksyloituneen osteokalsiinin määrä lisää murtumariskin 1,9-kertaiseksi. Jos kuitenkin matala luuntiheys ja runsas vajaasti karboksyloituneen osteokalsiinin määrä yhdistyvät, murtumariski kasvaa jo 5,5-kertaiseksi (Seibel 1997, Vergnaud 1997).

Suomalaistutkimuksessa on puolestaan havaittu, että karboksyloituneen osteokalsiinin määrä suhteessa seerumin kokonaisosteokalsiiniin (cOC/tOC) ennustaa voimakkaasti murtumariskiä. Heikon suhteen omaavilla on havaittu olevan 3,5-kertainen murtumariski (Luukinen 2000).

Vajaasti karboksyloituneen osteokalsiinin määrää (tai sen suhdetta kokonaisosteokalsiiniin, ucOC/tOC) pidetään K-vitamiinistatuksen osoittajana.

Käytännössä tiedot osteokalsiinin riittämättömästä karboksylaatiosta merkitsevät sitä, että K-vitamiinia saadaan ravinnosta yleisesti länsimaissa aivan liian vähän luuston suojaamiseksi. K-vitamiinin lisääminen alentaa vajaasti karboksyloituneen osteokalsiinin määrää.


Näin K-vitamiini lujittaa luustoa

K-vitamiinia siis tarvitaan osteokalsiinin aktivoimiseksi, mutta sen lisäksi K-vitamiinin on osoitettu vaikuttavan luustoon siitä riippumattomallakin tavalla. Ruokavaliosta saatuina määrinä K-vitamiinin hyödyt luustolle näyttävät pitkälti selittyvän sen ensiksi mainitulla vaikutustavalla, mutta varsinkin lääkkeellisinä annoksina käytettynä tulevat esille myös K2-vitamiinin muut hyödyt.

K2-vitamiinia on eri muotoja. Kokeellisissa tutkimuksissa on osoitettu, että K2-vitamiinin muodoista ainakin MK-4 ja MK-7 vaikuttavat osteoblastispesifisten geenien ilmentymiseen. Lisäksi MK-7 lisää osteoblastien erilaistumista ja sen on myös osoitettu estävän munasarjojen poiston aiheuttaman luukadon rotilla.

K-vitamiini vahvistaa luustoa sen ansiosta, että se saattaa parantaa jonkin verran luuntiheyttä, mutta lisäksi se myös parantaa luun laatua. K-vitamiini lisää luumatriksin mineralisaatiota ja osteosyyttien erilaistumista, ja siten katsotaan luotettavasti osoitetun, että K-vitamiinilla on vaikutusta rakenteellisiin ja solutason tekijöihin, jotka vaikuttavat luun lujuuteen (Atkins 2009).


Murtumariskiä vähentävä teho osoitettu interventiotutkimuksissa

K-vitamiinin on osoitettu lääkkeellisinä annoksina vähentävän osteoporoottisten murtumien riskiä useissa satunnaistetuissa ja kontrolloiduissa tutkimuksissa. Archives of Internal Medicine -tiedelehdessä julkaistussa 13 aiemman tutkimuksen systemaattisessa katsauksessa ja seitsemän tutkimuksen meta-analyysissä tutkittiin K2-vitamiinin vaikutusta murtumariskiin. Meta-analyysin mukaan K2-vitamiini vähentää selkärangan murtumia 60 prosentilla (CI 0.25–0.65), lonkkamurtumia 77 prosentilla (CI 0.12–0.47) ja kaikkia muita kuin selkärangan murtumia 81 prosentilla (CI 0.11–0.35) (Cockayne 2006).

K1-vitamiinilisän vaikutusta on tutkittu murtumien ehkäisyssä vähemmän, mutta eräässä kanadalaistutkimuksessa se puolitti murtumariskin vertailuryhmään verrattuna. K1-vitamiinia käytettiin 5 milligrammaa päivässä. Tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena ei kuitenkaan ollut murtumariskin arviointi. (Cheung 2008)

Tyypillisesti K2-vitamiinia on käytetty tutkimuksissa 45 milligramman päiväannoksina, ja kaikki tutkimukset ovat olleet japanilaisia. Tällä annostuksella K2-vitamiini on tyypillisesti pysäyttänyt luuntiheyden heikkenemisen, kun se vertailuryhmässä on jatkanut heikkenemistään.

Eräissä länsimaisessa tutkimuksissa on K1-vitamiinia 1 milligramman annoksella. Se on vähentänyt luuntiheyden heikkenemistä 35–40 prosentilla vertailuryhmään verrattuna.


K2-vitamiini osteoporoosilääkkeenä

K2-vitamiini on menakinoni-4 muotoisena laajasti käytössä osteoporoosilääkkeenä Japanissa, mutta länsimaissa sitä ei ole vielä sellaiseksi hyväksytty (Iwamoto 2006). K2-vitamiinilla ei ole juuri todettu aiheuttavan haittavaikutuksia, ja sen kontraindikaatiot liittyvät verenohennuslääkkeiden käyttöön. (Tieteellisessä kirjallisuudessa on ehdotettu myös K2-vitamiinin (menakinoni-7) puskurinomaista käyttöä verenohennuslääkkeiden käytön ohella, mutta se tulee tehdä yhdessä hoitavan lääkärin kanssa.)

Osteoporoosin hoidossa käytetään yleensä ensilinjan lääkkeenä bisfosfonaatteja. Vaikkakin niiden teho murtumariskin vähentämisessä on osoitettu vakuuttavasti, niillä on kuitenkin haittavaikutuksia. Potilaat valittavat usein yläruoansulatuskanavan ärsytyksestä ja lisäksi bisfosfonaatit aiheuttavat vakavampiakin haittavaikutuksia. Ne esimerkiksi lisäävät leuan osteonekroosin ja epätyypillisten reisiluun murtumien riskiä. Vakavat haittavaikutukset ovat onneksi hyvin harvinaisia ja bisfosfonaattien käytön hyödyt ylittävät moninkertaisesti haittavaikutuksiin liittyvät riskit. Mahdolliset haittavaikutukset antavat kuitenkin aiheen etsiä vaihtoehtoja.

Vaihtoehdoista K2-vitamiini (menakinoni-4) on yksi mielenkiintoisimmista, vaikka sen tehoa osteoporoottisten murtumien ehkäisyssä ei ole toistaiseksi osoitettu yhtä luotettavasti kuin bisfosfonaattien. Tutkimusnäytön heikompi taso johtuu pääasiassa siitä, että K2-vitamiinia koskevat tutkimukset ovat usein olleet pieniä, mahdollisesti tutkimusrahoituksen pienuuden vuoksi.

Bisfosfonaattien vaikutustapaan verrattuna K2-vitamiinin vaikutus on kuitenkin sekä luonnollisempi että älykkäämpi, minkä ansiosta K2-vitamiini tuntuu erittäin houkuttelevalta vaihtoehdolta. Päinvastoin kuin bisfosfonaatit, K2-vitamiini ei häiritse luun normaalia uusiutumissykliä, vaan päinvastoin tukee sitä.

Sen lisäksi K2-vitamiinilla on hyödyllisiä sivuvaikutuksia. Se ehkäisee syöpää ja sen lisäksi se myös vähentää merkittävästi verisuonten kalkkiutumista, mikä on havaittu väestötutkimuksissa ja osoitettu koe-eläimillä. Herättääkin ihmetystä, miksi länsimaissa ei ole käynnistetty tutkimuksia, joissa olisi käytetty farmakologisia annoksia K2-vitamiinia osteoporoosin hoidossa. Vaikuttaa siltä, että syyt eivät ole lääketieteellisiä, vaan terveystaloustieteellisiä ja kaupallisia.

Vaikka K2-vitamiinia on MK-4-muotoisena käytetty osteoporoosin hoidossa hyvin tuloksin, se ei kuitenkaan merkitse sitä, että ravinnosta saatavina määrinä K2-vitamiinista olisi juurikaan hyötyä luustolle. Itse asiassa väestötutkimukset viittaavat siihen, että ravinnosta saatavina määrinä lähinnä tummanvihreiden vihannesten sisältämästä K1-vitamiinista on hyötyä luustolle (Apalset 2011).

Tosin myös natto, japanilainen käytetty soijapapuruoka, lisää osteokalsiinin karboksylaatiota ja vahvistaa luustoa. Sen kulutus on myös yhdistetty pienempään murtumariskiin.


K-vitamiinilta puuttuu ravitsemussuositus

K-vitamiinille ole ei annettu Suomessa ravitsemussuositusta. Melko usein kuitenkin mainitaan riittävää saantia (AI) koskeva amerikkalainen arvio, joka on miehille 120 mikrogrammaa ja naisille 90 mikrogrammaa vuorokaudessa. Nämä luvut perustuvat kuitenkin pelkästään K-vitamiinin tarpeeseen veren hyytymistekijöiden muodostamiseksi; ne eivät riitä maksan ulkopuolisten kudosten tarpeisiin. On osoitettu, että saataessa K-vitamiinia riittävästi veren hyytymistä varten 20–30 prosenttia osteokalsiinista jää yhä karboksyloitumatta.

Viralliselle suositukselle olisi selvä tarve, kun otetaan huomioon K-vitamiinin tärkeä tehtävä osteoporoottisten murtumien ja verisuonten kalkkiutumisen ehkäisyssä. Osteoporoosi ja sepelvaltimotautihan ovat Suomessa merkittäviä kansansairauksia, joiden ehkäisemiseksi tulisi tehdä kaikki voitava.

K-vitamiinin merkitystä osteoporoosin ehkäisyssä on luultavasti väheksytty sen vuoksi, että sillä ei ole kovinkaan paljon vaikutusta luun mineraalitiheyteen varsinkaan ravinnosta saatavina määrinä (Booth 2000). K-vitamiinin hyödyt luustolle välittyvät kuitenkin myös muulla tavoin. Vaikkakin luuntiheydellä on yleisesti ottaen merkitystä osteoporoottisen murtuman riskitekijänä, vaikutusta on myös luun laadulla, jota K-vitamiini viimeisten tutkimusten mukaan parantaa (Atkins 2009).

Yhden biologisen merkkiarvon ei siis pitäisi antaa johtaa harhaan, vaan olennaista ovat päätetapahtumat, eli esimerkiksi ehkäistyt lonkkamurtumat.

Tilanne on verrattavissa kolesteroliin sydäntaudin riskitekijänä. Vaikka tiedetään, että kalansyönnillä ei ole juurikaan vaikutusta kolesteroliin, siitä saatavat omega-3-rasvahapot vähentävät sydäntautitapausten määrää muilla tavoin.


Suurin osa suomalaisista kärsii piilevästä K-vitamiinin puutteesta

Finravinto 2007 -tutkimuksessa suomalaisten keskimääräinen K-vitamiinin saanti oli vain 91 mikrogrammaa päivässä, iäkkäillä naisilla jopa vielä vähemmän: vain 79 mikrogrammaa. Myös nuorilla miehillä, vähän koulutetuilla sekä Itä- ja Pohjois-Suomessa sen saanti jäi hyvin matalaksi.

K-vitamiinin saanti on Suomessa niin vähäistä, että se riittää juuri veren hyytymistekijöiden muodostumiseen. Maksan ulkopuolisten kudosten tarpeisiin sitä tarvitaan kuitenkin enemmän, ja jos niiden tarpeita ei tyydytetä, on K-vitamiinitutkijoiden mukaan kysymys subkliinisestä eli piilevästä K-vitamiinin puutteesta (Cranenburg 2007).
Suomalaisten keskimääräinen K-vitamiinin saanti on huolestuttavan vähäistä, koska samantasoinen saanti on väestötutkimuksissa yhdistynyt korkeaan murtumariskiin.

Esimerkiksi amerikkalaisessa 10-vuotisessa seurantatutkimuksessa K-vitamiinin alimpaan viidennekseen kuuluneilla saanti oli alle 109 mikrogrammaa päivässä – eli samaa luokkaa kuin suomalaisilla keskimäärin – ja heillä oli 1,4-kertainen lonkkamurtuman riski sitä enemmän saaneisiin nähden (Feskanich 1999).

Toisessa amerikkalaistutkimuksessa K-vitamiinin eniten saaneeseen neljännekseen kuuluneilla oli puolestaan 65 prosenttia alempi lonkkamurtumariski verrattuna vitamiinia vähiten saaneeseen neljännekseen (Booth 2000).

Useissa tutkimuksissa on lisäksi osoitettu, että K-vitamiinin saantia lisäämällä voidaan vähentää murtumariskiä lisäävän vajaasti karboksyloituneen osteokalsiinin (ucOC) määrää. Näin ollen pitäisi olla selvää, että suomalaisten K-vitamiinin saantia tulisi lisätä tuntuvasti.

Tärkeä keino siinä olisi riittävän korkean K-vitamiinisuosituksen sisällyttäminen suomalaisiin ravitsemussuosituksiin. Onhan ravitsemussuosituksilla tärkeää ohjaavaa vaikutusta laitosruokailuun, ja sen lisäksi suositukset heijastuvat myös muun väestön syömiseen.

K-vitamiinia on kahta ravinnossa esiintyvää muotoa, K1-vitamiinia eli fyllokinonia sekä K2-vitamiinia, jotka ovat menakinoneja. K1-vitamiinia on pääasiassa vihreissä vihanneksissa ja kasviöljyissä. K2-vitamiinin parhaita lähteitä ovat tietyt kypsytetyt juustot, kuten Edam ja norjalainen Jarlsberg-juusto.

Ylivoimaisesti paras K2-vitamiinin lähde on kuitenkin japanilainen soijapapuruoka natto, mutta sen syöminen vaatii ennakkoluulottomuutta ja lisäksi sitä saa toistaiseksi Suomessa vain yhdestä japanilaisesta kaupasta (Tokyokan Helsingissä).

Myös broilerissa ja kalkkunassa on melko runsaasti K2-vitamiinia. Toistaiseksi ei ole kuitenkaan näyttöä, että niiden sisältämät lyhyempiketjuiset K2-vitamiinin muodot (pääasiassa MK-4) vähentäisivät osteoporoottisten murtumien riskiä tai verisuonten kalkkiutumista pieninä ravinnosta saatavina määrinä.


Tämän verran tarvitset K-vitamiinia päivässä

K1-vitamiinin ravitsemuksellisen saannin kohdalla tulisi tavoitella vähintäänkin määrää, joka on väestötutkimuksessa vähentänyt murtumariskiä tuntuvasti eli 250 mikrogrammaa päivässä. Samalla tulisi antaa myös K2-vitamiinin saantia koskeva suositus verisuonten kalkkiutumisen ehkäisemiseksi ja suomalaisten yhä korkean sydäntautikuolleisuuden alentamiseksi. K2-vitamiinin saannin tulisi olla vähintään 50 mikrogrammaa päivässä.

Nämä määrät, 250 mikrogrammaa K1-vitamiinin osalta ja 50 mikrogrammaa K2-vitamiinia K2-vitamiinin osalta, ovat samoja, joita myös K-vitamiinitutkijat Cees Vermeer ja Karly Hamulyák ovat suositelleet ravinnosta saatavaksi määräksi (Vermeer 2004). Määrät ovat myös realististisesti saavutettavissa, sillä ne vastaavat ylimmän neljänneksen saantia hollantilaisessa väestössä:

"These are compelling reasons to increase our vitamin K intake to at least the intake found in the highest quartile of the general population, which in the Netherlands is about 250 µg day for vitamin K1 and 50 µg day for vitamin K2." (emt.)

Käytännössä tässä suositeltuun K1-vitamiinin saantiin päästään sillä, että syödään annos parsakaalia, lehtikaalia tai pinaattia päivittäin. Myös lehtisalaatin syöminen on hyvin suositeltavaa. Näistä saamme samalla muitakin terveydelle tärkeitä ravintoaineita ja fytokemikaaleja, kuten esimerkiksi silmiä suojaavia karotenoideja ja syöpää ehkäisevää sulforafaania. Näitä ruokia suosiessamme tulemme myös syöneeksi enemmän ristikukkaisia vihanneksia ja tummanvihreitä lehtivihanneksia, joiden runsaampi käyttö on yhdistetty tutkimuksissa esimerkiksi pienempään aivohalvausten, sydäntaudin ja syöpäriskiin.

Suositeltuun K1-vitamiinin saantiin päästään sillä, että syödään annos parsakaalia, lehtikaalia tai pinaattia päivittäin.

K-vitamiinin reilu saantisuositus parantaisi myös aivan olennaisesti laitosruokailun tasoa. Pakottaisihan se lisäämään juuri sellaisten terveellisten ruoka-aineiden käyttöä, joita laitosruoasta usein puuttuu.

Ravitsemussuosituksia uudistetaan kuitenkin jähmeästi, joten luuston kannalta riittävää K-vitamiinisuositusta jouduttaneen odottamaan vielä pitkään. Sillä aikaa jokainen voi itse lisätä K1-vitamiinin saantiaan syömällä päivittäin enemmän mainittuja tumman vihreitä vihanneksia.

K2-vitamiinin saannista voimme huolehtia kätevästi syömällä hieman Edam-juustoa ja normaalirasvaista viiliä (rasvattomassa viilissä ei K-vitamiinia Fineli-tietokannan mukaan ole ja jogurtissa sitä on vain hyvin vähän). Maitotuotteiden kokonaismäärää ei ole kuitenkaan tarpeen lisätä, sillä kalsiumin saanti on suomalaisilla yleisesti ottaen runsasta.

Varfariinia (Marevan ja rinnakkaislääkkeet) verenohennuslääkkeenä käyttävien ei pidä lisätä K-vitamiinin saantiaan omin päin, vaan mahdollisesta lisäämisestä tulee sopia lääkärin kanssa.

Kirjoittajalla ei ole yhteyksiä K-vitamiinin valmistukseen, markkinointiin tai myyntiin.
Mainittakoon vielä lopuksi, että K-vitamiinin lisäksi on myös muita varjoon jääneitä ravintoaineita, joilla on merkittävää vaikutusta osteoporoottisten murtumien ehkäisyssä. Kirjoitan myös niistä uudessa Luusto lujaksi elämäntavoilla -kirjassani.

Tämän kirjoitukseni aiempi versio on julkaistu aiemmin ravitsemusterapeutti Reijo Laatikaisen Pronutritionist-sivustolla vieraskirjoituksena. Olen päivittänyt kirjoitusta siihen verrattuna.

Lähteitä:
Apalset EM, et al. Intake of vitamin K1 and K2 and risk of hip fractures: The Hordaland Health Study. Bone. 2011 Aug 2.

Atkins GJ, et al. Vitamin K promotes mineralization, osteoblast-to-osteocyte transition, and an anticatabolic phenotype by {gamma}-carboxylation-dependent and -independent mechanisms. Am J Physiol Cell Physiol. 2009 Dec;297(6):C1358-67.

Booth SL, et al. Dietary vitamin K intakes are associated with hip fracture but not with bone mineral density in elderly men and women. Am J Clin Nutr. 2000 May;71(5):1201-8.

Cheung AM, et al. Vitamin K supplementation in postmenopausal women with osteopenia (ECKO trial): a randomized controlled trial. PLoS Med. 2008 Oct 14;5(10):e196.

Cockayne S, et al. Vitamin K and the prevention of fractures: systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Arch Intern Med. 2006 Jun 26;166(12):1256-61.

Cranenburg EC, et al. Vitamin K: the coagulation vitamin that became omnipotent. Thromb Haemost. 2007 Jul;98(1):120-5.

Feskanich D, et al. Vitamin K intake and hip fractures in women: a prospective study. Am J Clin Nutr. 1999 Jan;69(1):74-9.

Iwamoto J, et al. Role of vitamin K2 in the treatment of postmenopausal osteoporosis. Curr Drug Saf. 2006 Jan;1(1):87-97.

Mawatari T, et al. Effect of vitamin K2 on three-dimensional trabecular microarchitecture in ovariectomized rats. J Bone Miner Res. 2000 Sep;15(9):1810-7.

Luukinen H, et al. Strong prediction of fractures among older adults by the ratio of carboxylated to total serum osteocalcin. J Bone Miner Res. 2000 Dec;15(12):2473-8.

Schurgers LJ, et al. Matrix Gla-protein: the calcification inhibitor in need of vitamin K. Thromb Haemost. 2008 Oct;100(4):593-603.

Seibel MJ, et al. Serum undercarboxylated osteocalcin and the risk of hip fracture. J Clin Endocrinol Metab. 1997 Mar;82(3):717-8.

Vergnaud P, et al. Undercarboxylated osteocalcin measured with a specific immunoassay predicts hip fracture in elderly women: the EPIDOS Study. J Clin Endocrinol Metab. 1997 Mar;82(3):719-24.

Vermeer C, Hamulyák K. Vitamin K: lessons from the past. J Thromb Haemost. 2004 Dec;2(12):2115-7.