Menachinon

Strukturformel
Datei:Menachinon.svg
Allgemeines
Trivialname	Vitamin K2
Andere Namen	Farnochinon Menachinon-n (n = 4 … 13) 2-Methyl-3-difarnesyl-1,4-naphtochinon
Summenformel	C11+5*nH8+8*nO2 (n = 4 … 13)
CAS-Nummer	Vorlage:CASRN
PubChem	5283547
Kurzbeschreibung	gelbe Flüssigkeit
Vorkommen	Eigelb, Butter, Nattō
Physiologie
Funktion	Synthese von Prothrombin
Täglicher Bedarf	0,065–0,08 mg/Tag
Folgen bei Mangel	Ekchymose, Petechien, Hämatome<ref>Dieu-Thu Nguyen-Khoa: Vitamin K Deficiency: Practice Essentials, Physiology, Etiology. 2017 (medscape.com [abgerufen am 24. März 2021]). </ref>
Überdosis	nicht bekannt
Eigenschaften
Molare Masse	nicht angebbar, da Stoffgemisch
Aggregatzustand	flüssig
Löslichkeit	fettlöslich
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar<ref name="NV">Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.</ref>
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Menachinon (MK) oder Vitamin K₂ ist ein fettlösliches Vitamin, das als Vitamer zusammen mit Vitamin K₁ zu den K-Vitaminen zählt. Es handelt sich um eine Gruppe an Substanzen, die als gemeinsames Grundgerüst eine 2-Methyl-1,4-naphthochinon-Struktur (Menadion) aufweisen. An dessen C3-Position ist eine Isoprenoid-Seitenkette unterschiedlicher Länge, weswegen sie auch MK-n bezeichnet werden (n für die Anzahl der Isoprenoid-Einheiten).

Vitamin K wird für die Synthese von Prothrombin, als Kofaktor im Osteocalcin-Stoffwechsel und Stoffwechsel der Matrix-Gla-Proteine benötigt. Namensgebend für die Vitamin-K-Gruppe war die indirekte Wirkung auf die Blutgerinnung (Koagulation).

Aufbau

Bei den Menachinonen handelt es sich um eine Gruppe von Verbindungen, bei denen an der C3-Position des 2-Methyl-1,4-naphthochinon unterschiedlich lange Isoprenoid-Einheiten verknüpft sind. Die Anzahl dieser Einheiten wird mit n angezeigt (n = 4 bis 13), z. B. MK-7 oder MK-9.<ref name="PMID34472618">Přemysl Mladěnka et al.: Vitamin K - sources, physiological role, kinetics, deficiency, detection, therapeutic use, and toxicity. In: Nutrition Reviews. Band 80, Nr. 4, 10. März 2022, S. 677–698, doi:10.1093/nutrit/nuab061, PMID 34472618, PMC 8907489 (freier Volltext). </ref> Die Isoprenoid-Einheiten der Seitenkette natürlicher Menachinone liegen als all-E-Form vor. Bei synthetisch erzeugten Menachinonen kann die Isomerie abweichen, was die biologische Wirksamkeit reduziert oder inaktiviert (z. B. bei der mono-cis-Form bei MK-7).

Manche Bakterien synthetisieren Menachinone, bei denen eine oder mehrere Isoprenoid-Einheiten gesättigt sind. Die zusätzliche Anzahl der Wasserstoffe wird mit einem Suffix gekennzeichnet, z. B. MK-8(H₂) oder MK-9(H₄).

Vorkommen

Menachinone, insbesondere die Vertreter mit mittlerer oder langer Seitenkette (≥ MK-6),<ref name="PMID32625486" /> werden fast ausschließlich von fakultativen oder obligaten Anaerobiern synthetisiert.<ref name="Schek" /> Je nach Bakterienstamm variiert die Anzahl der Isoprenoid-Einheiten.<ref name="PMID34472618" /> Auch bei vielen Archaeen wurden Menachinone nachgewiesen.<ref>Gilles J. Basset et al.: Phylloquinone (Vitamin K1): Occurrence, Biosynthesis and Functions. In: Mini Reviews in Medicinal Chemistry. Band 17, Nr. 12, 2017, S. 1028–1038, doi:10.2174/1389557516666160623082714, PMID 27337968. </ref> MK-4 (Menatetrenon) wird nicht von Bakterien erzeugt, sondern aus mehreren anderen Formen von Vitamin K.<ref></ref> Es kann daher auch im Menschen im Zuge der Vitamin-K-Verwertung gebildet werden.<ref name="PMID32625486" />

Menachinongehalt (Vitamin K₂) verschiedener Lebensmittel [µg / 100 g]<ref name="Schek" />

Lebensmittel	MK-4	MK-5 bis MK-9
Nattō	0	1103
Hartkäse	4,7	71,6
Weichkäse	3,7	52,8
Sauerkraut	0,4	4,4
Schweinesteak	2,1	1,6
Eigelb	31,4	0,7
Butter	15,0	0
Salami	9,0	0
Hähnchenbrust	8,9	0
Eiklar	0,9	0
Makrele	0,4	0
Schokolade	1,5	0
Apfel	0	0
Brokkoli	0	0
Grünkohl	0	0
Olivenöl	0	0

Es ist vor allem in tierischen Produkten enthalten, gerade die Leber enthält viel MK-4, MK-9 und MK-11. In Fleisch (Huhn) und Fleischprodukten kommt hauptsächlich MK-4 vor.<ref name="PMID32625486" /> Zudem findet es sich in (Frisch-)Käse oder Quark. Dies liegt daran, dass zur Fermentation dieser Milchprodukte Bakterien zugegeben werden, die hauptsächlich MK-7 (Bacillus, Bacillus subtilis var. natto),<ref name="PMID35336129"></ref> MK-8 (Laktobazillen) oder MK-9 (Propionibakterien) erzeugen.<ref name="Schek" /> Die größte natürliche Quelle an Vitamin K₂ stellt das aus fermentierten Sojabohnen bestehende japanische Nattō dar.<ref name="Schek" /><ref name="PMID32625486" /> Ferner ist auch Cheonggukjang, eine stark fermentierte Sojabohnenpaste aus Südkorea, reich an Vitamin K₂.<ref name="PMID35336129" /> Bei Eiern tritt insbesondere MK-4 auf, ferner findet sich Vitamin K₂ in Schokolade, Brot oder Gewürzen. Dagegen sind Fischprodukte Vitamin K₂-arm, mit Ausnahme von Aal.<ref name="PMID34472618" /> Da Hefen im Gegensatz zu Bakterien keine Menachinone erzeugen, enthalten entsprechend fermentierte Produkte wie Bier kein Vitamin K₂.

Zwar vermögen Bakterien des Mikrobioms im Darm MK-8 (Enterobakterien), MK-10 und MK-11 (Bacteroides) zu bilden, aber diese werden kaum aufgenommen,<ref name="Schek">Alexandra Schek: Vitamin K – ein Update, Teil 1. In: Ernährungs-Umschau. 14. November 2017, abgerufen am 30. März 2022. </ref> weil im Darm die zur Aufnahme nötigen Lipasen und Gallensäuren fehlen.

Beschreibung

Vitamin K₂ (Menachinon) ist nach Prüfung durch die europäische Aufsichtsbehörde EFSA im Jahr 2009 neben Vitamin K₁ (Phyllochinon) zur Verwendung in europäischen Lebensmittel- und Nahrungsergänzungszubereitungen zugelassen.<ref>Vitamin K2 added for nutritional purposes in foods for particular nutritional uses, food supplements and foods intended for the general population and Vitamin K2 as a source of vitamin K added for nutritional purposes to foodstuffs, in the context of Regulation (EC) N° 258/97 – Scientific Opinion of the Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies. efsa.europa.eu; doi:10.2903/j.efsa.2008.822.</ref> Ferner wurden positive Health Claims für Vitamin K veröffentlicht.<ref>Verordnung (EU) Nr. 432/2012 der Kommission vom 16. Mai 2012Vorlage:Abrufdatum</ref> Aufgrund unzureichender Dokumentation wurden eingereichte Health Claims bezüglich des Schutzes der Gefäße vor Arteriosklerose von der EFSA abgelehnt.

Bedarf

Die EFSA gibt als empfohlene Tagesdosis (Adequate Intake) für alle Alters- und Geschlechtsgruppen eine Aufnahmemenge von 1 µg/kg Körpergewicht Phyllochinon an.<ref name="mengen" /> Sie differenziert hierbei aber nicht weiter zwischen der Aufnahme von Vitamin K₁ und K₂. Anhand Referenzkörpergewichte empfiehlt die EFSA Säuglingen zwischen 7 und 11 Monaten täglich etwa 10 µg Vitamin K, bei Personen über 18 Jahren etwa 70 µg.<ref name="PMID32625486">Dominique Turck et al.: Dietary reference values for vitamin K. In: EFSA Journal. Band 15, Nr. 5, Mai 2017, doi:10.2903/j.efsa.2017.4780, PMID 32625486, PMC 7010012 (freier Volltext). </ref> Anfang des Jahres 2017 wurde diese bereits im Jahre 1993 formulierte Zufuhrempfehlung erneut bestätigt. Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) gibt ähnliche Werte für die D-A-CH-Region an, unterscheidet aber bei Jugendlichen und Erwachsenen nach Geschlecht. So werden von 15 bis 51 Jahren 70 µg (Männer) bzw. 60 µg (Frauen) empfohlen.<ref name="mengen" /> Im Alter erhöht sich der Bedarf: Bei ab 65-Jährigen liegt die Tagesempfehlung bei 80 µg (Männer) bzw. 65 µg (Frauen). Schwangere und Stillende sollen 60 µg täglich einnehmen.

Das Bundesinstitut für Risikobewertung gibt eine Tagesverzehrempfehlung von Vitamin K₂ in Nahrungsergänzungsmitteln von maximal 25 µg an.<ref name="mengen">Höchstmengenvorschläge für Vitamin K in Lebensmitteln inklusive Nahrungsergänzungsmitteln. (PDF) Bundesinstitut für Risikobewertung, abgerufen am 30. März 2022. </ref> Zudem sollen Personen, die gerinnungshemmende Medikamente einnehmen, vor dem Verzehr von Vitamin-K-haltigen Nahrungsergänzungsmitteln ärztlichen Rat einholen.

Eine tolerierbare obere Einnahmemenge (Tolerable Upper Intake Level) wurde aufgrund unzureichender Daten nicht abgeleitet.<ref name="mengen" />

Biosynthese

Die mikrobielle Biosynthese von Menachinon ähnelt der Synthese von Vitamin K₁ (Phyllochinon) in grünen Pflanzen und Algen:

• das aromatische Grundgerüst wird im Zuge des Shikimisäureweges gebildet, wichtiger Metabolit ist dabei das Chorismat.<ref name="PMID26443765">R. Meganathan, Ohsuk Kwon: Biosynthesis of Menaquinone (Vitamin K2) and Ubiquinone (Coenzyme Q). In: EcoSal Plus. Band 3, Nr. 2, August 2009, doi:10.1128/ecosalplus.3.6.3.3, PMID 26443765, PMC 4172378 (freier Volltext). </ref> Über mehrere Zwischenschritte entsteht daraus 1,4-Dihydroxy-2-naphthoat.
• die Isoprenoid-Seitenkette wird in Escherichia coli und anderen Bakterien über den Methylerythritolphosphatweg gebildet.<ref name="PMID26443765" /> Hierbei kondensieren Isopentenylpyrophosphate an Dimethylallylpyrophosphat, wobei schließlich ein Polyprenylpyrophosphat (z. B. Octaprenylpyrophosphat) entsteht. In Lactococcus lactis wird die Seitenkette über den Mevalonatweg synthetisiert.<ref>Min-Ji Kang et al.: Production of Vitamin K by Wild-Type and Engineered Microorganisms. In: Microorganisms. Band 10, Nr. 3, 3. März 2022, S. 554, doi:10.3390/microorganisms10030554, PMID 35336129, PMC 8954062 (freier Volltext). </ref>
• Schließlich kondensiert das Polyprenylpyrophosphat an den Aromaten, wodurch die Vorstufe 2-Demethylmenachinon entsteht. Nach Anlagerung der Methylgruppe aus SAM bildet sich daraus das Menachinon.<ref name="PMID26443765" />

Siehe auch

• Hypovitaminose, Hypervitaminose

Literatur

• Otto Isler: Über die Vitamine K₁ und K₂. In: Angewandte Chemie, 1959, Band 71, Heft 1, S. 7–15; doi:10.1002/ange.19590710103.
• M. J. Shearer, X. Fu, S. L. Booth: Vitamin K nutrition, metabolism, and requirements: current concepts and future research. In: Advances in nutrition (Bethesda, Md.), März 2012, Band 3, Nummer 2, S. 182–195; doi:10.3945/an.111.001800. PMID 22516726. PMC 3648719 (freier Volltext)

Weblinks

• Höchstmengenvorschläge für Vitamin K in Lebensmitteln inklusive Nahrungsergänzungsmitteln. (PDF; 0,2 MB) Bundesinstitut für Risikobewertung, 2021.

Einzelnachweise

<references />