Витамин связанный с синтезом протромбина

ПРОТРОМБИН

ПРОТРОМБИН (син.: фактор II, тромбоген)— биосинтетический предшественник фермента тромбина в плазме крови.

П. является гликопротеидом с мол. весом (массой) 68 000—84 000. Полипептидная цепь П. состоит из 582 аминокислотных остатков; N-конце-вая аминокислотная последовательность П. человека: Ала—Асп—Тре— Фен—Лей—Глу—Глу (см. Аминокислоты). П., помимо аминокислот, содержит 10 остатков гамма-карбоксиглутаминовой к-ты, к-рая образуется при карбоксилировании глутаминовой к-ты на последней стадии биосинтеза. Модифицированная глутаминовая к-та в N-концевой части молекул белков протромбинового комплекса (протромбин, факторы VII, IX, X) обеспечивает их прочное связывание с ионами кальция и фосфолипидами, необходимыми для активации соответствующих проферментов.

П. осаждают из плазмы крови при 50—67% насыщении ее сульфатом аммония. П. высокой степени очистки получают путем ионообменной хроматографии на диэтиламиноэтилцеллюлозе (ДЭАЭ-целлюлозе). При фракционировании белков плазмы крови этиловым спиртом П. выделяют из остатков третьей фракции. П. адсорбируют из оксалатной плазмы сульфатом и карбонатом бария, гидроксидом алюминия или магния, а также фосфатом кальция.

Биосинтез П. происходит в печени и зависит от наличия витамина К. При измерении концентрации меченого П., введенного в кровоток больному с врожденной недостаточностью П., установлено, что период полураспада П. равен 60 час., при этом в кровяном русле содержится 43% П., а в периваскулярном пространстве — 57%.

В процессе образования тромбина (см.) из П., совершающегося в два этапа, происходит значительное укорочение полипептидной цепи молекулы П. Сначала протромбиназа, или протромбокиназа (фактор X в комплексе с фактором Vа, фосфолипидами и ионами кальция), расщепляет молекулу П., в результате чего образуется промежуточный продукт — претромбин II, который затем быстро расщепляется фактором Х_а (активная форма фактора X) до тромбина, точнее а-тромбина, обладающего свертывающей активностью. а-Тромбин взаимодействует с молекулой П., и образуется неактивный претромбин I, который, в отличие от претромбина II, активируется медленно, т. к. лишен участков связывания с фосфолипидами. Т. о., структура N-концевой части молекулы П. способствует концентрированию П. на поверхности фосфолипидов, ориентации его с ферментом (фактором X_а) и регуляторным белком (фактором V_а), т. е. его активации.

В лабораторной и клин, практике применяют ряд методов определения П. в крови, из которых наиболее употребим метод Квика (см. Протромбиновое время). Истинный протромбин (фактор II) определяют двухступенчатым методом по Оврену: на первой стадии П. испытуемой плазмы активируется в тромбин, на второй — измеряется способность образовавшегося тромбина превращать стандартный р-р фибриногена в фибрин.

Дефицит П. можно определить с помощью ряда тестов, основанных на сравнении исследуемой плазмы с плазмой крови больных с заведомо известной недостаточностью протромбина и факторов V, VII, X. Существует также группа тестов для установления дефицита П., основанных на использовании змеиных ядов, которые обладают способностью превращать П. в тромбин без участия фактора Ха, фосфолипидов и ионов Са 2+ . Такими свойствами обладает яд австралийской змеи тайпан, песчаной эфы и др. Под влиянием этих ядов при дефиците П. и других факторов протромбинового комплекса удлиняется протромбиновое время (см.). Получили распространение методы определения П. с помощью хромогенных пептидных субстратов. Принцип их заключается в высокоточном определении амидазной активности тромбина, образующегося из П. исследуемой плазмы крови в присутствии активаторов, к-рыми могут служить тромбопластин и ионы Са 2+ или препараты, полученные из яда змей.

Содержание П. в плазме крови человека и разных видов животных колеблется от 7 до 17 мг/100мл. У человека наблюдаются также возрастные изменения концентрации П. в крови. Наиболее низкая концентрация П обнаружена у новорожденных в первые 3—4 дня их жизни; у детей грудного возраста она составляет в среднем 22, 2% от физиол, концентрации взрослого человека и превышает приблизительно в три раза содержание П., необходимое для нормального свертывания крови.

Низкое содержание П. в плазме крови (гипопротромбинемия) может быть генетически обусловленным и приобретенным. При наследственных гипопротромбинемиях наблюдают различные аномалии в строении молекулы П. Так, при истинной гипопротромбинемии (см. Геморрагические диатезы) отмечается нарушение биосинтеза П. и низкое его содержание в крови. Сродство аномальной молекулы П., к-рая образуется при этом, к ионам кальция гораздо ниже, чем в норме, и поэтому она неспособна превращаться в молекулу тромбина. Другой тип наследственной гипопротромбинемии характеризуется нормальным содержанием П., однако он при свертывании не превращается в активный фермент — тромбин. Приобретенные гипопротромбинемии могут развиться при передозировке антикоагулянтов непрямого действия (антагонистов витамина К), дефиците витамина К в организме, поражении печени.

Наследственные и приобретенные гипопротромбинемии приводят к тяжелым нарушениям системы гемостаза (см.). Клинически они выражаются кровоточивостью, тяжесть к-рой зависит от степени дефицита П.; спонтанные геморрагии резко выражены при концентрации протромбина 5% , а иногда 10—15% (норма 100% по Квику).

Библиография: Зубаиров Д. М. Биохимия свертывания крови, М., 1978, библиогр.; Кудряшов Б. А. Биологические проблемы регуляции жидкого состояния крови и ее свертывания, М., 1975; Проблемы и гипотезы в учении о свертывании крови, под ред. О. К. Гаврилова, М., 1981; С т р у к о в А. И. и С т р у к о-в а С. М. Структурно-функциональные основы гемостаза и его патология, Арх. патол., т. 42, № 9, с. 3, 1980, библиогр.; Струкова С. М. Молекулярные превращения протромбина в тромбин, Вестн. Моск. ун-та, Сер. 6 — Биология, почвоведение, JSfi 1, с. 17, 1976, библиогр.; Magnusson S. а. о. Complete primary structure of prothrombin, Cold Spr. Harb. Conf. on Cell Proliferation, p. 123, 1975; Suttie J. W. a. Jackson C. M. Prothrombin structure, activation, and byosynthesis, Physiol. Rev., v. 57, p. 1, 1977, bibliogr.; Walz D. A , Hewett-Emmett D. D. a. See-g e r s W. H. Amino acid sequence of human prothrombin fragments 1 and 2, Proc. nat. Acad. Sei. (Wash.), v. 74, p. 1969,

Источник

Коагулограмма № 2 (протромбин (по Квику), МНО, фибриноген)

Коагулограмма — это исследование системы гемостаза, которое позволяет оценить внешний и общий пути свертывания крови и выявить риск гиперкоагуляции (чрезмерного свертывания) или гипокоагуляции (кровотечения).

Гемостазиограмма: протромбиновый индекс (ПИ), протромбиновое время (ПВ); международное нормализованное отношение (МНО); фактор I (первый) свертывающей системы плазмы.

Синонимы английские

Coagulation studies (coagulation profile, coag panel, coagulogram): Prothrombin time (Pro Time, PT, Prothrombin time ratio, P/C ratio); International Normalized Ratio (INR); Fibrinogen (FG, Factor I).

% (процент), сек. (секунда), г/л (грамм на литр).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Как правильно подготовиться к исследованию?

• Не принимать пищу в течение 12 часов до исследования.
• Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение и не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Система гемостаза состоит из многих биологических веществ и биохимических механизмов, которые обеспечивают сохранение жидкого состояния крови, предупреждают и прекращают кровотечения. Она поддерживает баланс между свертывающими и противосвертывающими факторами крови. Значительные нарушения компенсаторных механизмов гемостаза проявляются процессами гиперкоагуляции (чрезмерным тромбообразованием) или гипокоагуляции (кровотечением), которые могут угрожать жизни пациента.

При повреждении тканей и сосудов компоненты плазмы (факторы свертывания) участвуют в каскаде биохимических реакций, результатом которых является образование фибринового сгустка. Существуют внутренний и внешний пути свертывания крови, отличающиеся механизмами запуска коагуляции. Внутренний путь реализуется при контакте компонентов крови с коллагеном субэндотелия стенки сосуда. Для данного процесса необходимы коагуляционные факторы XII, XI, IX и VII. Внешний путь запускается тканевым тромбопластином (фактор III), высвобожденным из поврежденных тканей и сосудистой стенки. Оба механизма тесно взаимосвязаны и с момента образования активного фактора X имеют общие пути реализации.

Исследование таких показателей, как ПТИ (протромбиновый индекс) и МНО (международное нормализованное отношение), позволяет оценить состояние внешнего пути свертывания крови. ПТИ рассчитывается как отношение стандартного протромбинового времени (времени свертывания контрольной плазмы после добавления тканевого тромбопластина) к времени свертывания плазмы, выраженному в процентах. МНО – это стандартизованный в соответствии с международными рекомендациями показатель протромбинового теста. Он вычисляется по формуле: МНО = (протромбиновое время пациента / протромбиновое время контроля) х МИЧ, где МИЧ (международный индекс чувствительности) – коэффициент чувствительности тромбопластина относительно международного стандарта. МНО и ПИ обратно пропорциональные показатели, то есть повышение МНО соответствует снижению ПТИ у пациента и наоборот.

Референсные значения ПТИ зависят от набора и характеристики реактивов и отличаются активностью используемого в тесте тромбопластина. Результаты определения МНО, благодаря стандартизации, позволяют сравнивать результаты разных лабораторий.

Анализы на ПТИ (или близкий ему показатель — протромбин по Квику) и МНО в коагулограмме помогают выявить нарушения во внешнем и внутреннем путях свертывания крови, связанные с дефицитом или дефектом фибриногена (фактора I), протромбина (фактора II), факторов V (проакцелерина), VII (проконвертина), X (фактора Стюарта – Прауэр). При снижении концентрации данных факторов свертывания в крови протромбиновое время увеличивается по отношению к контрольным лабораторным показателям.

Плазменные факторы внешнего пути коагуляции синтезируются в печени. Для образования протромбина и некоторых других факторов свертывания необходим витамин К, недостаток которого приводит к нарушениям каскада реакций и препятствует образованию тромба. Этот факт используется в лечении пациентов с повышенным риском тромбоэмболий и сердечно-сосудистых осложнений. Благодаря назначению непрямого антикоагулянта варфарина подавляется витамин К – зависимый синтез белков. ПТИ (или протромбин по Квику) и МНО в коагулограмме используются для контроля за терапией варфарином у пациентов с факторами, способствующими тромбообразованию (например, при тромбозе глубоких вен, наличии искусственных клапанов, антифосфолипидном синдроме).

В норме коагулограммы у здорового человека МНО находится в пределах 0,8-1,2; у пациентов, находящихся на лечении непрямыми антикоагулянтами в целях профилактики тромбоэмболических осложнений, – 2,0-3,0, у пациентов с протезированными клапанами и антифосфолипидным синдромом – 2,5-3,5.

Одновременное определение фибриногена в коагулограмме позволяет комплексно оценить состояние плазменной системы гемостаза.

Фибриноген – фактор свертывания крови I, который вырабатывается в печени. Благодаря действию коагуляционного каскада и активных ферментов плазмы он превращается в фибрин, который участвует в образовании кровяного сгустка и тромба. Дефицит фибриногена может быть первичным (вследствие генетических нарушений) или вторичным (из-за чрезмерного потребления в биохимических реакциях), что проявляется нарушением образования стабильного тромба и повышенной кровоточивостью.

Фибриноген является также острофазовым белком. Его концентрация повышается в крови при заболеваниях, сопровождающихся повреждением тканей и воспалением. Определение уровня фибриногена имеет значение в диагностике заболеваний с повышенной кровоточивостью или тромбообразованием, а также для оценки синтетической функции печени и риска сердечно-сосудистых заболеваний с осложнениями.

Для чего используется исследование?

• Для общей оценки свертывающей системы крови.
• Для диагностики нарушений внешнего и общего путей свертывания крови.
• Для исследования активности свертывающих факторов I, II, V, VII, X.
• Для контроля за состоянием пациента при назначении антикоагулянтов.
• Для оценки риска сердечно-сосудистых осложнений.
• Для оценки белковосинтезирующей функции печени (синтеза факторов свертывания крови).

Когда назначается исследование?

• При комплексном обследовании.
• При планировании хирургических вмешательств.
• При обследовании пациентов с носовым кровотечением, кровоточивостью десен, кровью в стуле или моче, кровоизлияниями под кожу и в крупные суставы, с хронической анемией, обильными менструальными выделениями, внезапной потерей зрения.
• При обследовании больного с эпизодами тромбозов в анамнезе.
• При наследственной предрасположенности к нарушениям системы гемостаза.
• При высоком риске сердечно-сосудистых осложнений и тромбоэмболии.
• Перед назначением антикоагулянтов.
• При контроле за системой гемостаза на фоне приема антикоагулянтов.
• При заболеваниях печени.

Что означают результаты?

Референсные значения (таблица нормы показателей коагулограммы)

Источник

Витамин K

Исторические сведения

При изучении холестеринового обмена у птиц еще в 1929 году было показано, что у цыплят, получающих искусственную безжировую диету (крахмал, казеин, солевая смесь, дрожжевой экстракт и фильтровальная бумага), появляются кровоизлияния в коже, мышцах и слизистых оболочках пищеварительного тракта, не предотвращаемые включением в диету витаминов С (лимонный сок) и D. После пребывания на этой диете цыплята погибали. При кормлении цыплят рыбной или мясной мукой, экстрагированной эфиром, также наблюдалась гибель птиц при геморрагических явлениях.

В 1934 г. исследователи пришли к заключению, что причиной описанного ими геморрагического синдрома у цыплят является отсутствие в пище ранее не известного фактора, отличного от витаминов С, А и D. В 1935 г. Dam сообщил о присутствии нового противогеморрагического фактора в свиной печени, конопляном семени, томатах, листовой капусте и предложил для него название витамин К (Коаgulations vitamin). Затем были получены концентраты витамина К и окончательно установлено, что он нерастворим в воде и является жирорастворимым фактором. В течение последующих 3 лет было обнаружено, что К-витаминная недостаточность сопровождается снижением в крови протромбина и развитием некоторых форм патологии у человека.

Еще через год витамин К был изолирован в чистом виде из двух источников: в лаборатории Dam — из люцерны, в лаборатории Doisy— из гниющей рыбной муки. Химическая природа этих двух препаратов оказалась неодинаковой, поэтому первому из них присвоили название витамин К1, а второму — К2. Затем три лаборатории, независимо одна от другой, осуществили синтез витамина К1. Очень скоро после этого были синтезированы хиноны, отличные от природных витаминов К1 и К2 и обладающие различной степенью К-витаминной антигеморрагической активности.

Физические и химические свойства

Витамины группы К представлены в живых организмах различными производными 2-метил-1,4-нафтохинона, различающимися характером боковых цепей.

Витамин К1 (филлохинон) впервые выделен из люцерны. Он представляет собой 2-метил-1,4-нафтохинон, содержащий в положении 3 боковую цепь, представленную фитильным радикалом, имеющим 20 атомов углерода. Витамин К1 — вязкая светло-желтая жидкость с температурой плавления —20°, флюоресцирует, в воде нерастворим, хорошо растворим в органических растворителях — бензоле, ацетоне, гексане и др. Неустойчив к ультрафиолетовым лучам и устойчив к инфракрасным лучам. Благодаря наличию двух асимметрических углеродных атомов оптически активен.

Витамин К2 впервые изолирован из гниющей рыбной муки, где он синтезируется микроорганизмами. Первоначально выделившие витамин К2 Doisy и соавторы сообщили, что его боковая цепь содержит 30 углеродных атомов, отвечает дифарнезильному радикалу и соответствующая формула приведена в ряде руководств. Отсюда устаревшее его название— фарнохинон. В 1953 г.Isler и соавторы уточнили структуру, описанную Doisy, и показали, что ее боковая цепь имеет 35 атомов углерода с семью двойными связями и представлена остатком фарнезилдигеранила.

Позже было установлено, что в тканях животных, растений и микроорганизмов присутствует большое количество различных производных 2-метил-1,4-нафтохинона, обладающих К-витаминной активностью. Расхождения, имеющиеся в номенклатуре этих соединений, устранены после введения новой номенклатуры хинонов с изопреноидными боковыми цепями, рекомендованной Объединенной комиссией по биохимической номенклатуре Международного союза теоретической и прикладной химии и Международного биохимического союза, которая в 1966 г. была принята для использования Бюро отделения биохимии, биофизики и химии физиологически активных соединений АН СССР. Согласно этой номенклатуре, к группе витаминов К относятся два типа хинонов с изопреноидными боковыми цепями: витамин К1 и витамин К2 (см. выше).

При восстановлении хинонов образуются соответствующие гидрохиноны. Известны также изомерные формы хинонов и гидрохинонов, которые образуются путем замыкания цикла. Первая получила название хроменола, вторая — хроманола. Многие из таких форм, образуемых производными 2-метил-1,4-нафтахинонов, обладают К-витаминной активностью.

При обозначении длины боковой изопреноидной цепи за основу следует принимать число изопреновых звеньев, а не число углеродных атомов. Изопреновое звено следует обозначать «пренил», причем в хроманолах и хроменолах длину изопреноидной боковой цепи указывать в соответствии с числом интактных изопреновых звеньев в остающейся боковой цепи, т. е. на единицу меньше, чем в соответствующем хиноне.

Для обозначения витамина К1 в качестве тривиального сохранено название филлохинон. Для витаминов группы К2 введено название менахиноны с указанием числа изопреноидных звеньев. Например, рекомендовано одно из двух альтернативных названий: менахинон-6 (сокращенно МК-6) и менахинон К6 (сокращенно МК6), причем большее предпочтение отдается первому. Цифра 6 показывает число изопреновых звеньев в боковой цепи. МК-6 — желтое кристаллическое вещество с температурой плавления 54°. Оптически неактивен. Растворимость сходна с растворимостью витамина К1

Витамины группы К синтезируются в зеленых растениях и некоторыми микроорганизмами. О биосинтезе метилнафтохинонной части их молекулы точных сведений нет. Предполагается, что ее источником служит пентилпирофосфат. Изопреноидные боковые цепи витаминов К синтезируются из ацетилкоэнзима А через мевалоновую кислоту и пентилпирофосфат. Длина боковой цепи зависит от вида организма.

У растений боковая цепь представлена фитильной группой, имеющей 20 атомов углерода (С2о), у млекопитающих — дигеранильной группой (тоже С20). Микроорганизмы продуцируют ряд гомологов витамина К2 с боковыми группами: фарнезилдигеранильной-С35, тетрагеранильной –С40, трифарнезильной –С45 и пентагеранильной –С50.

Природные витамины К1и К2 способны превращаться друг в друга. Витамин К1 превращается в К2(20) в организме птиц со значительной интенсивностью, у млекопитающих — с небольшой. Витамин К2(30) легко трансформируется в К2(20) у птиц и крыс. Витамин К2(10) превращается в К2(20) только в организме птиц. Синтетический аналог витамина К, лишенный боковой цепи в положении 3 (2-метил-1,4-нафтохинон; витамин К3; менадион), обладающий высокой антигеморрагической активностью, также трансформируется в витамин К2(20), причем этот процесс осуществляется как у высших, так и у низших (улитка, дождевой червь) животных. Синтетический витамин К3 при расчете на грамм-молекулу обладает такой же активностью, как витамин К1, но неудобен для применения из-за нерастворимости в воде (растворяется 1 : 10000) и горького вкуса. На его основе синтезированы десятки соединений, близких по строению к витамину К, обладающих антигеморрагической активностью и растворимых в воде. В медицинской практике наибольшее распространение нашли следующие из них:

1) синтезированная А. В. Палладиным натриевая соль бисульфитного производного 2-метил-1,4-нафтохинона — викасол:

2) тетранатриевая соль дифосфата 2-метил-1,4-нафтогидрохинона — синкавит;

3) 2-метил-4-амино-1-нафтол гидрохлорид — синкамин.

Распространение витамина К в природе

Наиболее богатые источники витамина К — зеленые растения, где он содержится в хлоропластах в виде филлохинона. Синтез витамина К1 в растениях связан с их фотохимической функцией. В животных тканях и микроорганизмах присутствуют различные формы витамина К2. Содержание витамина К в продуктах приведено в таблице, из которой видно, что особенно богаты им шпинат, капуста и тыква.

Содержание витамина К в разных продуктах

Методы определения витамина К

Для определения витамина К применяются физические, химические и биологические методы.

Спектральные методы основаны на исследовании спектров поглощения в ультрафиолетовом свете, где максимумы лежат (в гексане) для витамина К1 при 243, 249, 261, 270 и 325 нм, для К2 — при 243, 249, 260, 270 и 325 нм,.для К3 — при 244, 253, 263 и 325 нм. Витамины К чувствительны к ультрафиолетовому свету, и указанные максимумы поглощения быстро исчезают. Спектральный метод применяется для определения витаминов К в чистых препаратах. Идентификация гомологов витаминов К1 и К2 производится с помощью инфракрасной спектроскопии

С целью определения 2-метил-1,4-нафтохинонов предложено много колориметрических методов, основанных на цветных реакциях, которые они дают с рядом реактивов: 2,4-динитрофенилгидразином, метаноловым и этаноловым растворами гидрата окиси натрия, N,N1 — диэтил-дитиокарбаматом натрия, солями тетразолия и другими соединениями. Предлагались методы определения 2-метил-1,4-нафтохинонов путем титрования хлоридом титана, сульфатом церия, флуорометрией комплекса 2-метил-1,4-нафтохинона и о-фенилендиамина в присутствии уксусной кислоты.

Все перечисленные и ряд других физических и химических методов недостаточно специфичны и получаемые с их помощью результаты имеют весьма относительную ценность для определения содержания витаминов К в пищевых продуктах и кормах, а также в органах и тканях человека и животных. Удовлетворительные результаты дают колориметрические и спектрофотометрические методы в сочетании с хроматографией, очисткой и разделением витаминов К на колонках, на бумаге или в тонком слое адсорбента. Для определения витамина К перспективен метод газовой хроматографии.

Биологические методы

Биологические методы являются наиболее надежными, специфическими и весьма чувствительными для оценки К-витаминной активности пищевых продуктов и кормов. Они основаны на определении количества исследуемого материала, которое устраняет авитаминоз К у подопытного животного. Хотя экспериментальный авитаминоз К можно вызвать почти у всех млекопитающих, трудность заключается в том, что кишечная микрофлора синтезирует витамин К, который может частично всасываться, а также поступать в организм вследствие копрофагии. Легче всего воспроизводится авитаминоз К у птиц. Этому благоприятствует небольшая длина их толстого кишечника и очень слабое всасывание из него витамина К. Другое преимущество птиц как тест-объекта заключается в том, что их тромбоциты не освобождают тромбопластин, а это удобно для определения витамина К, основанного на учете свертываемости крови. Классическим объектом для биологического определения витамина К служат цыплята (предпочитают породу белый леггорн), которых помещают на К-авитаминный корм. Критерием развития К-витаминной недостаточности служит удлинение протромбинового времени. К-авитаминозным цыплятам вводят различные дозы исследуемого материала и определяют минимальное количество последнего, которое восстанавливает до нормы указанные показатели. Это количество принимают за одну биологическую единицу витамина К. Результат выражают в количестве единиц, содержащихся в 1 г, 100 г или 1 кг продукта. Учитывая, что суточная потребность цыпленка равна 1 мкг чистого витамина К1 или 0,3 мкг менадиона, результаты биологических испытаний можно выражать в абсолютных весовых количествах этих гомологов витамина К. При оценке данных, в которых содержание витамина К выражено в биологических единицах, исходят из того, что 1 г витамина К1 соответствует 12 000 000 единиц Дама.

Биологические испытания можно проводить и на белых крысах, у которых вызывается вторичный или первичный авитаминоз К. Вторичную К-витаминную недостаточность можно получить перевязкой и рассечением желчного протока. Животные утрачивают способность усваивать витамин К, и спустя 3 недели у них отмечается авитаминоз. Надо заметить, что развивающийся в результате такой операции холестаз, помимо К-витаминной недостаточности, устраняемой 2-метил-1,4-нафтохинонами, вызывает ряд метаболических сдвигов, которые не ликвидируются витамином К. Более целесообразно использовать крыс с первичным авитаминозом К. Для этой цели используются специальные диеты. Обязательное условие проведения опыта — предотвращение копрофагии путем содержания животных в клетках с решетчатым дном. Ясно выраженная К-витаминная недостаточность, регистрируемая по наступлению гипопротромбинемии (протромбиновое время удлиняется в 3—8 раз), развивается обычно после 4—5 недель содержания крыс на диете. Минимальная доза витамина К, необходимая для предохранения крыс от геморрагии и гипопротромбинемии, составляет 1 мкг на 100 г веса тела.

Обмен витамина К в организме

Механизм всасывания различных аналогов витамина К неодинаков. Природные витамины К1 и К2 и синтетические аналоги, нерастворимые в воде и растворимые в жирах, для всасывания нуждаются в присутствии в кишечнике желчных кислот. Водорастворимые аналоги для всасывания в желчи не нуждаются. У животных — копрофагов количество витамина К, синтезируемое микрофлорой кишечника, может быть достаточным для покрытия потребности организма в этом факторе, поэтому у крыс, находящихся на диете, лишенной витамина К, авитаминоз развивается при условии предотвращения копрофагии. Всасывание природных витаминов К и жирорастворимых синтетических аналогов осуществляется в верхних отделах тонкого кишечника и не происходит в толстом кишечнике и нижней части подвздошной кишки. В связи с этим сомнительна возможность усвоения человеком витаминов К, синтезируемых микрофлорой толстого кишечника. Для эффективного всасывания витамина К необходима также кишечная липаза. Транспорт из кишечника водо- и жирорастворимых аналогов витамина К осуществляется различными путями. Жирорастворимые аналоги всасываются преимущественно через лимфатические, водорастворимые — через кровеносные пути. Основная масса витамина К, поступающего в организм с пищей или введенного парентерально, задерживается в печени, а также в селезенке и сердечной мышце. Частичная блокада ретикулоэндотелиальной системы значительно снижает усвоение витамина К органами.

Всосавшийся витамин К весьма быстро проявляет свое биологическое действие. Так, у цыплят внутривенное введение витамина К1 ликвидирует К-авитаминозную гипопротромбинемию в течение 1 часа, внутримышечное введение — за 2 часа. Витамин К3, прибавленный к крови, связывается с белками альбуминовой фракции. Плазма, сыворотка и альбуминовый фильтрат крови больных с очень низким содержанием альбуминов слабо связывают витамин К либо вовсе его не связывают. Витамин К1-С14, введенный крысам, обнаруживается в белковой фракции крови, содержащей фибриноген. Менадион, кроме того, найден в водных экстрактах фибрина, инкубированного с бета-глюкуронидом печени быка. Эти результаты представляют интерес в связи с данными последних лет, согласно которым участие витамина К в процессе свертывания крови не ограничивается его стимулирующим действием на биосинтез в печени некоторых прокоагулянтов, но направлено и на третью фазу свертывания — на процесс превращения фибриногена в фибрин (см. ниже).

Исследование внутриклеточного распределения витамина К в печени при помощи метода дифференциального центрифугирования гомогенатов обнаружило, что наибольшее его количество находится в митохондриальной фракции. В ней найдено 61% К-витаминной активности против 24% в ядерной фракции и 15% в надосадочной жидкости. В митохондриях не только накапливаются значительные количества витамина К, но и осуществляются его превращения.

На основании исследований с применением радиоактивного диацетата нафтогидрохинона было показано, что кольцо менациона в животном организме превращается в витамин К1 или очень близкое к нему по структуре вещество (данные получены при исследовании саркосом сердечной мышцы). Впоследствии этот продукт трансформации менадиона был идентифицирован как витамин К2(20). В витамин К2(20) в организме превращается не только менадион, но и другие природные и синтетические аналоги витамина К, имеющие боковые цепи, в частности витамин К1 С меньшей интенсивностью этот процесс осуществляется у млекопитающих, с большей — у птиц, потребность которых в витамине К более высока. Различные органы обладают разной способностью трансформировать природный витамин К1 в витамин К2(20). В печени это превращение практически не происходит, в сердце и почках осуществляется интенсивно. Скелетные мышцы содержат только витамин К2(20), т. е. очень интенсивно метаболизируют витамин К1. Превращению в витамин К2(20) подвергаются также витамины К.2(30) и К2(10). Первый из них легко превращается в организмах птиц и крыс, второй — только у птиц. Синтез витамина К.2(20) из менадиона осуществляется полностью лишь при введении сравнительно небольших доз последнего, покрывающих физиологическую потребность организма. Это видно из того, что менадион проявляет такую же биологическую активность, какой обладают витамины К1 и К2 в эквимолекулярных количествах у К-авитаминозных животных. Если же вводить большие дозы менадиона, то синтез витамина К2(20) резко ограничивается. Это подтверждается тем, что как антидот дикумарина витамин К1 более эффективен, чем менадион.

Изучение экскреции витамина К началось с открытия 4-окси-2-метил-1-нафтилсульфата в моче кролика после введения больших доз менадиона. Значительно расширились возможности исследования экскреции продуктов метаболизма витамина К после осуществления синтеза менадиона, меченного по углероду. Метаболиты витамина К и менадиона выводятся с мочой. В выдыхаемом воздухе и кале после введения менадиона-С14 радиоактивность не появляется. После внутримышечного введения крысам менадиона-С14 в моче найдены три радиоактивных продукта. Методом бумажной хроматографии они идентифицированы как диглюкуронид, моносульфат и фосфат 2-метил-1.4-нафтохинона. После введения больным 1,75—2,05 мг менадиона-С14 (внутрь в желатиновых капсулах) уже в первые сутки в моче обнаруживается 37,6—68,8% введенной радиоактивности.

В липидных экстрактах тканей млекопитающих животных и человека в последние годы обнаружено множество различных форм витамина К. В митохондриях и микросомах печени крыс были найдены филлохинон и менахинон-4. В печени крупного рогатого скота содержатся филлохинон, менахиноны МК-10, МК-11 и МК-12 , а также продукт дегидрирования боковой фитильной группы филлохинона. Из печени человека удалось выделить филлохинон и менахиноны МК-7, МК-8, МК-10 и МК-11. Физиологическое значение всех этих соединений подлежит изучению.

Участие витамина К в обмене веществ

Система свертывания крови. Наиболее выраженным проявлением К-ви-таминной недостаточности служит геморрагический синдром, связанный с изменениями в системе свертывания крови. Сначала было установлено, что пониженная свертываемость крови и кровоточивость птиц, млекопитающих животных и людей с К-авитаминозом связана с падением протромбинной активности крови. Позже выяснилось, что нарушения свертывающей системы крови, типичные для К-витаминной недостаточности, не ограничиваются гипопротромбинемией, а включают и другие факторы этой системы. Витамин К необходим как стимулятор биосинтеза в печени четырех белков-ферментов, принимающих участие в процессе свертывания крови, требующихся для образования активных тромбопластина и тромбина: фактора II (протромбина), фактора VII (проконвертина), фактора IX (плазменный тромбопластический компонент, РТС, фактор Кристмаса или антигемо-фильный глобулин) и фактора X (фактор Стюарта—Прауэра).

Еще в 1943 г. Б. И. Гольдштейном было показано, что после введения больным витамина К3, или викасола, увеличивается эластичность сгустков свернувшейся крови. На основании этого наблюдения автор выдвинул предположение, что викасол оказывает влияние на свойства фибриногена, но экспериментальной проверке эта гипотеза была подвергнута лишь спустя два десятилетия. При помощи тромбоэластографического метода установлено, что при первичном (пищевом) и вторичном (вызванном перевязкой желчного протока или введением дикумариновых антикоагулянтов) авитаминозе К у крыс и кроликов в 2 раза уменьшается эластичность фибринных сгустков плазмы крови. Введение животным викасола полностью предотвращает эти изменения. Такое же влияние оказывало и введение викасола интактным животным. Повышение эластичности фибринных сгустков наблюдалось также in vitro при прибавлении викасола к плазме крови здоровых людей. Таким образом установлено, что в свертывании крови витамин К участвует не только как стимулятор биосинтеза некоторых прокоагулянтов, но и как фактор, который в третьей фазе этого процесса способствует оптимальному протеканию реакции фибриноген—фибрин.

Антивитамины К. Для понимания роли витамина К в обмене веществ большую роль сыграло открытие его взаимоотношений с антикоагулянтами непрямого действия. В некоторых районах США и Канады давно наблюдалось геморрагическое заболевание крупного рогатого скота, наносившее большой ущерб фермерам. В 1922 г. установлена связь этого заболевания с кормлением недоброкачественным сеном из травы донник. Впоследствии выяснилось, что в крови больных животных резко снижен уровень протромбина и что эта гипотромбинемия предотваращается одновременным скармливанием люцерны, которая богата витамином К. Наконец, спустя еще 5 лет в лаборатории Линка из сена донника было изолировано токсическое вещество, идентифицированное как 3,3-метиленбис-(4-оксикумарин). Этому соединению присвоили название дикумарин . Вещество явилось первым антикоагулянтом из группы антивитаминов К, оказавшимся эффективным средством при лечении тромбоэмболических заболеваний. Впоследствии синтезировано много других соединений, обладающих сходным действием.

Среди группы антивитаминов К главное значение имеют производные кумарина (дикумарин, неодикумарин, маркумар, синтром, варфарин, кумопиран и др.) и 1,3-индандиона (фениндион, или гедулин, дипаксин и др.). Дикумарин, индандион и их производные имеют строение, родственное витамину К, и являются его структурными аналогами. Они вызывают нарушение в организме биосинтеза прокоагулянтов, требующих витамина К. Изменения в системе свертывания крови при К-витаминной недостаточности имеют большое сходство с нарушениями гемокоагуляции, вызываемыми кумариновыми производными. Введение витамина К быстро устраняет токсическое влияние антикоагулянтов ряда дикумарина и индандиона, встречающееся при передозировке последних или повышенной чувствительности к ним.

Взаимоотношения между химической структурой и антагонистическим действием производных кумарина и витаминов группы К явились предметом многочисленных исследований. Оказалось, что конкуренция между ними значительно варьирует в зависимости от особенностей химического строения отдельных представителей этих групп соединений. Механизм действия названных антикоагулянтов — антивитаминов К еще во многом неясен. По Юргенсу и Винтерштейну они являются истинными антагонистами витамина К1 Предполагается, что апофермент гамма-глютамилкарбоксилазы образует с витамином К1 холофермент, необходимый для синтеза факторов II, VII, IX и X, а производные кумарина и индандиона, будучи структурными аналогами витамина К, вытесняют его из холофермента, причем эта реакция обратима. Так в молекуле протромбина насчитывается 10 гамма-карбоксилированных остатков глютаминовой кислоты. Реакция постсинтетического карбоксилирования гамма-карбоксильной группы глютаминовой кислоты играет также важную роль в связывывании ионов Са с молекулой белка, так как образуются дополнительные отрицательно заряженные ионы карбоксильных групп. Имеются возражения против того, что антагонизм между витамином К и дикумарином находится в рамках прямой конкуренции между метаболитом и антиметаболитом: если выдерживать постоянное соотношение между витамином К1 и дикумарином и вводить их крысам одновременно, то по мере повышения доз увеличивается степень гипо-протромбинемии.

Биологическое окисление и окислительное фосфорилирование. Хи-ноидная природа витамина К и его распределение в клеточных органеллах (хлоропласты, митохондрии), в которых преимущественно протекают процессы тканевого дыхания и сопряженного с последним фосфорилирования, давно вызвали предположение, что витамин К принимает участие в окислительно-восстановительных процессах.. Так было показако, что дикумарин разобщает окислительное фосфорилирование в митохондриях печени и что добавление витамина К к митохондриям печени К-авитаминозных цыплят повышает коэффициент Р/О до нормы. В тоже время дикумарин в низких концентрациях является конкурентом окислительного фосфорилирования, а в высоких — вызывает неконкурентное торможение окисления.

Однако, снижение коэффициента Р/О и изменения в цепи переноса электронов отмечены не всеми авторами, исследовавшими эти показатели при авитаминозе К.

Большое внимание привлекли исследования, показавшие, что 1,4-нафтохиноны и некоторые их производные способны реактивировать ферментные препараты, активность которых была утрачена в результате хранения, экстракции органическими растворителями или облучения. Однако эти свойства 1,4-нафтохинонов оказались неспецифичными, поскольку реактивирующее действие проявляли также альфа-токоферол, фитол, сквален, нафтотокоферол и такие антиоксиданты, как сантохин и 5-пентадецилрезорцин. Из Е. coli и митохондрий печени свиньи выделена редуктаза витамина К (менадионредуктаза, филлохинонредуктаза). Позже этот фермент был обнаружен в других микроорганизмах, а также в животных тканях. Он оказался флавопротеидом с ФАД в качестве простетической группы. Этот фермент восстанавливается ди- и трифосфопиридиннуклеотидами, его окисленная форма восстанавливается различными хинонами. Дикумарин и другие антивитамины К являются мощными ингибиторами витамин- К-редуктазы. Было сделано заключение, что в клетке этот флавопротеид реагирует с витамином К2(20) и образует звено фосфорилирующей дыхательной цепи и что эта редуктаза и витамин К2(20) участвуют в регуляции скорости окислительного фосфорилирования в животном организме. Более поздние исследования показали, что специфическим донатором водорода для витамин- К-редуктазы является НАД-Н, а акцептором водорода могут служить различные хиноны (менадион, р-бензохинон, убихинон Q10), краски (метиленовый синий, 2,6-дихлорфенолиндофенол) и ферроцианид калия. Эти данные говорят против того, что витамин К служит для этого фермента специфическим акцептором.

Сомнения в специфичности участия витамина К в окислительном фосфорилировании подтвердили опыты, в которых у крыс, выращенных в стерильных условиях, вызывали авитаминоз К. В митохондриях печени этих животных даже в терминальных стадиях авитаминоза коэффициент Р/О не изменялся. Встретила возражения и концепция, согласно которой дефект в биосинтезе протромбина, вызываемый дикумариновыми антикоагулянтами, связан с тем, что последние разобщают окислительное фосфорилирование. Хотя дикумарин in vitro в митохондриях печени и вызывал заметное угнетение окислительного фосфорилирования, in vivo этот антикоагулянт практически не влиял на теже параметры окислительного фосфорилирования у крыс, которым скармливали дикумарин. Можно предположить, что терапевтическое действие дикумарина не связано с вызываемым им разобщением дыхания и фосфорилирования, и что на таком механизме может быть основано лишь его токсическое действие. 2-Хлор-3-фитил-1,4-нафтохинон является антагонистом витамина К в отношении свертывания крови. При введении этого соединение интактным крысам наблюдалось удлинение протромбинового времени в 15 раз, но отношение Р/О в митохондриях печени при этом не изменилось. Вместе с тем нафтохиноны (витамин К) наряду с бензохинонами (разнообразные пластохиноны) присутствуют в составе фотосинтетической системы и участвуют в переносе световой энергии к хлорофиллу. Признано также участие витамина К в окислительном фосфорилировании у некоторых бактерий.

Обмен макроэргических фосфорных соединений. Значение витамина К в животном организме как одного из факторов, необходимых для осуществления нормального обмена макроэргических фосфорных соединений, впервые обнаружено в опытах на крысах с авитаминозом К, вызванным перевязкой желчного протока. У них оказалась резко пониженной АТФ- азная активность миозина, выделенного из скелетных мышц. Введение оперированным животным викасола полностью предотвращало это явление. Оказалось, что лри всех формах К-витаминной недостаточности в мускулатуре наблюдается значительное снижение содержания макроэргических фосфорных соединений — АТФ и креатинфосфата. Энзимологические исследования выявили в этих тканях очень резкое (в 2 раза и больше) падение активности ферментов, катализирующих процессы трансфосфорилирования: АТФ-азы, креатинкиназы, а также щелочной фосфатазы. Все эти энзиматические изменения у животных при К-авитаминозе предотвращались введением викасола. Наряду с этим у К-авитаминозных животных значительно понижалась эффективность окислительного фосфорилирования в гомогенатах и митохондриях скелетных мышц .В плазме крови этих животных более чем в 2 раза падет содержание АТФ и АДФ при соответствующем нарастании неорганического фосфора, в эритроцитах в 2 раза снижается активность АТФ-азы, в коже в 2 раза снижается содержание АТФ и АДФ при нарастании неорганического фосфора и чрезвычайно резко падает активность щелочной фосфатазы. На уменьшение при авитаминозе К образования макроэргических фосфорных соединений организм отвечает усилением гликолитических процессов. Это проявляется снижением содержания гликогена в печени и мышцах при значительном нарастании концентрации молочной кислоты в крови и скелетных мышцах. Однако усиление гликолитических процессов при недостатке витамина К не нормализует уровень макроэргов в тканях. Таким образом, обеспеченность организма витамином К имеет существенное значение для нормального осуществления биоэнергетических процессов и для баланса в организме макроэргических фосфорных соединений.

Анаболическая роль витамина К. К-витаминная недостаточность сопровождается снижением активности не только перечисленных выше ферментов, катализирующих реакции трансфосфорилирования. В 2— 5 раз падает активность амилазы и липазы поджелудочной железы, энтерокиназы и щелочной фосфатазы кишечника. Существенно снижается активность протеиназ скелетных мышц и кожи, аланинаминотрансферазы и аспартатами-нотрансферазы стенок желудка, тонкого и толстого кишечника и сердечной мышцы. В сыворотке крови животных с К-авитаминозом снижается содержание альбуминов, в гладких и скелетных мышцах уменьшается количество белков саркоплазмы, преимущественно за счет миоальбуминовой фракции, и содержание миофибриллярных белков, растворимых в средах с низкой ионной силой.

При дефиците витамина К падает содержание в тканях некоторых биологически активных веществ. Резко снижается содержание серотонина в тонком кишечнике и печени и интенсивность секреции с мочой 5-оксииндолилуксусной кислоты, уменьшается содержание гистамина в крови, тканях желудка, кишечника и скелетных мышцах при падении активности гистидиндекарбоксилазы в ткани печени, почек, желудка и тонкого кишечника и одновременном нарастании активности гистаминазы в крови, печени и тонком кишечнике. Уменьшается содержание ацетилхолина в крови и ткани тонкого кишечника при снижении активности холинацетилтрансферазы, ацетилхолинэстеразы и бутирилхолинэстеразы в стенках желудка и кишечника и в скелетных мышцах .

Таким образом, значение витамина К для биосинтеза протромбина и других прокоагулянтов — это наиболее сказывающееся на состоянии организма, но все же лишь частное проявление его значительно более широкого анаболического действия, в основе которого, вероятно, лежит участие витамина К в работе АТФ-генерирующей системы. Этим, по-видимому, объясняется то, что витамин К наряду с влиянием на систему свертывания крови обладает весьма широким диапазоном внекоагулирующего действия (под последним понимается действие, не связанное непосредственно со стимулированием биосинтеза прокоагулянтов) . Это внекоагулирующее действие проявляется не только в описанных выше нарушениях биосинтетических процессов, присущих К-витаминной недостаточности, но и в состоянии ряда других функциональных белков и работе некоторых физиологических систем. Именно в этом аспекте становятся более понятными многие факты, свидетельствующие о том, что витамину К присуще и внекоагулирующее действие. Такпрепараты витамина К повышают вес животных, вызывают нарастание титра комплемента, оказывают благоприятное действие на коллагенизацию и минерализацию костной ткани. Все это также свидетельствует о положительном влиянии витамина К на разнообразные процессы биосинтеза, выходящие далеко за пределы продукции прокоагулянтов.

Значение витамина К для функциональной активности мышечной ткани. С описанным выше значением витамина К для биохимических процессов в мышечной ткани хорошо согласуются данные о его влиянии на ее функциональную активность. Предположение о значении витамина К для функциональной активности мышечных структур было продемонстрировано в опытах, в которых введение викасола лягушкам резко усиливало эластические свойства их кишечника.

Дальнейшие исследования показали, что при первичной и вторичной К-витаминной недостаточности не только снижается АТФ-азная активность миозина скелетных и гладких мышц, но и существенно ослабевает сократительная активность миозиновых нитей, выделенных из скелетных мышц и из гладкой мускулатуры .Витамин К усиливал сократительные свойства продольных и циркулярных мышечных волокон пищевода. В опытах на собаках с фистулой Тири и наблюдениях за больным, у которого после резекции илеоцекальной области выведена петля тонкой кишки, заменявшая анус, установлено, что введение викасола резко усиливает секреторную и перистальтическую активность кишечника . Показано, что при дефиците витамина К значительно страдает тоническая и ритмическая функция гладкой мускулатуры. Все это послужило основанием для успешного применения витамина К с целью лечения и профилактики некоторых форм нарушений двигательной функции желудка и кишечника у людей (см. ниже).

Железы внутренней секреции. Витамин К усиливает действие некоторых стероидных гормонов. При совместном введении менадиона и преднизолона инволюция тимуса усиливается приблизительно в 3 раза по сравнению с действием одного преднизолона. В такой же степени менадион усиливает противовоспалительное действие преднизолона при декстрановом отеке. Синергизм действия менадиона и преднизолона проявляется и в отношении накапливания в печени гликогена. Преднизолон усиливает способность витамина К уменьшать образование экспериментальных гранулем. Введение крысам витамина К приводит к повышению выведения с мочой 17-кетостероидов. При скармливании витамина К голубям в течение 15 дней в суточной дозе 5 мг почти вдвое увеличивается вес гипофиза. Эффект больше выражен у самок. У них в гипофизе наблюдаются увеличение количества основных клеток и гиперплазия эозинофильных клеток. Более выраженный эффект у самок объясняется эстрогенным действием витамина К. В опытах на крысах установлено, что эстрогенные гормоны проявляют защитное действие при нарушениях в организме, связанных с недостатком витамина К. Длительное введение витамина К повышает эндокринную активность щитовидной железы. Снижение уровня протромбина и проконвертина, наблюдаемое у больных тиреотоксикозом, устраняется препаратами витамина К, и это можно использовать при предоперационной подготовке больных .

Другие стороны действия витамина К. Имеются сообщения о том, что препараты витамина К обладают радиосенсибилизирующим действием — усиливают влияние рентгеновых лучей на митозы в культурах фибробластов и некоторых карцином людей. Сочетанное лечение больных неоперабельным раком легких рентгеновским облучением и синкавитом обеспечивало в 2—3 раза большую длительность жизни по сравнению с одной рентгенотерапией. Также показано, что викасол при внутримышечном введении крысам на 73% усиливал эффект действия ионизирующей радиации на перевиваемые опухоли. Различные аналоги витамина К тормозят рост стрептококков, стафилококков, микобактерий, коринобактерий и других патогенных микроорганизмов. Радиосенсибилизирующее и антибактериальное действие витамина К требует дальнейшего изучения.

Взаимоотношения с другими витаминами. Введение витамина К морским свинкам, находящимся на скорбутогенной диете, на 3—4 дня отодвигает развитие скорбута. У бактерий и крыс витамин К тормозит синтез никотиновой кислоты на стадии превращения 3-оксиантраниловой кислоты в хинолиновую. Введение крысам менадиона или синкавита вместе с 3-оксиантраниловой кислотой вызывает усиленное выделение менадиона в моче, что свидетельствует об антиметаболитном действии 3-оксиантраниловой кислоты на витамин К. Витамин К предотвращает геморрагические явления, связанные с избыточным введением витамина А. Введение внутрь витамина А — ацетата или сквалена уменьшает всасывание витамина К из кишечника. В лизосомах поперечно-ободочной кишки крыс, получающих большие дозы витамина А, повышается активность бета-глюкуронидазы, кислой фосфатазы и арилсульфатазы. Введение животным увеличенных доз витамина К1(20) предотвращает это явление .Более того, добавление витамина К1(20) к инкубационной среде предотвращало избыточное освобождение арилсульфатазы из лизосом печени, вызванное высокими дозами витамина А.

Особый интерес представляет родственность химической природы витамина К с витамином Е и коэнзимами Q (убихинонами), чему соответствуют и некоторые черты сходства биологической активности этих соединений и их производных. Например, при восстановлении витамина К1 он превращается в нафтотокоферол, который проявляет 10% биологической активности альфа-токоферола и 0,5% активности витамина К1. При окислении альфа-токоферола он может превращаться в альфа-токоферилхинон, который не обладает Е-витаминной активностью, но проявляет слабо выраженное антигеморрагическое действие. Это производное витамина Е обнаружено в экстрактах печени. Опыты in vitro с некоторыми очищенными ферментными препаратами, инактивированными путем их экстракции органическими растворителями или при помощи облучения, показали, что они могут быть реактивированы в равной мере при добавлении к ним витаминов К, Е или коэнзима Q.

В животном организме витамины К и Е также способны в некоторых отношениях заменять друг друга. В опытах, где все крысы, получавшие диету, лишенную витаминов К и Е, были не способны к деторождению, добавление к диете витамина Е полностью предотвращало бесплодие. При добавлении витамина К у части животных также наблюдался приплод. Имеются данные, что 6-хроман витамина К1(20) предотвращает энцефаломаляцию у крыс, находящихся на Е-авитаминозной диете. . Наряду с этим обогащение Е-авитаминной диеты морских свинок витамином К (викасолом), не предотвращая развитие мышечной дистрофии, существенно уменьшает присущее Е-витаминной недостаточности увеличение креатинового коэффициента мочи.

В тоже время высокие дозы альфа-токоферола, в несколько раз превышающие физиологическую потребность крысы, при введении К-авитаминозным животным, не оказывая влияния на развитие гипопротромбинемии, полностью или частично предотвращают ряд метаболических сдвигов, присущих К-витаминной недостаточности: снижение содержания АТФ и АДФ и нарастание неорганического фосфора в мышцах и коже, падение АТФ-азной активности и сократительной способности миозина А, уменьшение активности креатинкиназы скелетных мышц и крови, щелочной фосфатазы скелетных мышц, протеолитической активности скелетных мышц и кожи, активности некоторых экзоферментов пищеварительного тракта

Механизм биологического действия. Механизм действия витамина К в организме человека и животных во многом неясен, включая даже ту его функцию, которая выражена особенно отчетливо и привлекла наибольшее внимание, — влияние на биосинтез протромбина. Предположение, что витамин К является составной частью молекулы протромбина, не подтверждено. В последние годы появились новые гипотезы, пытающиеся выяснить роль витамина К в биосинтезе протромбина на молекулярном уровне. На основании опытов с актиномицином, блокирующим биосинтез белка на уровне образования информационной РНК, показано, что витамин К вовлекается в биосинтез ферментов свертывания крови на генетическом уровне, стимулируя ДНК-зависимый синтез соответствующей М-РНК.Имеются предположения, что антагонизм между витамином К и дикумарином осуществляется на уровне молекулы гена-регулятора. Имеются также данные, что витамин К требуется не для синтеза М-РНК, а на более позднем этапе синтеза протромбина и других прокоагулянтов – их постсинтетической модификации. Существует предположение, что витамин К необходим для образования факторов свертывания крови из их полипептидных предшественников, а не для их синтеза de novo из аминокислот

Роль витамина К в организме человека и животных не ограничивается влиянием на биосинтез прокоагулянтов. Он оказывает описанное выше воздействие на биоэнергетику и ряд анаболических процессов. Особое внимание привлекает значение витамина К для обмена макроэргических соединений, для образования АТФ. К-витаминная недостаточность приводит к дефициту АТФ и ослаблению энергетической обеспеченности биосинтеза многих соединений. В число последних входят не только прокоагулянты, но и другие быстро обновляемые белки, включая ряд ферментов, не связанных непосредственно с процессом свертывания крови. При дефиците витамина К ослаблен также биосинтез некоторых биологически активных веществ небелковой природы: серотина, гистамина, ацетилхолина.

Общепризнано участие витамина К в окислительном фосфорилиро-вании и выработке АТФ у микроорганизмов, а также в фотосинтетическом фосфорилировании. В животном организме витамин К также принимает участие в биосинтезе макроэргических фосфорных соединений (АТФ, креатинфосфат) и обладает многосторонним анаболическим действием. Стимулирование биосинтеза прокоагулянтов служит лишь одним из проявлений этой общебиологической функции витамина К. Эта частная его функция, очевидно, сформировалась в ходе эволюции, с появлением животных, обладающих кровеносной системой, и возникновением потребности в гемостазе. Данные последних лет позволяют считать, что витамин К, подобно другим жирорастворимым витаминам, имеет существенное значение для работы липидно-белковых мембран клеток и клеточных органелл, где он (или его производные) входит в состав липидной фракции.

Потребность человека и животных в витамине К

Витамины группы К присутствуют во всех живых организмах от простейших до наиболее высоко организованных. В отличие от микроорганизмов и растений, обладающих способностью синтезировать витамин К, для человека и высших животных он является экзогенным фактором. Остро нуждаются в нем птицы. Потребность человека и млекопитающих в витамине К удовлетворяется частично за счет его поступления с пищей, частично — возможно за счет его биосинтеза микрофлорой кишечника. Последнее обстоятельство очень затрудняет выяснение величины потребности в экзогенном поступлении витамина К. Сравнительно легче решается этот вопрос в отношении новорожденных детей, кишечник которых еще не заселен микрофлорой. Потребность новорожденных в первые дни жизни, по данным различных авторов, составляет от 1—2 до 10—12 мкг в сутки. Эффективная суточная доза викасола, устраняющая гипопротромбинемию и геморрагическую болезнь у новорожденных детей — 1—2 мг.

Менее надежны данные о потребности взрослого человека. Если исходить из наблюдений за больными механической желтухой, у которых нарушено усвоение витамина К, то эффективную суточную дозу, устраняющую гипопротромбинемию, для взрослого человека и ребенка в возрасте нескольких недель следует считать, равной 10—15 мг метилнафто-хинона или викасола. В условиях тропиков потребность в витамине К выше. У новорожденных детей в странах с жарким климатом геморрагии встречаются в 4 раза чаще, чем в умеренных широтах. Возможность развития первичной К-витаминной недостаточности у человека невелика. Это объясняется широким распространением витамина К в пищевых продуктах.

Содержание витамина К в крови и моче не может служить надежным критерием его дефицита в организме. Распознавание К-витаминной недостаточности у человека основано на определении зависимых от него факторов свертывания крови, в первую очередь протромбина.

Для белых крыс суточная потребность (в расчете на 100 г веса тела), по данным различных авторов, составляет 0,2—1 мкг метилнафтохинона или витамина К1, для цыплят — 0,06—0,1 мкг метилнафтохинона или, по другим данным, 1 мкг витамина К1, либо 0,3 мкг метилнафтохинона на птицу. У крыс потребность самцов в витамине К1 (0,1 мкг на 1 г корма) несколько выше, чем у самок .

Проявления недостаточности витамина К

Наиболее ранним проявлением К-витаминной недостаточности является снижение содержания в крови факторов II (протромбина), VII (про-конвертина), IX и X, вследствие чего удлиняется время свертывания крови и изменяются соответствующие показатели коагулограммы и тром-боэластограммы. Наиболее распространенным в практике показателем, служащим критерием К-витаминной недостаточности и эффективности соответствующей терапии, является протромбиновое время. При снижении протромбинового индекса ниже 35% (норма 80—100%) обычно развиваются геморрагические явления, в первую очередь в областях тела, подвергающихся травмам (свежие операционные раны, ушибы, гематомы в области пункции вен; кровоточивость десен при чистке зубов и т. п.). При более глубокой гипопротромбинемии (протромбиновый индект 20% и ниже) развивается тяжелый геморрагический диатез с гематурией, наличием крови в рвотных массах, носовыми кровотечениями, гематомами в различных областях тела, гемартрозом и т. д. В раннем детском возрасте К-витаминная недостаточность проявляется в виде геморрагической болезни новорожденных.

Заболевание описано еще в конце XIX столетия, но лишь с развитием учения о системе свертывания крови стала известна его причина. Она заключается в том, что в первые дни жизни новорожденных в их крови наблюдается низкое содержание протромбина, факторов VII, IX и X. Лишь с конца 1-й недели жизни содержание этих прокоагулянтов в крови начинает нарастать, постепенно доходя до нормального уровня взрослого человека, поэтому у части новорожденных развиваются геморрагические явления. Сравнительно более склонны к геморрагической болезни дети недоношенные, подвергавшиеся асфиксии в родах, страдающие диареей. Кровоточивость обычно появляется на 2—3-й день жизни, держится 2—3 дня и затем, если ребенок выживает, так же быстро исчезает. Наиболее частый симптом — кровоизлияния в желудочно-кишечный тракт, дегтеобразный кал, содержащий кровь (мелена). Кровотечения бывают носовые, небные, из культи пуповины, внутричерепные. Без лечения погибает около 30% заболевших. При летальных исходах обычно находят кровоизлияния в надпочечниках, печени и других органах.

Нарушение обмена витамина К при различных заболеваниях

Болезни печени. Многочисленными экспериментами на животных установлено, что протромбин и другие зависимые от витамина К проко-агулянты (см. выше) синтезируются в печени и повреждение этого органа (отравление фосфором, хлороформом) вызывает гипопротромбинемию, устраняемую витамином К. Снижение протромбиновой активности крови развивается и в результате нарушения поступления желчи в кишечник. Введение витамина К предотвращает гипопротромбинемию у животных с фистулой желчного протока . Эти экспериментальные данные подтверждены клиническими наблюдениями. У больных обтарурационной желтухой обнаружена гипопротромбинемия, устраняемая витамином К. Впоследствие было установлено, что дефицит витамина К развивается также при заболеваниях, поражающих паренхиму печени, — гепатите, острой желтой атрофии, циррозе печени. У больных эпидемическим гепатитом Боткина гипопротромбинемия выражена тем больше, чем тяжелее форма заболевания.

Болезни кишечника и желудка. Дефицит витамина К нередко возникает при заболеваниях кишечника и желудка — при хронических энтеритах и колитах, особенно дезинтерийных, новообразованиях, язвенной болезни кишечника и желудка. Это обусловлено нарушением всасывания витамина К, дискинезией, сопутствующими изменениями печени, дисбактериозом. Причиной недостаточности витамина К может служить присутствие в кишечнике глистов и простейших.

Болезни органов дыхания. Пониженный протромбиновый показатель, связанный с К-витаминной недостаточностью, наблюдается у многих больных туберкулезом легких. Особенно часто это имеет место у кровоточащих больных, но нередко встречается и при отсутствии кровоточивости. Недостаточность витамина К порой развивается у больных крупозной пневмонией.

Влияние лекарственных средств. Причиной чрезмерного снижения уровня протромбина и других зависимых от витамина К прокоагулянтов до нежелательных и даже опасных для жизни пределов может быть передозировка препаратов дикумарина и индандиона, являющихся антивитаминами К. Моноциклическими аналогами менадиона, антагонистами витамина К (хотя и менее активными в этом отношении, чем антикоагулянты ряда дикумарина и индандиона) являются также салициловая кислота и продукты ее превращений — гентизиновая и хинонкарбоновая кислоты. В связи с этим дефицит витамина К может развиваться при лечении высокими дозами салицилатов. Вторичный дефицит витамина К порой развивается при антибактериальной терапии с помощью антибиотиков и сульфаниламидных препаратов вследствие того, что они подавляют жизнедеятельность микрофлоры кишечника, синтезирующей витамин К.

Профилактическое и лечебное применение витамина К

Наиболее широкая область применения витамина К — кровотечения и геморрагические диатезы, при которых снижен уровень протромбина в крови. Около 50 лет назад обнаружена эффективность препаратов витамина К (метинон и викасол) при кровотечениях разной этиологии у больных с нормальным содержанием протромбина в крови . Гемостатический эффект отмечен при кровотечениях легочных, геморроидальных, желудочных, гинекологических, носовых, связанных с тонзиллэктомией, стоматологическими операциями, кровотечениях на почве ранений, из грануляций, паренхиматозных и капиллярных при операциях на печени и других органах брюшной полости. Такое действие витамина К при нормальном уровне протромбина объясняется его влиянием на проницаемость капилляров и биосинтез факторов VII, IX и X. Наряду с этим в медицинской практике стали использоваться некоторые стороны действия витамина К, выходящие за пределы его антигеморрагических свойств и связанные с его влиянием на энергетические и анаболические процессы и на функциональное состояние гладкомышечных структур.

Геморрагическая болезнь новорожденных. Частота этого заболевания существенно уменьшается при профилактическом введении витамина К матери в последний месяц беременности. Применяемый препарат витамина К — викасол рекомендуется давать перед родами внутрь в дозе 15 мг. Если в течение ближайших 12 часов роды не наступили, эту дозу повторяют. Введение витамина К показано и новорожденным при явлениях геморрагической болезни. Необходимо иметь в виду, что высокие дозы витамина К, особенно его водорастворимых аналогов, токсичны для новорожденных. Они могут вызвать гемолиз, гипербилирубинемию и тяжелую желтуху не только у недоношенных детей, но и у родившихся в срок и неослабленных. Чрезмерные дозы витамина К и его аналогов могут вызвать у детей не нарастание, а снижение содержания в крови зависимых от витамина К факторов свертывания . Суточная доза викасола для новорожденных не должна превышать 4 мг внутрь и 2 мг внутримышечно или внутривенно.

Болезни печени. При эпидемическом гепатите Боткина у большинства больных уровень протромбина в крови снижен до 50%. В легких и средних по тяжести случаях этого заболевания уже спустя сутки после приема внутрь 30 мг викасола гипопротромбинемия устраняется. При тяжелых формах уровень протромбина повышается очень медленно. Вторичная К-витаминная недостаточность очень часто наблюдается у больных механической желтухой вследствие дефицита в кишечнике желчи, необходимой для всасывания витамина К. Таким больным этот витамин следует давать в виде водорастворимых препаратов, предпочтительно парентерально. Гипопротромбинемия часто наблюдается при гелиотропном гепатите и хроническом алкоголизме. Уровень протромбина в крови понижен при циррозе печени. У больных гемолитической желтухой протромбинная активность крови не изменяется. Следует отметить, что при тяжелых формах болезней печени встречается гипопротромбинемия, рефрактерная к витамину К так как печень утрачивает способность утилизировать его. Повышение уровня протромбина в крови в ответ на введение витамина К служит одним из показателей функционального состояния печени. Отсутствие такого ответа свидетельствует о тяжести заболевания печени.

Болезни кишечника и желудка. Заболевания кишечника, особенно отличающиеся хроническим течением, весьма часто сопровождаются ги-попротромбинемией. В таких случаях витамин К показан как фактор, нормализующий состояние свертывающей системы крови и способствующий предупреждению и устранению геморрагических явлений. У таких больных витамин К оказывает благоприятное действие и способствует прекращению явлений кровоточивости, за исключением случаев, когда имеется сопутствующее тяжелое поражение печени. Он благоприятствует нормализации стула, заживлению язв и эрозий, оздоровлению состава микрофлоры. Эффективен витамин К при дизентерии, особенно хронической, при которой у большинства больных обнаруживается гипопротромбинемия. Суточная доза 30 мг викасола, у большинства больных хронической дизентерией повышает протромбиновый показатель до нормального уровня спустя сутки, а у некоторых больных, имеющих патологические изменения в печени, — на 3-и сутки. Обнаружено также антибактериальное действие викасола на дизентерийных микробов

Витамин К показан при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки больным, у которых понижен уровень протромбина в крови и имеется склонность к кровоточивости. При суточной дозе 30 мг викасола гипопротромбинемия у таких больных обычно ликвидируется через сутки. При сопутствующем поражении печени уровень протромбина нормализуется медленнее. Наряду с этим витамин К показан при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки как анаболическое средство. Витамин К рекомендуется для лечения атонических дискинезий кишечника как средство, усиливающее тоническое напряжение и перистальтическую активность кишечника.

Хирургия. В пред- и послеоперационном периоде витамин К в комплексе с другими средствами используется для профилактики и лечения паренхиматозных кровотечений, особенно при операциях на печени. Его целесообразно применять при септических процессах, которые нередко сопровождаются гипопротромбинемией. Даже при нормальной свертываемости крови он способствует успешному лечению вяло заживающих ран, трофических язв, оказывает положительное действие при ожогах, обморожениях. Описанное выше влияние витамина К на функциональное состояние гладкой мускулатуры легло в основу его применения как средства профилактики послеоперационных нарушений двигательной функции кишечника, часто возникающих после операций на органах брюшной полости и подчас чрезвычайно отягощающих послеоперационный период

Акушерство и гинекология. Витамин К используется для борьбы с маточными и ювенильными кровотечениями. Он уменьшает циклические кровотечения типа гипер- и полименореи, обусловленные воспалительными процессами матки и придатков, неправильным их положением, гипоплазией и интерстициальной фибромой, способствует нормализации менструальной функции, снижает кровоточивость, связанную с оперативным вмешательством. Предродовая подготовка витамином К, кроме предупреждения геморрагической болезни новорожденных, уменьшает кровопотери рожениц в последовом и раннем послеродовом периодах

Применение витамина К антибактериальной терапии. Антибактериальная терапия с помощью антибиотиков и сульфаниламидных препаратов может вызывать вторичный дефицит витамина К вследствие подавления жизнедеятельности микрофлоры кишечника, синтезирующей витамин К. По-видимому, этот механизм в какой-то мере ответствен за гипопротромбинемию, иногда развивающуюся в результате применения антибиотиков и сульфаниламидов. В таких случаях показано применение витамина К.

Осложнения при антикоагулянтной терапии. Очень эффективны препараты витамина К при явлениях кровоточивости, вызываемых дику-мариновыми и индандионовыми антикоагулянтами в случаях их передозировки или повышенной к ним чувствительности. При угрожающих явлениях рекомендуется внутримышечное или, лучше, внутривенное введение 10—20 мг викасола (1—2 мл 1% раствора). При внутримышечном введении протромбиновая активность крови заметно нарастает уже спустя 2—3 часа и обычно достигает безопасного уровня через 8— 10 часов после инъекции. При внутривенном введении викасола увеличение протромбиновой активности крови наблюдается уже через 30 минут..

Применение и дозы. Внутрь взрослым по 0,015—0,030 г в день во время еды. Детям в возрасте до I года по 0,002—0,005 г, от 1 года до 2 лет — по 0,006 г, 3—4 лет — по 0,008 г, 5—8 лет — по 0.010 г, 10— 14 лет — по 0,015 г в ‘день; новорожденным суточная доза не выше 0,004 г. Препарат принимают 3—4 дня подряд, после чего делают перерыв на 4—6 дней. После перерыва при наличии показаний лечение повторяют более 4 дней.

Автор статьи: доцент кафедры биохимии МБФ РГМУ, к.м.н. Адрианов Николай Владимирович.
Специально для ООО «Электронная Медицина».

Источник