Vitamin K

Vitamin K ist eine Gruppe fettlöslicher, lebensnotwendiger Verbindungen mit 2-Methyl-1,4-Naphthochinon-Grundstruktur. Es wirkt als Cofaktor (Hilfsstoff für Enzyme) der γ-Glutamylcarboxylase und ist erforderlich für die Aktivierung Vitamin-K-abhängiger Proteine (Eiweiße), insbesondere der Gerinnungsfaktoren II, VII, IX und X sowie der Gerinnungsinhibitoren (Gerinnungshemmer) Protein C, Protein S und Protein Z. Darüber hinaus ist Vitamin K an der Carboxylierung (chemische Aktivierung) extrahepatischer Proteine beteiligt, insbesondere Osteocalcin und Matrix-Gla-Protein.

Physiologisch relevante Vitamin-K-Formen sind Phyllochinon (Vitamin K1) und Menachinone (Vitamin K2). Phyllochinon ist die wichtigste alimentäre Form und kommt vor allem in grünem Blattgemüse vor. Menachinone werden als MK-4 bis MK-13 bezeichnet und finden sich in fermentierten Lebensmitteln sowie in tierischen Lebensmitteln; zusätzlich werden Menachinone durch Darmbakterien gebildet. Menadion (Vitamin K3) ist eine synthetische Verbindung und keine physiologische natürliche Vitamin-K-Form.

Vitamin K wird im Dünndarm zusammen mit Nahrungsfetten unter Beteiligung von Gallensäuren und pankreatischen Enzymen (Verdauungsstoffen) resorbiert, in Chylomikronen (Transportteilchen für Nahrungsfette) eingebaut und über Lymphe und Blut zur Leber transportiert. Im Blut zirkuliert Vitamin K überwiegend lipoproteingebunden. Die Speicher sind im Vergleich zu anderen fettlöslichen Vitaminen gering; daher kann ein klinisch relevanter Mangel bei gestörter Resorption, Cholestase (Gallenstau), schwerer Lebererkrankung, prolongierter Antibiotikatherapie, parenteraler Ernährung oder Therapie mit Vitamin-K-Antagonisten auftreten.

In der klinischen Labordiagnostik wird Vitamin K zur Abklärung eines vermuteten Vitamin-K-Mangels eingesetzt. Die direkte Bestimmung von Phyllochinon im Serum oder Plasma ist jedoch präanalytisch und methodisch anspruchsvoll und bildet den funktionellen Vitamin-K-Status nur eingeschränkt ab. Klinisch relevante Mangelzustände werden daher meist in Kombination mit Gerinnungsparametern und funktionellen Markern wie PIVKA-II beurteilt.

Synonyme

• Phyllochinon, Vitamin K1
• Phytomenadion, Phytonadion
• Menachinone, Vitamin K2
• MK-4 bis MK-13
• Vitamin-K-Status
• PIVKA-II, Protein induced by vitamin K absence or antagonist II
• Des-γ-carboxyprothrombin

Das Verfahren

• Benötigtes Material
  • Serum oder Plasma, abhängig von der laborspezifischen Methode
  • Lichtgeschützte Probe bei direkter Vitamin-K-Bestimmung
  • Citrat-Plasma für Gerinnungsdiagnostik, insbesondere Quick-Wert, Prothrombinzeit und International Normalized Ratio (INR)
  • Serum oder Plasma für PIVKA-II, abhängig vom Testsystem
• Vorbereitung des Patienten
  • Nüchternblutabnahme empfohlen, da Vitamin K postprandial und lipoproteinabhängig schwankt.
  • Dokumentation der Ernährungssituation, insbesondere parenterale Ernährung, Fettmalabsorption (gestörte Fettaufnahme), Cholestase und bariatrische Operationen
  • Dokumentation der Medikation, insbesondere Vitamin-K-Antagonisten, Antibiotika, Gallensäurebinder, Orlistat, Antikonvulsiva und hochdosierte Vitamin-K-Präparate
  • Bei Verlaufskontrollen unter Vitamin-K-Antagonisten ist die International Normalized Ratio (INR) der therapeutisch relevante Verlaufsparameter; die direkte Vitamin-K-Bestimmung ist hierfür nicht geeignet.
• Störfaktoren
  • Präanalytische Störfaktoren
    • Nichtnüchterne Blutentnahme mit postprandial erhöhten Vitamin-K-Konzentrationen
    • Lichtexposition der Probe
    • Verzögerte Probenverarbeitung oder ungeeignete Lagerung
    • Lipämie und stark veränderte Triglycerid- oder Lipoproteinkonzentrationen
    • Aktuelle Vitamin-K-Supplementierung oder stark schwankende Vitamin-K-Zufuhr
  • Analytische und klinische Störfaktoren
    • Direkte Phyllochinonspiegel reflektieren vor allem die kurzfristige Zufuhr und den Lipoproteinstatus, nicht zwingend die funktionelle Vitamin-K-Verfügbarkeit.
    • Normale Plasma- oder Serumwerte schließen einen funktionellen Vitamin-K-Mangel nicht sicher aus.
    • Gerinnungsparameter werden erst bei funktionell relevantem Mangel auffällig.
    • Leberinsuffizienz (Leberfunktionsschwäche) kann Gerinnungsparameter unabhängig vom Vitamin-K-Status verändern.
    • Vitamin-K-Antagonisten führen zu einem funktionellen Vitamin-K-Antagonismus und erhöhen PIVKA-II, ohne dass zwingend eine niedrige Vitamin-K-Konzentration vorliegen muss.
• Methode
  • Direkte Bestimmung von Phyllochinon und ausgewählten Menachinonen mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) oder Flüssigchromatographie-Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS/MS)
  • Funktionelle Statusdiagnostik über PIVKA-II, meist immunologisch
  • Gerinnungsdiagnostik über Quick-Wert, Prothrombinzeit und International Normalized Ratio (INR)
  • Untercarboxyliertes Osteocalcin und dephosphoryliertes-untercarboxyliertes Matrix-Gla-Protein sind vor allem Spezial- und Forschungsparameter und nicht als allgemeine Routinediagnostik des Vitamin-K-Mangels etabliert.

Normbereiche (je nach Labor)

Normbereiche sind methoden- und laborabhängig. Die direkte Vitamin-K-Konzentration ist kein alleiniger Beweis für ausreichenden oder unzureichenden funktionellen Vitamin-K-Status.

Die tägliche Zufuhr wird nicht als Labor-Normbereich bewertet. Als ernährungsmedizinischer Orientierungswert gelten für Erwachsene je nach Referenzsystem etwa 60-90 µg/d für Frauen und 70-120 µg/d für Männer beziehungsweise circa 1 µg/kg Körpergewicht/Tag.

Indikationen (Anwendungsgebiete)

• Verdacht auf klinisch relevanten Vitamin-K-Mangel bei Blutungsneigung oder verlängerter Prothrombinzeit
• Abklärung einer isoliert oder kombiniert veränderten Gerinnungsdiagnostik, insbesondere bei vermindertem Quick-Wert oder erhöhter International Normalized Ratio (INR)
• Abklärung bei Malabsorption (gestörte Aufnahme von Nährstoffen), Fettresorptionsstörung, Cholestase oder Kurzdarmsyndrom
• Kontrolle bei langfristiger parenteraler Ernährung
• Abklärung bei chronischer Lebererkrankung, wenn ein zusätzlicher Vitamin-K-Mangel differentialdiagnostisch relevant ist
• Abklärung unter oder nach längerer Antibiotikatherapie bei zusätzlichem Risiko für Vitamin-K-Mangel
• Abklärung bei Neugeborenen oder Säuglingen mit Verdacht auf Vitamin-K-Mangelblutung
• Therapie- und Plausibilitätskontrolle bei funktionellem Vitamin-K-Mangel, bevorzugt über Gerinnungsparameter und PIVKA-II

Interpretation

• Erhöhte Werte
  • Frische Vitamin-K-Aufnahme oder nichtnüchterne Blutentnahme
  • Vitamin-K-Supplementierung
  • Erhöhte oder veränderte Lipoprotein- beziehungsweise Triglyceridkonzentrationen
  • Keine etablierte eigenständige Toxizitätsdiagnostik über erhöhte Phyllochinonwerte; für natürliche Vitamin-K-Formen ist bei üblicher Zufuhr keine klassische Hypervitaminose definiert.
  • Unter Vitamin-K-Antagonisten kann eine stark schwankende oder hohe Vitamin-K-Zufuhr die Antikoagulation abschwächen und zu INR-Schwankungen führen.
• Erniedrigte Werte
  • Unzureichende alimentäre Zufuhr, insbesondere bei schwerer Mangelernährung, Essstörungen oder sehr einseitiger Kost
  • Langfristige parenterale Ernährung ohne ausreichende Vitamin-K-Substitution
  • Fettmalabsorption bei exokriner Pankreasinsuffizienz (Bauchspeicheldrüsenschwäche), Zöliakie (Glutenunverträglichkeit), chronisch-entzündlicher Darmerkrankung, Kurzdarmsyndrom oder nach bariatrischer Operation
  • Cholestase mit verminderter Gallensäureverfügbarkeit und gestörter Resorption fettlöslicher Vitamine
  • Schwere Lebererkrankung mit kombinierter Störung von Vitamin-K-Verwertung und Synthese Vitamin-K-abhängiger Gerinnungsfaktoren
  • Medikamentenassoziiert bei längerer Antibiotikatherapie, insbesondere bei zusätzlicher Mangelernährung oder Malabsorption
  • Verminderte Resorption unter Gallensäurebindern oder Orlistat
  • Funktioneller Vitamin-K-Mangel oder Vitamin-K-Antagonismus unter Cumarin-Derivaten, insbesondere Phenprocoumon oder Warfarin
• Spezifische Konstellationen
  • Vitamin-K-Mangel mit Blutungsneigung
    • Typische Konstellation: verminderter Quick-Wert, verlängerte Prothrombinzeit, erhöhte International Normalized Ratio (INR), bei schwerem Mangel zusätzlich verlängerte aktivierte partielle Thromboplastinzeit (aPTT).
    • PIVKA-II ist ein funktioneller Marker für unzureichende γ-Carboxylierung von Prothrombin und kann früher beziehungsweise spezifischer auf Vitamin-K-Mangel oder Vitamin-K-Antagonismus hinweisen als die direkte Phyllochinonmessung.
  • Vitamin-K-Mangel versus Leberinsuffizienz
    • Eine Verbesserung von Quick-Wert oder International Normalized Ratio (INR) nach Vitamin-K-Gabe spricht für einen relevanten Vitamin-K-Mangelanteil.
    • Ausbleibende oder nur geringe Korrektur trotz adäquater Vitamin-K-Gabe spricht eher für eine fortgeschrittene hepatische Synthesestörung oder eine gemischte Gerinnungsstörung.
  • Vitamin-K-Antagonisten
    • Die direkte Vitamin-K-Bestimmung ist nicht zur Dosissteuerung von Vitamin-K-Antagonisten geeignet.
    • Therapeutischer Zielparameter ist die International Normalized Ratio (INR).
    • Entscheidend ist eine möglichst konstante Vitamin-K-Zufuhr, nicht eine Vitamin-K-arme Ernährung.
  • Neugeborene und Säuglinge
    • Neugeborene haben ein erhöhtes Risiko für Vitamin-K-Mangelblutungen aufgrund geringer plazentarer Übertragung, niedriger Speicher, geringer Vitamin-K-Konzentration in Muttermilch und unreifer intestinaler Besiedlung.
    • Bei Verdacht auf Vitamin-K-Mangelblutung sind Gerinnungsdiagnostik und sofortige klinische Therapieentscheidung vorrangig; die direkte Vitamin-K-Bestimmung darf die Therapie nicht verzögern.

Weiterführende Diagnostik

• Quick-Wert, Prothrombinzeit und International Normalized Ratio (INR)
• Aktivierte partielle Thromboplastinzeit (aPTT)
• Fibrinogen nach Clauss
• D-Dimere bei Verdacht auf Verbrauchskoagulopathie
• Kleines Blutbild mit Thrombozytenzahl
• PIVKA-II bei Verdacht auf funktionellen Vitamin-K-Mangel oder Vitamin-K-Antagonismus
• Leberparameter – Alanin-Aminotransferase (ALT, GPT), Aspartat-Aminotransferase (AST, GOT), Glutamat-Dehydrogenase (GLDH) und Gamma-Glutamyl-Transferase (Gamma-GT, GGT), alkalische Phosphatase (AP), Bilirubin; bei Verdacht auf Cholestase insbesondere alkalische Phosphatase (AP), Gamma-Glutamyl-Transferase (Gamma-GT, GGT) und Bilirubin
• Nierenparameter – Harnstoff, Kreatinin, ggf. Cystatin C bzw. Kreatinin-Clearance
• Albumin und Cholinesterase zur Beurteilung der hepatischen Syntheseleistung
• Stuhlfett, Pankreaselastase im Stuhl und weitere Diagnostik bei Verdacht auf Fettmalabsorption
• Zöliakie-Screening mit Transglutaminase-Antikörpern oder Endomysium-Antikörpern sowie Gesamt-IgA im Serum
• Abdomensonographie (Ultraschall der Bauchorgane) bei Verdacht auf Cholestase, Lebererkrankung oder biliäre Abflussstörung
• Medikamentenanamnese, insbesondere Vitamin-K-Antagonisten, Antibiotika, Gallensäurebinder, Orlistat und Antikonvulsiva

Literatur

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