regresar Vitamina K: filoquinona, menaquinona

Existen diversas formas de vitamina K, todas ellas con una estructura derivada del isopreno y, por tanto, clasificables como lípidos prenoles (o isoprenoides, o terpenos).

vitamina K1
o filoquinona
estructura de la vitamina K1 Forma mayoritaria en alimentos (principalmente verduras).
La cadena lateral en posición 3 es un grupo fitilo (relacionado con el fitol).
vitamina K2
o menaquinona
estructura de la vitamina K2

Forma activa (menaquinona-4 principalmente).
n puede variar entre 2 y 15
Se encuentra en algunos alimentos como yema de huevo, mantequilla, hígado de vaca, algunos quesos y productos de fermentación de la soja (natto).

vitamina K3
o menadiona
estructura de la vitamina K3 Provitamina sintética.

Biosíntesis

La vitamina K2 o menaquinona-4, principal forma activa en el organismo, puede generarse por transformación de la K1 en el propio organismo o bien proceder de las bacterias que constituyen la flora intestinal.

La hipótesis actual (2018) es que en las células de la mucosa intestinal se retira enzimáticamente el grupo fitilo de K1, convirtíendose en K3, que se transporta por la sangre. En los diversos tejidos la enzima UBIAD1 cataliza después la prenilación de K3 convirtiéndola en K2.

Como provitamina sintética se ha preparado la vitamina K3 o menadiona. En los vertebrados ésta sufre prenilación y se convierte en la forma activa, menaquinona-4.

Función biológica como coenzima

En su actividad es clave la reacción redox reversible sobre su grupo quinona:
reacción redox de la vitamina K

quinona hidroquinona o quinol

La vitamina K actúa como coenzima de una carboxilasa responsable de la conversión de residuos de glutamato (Glu) en gamma-carboxiglutamato (Gla).

reacción de conversión de Glu en Gla
La vitamina K en su forma reducida (hidroquinona, forma diol) capta O2, lo que le permite retirar un protón del residuo de glutamato, con incorporación a éste del CO2 (bicarbonato en su forma disuelta). Esta reacción está catalizada por la vitamina K carboxilasa.

Los residuos de γ-carboxiglutamato forman parte de proteínas, entre ellas numerosos factores de coagulación. La presencia de estos residuos Gla permite fijar calcio, lo que es esencial para la función de estos factores. De ahí que la carencia de esta vitamina genere coagulación defectuosa. El nombre de vitamina K procede de la palabra danesa Koagulation.

Para la recuperación de la vitamina K consumida (que ahora está en su forma epóxido) son precisas dos reducciones sucesivas catalizadas por una o varias reductasas que utilizan coenzimas de tipo tiol (como el lipoato) o, alternativamente, NADPH. El conjunto constituye el llamado ciclo de la vitamina K:

Las respuestas se evalúan automáticamente así: correctas incorrectas

Arrastra los nombres de las enzimas y de los metabolitos a su posición en la ruta.

carboxilasa
vit. K reductasa
epóxido reductasa
residuo Glu
residuo Gla
vit. K quinona
vit. K hidroquinona
vit. K epóxido
tiol 2 oxidado
tiol 1 oxidado
tiol 2
tiol 1
reductor alternativo

= inhibidor

Inhibidores competitivos de la vitamina K

Varios fármacos anticoagulantes se basan en la inhibición de la vitamina K. Debido a su analogía estructural son capaces de unirse a las enzimas responsables del reciclado de la vitamina, bloqueando estas enzimas y así impidiendo la actuación continuada de la vitamina en la síntesis de factores de coagulación funcionales. Sin embargo, no afectan a los coágulos preexistentes.

dicumarol
warfarina
acenocumarol

El dicumarol lo producen de forma natural algunos hongos, mediante transformación de la cumarina sintetizada por diversas plantas. Por ejemplo, el trébol dulce es una leguminosa herbácea que se cultiva como forraje; si se enmohece durante su almacenamiento causa una enfermedad hemorrágica en el ganado alimentado con este forraje.
Se identificó en los años 1940 y se utilizó como fármaco anticoagulante, pero a partir de los 1950 fue sustituido por otros como la warfarina y otras 4-hidroxicumarinas.

La warfarina es un derivado sintético del dicumarol que se ha usado mucho como plaguicida contra roedores. También se usa como fármaco anticoagulante oral, en profilaxis de la trombosis y la embolia.
Su nombre deriva de la fundación que financió las investigaciones de Karl Paul Link, quien identificó el dicumarol como agente causante de la enfermedad hemorrágica del ganado (WARF = Wisconsin Alumni Research Foundation); la terminación -arina lo relacionaba con la cumarina.
Se comercializa como fármaco bajo nombres como Aldocumar, Coumadin, Coumadine, Jantoven, Lawarin, Marevan, Tedicumar, Varfine, Waran, Warfant o Warfin.

El acenocumarol es un derivado nitrado de la warfarina. Se emplea como fármaco anticoagulante oral, en profilaxis de la trombosis y la embolia.
Se comercializa como fármaco bajo nombres como Acebron, Acenox, Coarol, Isquelium, Moll, Sinthrome, Sintrom, Syncumar.

 

Filoquinona: 2-metil-3-[(E)-3,7,11,15-tetrametilhexadec-2-enil]naftaleno-1,4-diona.   smiles CC1=C(C(=O)C2=CC=CC=C2C1=O)C/C=C(\C)/CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C  InChI Key: MBWXNTAXLNYFJB-LKUDQCMESA-N  PubChem CID 5280483
Menaquinona 4: 2-metil-3-[(2E,6E,10E)-3,7,11,15-tetrametilhexadeca-2,6,10,14-tetraenil]naftaleno-1,4-diona.   smiles CC1=C(C(=O)C2=CC=CC=C2C1=O)C/C=C(\C)/CC/C=C(\C)/CC/C=C(\C)/CCC=C(C)C  InChI Key: DKHGMERMDICWDU-GHDNBGIDSA-N  PubChem CID 5282367
Menadiona: 2-metil-1,4-naftoquinona o 2-metilnaftaleno-1,4-diona.   smiles CC1=CC(=O)C2=CC=CC=C2C1=O  InChI Key: MJVAVZPDRWSRRC-UHFFFAOYSA-N  PubChem CID 4055
Dicumarol: bishidroxicumarina.   smiles C1=CC=C2C(=C1)C(=C(C(=O)O2)CC3=C(C4=CC=CC=C4OC3=O)O)O  InChI Key: DOBMPNYZJYQDGZ-UHFFFAOYSA-N PubChem CID 54676038
Warfarina. smiles CC(=O)CC(C1=CC=CC=C1)C2=C(C3=CC=CC=C3OC2=O)O  InChI Key: PJVWKTKQMONHTI-UHFFFAOYSA-N PubChem CID 54678486
Acenocumarol. smiles CC(=O)CC(C1=CC=C(C=C1)[N+](=O)[O-])C2=C(C3=CC=CC=C3OC2=O)O  InChI Key: VABCILAOYCMVPS-UHFFFAOYSA-N PubChem CID 54676537