Vai trò của Vitamin K và quá trình chuyển hóa vitam K trong cơ thể

Tổng quan về Vitamin K

Vitamin K là một chất dinh dưỡng thiết yếu, giống như vitamin D vậy, nhưng nó tan trong chất béo. Tuy nhiên, Vitamin K không chỉ là một chất đơn lẻ mà là cả một “gia đình” gồm nhiều hợp chất khác nhau. Chúng đều tan trong chất béo và có cấu trúc hóa học tương tự nhau. Vitamin K được tìm thấy trong cả thực vật và vi khuẩn:

Thực vật: chứa chủ yếu vitamin K1 (phylloquinone).
Vi khuẩn: sản xuất ra vitamin K2 (menaquinone), bao gồm nhiều dạng khác nhau như MK-4, MK-7…

Ngoài ra, còn có một dạng “tiền vitamin K” là menadione, có thể được chuyển hóa thành vitamin K2 trong cơ thể người.

Vitamin K hoạt động như một “coenzyme”, nghĩa là nó “hỗ trợ” cho một enzyme khác gọi là γ-glutamyl carboxylase. Enzyme này có nhiệm vụ “gắn” thêm một nhóm carboxyl vào axit glutamic trong cấu trúc của protein, biến nó thành 1 loại protein phụ thuộc vitamin K – γ-carboxyglutamate (protein Gla). Gla chính là “chìa khóa” giúp protein liên kết với canxi. Khi cơ thể bị thương, vitamin K sẽ “đánh thức” các yếu tố đông máu này. Nhờ có vitamin K, các yếu tố đông máu mới có thể liên kết với canxi và chuyển thành dạng hoạt động, sẵn sàng tham gia vào quá trình cầm máu. Quá trình này diễn ra theo một chu trình gọi là “chu trình epoxide vitamin K”, trong đó vitamin K được “tái sử dụng” nhiều lần.

Cho đến nay, chức năng quan trọng nhất của vitamin K được biết đến là duy trì quá trình đông máu bình thường.

Ngăn ngừa chảy máu: Vitamin K giúp gan sản xuất ra các yếu tố đông máu quan trọng, bao gồm các yếu tố II, VII, IX, và X. Các yếu tố này giống như những “người lính” cầm máu, giúp ngăn chặn chảy máu khi cơ thể bị thương.
Điều hòa đông máu: Ngoài ra, vitamin K còn tham gia vào việc sản xuất protein C và protein S, có tác dụng chống đông máu. Hai protein này giống như những “người chỉ huy”, giúp kiểm soát quá trình đông máu, ngăn không cho máu đông quá mức và gây tắc nghẽn mạch máu.

Tuy vitamin K tham gia vào cả hai quá trình đông máu và chống đông máu, nhưng khi thiếu vitamin K, biểu hiện rõ ràng nhất là xu hướng chảy máu. Điều này là do các yếu tố đông máu không được “kích hoạt” đầy đủ, khiến máu khó đông lại khi bị thương.

Ngoài vai trò trong quá trình đông máu, vitamin K còn được cho là có liên quan đến sức khỏe xương và một số chức năng khác của cơ thể. Tuy nhiên, các nghiên cứu về những vai trò này vẫn đang được tiếp tục thực hiện để có câu trả lời chính xác hơn.

Tên vitamin K, bắt nguồn từ thuật ngữ “Koagulation” trong tiếng Đức (có nghĩa là đông máu).

Quá trình chuyển hóa của vitamin K trong cơ thể

Hấp thụ và vận chuyển vitamin K trong cơ thể

Khi chúng ta ăn thực phẩm chứa vitamin K, chủ yếu là vitamin K1 có trong rau xanh, cơ thể sẽ hấp thụ vitamin này ở ruột non. Vitamin K không bị biến đổi về mặt hóa học mà được “đóng gói” vào những “chiếc túi” nhỏ xíu gọi là micelle. Các micelle này chứa cả muối mật và các sản phẩm phân giải chất béo, giúp vitamin K dễ dàng di chuyển qua thành ruột và vào máu.

Ở người trưởng thành khỏe mạnh, khoảng 80% lượng vitamin K1 trong thức ăn được hấp thụ. Sau khi vào máu, vitamin K1 sẽ gắn với chylomicron – một chất vận chuyển giống như “xe tải” chuyên chở chất béo trong máu – để di chuyển đến các cơ quan khác nhau trong cơ thể.

Trong máu, vitamin K1 chủ yếu “đi cùng” với các chylomicron và phần còn lại của chylomicron (sau khi đã “dỡ hàng” một phần chất béo ở các mô). Ngoài vitamin K1, trong máu còn có một lượng nhỏ vitamin K2 (MK-7), cũng “bắt xe” chylomicron để di chuyển.

Tuy nhiên, có một điều mà các nhà khoa học vẫn chưa khẳng định được, đó là vitamin K2 (MK-7) trong máu có nguồn gốc từ đâu? Liệu nó chỉ đến từ thức ăn, hay còn được sản xuất bởi các vi khuẩn có lợi trong ruột của chúng ta?

Dự trữ và phân bố vitamin K trong mô

Trước đây, các nhà khoa học cho rằng gan là nơi duy nhất dự trữ vitamin K, bởi vì gan là nơi sản xuất ra các protein đông máu phụ thuộc vitamin K. Tuy nhiên, gần đây, người ta đã phát hiện ra rằng vitamin K còn có mặt ở nhiều nơi khác trong cơ thể, ví dụ như xương, mô mỡ, và thậm chí cả thành mạch máu. Điều này cho thấy vitamin K có thể được dự trữ ở nhiều mô khác nhau, chứ không chỉ riêng gan.

Mặc dù vitamin K có thể được dự trữ ở nhiều nơi, nhưng gan vẫn là “kho” chính của vitamin K. Gan người thường chứa khoảng 90% menaquinone (vitamin K2) và 10% phylloquinone (vitamin K1).

Tuy nhiên, lượng phylloquinone dự trữ trong gan rất “lung lay”, dễ bị ảnh hưởng bởi chế độ ăn uống. Nếu chúng ta ăn uống thiếu vitamin K1, lượng vitamin K1 dự trữ trong gan sẽ giảm rất nhanh, chỉ sau 3 ngày đã giảm xuống còn 25% so với ban đầu. Điều này khác với vitamin A, có lượng dự trữ trong gan lớn hơn nhiều và ổn định hơn.

Trong máu, dạng vitamin K chính là phylloquinone (vitamin K1). Ngoài ra, còn có một lượng nhỏ vitamin K2 (MK-7 và có thể là MK-8). Tuy nhiên, các dạng vitamin K2 chuỗi dài (MK-9 đến MK-13) lại không được tìm thấy trong máu. Điều này có thể là do chúng được hấp thụ và vận chuyển theo con đường khác, hoặc do chúng bị “giữ chặt” trong gan và không được giải phóng ra ngoài.

Hoạt tính sinh học của vitamin K

Để xác định loại vitamin K nào “mạnh” hơn, tức là loại nào hiệu quả hơn trong việc thực hiện chức năng của vitamin K, đặc biệt là trong việc hỗ trợ quá trình đông máu. Các nhà khoa học đã làm nhiều thí nghiệm trên chuột và phát hiện ra một số điều thú vị:

Vitamin K2 chuỗi dài “mạnh” hơn khi tiêm: Khi tiêm vitamin K vào cơ thể chuột, các dạng vitamin K2 chuỗi dài (như MK-7, MK-9, MK-10) có hiệu quả hơn vitamin K1 trong việc cải thiện tình trạng thiếu hụt vitamin K. Tác dụng của vitamin K2 cũng kéo dài hơn, có thể là do chúng được gan “xử lý” chậm hơn.
Vitamin K1 “mạnh” hơn khi uống: Nhưng khi cho chuột uống vitamin K, thì vitamin K1 lại cần thiết với lượng ít hơn so với vitamin K2 để duy trì quá trình tổng hợp prothrombin (một yếu tố quan trọng trong quá trình đông máu).

Vậy tại sao lại có sự khác biệt này? Các nhà khoa học cho rằng có thể là do cách vitamin K được hấp thụ và phân bố trong cơ thể. Khi tiêm, vitamin K đi thẳng vào máu, trong khi khi uống, vitamin K phải trải qua quá trình hấp thụ ở ruột và chuyển hóa ở gan.

Ngoài ra, việc có một lượng lớn vitamin K2 dự trữ trong gan không có nghĩa là chúng đều được sử dụng hiệu quả. Có thể một số dạng vitamin K2 không thể tiếp cận được với enzyme γ-glutamyl carboxylase (enzyme cần vitamin K để hoạt động) do chúng nằm ở vị trí khác trong tế bào.

Quá trình bài tiết vitamin K ra khỏi cơ thể

Sau khi hoàn thành nhiệm vụ, vitamin K và các “phụ tá” của nó (các chất chuyển hóa) sẽ được cơ thể bài tiết ra ngoài, chủ yếu qua phân và một phần nhỏ qua nước tiểu.

Chuyển hóa ở gan: Vitamin K được chuyển hóa mạnh mẽ ở gan, tạo ra các chất chuyển hóa khác nhau.
Bài tiết qua mật: Các chất chuyển hóa này được bài tiết qua mật vào ruột và cuối cùng được thải ra ngoài theo phân.
Tái hấp thu ở thận: Một phần nhỏ vitamin K và các chất chuyển hóa của nó có thể được lọc qua thận và xuất hiện trong nước tiểu. Tuy nhiên, thận có khả năng “giữ lại” một lượng nhất định vitamin K thông qua hệ thống thụ thể cubilin-megalin, ngăn không cho chúng bị thải ra ngoài hoàn toàn.

Điều thú vị là:

Không có chu trình gan ruột: Vitamin K không được tái hấp thu từ ruột trở lại gan như một số chất khác. Điều này có nghĩa là lượng vitamin K dự trữ trong cơ thể sẽ bị “hao hụt” dần và cần được bổ sung liên tục qua chế độ ăn uống.
Các chất chuyển hóa trong mật thay đổi tính chất: Ban đầu, chúng tan trong nước, nhưng khi đi qua đường tiêu hóa, chúng trở nên tan trong chất béo do tác động của vi khuẩn đường ruột.
Các chất chuyển hóa trong nước tiểu không có hoạt tính: Các chất chuyển hóa của vitamin K được tìm thấy trong nước tiểu không còn hoạt tính sinh học, tức là chúng không thể thực hiện chức năng của vitamin K.

HẾT PHẦN 1

Đọc thêm: