維生素K(vitamin K，VK)是一類(lèi)2-甲基-1，4-萘醌衍生物，1934年，由丹麥科學(xué)家 Henrik Dam發(fā)現的脂溶性維生素。天然維生素K包括維生素K1(PK)(2-甲基-3-植基-1，4 萘醌）和維生素K2（MKn，包括從MKI到MK14眾多成員，N代表其側鏈上異戊二烯殘基數目）（2-甲基-1，4 萘醌）。維生素K1廣泛存在于綠色蔬菜和動(dòng)物內臟中，在體內的生物利用率較低，轉化為維生素K2后發(fā)揮生理作用；而維生素K2是體內腸道細菌代謝的產(chǎn)物，在人體內可直接發(fā)揮生理作用，其主要生理活性以MK-7與MK-4為主，維生素K2通過(guò)低密度脂蛋白（LDL）輸送，分布在腎、骨、生殖器及血管壁等組織，其在體內的生物利用率為維生素K1的2倍。

　　研究表明，維生素K2是一種人體必需的天然營(yíng)養素，嬰兒每日補充量為10~20μg，成人補充量為70~140μg。維生素K2除參與體內凝血功能外，與人體的許多生理功能有關(guān)，在骨代謝的多個(gè)環(huán)節中也具有重要作用，其調節骨代謝的機制錯綜復雜。

　　維生素K2對骨代謝調節的生理作用

　　在骨代謝調節過(guò)程中，維生素K2能夠促進(jìn)骨形成，抑制骨吸收，促進(jìn)骨礦化，通過(guò)細胞、分子和基因等多個(gè)水平的調節，維持骨代謝平衡狀態(tài)。

　　1、維生素K2促進(jìn)骨形成作用

　　維生素K2可以通過(guò)多種途徑提高成骨細胞活性，促進(jìn)骨形成。

　　維生素K2是谷氨酸γ-羧化酶的輔酶，能夠將維生素K依賴(lài)蛋白-骨鈣素(osteocalcin OC；bone gla protein)和基質(zhì)γ-羧化谷氨酸殘基蛋白（MGP）中的谷氨酸殘基羧化，形成羧基谷氨酸，使蛋白活化，從而具有生理活性。

　　成骨細胞（OB）合成的骨鈣素經(jīng)過(guò)羧化后形成γ-羧化骨鈣素，對鈣具有獨特的親和力及結合活性，與Ⅰ型膠原蛋白結合，形成網(wǎng)絡(luò )支架，為鈣鹽沉積提供場(chǎng)所，促進(jìn)骨礦化。而非羧化骨鈣素( ucOC)不能結合鈣，研究發(fā)現，維生素K2能顯著(zhù)增加OC水平、減少u(mài)cOC的水平，充足的維生素K2可確保血液中鈣在骨骼上有效沉積與礦化。有學(xué)者建議將血液中ucOC 或ucOC /OC 的比值或血漿中維生素K2的含量作為衡量骨代謝（骨形成）、判定骨質(zhì)疏松及骨健康的“金標準”。

　　MGP依賴(lài)維生素K2進(jìn)行活化，是機體組織鈣化抑制劑，在骨發(fā)育和骨代謝調節中起重要作用，可調節軟骨代謝，抑制軟骨礦化，將人體中的鈣帶到正確的靶組織器官。

　　研究發(fā)現，維生素K2可以通過(guò)結合類(lèi)固醇及異質(zhì)物受體（steroid and xenobiotic reeeptor，SXR），上調成骨和細胞外基質(zhì)相關(guān)基因母系蛋白2（Matn2）、Tsk、分化抗原CD14 和肌節同源框基因（Msx2）等的表達，增加骨細胞外膠原蛋白聚集；誘導成骨細胞生成，促進(jìn)成骨細胞活化；抑制Fas在OB上的表達，抑制OB凋亡，維持OB數量，促進(jìn)骨形成。

　　維生素K2也可通過(guò)蛋白激酶A(phosphorylation of proteinkinase A, PKA)磷酸化途徑，誘導成骨細胞GDF15和CTC2基因的表達，增強OB功能，促進(jìn)骨形成。

　　此外，維生素K2可促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細胞（bone marrow stromal cells，BMSC）和成骨前體細胞（MC3T3-E1） 堿性磷酸酶（ALP）、OC的表達，從而促進(jìn)骨形成。

　　2、維生素K2抑制骨吸收作用

　　維生素K2不僅可以促進(jìn)骨形成，還可通過(guò)多種方式抑制破骨細胞活性，減少骨吸收，從而調節骨代謝。維生素K2主要通過(guò)以下幾種途徑抑制骨吸收：①維生素K2可以抑制前列腺素2(PEG2)合成和環(huán)氧化酶2(COX-2)的表達，抑制破骨細胞。②抑制破骨細胞上組織蛋白酶K的mRNA表達，抑制組織蛋白酶溶解骨基質(zhì)。③抑制破骨細胞分化因子-核因子κB(NF-κB)的活化，下調NF-κB配體受體(RANKL)表達，抑制破骨細胞的形成及破骨細胞介導的骨吸收。④維生素K2可特異性地誘導破骨細胞凋亡。⑤減少骨吸收因子白細胞介素-1(IL-1)、白細胞介素-6(IL-6)等的活化，抑制由IL-1所致的PEG2的合成、分泌，從而抑制骨吸收。

　　維生素K2 通過(guò)促進(jìn)成骨細胞生成、提高成骨細胞活性及抑制破骨細胞生成、下調破骨細胞活性、促進(jìn)破骨細胞凋亡的雙向作用調節骨代謝，從而達到提高骨密度、增加骨強度、促進(jìn)骨礦化、維持骨健康的作用，對治療骨質(zhì)疏松及降低骨折風(fēng)險具有重要作用。自1960 年，Bouckaert 等報道維生素K除凝血功能外，能夠改善兔的骨折愈合、促進(jìn)骨痂形成及骨礦化以來(lái)，越來(lái)越多的學(xué)者關(guān)注維生素K2調節骨代謝、防治骨質(zhì)疏松的研究，并進(jìn)行了大量的動(dòng)物實(shí)驗與臨床試驗。

　　維生素K2的動(dòng)物實(shí)驗研究

　　Iwamoto等研究發(fā)現，維生素K2能促進(jìn)大鼠皮質(zhì)骨礦化，對激素引起的骨量丟失具有一定的保護作用，促進(jìn)骨形成，抑制骨吸收。Yamaguchi等研究發(fā)現，加入含維生素K2食物飼養后的大鼠股骨干、干骺端組織，成骨細胞DNA含量、BALP活性、骨鈣素含量均高于對照組，維生素K2加快成骨細胞生長(cháng)，促進(jìn)骨形成。Tabb等對大鼠的實(shí)驗研究證實(shí)，維生素K2能夠通過(guò)SXR通路，提高血清骨保護素(OPG)、堿性磷酸酶(ALP)等骨形成指標水平，促進(jìn)骨形成。

　　Shimizu 等研究發(fā)現，谷氨酰胺γ-羧化酶抑制劑華法林會(huì )明顯降低大鼠股骨機械強度、下調大鼠血清羧化骨鈣素水平，應用維生素K2可以提高大鼠血清骨鈣素水平、明顯改善大鼠骨折愈合及股骨機械強度。陳良的實(shí)驗研究顯示，維生素K2能改善去卵巢大鼠骨組織膠原蛋白纖維的數量與質(zhì)量，加速OC的γ羧基化，提高骨小梁密度，改善大鼠股骨的生物力學(xué)性能。楊東研究發(fā)現，維生素K2可以維持去卵巢大鼠腰椎及股骨的骨密度，對血管和血脂無(wú)不利影響，與維生素D3合用，效果更明顯。

　　Urayama與Iwamoto等的研究均發(fā)現，維生素K2可以通過(guò)抑制功能性Fas在成骨細胞表面的表達，降低Fas 配體(FasL)cDNA 轉化體對成骨細胞的毒性，抑制成骨細胞凋亡，維持成骨細胞的數量。

　　Yamaguchi等研究發(fā)現，破骨細胞培養時(shí)，加人維生素K2后，蛋白激酶C表達量下調，破骨細胞形成受到抑制。

　　維生素K2的臨床試驗研究

　　近年來(lái)，國內外多項臨床試驗研究表明，維生素K2可以增加骨密度，降低骨折發(fā)生率。

　　Shiraki等對維生素K2治療骨質(zhì)疏松的研究發(fā)現，維生素K2能顯著(zhù)提高患者血清γ-羧化骨鈣素的水平，有效預防骨折的發(fā)生。Inoue等對長(cháng)期應用激素治療的兒童加用維生素K2發(fā)現，維生素K2可使血清羧化骨鈣素水平升高，血清ucOC 水平降低，腰椎BMD提高。O’Connor等對丹麥健康女童維生素K2水平調查結果也顯示，良好的維生素K2水平可促進(jìn)兒童骨量增加。

　　Shiraki等研究發(fā)現，對骨質(zhì)疏松癥患者每天給予維生素K2補充治療兩年，患者腰椎骨密度明顯高于對照組，椎體骨折發(fā)生率明顯低于未治療組。

　　Cockayne等對多個(gè)隨機對照研究進(jìn)行meta分析，證實(shí)維生素K2可以減少骨量丟失，降低骨折風(fēng)險。

　　Ushiroyama等對絕經(jīng)后女性進(jìn)行為期一年的臨床試驗研究發(fā)現，單純補充維生素K2、或維生素K2與維生素D3聯(lián)合應用，均可明顯提高受試者尿中羧化OC水平，增加骨密度，預防絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松性骨折的發(fā)生。Je等的研究顯示，對韓國60歲以上絕經(jīng)后女性聯(lián)合應用維生素K2、維生素D3、鈣治療后，患者ucOC水平顯著(zhù)下降，骨骼強度改善，骨密度升高，骨折發(fā)生率降低。

　　Hirao等對絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松患者同時(shí)服用阿侖膦酸鈉和維生素K2治療，與單獨給予阿侖膦酸鈉治療的患者比較，結果顯示，聯(lián)合應用維生素K2的絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松患者血清羧化骨鈣素、腰椎與股骨頸骨密度均增加，ucOC水平顯著(zhù)下降，而單獨服用阿侖膦酸鈉的患者血清羧化骨鈣素水平無(wú)變化，表明，維生素K2可與雙膦酸鹽等藥物聯(lián)合應用，治療骨質(zhì)疏松。

　　維生素K2與骨質(zhì)疏松

　　綜合國內外現有的基礎研究、動(dòng)物實(shí)驗和臨床試驗研究，維生素K2在骨代謝調節過(guò)程中發(fā)揮重要作用。維生素K2可以促進(jìn)骨形成、抑制骨吸收、促進(jìn)骨礦化，提高骨質(zhì)量和骨強度，是預防骨質(zhì)疏松的良好營(yíng)養補充劑，對于多種原因造成的骨質(zhì)疏松及其并發(fā)癥具有治療作用，有望成為新一代抗骨質(zhì)疏松藥物。同時(shí)維生素K2能夠減少骨質(zhì)疏松患者因骨量流失導致的腰背酸痛，降低骨折風(fēng)險，促進(jìn)骨折愈合，維持骨骼健康。

　　有研究表明，維生素K2亞臨床缺乏在骨質(zhì)疏松患者中普遍存在，維生素K2缺乏是骨質(zhì)疏松及骨折的獨立危險因素。

　　在臨床應用中，維生素K2具有良好的生物安全性、不良反應少、毒副作用小等優(yōu)點(diǎn)。動(dòng)物實(shí)驗及臨床試驗均肯定了維生素K2與維生素D3、雙膦酸鹽類(lèi)藥物等聯(lián)合使用的協(xié)同作用，其防止骨丟失、改善骨的機械性能作用，效果優(yōu)于單一用藥。對于骨質(zhì)疏松癥的預防治療具有重要臨床意義。