Vitamin K2: Das Allroundtalent für Muskulatur, Knochen und Blutgefäße

Lange Zeit dachte man, die einzige Aufgabe von Vitamin K bestünde darin, die normale Blutgerinnung sicherzustellen. Doch Vitamin K hat insbesondere in Form von Vitamin K2 all-trans MK-7 viele Funktionsfacetten, die u.a. die Muskulatur, die Knochen, die Blutgefäße und das Herz betreffen.

Vitamin K2 sorgt für die einwandfreie Funktion der Muskelkontraktion. Die Aktin- und Myosinfasern der Muskulatur benötigen Calcium für die Bindung aneinander. Während ein Zuviel an Calcium schlecht für das Herz-Kreislauf-System ist, kann ein zu geringer Calciumstatus u.a. Muskelkrämpfe- und spasmen auslösen. Gründe hierfür können ein niedriger Magnesiumspiegel, ein Mangel an Vitamin D und ein Mangel an Parathormon (Nebenschilddrüsen-Funktionseinschränkung) sein. Die Balance der Mineralstoffe Calcium und Magnesium sowie die Synergieeffekte von Vitamin D3 und K2 sind für die Regulation des Calcium-Stoffwechsels entscheidend.

Insbesondere Vitamin K2 sorgt für eine ausgeglichene Verteilung von Calcium im Körper. So konnten in einer Studie auch idiopathische Muskelkrämpfe durch Vitamin K2 reduziert oder sogar verhindert werden (Mehta et al., 2010).

Dabei wurde Vitamin K2 als all-trans MK-7 3 Monate lang oral verabreicht (100 µg pro Tag). Die Patienten führten Aufzeichnungen über Häufigkeit, Dauer und Intensität ihrer Krämpfe während der gesamten Studie. Sie wurden je nach Häufigkeit der Krämpfe in zwei Gruppen A und B eingeteilt. Bei den Patienten beider Gruppen ging die Häufigkeit zurück. In Gruppe A verringerte sie sich von 1-5 Krämpfen/Tag auf keine Krämpfe oder 2-3/Monat und in Gruppe B von 2-4/Woche auf keine Krämpfe-1/Monat. Auch die Dauer und der Schweregrad der Krämpfe verringerten sich in beiden Gruppen.

In einer weiteren placebokontrollierten, klinischen Studie von Xu und Kollegen (2022) konnten die Ergebnisse bestätigt werden. In der Untersuchung wurden Dialysepatienten, die sehr häufig unter Krämpfen leiden, behandelt. Jeder Teilnehmer erhielt Vitamin K2 all-trans MK-7 (360 µg/Tag) oder Placebo für zwei 4-wöchige Phasen und wechselte dann nach einem 2-wöchigen Washout für zwei 4-wöchige Phasen in den anderen Arm der Studie.

Vitamin K2 verringerte die Häufigkeit (-31%), die Dauer (-41%) und den Schweregrad (-34%) von Muskelkrämpfen bei den Teilnehmern. Nach dem Wechsel zur Placebogruppe nahmen Häufigkeit, Dauer und Schweregrad der Muskelkrämpfe wieder zu.

Werden unsere Muskeln übermäßig beansprucht kann es zu Mikroverletzungen des Muskelgewebes kommen. Diese gehen wiederum mit lokalen Entzündungsreaktionen einher (Cheung et al., 2003). Für Vitamin K2 wurde eine entzündungshemmende Wirkung nachgewiesen, wodurch es zu einer schnelleren Regeneration der verletzten Muskeln beitragen könnte (Abdel-Rahman et al., 2015).

Vitamin K2 steigert das Herzzeitvolumen um 12 %

Auch auf die Herzleistung hat Vitamin K2 einen positiven Einfluss. Vitamin K2 spielt eine Schlüsselrolle bei der Produktion von mitochondrialem Adenosintriphosphat (ATP) und stellt nachweislich die mitochondriale Funktion wieder her (Vos et al., 2012). Daher liegt die Vermutung nahe, dass eine Nahrungsergänzung mit Vitamin K2 die Funktion von Muskeln mit hohem Mitochondrienanteil (d. h. Skelett- und Herzmuskeln) verbessern könnte. Ziel einer Studie von McFarlin und Kollegen (2017) war es, festzustellen, ob eine 8-wöchige Nahrungsergänzung mit Vitamin K2 die kardiovaskulären Parameter auf einem Fahrradergometertest verändern kann.

Die Teilnehmer waren aerob trainierte männliche und weibliche Sportler. Sie wurden nach dem Zufallsprinzip entweder einer Kontrollgruppe, die ein Placebo erhielt, oder einer Interventionsgruppe, die Vitamin K2 erhielt, zugeteilt. In den Wochen 1 bis 4 erhielten die Teilnehmer 320 µg/Tag; in den Wochen 5 bis 8 erhielten sie 160 µg/Tag.

Zu Beginn und nach der Intervention absolvierten die Teilnehmer einen standardmäßigen Belastungstest auf einem Fahrradergometer. Die Vitamin-K2-Supplementierung war mit einem Anstieg des maximalen Herzzeitvolumens um 12 % verbunden und sorgte damit für eine Verbesserung der Ausdauerleistungsfähigkeit.

Vitamin K2 in Kombination mit Vitamin D3, Calcium und Magnesium für die Knochen

Auch für den Aufbau kräftiger Knochen ist Vitamin K2 wichtig, insbesondere in Kombination mit Calcium, Magnesium und Vitamin D3.

Calcium ist das wichtigste Knochenmineral und ist essenziell für Muskel- und Nervenfunktion. Vitamin D3 spielt eine wesentliche Rolle als Calciumregulator, indem es die Bildung von Calcium-Pumpen fördert, Knochendichte und Muskelstärke positiv beeinflusst und die Calcium-Homöostase im Gehirn reguliert. Durch erhöhte Vitamin-D-Spiegel wird die Calciumresorption im Dünndarm verbessert. Das Magnesium wird benötigt, um Vitamin D in seine aktive Form umzuwandeln.

Das aktive Vitamin D fördert den Knochenaufbau, indem es u.a. die Bildung von Osteocalcin (zentrales Protein im Knochenstoffwechsel) bewirkt. Vitamin K2 wird benötigt, um Osteocalcin zu aktivieren. Nur aktiviertes Osteocalcin kann Calcium in die Knochen auch wirklich einbauen.

In einer zwölf­monatigen Studie wurde gezeigt, dass die tägliche Aufnahme von 800 mg Calcium und 400 I.E. (10 µg) Vitamin D3 über ein Nahrungsergänzungsmittel sich positiv auf die Knochendichte postmeno­pausaler Frauen auswirkte. Wurden zusätzlich zu Calcium und Vitamin D3 noch 100 µg Vitamin K1 bzw. Vitamin K2 (als MK-7) ergänzt, so war der Effekt noch deutlicher: Durch das Vitamin K konnte auch im Bereich der Lendenwirbel eine erhöhte Knochendichte nachgewiesen werden (Kanellakis et al., 2012). Auch in einer Studie, in der über einen Zeitraum von sechs Monaten ein Supplement mit u.a. 100 µg Vitamin K2 MK-7, 1600 I.E. Vitamin D3 und 756 mg Calcium gegeben wurde, konnte im Vergleich zum Ausgangswert eine signifikante Verbesserung der Knochendichte erzielt werden (Michalek et al., 2011). In einer weiteren Studie wurden über 12 Monate hinweg täglich 250 mg DHA (Docosahexaensäure), 2000 I.E. Vitamin D3, 25 mg Magnesium, 680 mg Strontiumcitrat und 100 µg Vitamin K2 MK-7 supplementiert. Zusätzlich wurden den Teilnehmern der Verzehr calciumreicher Lebensmittel sowie tägliche Bewegungseinheiten angeraten. Durch die Behandlung wurde eine signifikant verbesserte Knochendichte (Oberschenkelhals, Wirbelsäule, untere Hüfte) erreicht (Genuis und Bouchard, 2012).

Vitamin K2 reduziert Risiko einer Gefäßverkalkung um 50 %

Studien zeigen, dass Vitamin K2 die Fähigkeit hat, neben Osteoporose auch eine Arterienverkalkung zu verhindern, indem es dafür sorgt, dass Calcium in den Knochen eingelagert und nicht in den Arterien gespeichert wird. Das geschieht insbesondere über die Aktivierung des Matrix-Gla-Proteins (MGP) durch Vitamin K2 MK-7. MGP ist dabei wirksamste Hemmfaktor der Gefäßverkalkung. In aktiviertem Zustand bindet MGP Calcium und hemmt so dessen Ablagerung in den Gefäßwänden (Schurgers et al., 2010). Ein Mangel an Vitamin K2 führt deshalb unweigerlich zu Arterienverkalkung (El Asmar et al., 2014). Studien zeigen, dass das inaktive, nicht-carboxylierte MGP durch Supplementierung von Vitamin K2 MK-7 reduziert werden konnte (Caluwé et al., 2014; Westenfeld et al., 2012). Auf diese Weise kann Vitamin K2 MK-7 sogar eine bereits bestehende Arterienverkalkung rückgängig machen (Knapen et al., 2015).

In der großen Rotterdam-Herz-Studie (Geleijnse et al., 2004) wurde nachgewiesen, dass Menschen, die über den zehnjährigen Beobachtungs­zeitraum hinweg Nahrungsmittel mit einem hohen Anteil an Vitamin K2 (mindestens 32 µg täglich) einnahmen, deutlich weniger Calcium-Ablagerungen in ihren Arterien und eine weit bessere Herz-Kreislauf-Gesundheit aufwiesen. Diese Studie umfasste 4807 Männer und Frauen über 55 Jahren (zu Studienbeginn) und ergab, dass Vitamin K2 – aber nicht K1 – das Risiko, eine Gefäßverkalkung zu entwickeln oder an einer Herz-Kreislauf-Erkrankung zu sterben, um 50 % reduzierte – und dies ganz ohne unerwünschte Nebenwirkungen.

Eine weitere Studie, in der die Daten von 16.057 Frauen aus der EPIC-Kohorte ausgewertet wurden, ergab, dass die durchschnittliche Aufnahme von Vitamin K1 bei 211,7 ± 100,3 µg/Tag und von Vitamin K2 bei 29,1 ± 12,8 µg/Tag lag. Die Aufnahme von Vitamin K2 korrelierte invers mit dem Auftreten der Koronaren Herzkrankheit. Dieser Effekt wurde vor allem auf die Vitamin-K2-Formen MK-7, MK-8 und MK-9 zurückgeführt. Eine Verbindung zwischen Vitamin K1 und der Koronaren Herzkrankheit wurde nicht festgestellt (Gast et al., 2009).

In einer doppelblinden, Placebo-kontrollierten klinischen Studie an 244 gesunden postmenopausalen Frauen erhielten 120 der Frauen über einen Zeitraum von drei Jahren täglich 180 µg Vitamin K2 MK-7, während 124 der Frauen ein Placebo einnahmen. Durch die Einnahme von MK-7 verbesserte sich die arterielle Gefäßsteifigkeit im Vergleich zum Placebo signifikant – insbesondere bei Frauen mit einer hohen arteriellen Gefäßsteifigkeit (Knapen et al., 2015).

Vorkommen und Aufnahme von Vitamin K

Vitamin K2 wird in Europa über die Nahrung kaum aufgenommen. Die Aufnahme von Vitamin K1 erfolgt vor allem über Gemüse, insbesondere grünes Blattgemüse. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt täglich 400 g Gemüse (3 Portionen) zu essen. Doch nur jeder achte Deutsche erreicht diese Menge (NVS II). Durchschnittlich wird nur etwa die Hälfte der empfohlenen Menge verzehrt (MRI, 2008). Wer nicht ausreichend Gemüse isst, erhält möglicherweise nicht genügend Vitamin K.

Das bereits in den Studien genannten, langkettige Vitamin K₂ all-trans MK-7 ist im Vergleich zu Vitamin K₁ und zu anderen Vitamin-K₂-Formen besonders gut bioverfügbar und wird optimal vom Körper aufgenommen. Mit einer Halbwertszeit von ca. 3 Tagen weist es zudem eine deutlich längere Wirkdauer auf als Vitamin K₁ (1–2 Stunden). Vitamin K2 MK-7 kommt vor allem in Natto vor, einer vorwiegend in Japan verzehrten traditionellen Spezialität aus mit Bacillus subtilis natto fermentierten Sojabohnen (Booth, 2012). Natto hat eine außer­gewöhnlich hohe Konzentration an MK-7. Leider reduziert der intensive Geruch und gewöhnungsbedürftige Geschmack von Natto die Attraktivität für die westliche Welt. In Japan wird Natto allerdings seit Generatio­nen oft täglich und bereits zum Frühstück mit Reis gegessen.

Dosierungsempfehlung

Präventiv ist die tägliche Supplementierung von 0,5-1 µg Vitamin K2 pro Kilogramm (kg) Körpergewicht (KG) empfehlenswert. Bei bereits bestehender Osteoporose oder anderen auf einen Vitamin-K-Mangel zurückführbaren Erkrankungen sollten täglich besser 2-4 µg Vitamin K2 / kg KG ergänzt werden (Gröber et al., 2015).

Bei der Einnahme von mehr als 4000 I.E. Vitamin D3 am Tag (z. B. zur Aufdosierung) sollten je 800 I.E. Vitamin D3 etwa 20 µg Vitamin K2 MK-7 ergänzt werden. Bei 5600 I.E. Vitamin D3 wären dies 140 µg Vitamin K2 pro Tag.

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