Prävention von Osteoporose – Welche Rolle spielt Vitamin K2?

Osteoporose betrifft in Deutschland – je nach Statistik – sechs bis acht Millionen Menschen. Durch das erhöhte Frakturrisiko besteht eine erhebliche gesundheitliche Belastung für die Patienten und gleichzeitig eine ökonomische Belastung für das Gesundheitssystem.¹

Neben leitliniengerechter Therapie und ausreichend Bewegung ist auch auf eine optimale Versorgung mit den essenziellen Biofaktoren Calcium, Vitamin D und Magnesium zu achten:

• Calcium bildet als Hauptbestandteil der Hydroxylapatit-Kristalle die strukturelle Basis der Knochenmatrix.
• Vitamin D reguliert die Calciumresorption, beeinflusst die Frakturrate positiv und fördert Muskelkraft und Beweglichkeit. Ohne Vitamin D kann Calcium nicht resorbiert und verwertet werden. Zudem fördert Vitamin D die Produktion von Vitamin-K-abhängigen Proteinen, die Vitamin K für die Carboxylierung (s. unten) benötigen, um richtig zu funktionieren.²
• Magnesium moduliert die Aktivität von Osteoblasten und Osteoklasten und trägt zur strukturellen Stabilität des Skeletts bei.

Vitamin K2 gewinnt in der Prävention und Therapie der Osteoporose ebenfalls zunehmend an Bedeutung. Auch eine Übersichtsarbeit vom Juli 2024 kommt zu dem Schluss, dass dieser Biofaktor ein vielversprechender Ansatz sein könnte.³

Die Funktionen von Vitamin K₁ und Vitamin K₂

Vitamin K₁ (Phyllochinon) kommt vor allem in Lebensmitteln pflanzlichen Ursprungs wie dunkelgrünem Gemüse (Spinat, Brokkoli und Grünkohl) vor. Es wird hauptsächlich in der Leber für die Blutgerinnung gebraucht.

Vitamin K₂ (Menachinon) wird bakteriell bzw. aus fermentierten Lebensmitteln und Lebensmitteln tierischen Ursprungs gebildet. Besonders zu berücksichtigen ist, dass
Vitamin K₂ im Vergleich zu Vitamin K₁ eine längere Halbwertszeit und eine bessere Verfügbarkeit in extrahepatischen Geweben wie Knochen und Gefäßen hat.

Vitamin K₂ umfasst mehrere Unterformen, die Menachinone (MK), die sich in Seitenkettenlänge, Stabilität und Wirkdauer unterscheiden. Wichtig sind vor allem die Unterformen MK-4 und MK-7, wobei MK-7 eine deutlich längere Halbwertszeit von bis zu 72 Stunden und eine höhere Bioverfügbarkeit zeigt.⁴

Schlüsselrolle im Calciumstoffwechsel

Die Menachinone sorgen dafür, dass Calcium in die Knochen und nicht in die Gefäßwände der Arterien gelangt. Dies hat einen doppelten Nutzen. Beobachtungsstudien sehen Hinweise, dass Vitamin K₂ im Vergleich zu Vitamin K₁ eine größere Wirkung bei der Vorbeugung von Arteriosklerose und deren kardiovaskulären Folgen hat.⁵ Gleichzeitig wirkt sich eine ausreichende Vitamin-K₂-Versorgung vorteilhaft auf die Knochengesundheit und Osteoporose-Prävention aus.

Vitamin K₂ aktiviert Knochenproteine⁶

Der Biofaktor ist essenziell für die γ-Carboxylierung von Vitamin-K-abhängigen Proteinen:

• Osteocalcin wird von den Osteoblasten gebildet. Es bindet Calciumionen in der Knochenmatrix und fördert die Knochenmineralisierung. Nur die carboxylierte Form (cOC) ist funktionell.
• Auch das Matrix-Gla-Protein ist Vitamin-K₂-abhängig. Es wird in verschiedenen Geweben wie Knochen, Knorpel, Herz und Niere exprimiert und ist vor allem in Gefäßmuskelzellen und Chondrozyten vertreten. Das Matrix-Gla-Protein bindet Calciumionen, hemmt dadurch die Gefäßverkalkung und unterstützt die Knochenmineralisierung.^7,8
• Ein Mangel an Vitamin K₂ führt zur Akkumulation von uncarboxyliertem Osteocalcin (ucOc) und uncarboxyliertem Matrix-Gla-Protein (ucMGP). Beide gelten als Marker für einen funktionellen Vitamin-K₂-Mangel und korrelieren mit verminderter Knochendichte und erhöhter Frakturrate.

Vitamin-K₂-Mangel ausgleichen

Ein Mangel kann durch verschiedene gesundheitliche Probleme verursacht werden, die die Resorption von Vitamin K behindern. Dazu gehören Magen-Darm-Störungen, eine unzureichende Fettaufnahme sowie Erkrankungen der Leber und der Gallenblase. Besonders hervorzuheben sind auch Arzneimittelwechselwirkungen: Bestimmte oral verabreichte, blutverdünnende Medikamente (Vitamin-K-Antagonisten) sowie einzelne Antibiotika können die Wirkung von Vitamin K negativ beeinflussen.

Die D-A-CH-Fachgesellschaften, die Ernährungsgesellschaften aus Deutschland, Österreich und der Schweiz, empfehlen eine tägliche Vitamin-K-Zufuhr von 60 bis 65 µg für erwachsene Frauen und von 70 bis 80 µg für erwachsene Männer.⁹

Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) empfiehlt für Personen ab 15 Jahren pro Tag nicht mehr als 80 µg Vitamin K₁ bzw. nicht mehr als 25 µg Vitamin K₂. Ein Tolerable-Upper-Intake-Level wurde aufgrund unzureichender Daten nicht abgeleitet. Die verfügbaren Studien sprechen für eine geringe Toxizität von oral verabreichtem Vitamin K.¹⁰ Auch die Schweizerische Gesellschaft für Ernährung kommt zu dem Schluss, dass „… keine Gefahren einer Überdosierung bei gesunden Erwachsenen bekannt sind. Selbst bei großen Mengen von Vitamin K₁ und K₂ über längere Zeit wurden keine toxischen Veränderungen festgestellt.“¹¹

Zu beachten: Die therapeutische Wirkung oraler Antikoagulanzien vom Cumarin-Typ (Vitamin-K-Antagonisten) wird durch die Aufnahme von Vitamin K abgeschwächt. Patienten, die diese Medikamente einnehmen, sollten daher die alimentäre Vitamin-K-Aufnahme möglichst konstant halten und Supplemente nur unter ärztlicher Kontrolle einnehmen.

Vitamin K2 und Osteoporose: Wie ist die Studienlage?^12–15

Beobachtungsstudien zeigen eine inverse Korrelation zwischen Vitamin-K2-Status und Osteoporoserisiko. Und Interventionsstudien weisen darauf hin, dass eine Vitamin-K2-Supplementierung das Risiko für osteoporotisch bedingte Wirbel- und Hüftfrakturen senken könnte. Die meisten Studien wurden mit MK-4 durchgeführt – in hohen Tagesdosen von 45 mg, aufgrund der kurzen Halbwertszeit aufgeteilt auf mehrere Einzeldosen. MK-7 zeigt aufgrund seiner längeren Halbwertszeit bereits in deutlich geringerer Dosierung und als Einmaldosis positive Effekte und wird daher inzwischen bevorzugt.¹³ Beispiels­weise betonten Autoren einer entsprechenden Interventionsstudie: „… haben wir gezeigt, dass eine Ernährungsdosis von MK-7 beim Menschen gut absorbiert wird und den Serum-MK-7-Spiegel signifikant erhöht, während MK-4 keinen Einfluss auf den Serum-MK-4-Spiegel hatte.“¹⁴ Dennoch gibt es aktuell noch keinen einheitlichen klinischen Konsens, welches Menachinon zu bevorzugen ist, da auch MK-4 positive Effekte gezeigt hat.

Der Nutzen ist nicht eindeutig belegt¹⁵

Es gibt auch Studien, die keinen signifikanten Effekt von Vitamin K2 auf die Frakturprävention feststellen konnten. Diese Unsicherheit zeigt sich auch in Metaanalysen, bei denen einige Arbeiten einen positiven Effekt auf die Knochengesundheit dokumentieren, während andere keinen Unterschied feststellen konnten. Heterogene Studiendesigns, kleine Stichproben, nicht vergleichbare Tagesdosen und Vitamin-K-Formen, zu kurze Nachbeobachtungszeiten oder fehlende Kontrollgruppen erschweren eine eindeutige Bewertung.