Knochengesundheit durch Vitamin K2
Vitamin K2: Bedeutung für die Knochen, Unterschiede zu K1 und Qualität von MK-7
Vitamin K2 spielt eine wichtige Rolle im menschlichen Knochenstoffwechsel. Besonders bekannt ist seine Beteiligung an der Aktivierung von Osteocalcin, einem Protein, das mit der Mineralisierung des Knochengewebes in Verbindung steht. Wie Vitamin K1 trägt auch Vitamin K2 zur Erhaltung normaler Knochen bei.
Doch Vitamin K2 ist nicht gleich Vitamin K2. Unterschiede bestehen nicht nur zwischen den einzelnen Vitamin-K-Formen, sondern auch hinsichtlich ihrer Bioverfügbarkeit, chemischen Reinheit und Stabilität. Insbesondere bei Nahrungsergänzungsmitteln mit mehreren Inhaltsstoffen kann die Qualität des verwendeten Vitamin-K2-Rohstoffs entscheidend sein.
Was unterscheidet Vitamin K1 von K2? Welche Rolle spielt Vitamin K2 MK-7 im Knochenstoffwechsel? Und weshalb sind hochwertige Markenrohstoffe und spezielle Herstellungsverfahren wie die Mikroverkapselung so interessant?
Was ist Vitamin K2?
Vitamin K ist die Bezeichnung für eine Gruppe fettlöslicher Vitamine, die an verschiedenen physiologischen Prozessen beteiligt sind. Besonders bekannt ist ihre Bedeutung für die normale Blutgerinnung und die Erhaltung normaler Knochen.
Grundsätzlich werden zwei Hauptformen unterschieden: Vitamin K1, auch Phyllochinon genannt, und Vitamin K2, das verschiedene Menachinone umfasst.
Während Vitamin K1 vor allem in grünem Blattgemüse vorkommt, ist Vitamin K2 hauptsächlich in bestimmten fermentierten und tierischen Lebensmitteln enthalten. Zu den bekanntesten Vitamin-K2-Formen gehören Menachinon-4 (MK-4) und Menachinon-7 (MK-7).
Die Zahl hinter der Abkürzung MK beschreibt die Anzahl der Isopreneinheiten in der Seitenkette des Moleküls. Diese strukturellen Unterschiede beeinflussen unter anderem die Aufnahme, den Transport und die Verweildauer des Vitamins im Körper.
Vitamin K1 und K2: Was ist der Unterschied?
Obwohl Vitamin K1 und K2 zur gleichen Vitaminfamilie gehören, unterscheiden sie sich in ihrer chemischen Struktur und ihren pharmakokinetischen Eigenschaften.
Vitamin K1 (Phyllochinon) ist die mengenmässig wichtigste Vitamin-K-Form in vielen Ernährungsweisen. Es kommt vor allem in grünem Gemüse wie Spinat, Grünkohl und Mangold vor. Nach der Aufnahme wird ein grosser Teil des Vitamin K1 von der Leber aufgenommen, wo Vitamin K unter anderem für die Aktivierung verschiedener Blutgerinnungsfaktoren benötigt wird.
Vitamin K2 (Menachinone) umfasst mehrere Verbindungen, die sich hinsichtlich ihrer Seitenkettenlänge unterscheiden. Insbesondere langkettige Menachinone wie MK-7 bleiben länger im Blutkreislauf verfügbar und werden über Lipoproteine zu verschiedenen Körpergeweben transportiert.
Dabei ist eine wichtige Unterscheidung notwendig: Sowohl Vitamin K1 als auch Vitamin K2 können als Cofaktoren bei der Aktivierung Vitamin-K-abhängiger Proteine mitwirken. Die häufige Aussage, Vitamin K1 sei ausschliesslich für die Blutgerinnung und Vitamin K2 ausschliesslich für die Knochen zuständig, ist deshalb wissenschaftlich nicht korrekt.
Unterschiede bestehen vielmehr in der Verfügbarkeit der einzelnen Vitamin-K-Formen für verschiedene Gewebe. Vitamin K2 als MK-7 wurde in Studien insbesondere im Hinblick auf seine lange Verweildauer und die Aktivierung sogenannter extrahepatischer Proteine untersucht.
Welche Rolle spielt Vitamin K2 für die Knochengesundheit?
Knochen sind lebendes Gewebe und werden kontinuierlich umgebaut. Dabei arbeiten knochenaufbauende Osteoblasten und knochenabbauende Osteoklasten zusammen.
Für diesen Prozess benötigt der Körper verschiedene Nährstoffe. Calcium und Phosphor sind wichtige Bestandteile der mineralischen Knochenstruktur, während Vitamin D und Vitamin K unterschiedliche Funktionen im Knochenstoffwechsel erfüllen.
Eine besondere Rolle spielt das Vitamin-K-abhängige Protein Osteocalcin.
Osteocalcin: Ein Vitamin-K-abhängiges Knochenprotein
Osteocalcin wird von Osteoblasten gebildet und gehört zu den charakteristischen Proteinen des Knochengewebes. Damit es seine calciumbezogenen Bindungseigenschaften entfalten kann, muss es einen biochemischen Aktivierungsschritt durchlaufen: die sogenannte Gamma-Carboxylierung.
Dabei verändert das Enzym Gamma-Glutamylcarboxylase bestimmte Aminosäurereste des Proteins. Vitamin K wird für diesen Vorgang als Cofaktor benötigt.
Sowohl Vitamin K1 als auch Vitamin K2 können grundsätzlich an diesem Prozess beteiligt sein. Vitamin K2 in der Form MK-7 ist aufgrund seiner längeren Verfügbarkeit im Blut jedoch besonders interessant und wurde in mehreren Humanstudien im Zusammenhang mit dem Carboxylierungsstatus von Osteocalcin untersucht.
Das Ergebnis dieses Prozesses ist carboxyliertes Osteocalcin, das Calciumionen und Bestandteile der mineralischen Knochenmatrix binden kann.
Die physiologische Bedeutung von Vitamin K für den Knochenstoffwechsel ist wissenschaftlich anerkannt. Entsprechend ist auch die gesundheitsbezogene Angabe «Vitamin K trägt zur Erhaltung normaler Knochen bei» zugelassen.
Vitamin D3 und K2: Wie ergänzen sich die beiden Vitamine?
Vitamin D3 und Vitamin K2 werden häufig gemeinsam in Nahrungsergänzungsmitteln eingesetzt, da beide Vitamine an unterschiedlichen Vorgängen des Knochenstoffwechsels beteiligt sind.
Vitamin D trägt zur normalen Aufnahme und Verwertung von Calcium und Phosphor sowie zur Erhaltung eines normalen Calciumspiegels im Blut bei. Ausserdem trägt es zur Erhaltung normaler Knochen bei.
Vitamin K ist dagegen als Cofaktor für die Aktivierung bestimmter Vitamin-K-abhängiger Proteine erforderlich, darunter Osteocalcin.
Die Kombination von Vitamin D3 und K2 vereint somit zwei Nährstoffe mit unterschiedlichen, aber ergänzenden Funktionen.
Dabei ist wichtig: Vitamin K2 transportiert Calcium nicht selbständig in die Knochen. Die Aufnahme, Verteilung und Einlagerung von Calcium werden über komplexe Stoffwechselprozesse reguliert.
Ebenso wenig bedeutet die physiologische Verbindung zwischen den beiden Vitaminen, dass Vitamin D3 grundsätzlich nur zusammen mit K2 eingenommen werden kann.
Vitamin K2 MK-7: Was macht diese Form besonders?
Vitamin K2 umfasst verschiedene Menachinone. In Nahrungsergänzungsmitteln ist vor allem MK-7 verbreitet.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen MK-7 und anderen Vitamin-K-Formen liegt in der Verweildauer im Blutkreislauf. Während Vitamin K1 und MK-4 vergleichsweise schnell aus dem Blut verschwinden, beträgt die Halbwertszeit von MK-7 nach wissenschaftlichen Untersuchungen ungefähr zwei bis drei Tage.
Dadurch können bei regelmässiger Einnahme relativ konstante MK-7-Konzentrationen im Blut erreicht werden.
In Humanstudien wurde beobachtet, dass MK-7 bereits bei vergleichsweise niedrigen Dosierungen den Carboxylierungsstatus Vitamin-K-abhängiger Proteine beeinflussen kann.
All-trans und cis: Warum ist die Reinheit von Vitamin K2 wichtig?
Eine weitere Qualitätsfrage betrifft die räumliche Struktur von Vitamin K2 MK-7.
MK-7 enthält mehrere Doppelbindungen in seiner Seitenkette. Je nach räumlicher Anordnung dieser Doppelbindungen entstehen unterschiedliche Isomere, die als trans- beziehungsweise cis-Isomere bezeichnet werden.
Die natürliche, biologisch aktive Konfiguration von MK-7 ist die all-trans-Form. Bei cis-Isomeren weicht die räumliche Struktur des Moleküls ab, wodurch ihre biologische Aktivität deutlich geringer sein kann.
Deshalb ist bei der Beurteilung eines Vitamin-K2-Rohstoffs nicht nur der gesamte MK-7-Gehalt relevant, sondern auch der Anteil der biologisch aktiven all-trans-Form.
Hochwertige Rohstoffhersteller verwenden hierfür spezifische analytische Verfahren, beispielsweise chromatografische Methoden, mit denen sich verschiedene MK-7-Isomere voneinander unterscheiden lassen.
Eine hohe Reinheit ist somit ein wichtiges Qualitätsmerkmal. Sie sagt allerdings noch nicht alles über die Stabilität des Vitamins im späteren Fertigprodukt aus.
Wie stabil ist Vitamin K2?
Vitamin K2 MK-7 ist ein empfindlicher Wirkstoff, dessen Stabilität von verschiedenen äusseren Einflüssen abhängt.
Insbesondere Licht, Sauerstoff und ungünstige chemische Umgebungen können die Stabilität beeinflussen. Auch der pH-Wert beziehungsweise der Kontakt mit bestimmten alkalischen Inhaltsstoffen spielt eine Rolle.
Vitamin K2 kann deshalb während der Herstellung oder Lagerung eines Nahrungsergänzungsmittels teilweise abgebaut werden. Der tatsächlich enthaltene MK-7-Gehalt kann dadurch im Laufe der Zeit abnehmen.
Wichtig ist dabei die Unterscheidung zwischen zwei Qualitätsmerkmalen: Ein Rohstoff kann bei der Herstellung eine hohe chemische Reinheit aufweisen, aber in einer ungeeigneten Rezeptur dennoch an Stabilität verlieren.
Eine 2019 in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Molecules veröffentlichte Untersuchung verglich verschiedene MK-7-Rohstoffe und fertige Formulierungen. Die Ergebnisse zeigten, dass ein höherer Reinheitsgrad mit einer verbesserten Stabilität zusammenhängen kann. Gleichzeitig spielten die verwendeten Hilfsstoffe und Rezepturbestandteile eine wichtige Rolle.
Für die Qualität eines Vitamin-K2-Präparats ist daher entscheidend, dass der deklarierte Vitamingehalt nicht nur unmittelbar nach der Herstellung, sondern möglichst bis zum Ende der Haltbarkeitsdauer gewährleistet wird.
Vitamin K2 zusammen mit Calcium oder Magnesium: Warum ist die Kombination anspruchsvoll?
Besonders interessant ist die Stabilität von Vitamin K2 in Kombination mit Mineralstoffen.
Calcium und Magnesium werden häufig gemeinsam mit Vitamin D3 und K2 in Nahrungsergänzungsmitteln eingesetzt. Aus technologischer Sicht können solche Kombinationen allerdings anspruchsvoll sein.
Untersuchungen zeigen, dass insbesondere ungeschütztes MK-7 in bestimmten Formulierungen mit Calcium- oder Magnesiumverbindungen verstärkt abgebaut wird.
Dabei sind nicht sämtliche Mineralstoffverbindungen gleich zu bewerten. Entscheidend sind unter anderem die verwendete Mineralstoffform, die Konzentration, die übrigen Rezepturbestandteile und die Lagerbedingungen.
Bestimmte Verbindungen wie Calciumcarbonat schaffen beispielsweise ein alkalisches Umfeld, das die Stabilität von MK-7 beeinträchtigen kann. Auch mit einigen Magnesiumverbindungen wurden deutliche Stabilitätsverluste beobachtet.
Ein Vitamin-K2-Rohstoff, der in einer einfachen Monorezeptur ausreichend stabil ist, muss deshalb nicht zwangsläufig auch in einem mineralstoffhaltigen Kombinationspräparat stabil bleiben.
Die Stabilität der gesamten Rezeptur sollte aus diesem Grund gesondert geprüft werden.
Mikroverkapseltes Vitamin K2: Was ist K2VITAL® DELTA?
Eine Möglichkeit, empfindliches Vitamin K2 in anspruchsvollen Rezepturen zu schützen, ist die Mikroverkapselung.
Bei diesem Verfahren wird das Vitamin in winzige Partikel eingebettet und von einer schützenden Hülle umgeben. Dadurch lässt sich der direkte Kontakt zwischen Vitamin K2 und potenziell problematischen Rezepturbestandteilen reduzieren.
Ein Beispiel hierfür ist K2VITAL® DELTA, ein speziell entwickelter, doppelt mikroverkapselter Vitamin-K2-MK-7-Rohstoff.
Die Technologie verwendet eine zweischichtige Schutzstruktur, die den Kontakt des Vitamins mit seiner Umgebung begrenzt. Dadurch kann MK-7 insbesondere in Formulierungen mit Calcium oder Magnesium besser vor Abbau geschützt werden.
In Stabilitätsuntersuchungen des Herstellers zeigte mikroverkapseltes MK-7 bei solchen Kombinationen deutlich geringere Verluste als bestimmte ungeschützte Vergleichsformulierungen.
Gerade bei komplexen Multivitamin- und Mineralstoffpräparaten ist diese Technologie deshalb unerlässlich.
Warum sind hochwertige Vitamin-K2-Markenrohstoffe wichtig?
Bei Vitamin K2 spielt nicht nur die angegebene Dosierung eine Rolle, sondern auch die Qualität des eingesetzten Rohstoffs.
Etablierte Markenrohstoffe wie Pharmaquinone®, K2VITAL®, MenaQ7® und vitaMK7® bieten dokumentierte Spezifikationen und Qualitätskontrollen. Je nach Hersteller unterscheiden sich die Rohstoffe hinsichtlich Herstellungsverfahren, Reinheit, Trägersubstanzen und verfügbarer Stabilitätsdaten.
Pharmaquinone® wird mittels chemischer Synthese hergestellt und zeichnet sich durch eine hohe Reinheit von MK-7 in der all-trans-Form aus. MenaQ7® und vitaMK7® sind bekannte Beispiele für fermentativ hergestelltes MK-7. K2VITAL® ist unter anderem für seine speziellen Rohstoffformulierungen bekannt, darunter das doppelt mikroverkapselte K2VITAL® DELTA.
Entscheidend ist jedoch nicht allein der Markenname. Eine fundierte Qualitätsbeurteilung berücksichtigt den tatsächlichen all-trans-Gehalt, mögliche Verunreinigungen, chargenspezifische Analysen und die Stabilität in der vorgesehenen Rezeptur.
Insbesondere bei der Kombination mit grösseren Mengen an Calcium oder Magnesium sollte auf einen für die jeweilige Rezeptur geeigneten, stabilitätsgeprüften Rohstoff geachtet werden. Geschützte Formen wie K2VITAL® DELTA können hierfür eine sinnvolle Lösung darstellen.
Welche Lebensmittel enthalten Vitamin K2?
Vitamin K2 kommt natürlicherweise in verschiedenen fermentierten und tierischen Lebensmitteln vor.
Eine besonders bekannte Quelle ist Natto, ein traditionelles japanisches Lebensmittel aus fermentierten Sojabohnen. Während der Fermentation wird durch bestimmte Bakterien Vitamin K2 in der Form MK-7 gebildet.
Weitere Quellen sind gereifte Käsesorten, Eigelb sowie einige Fleisch- und Milchprodukte. Die Gehalte und enthaltenen Menachinonformen unterscheiden sich jedoch teilweise erheblich.
Vitamin K1 findet sich dagegen hauptsächlich in grünem Blattgemüse, beispielsweise Spinat, Grünkohl oder Mangold. Da auch Vitamin K1 zur Versorgung mit Vitamin K beiträgt, sind diese Lebensmittel für eine ausgewogene Ernährung besonders relevant.
Vitamin K gehört zu den fettlöslichen Vitaminen. Die Aufnahme erfolgt deshalb zusammen mit Nahrungsfetten und ist unter anderem von der normalen Fettverdauung abhängig.
Wie viel Vitamin K benötigt der Körper?
Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) nennt für Erwachsene einen Schätzwert für eine angemessene Vitamin-K-Zufuhr von 70 µg pro Tag.
Dieser Wert bezieht sich auf Vitamin K insgesamt. Ein eigenständiger, allgemein anerkannter Bedarf speziell für Vitamin K2 MK-7 ist bisher nicht festgelegt.
Wie viel Vitamin K über die Ernährung aufgenommen wird, hängt insbesondere von der Auswahl und Menge Vitamin-K-reicher Lebensmittel ab.
Eine zusätzliche Versorgung mit Vitamin K2 über Nahrungsergänzungsmittel ist nicht für jede Person grundsätzlich erforderlich.
Was sagt die Wissenschaft zu Vitamin K2 und den Knochen?
Vitamin K2 wird seit vielen Jahren im Zusammenhang mit dem Knochenstoffwechsel wissenschaftlich untersucht.
Besonders häufig erforscht wird dabei die Aktivierung von Osteocalcin. In verschiedenen Humanstudien konnte gezeigt werden, dass eine MK-7-Supplementierung den Carboxylierungsstatus dieses Proteins beeinflussen kann.
Eine randomisierte Langzeitstudie von Knapen und Mitarbeitenden aus dem Jahr 2013 untersuchte über drei Jahre die Einnahme von MK-7 bei postmenopausalen Frauen. Dabei wurden unter anderem Veränderungen von Markern des Vitamin-K-Status und Parametern der Knochengesundheit beobachtet.
Die Studienlage ist jedoch nicht in sämtlichen Punkten einheitlich. Insbesondere bei klinisch relevanten Endpunkten wie der Knochendichte und dem Risiko von Knochenbrüchen sind die Ergebnisse unterschiedlicher Untersuchungen nicht vollständig konsistent.
Eine Verbesserung bestimmter biochemischer Marker bedeutet daher nicht automatisch, dass eine zusätzliche Vitamin-K2-Einnahme das Auftreten von Knochenbrüchen nachweislich reduziert.
Unabhängig davon ist die physiologische Funktion von Vitamin K anerkannt: Vitamin K trägt zur Erhaltung normaler Knochen bei.
Häufige Fragen zu Vitamin K2
Kann Vitamin K1 auch Osteocalcin aktivieren?
Ja. Sowohl Vitamin K1 als auch Vitamin K2 können als Cofaktoren bei der Gamma-Carboxylierung von Osteocalcin wirken. Vitamin K2 als MK-7 unterscheidet sich jedoch durch seine längere Verweildauer im Blut und wurde besonders intensiv hinsichtlich extrahepatischer Vitamin-K-abhängiger Proteine untersucht.
Was bedeutet 100 % all-trans bei Vitamin K2?
Die Bezeichnung beschreibt die räumliche Konfiguration des MK-7-Moleküls. Die all-trans-Form ist die biologisch aktive Konfiguration. Bei der Qualitätskontrolle ist zusätzlich wichtig, welchen Anteil diese Form am gesamten Rohstoff ausmacht.
Ist synthetisches Vitamin K2 schlechter als fermentiertes?
Nicht grundsätzlich. Entscheidend sind die chemische Identität, der all-trans-Anteil, die Reinheit und die Qualität der Herstellung. Sowohl synthetisch als auch fermentativ hergestelltes MK-7 kann hohe Qualitätsanforderungen erfüllen.
Warum sollte Vitamin K2 vor Licht geschützt werden?
MK-7 ist lichtempfindlich. Eine geeignete Verpackung und sachgerechte Lagerung helfen, den Wirkstoff vor ungünstigen Umgebungseinflüssen zu schützen.
Muss Vitamin K2 zusammen mit Magnesium mikroverkapselt sein?
Ja. Bei der Kombination von Vitamin K2 MK-7 mit Magnesium ist eine geeignete Schutztechnologie für eine zuverlässige Langzeitstabilität praktisch unverzichtbar. Untersuchungen von Kappa Bioscience zeigten, dass ungeschütztes MK-7 in magnesiumhaltigen Formulierungen nahezu vollständig abgebaut werden kann. Deshalb sollte in solchen Kombinationspräparaten ausschliesslich ausreichend stabilisiertes Vitamin K2 eingesetzt werden, beispielsweise das doppelt mikroverkapselte K2VITAL® DELTA. Dieses schützt MK-7 vor dem direkten Kontakt mit den Mineralstoffen und ermöglicht eine deutlich höhere Stabilität über die Lagerdauer..
Muss man Vitamin D3 immer zusammen mit K2 einnehmen?
Nein. Vitamin D3 und Vitamin K2 erfüllen jeweils eigenständige Aufgaben. Beide tragen zur Erhaltung normaler Knochen bei. Eine Kombination ist möglich, aber nicht grundsätzlich notwendig.
Wer sollte bei Vitamin K2 besonders vorsichtig sein?
Personen, die Vitamin-K-Antagonisten wie Phenprocoumon oder Warfarin einnehmen, sollten Vitamin-K-Präparate nur nach ärztlicher Rücksprache verwenden. Eine veränderte Vitamin-K-Zufuhr kann die Wirkung dieser Medikamente beeinflussen.
Fazit: Bei Vitamin K2 zählt nicht nur die Dosierung, sondern auch die Qualität
Vitamin K2 ist Bestandteil einer wichtigen Vitaminfamilie, deren Funktionen weit über die normale Blutgerinnung hinausgehen. Zusammen mit Vitamin K1 trägt es zur Erhaltung normaler Knochen bei.
Besonders interessant ist Vitamin K2 MK-7 aufgrund seiner langen Verweildauer im Blut und seiner gut untersuchten Beteiligung an Vitamin-K-abhängigen Stoffwechselprozessen.
Bei Nahrungsergänzungsmitteln sollte jedoch nicht allein auf die angegebene Menge geachtet werden. Die Reinheit des MK-7-Rohstoffs, der Anteil der all-trans-Form und die Stabilität der fertigen Rezeptur sind ebenfalls wichtige Qualitätsmerkmale.
Velife setzt deshalb bei seinen Vitamin K2 Tabletten und Vitamin D3 + K2 Tabletten auf den europäischen Markenrohstoff Pharmaquinone® mit einem hohen Reinheitsgrad an all-trans-MK-7.
Bei komplexen Kombinationen mit Mineralstoffen sind zusätzlich speziell geschützte Vitamin-K2-Formulierungen wie K2VITAL® DELTA unerlässlich.
Quellen und weiterführende Literatur
-
NIH Office of Dietary Supplements – Vitamin K: Fact Sheet for Health Professionals
-
Halder et al. (2019): Vitamin K – Unterschiede zwischen K1 und K2
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Knapen et al. (2013): Three-year low-dose menaquinone-7 supplementation and bone loss
-
NutraIngredients / Balchem: From lab to label – The complex science behind true vitamin K2 quality
