Arno Forsius

K-vitamiinin historiaa

Tanskalainen Henrik Carl Pieter Dam (1895–1976) tutki vuonna 1929 rasva-aineenvaihduntaa kananpojilla. Kun niille annettiin kokeilujen eräässä vaiheessa täysin rasvatonta, eetterillä uutettua ravintoa, ilmaantui niille runsaasti erilaisia verenvuotoja. Dam ja F. Schønheyder osoittivat vuonna 1934, että kyseessä oli puutostauti, joka voitiin parantaa antamalla kananpojille siihen saakka tuntematonta rasvaliukoista ravintotekijää. Näin oli löydetty uusi vitamiini, joka nimettiin K-vitamiiniksi.

Tutkimuksissa todettiin vuonna 1939, että oli olemassa kaksi erityyppistä K-vitamiinia. Dam ja Paul Karrer (1889–1971) eristivät mailasen siemenistä puhtaana K 1 -vitamiinin. Koska sitä oli erityisesti vihreissä kasveissa, annettiin sille nimi alfa-fyllokinoni (kreik. phyllon, lehti, lehvä). H. J. Almquist syntetisoi aineen jo samana vuonna. Lisäksi Edward Albert Doisy (1883–1986) ja hänen työryhmänsä eristivät K 2 -vitamiinin, jota oli muodostunut kalajauhossa bakteeritoiminnan seurauksena. K-vitamiinien kemiallisen perusrakenteen muodostaa metyylinaftokinoni eli K 3 -vitamiini, josta on myöhemmin syntetisoitu useita muita K-vitamiinin tavoin vaikuttavia johdannaisia. K 1 -vitamiini muuttuu myös elimistössä useiksi kemiallisiksi johdannaisiksi, joista osa muuttuu uudelleen K 1 -vitamiiniksi.

Ihminen saa yleensä ravinnossaan riittävästi K-vitamiinia tai sen esiasteita. Niitä on melkein kaikissa kasviksissa, erityisesti mm. pinaatissa, salaateissa, kaaleissa, herneissä, soijassa, ja sinimailasessa, minkä lisäksi suoliston bakteerit valmistavat K-vitamiinia. Normaaleissa oloissa K-vitamiini imeytyy hyvin suolistosta elimistöön. Imeytymiseen tarvitaan kuitenkin sappinestettä, minkä vuoksi imeytyminen jää puutteelliseksi, jos sapen eritys suoleen on estynyt esim. maksan toiminnanhäiriöissä ja sappiteiden tukoksissa. Yhdysvaltalainen Armand James Quick (1894–1978) ja hänen työtoverinsa havaitsivat ensimmäisinä K-vitamiinin puutteen sappiteiden tukosta sairastavilla vuonna 1935. Lisäksi K-vitamiinin saanti vähenee, jos suoliston bakteerien toiminta häiriintyy merkittävästi laajakirjoisten mikrobilääkkeiden antamisen seurauksena. K-vitamiinin tarve on ihmisellä noin 1 mg vuorokaudessa. Sitä on varastoituneena elimistössä parin kolmen viikon tarvetta vastaava määrä. Oireita alkaa ilmaantua vastaavan ajan kuluessa K-vitamiinin saannin tai sapen erityksen lakattua.

Yhdysvaltalainen F. Minot oli kuvannut jo vuonna 1852 vastasyntyneillä verenvuototaudin (melaena neonatorum), jossa lapselle ilmaantui 1– 4 vuorokauden ikäisenä vakavia verenvuotoja eri puolilla elimistöä, varsinkin suolistosta. Tautia esiintyi noin 1 %:lla syntyneistä ja heistä yli 50 % menehtyi siihen muutamassa päivässä. Ranskalainen J. Lambert osoitti vuonna 1908, että ihmisen veren antamisella ruiskeena oli parantava vaikutus tautiin. Vastasyntyneiden verenvuototaudin syyksi osoittautui vasta 1930-luvulla veren liian alhainen protrombiinipitoisuus. Se puolestaan johtuu siitä, että K-vitamiini siirtyy raskauden aikana huonosti istukan läpi sikiöön ja että vastasyntyneillä suolistobakteerien kyky tuottaa K -vitamiinia ei ole vielä riittävästi kehittynyt. Verenvuotojen ehkäisemiseksi alettiin vuodesta 1939 lähtien antaa luonnollista ja myöhemmin synteettistä K-vitamiinia synnyttäjille parina päivänä ennen synnytystä tai vastasyntyneille heti syntymän jälkeen. Istukan vähäisen läpäisevyyden vuoksi K -vitamiinin antamisesta synnyttäjille on luovuttu.

Synteettisen K-vitamiinin antamista keskosille alettiin 1950-luvulla epäillä vaikean, aivokeskuksia vaurioittavan keltaisuuden (kernikterus) syyksi. Yhä edelleen varoitetaan, että kernikteruksen riski saattaa olla tavallista suurempi, jos valmistetta annetaan ruiskeena ennenaikaisesti syntyneille, alle 2,5 kg painaville lapsille. Sen vuoksi suositellut annokset ovat pienillä keskosilla tavanomaista pienempiä.

K -vitamiinin puutetta aiheuttavia sairauksia ovat em. vastasyntyneillä todetun tilan lisäksi mm. tarttuva keltatauti eli hepatiitti A, muut keltaisuutta aiheuttavat maksatulehdukset ja pitkälle edennyt maksakovettuma eli kirroosi sekä sappiteiden tukkeutuma sappikivien tai haimasyövän johdosta. 

Kirurgit ja lääkärit olivat jo vuosisatojen ajan todenneet, että monilla keltaisilla potilailla esiintyi kuolemaan johtaneita verenvuotoja kaikista tunnetuista hoidoista huolimatta. Quick työtovereineen havaitsi ensimmäisenä vuonna 1935, että verenvuototaipumus sappiteiden tukosta sairastavilla potilailla johtui K-vitamiinin puutteesta. H. R. Butt ja A. M. Shell osoittivat vuonna 1941, että kyseisillä potilailla esiintyi protrombiinin vajausta veressä. Se voitiin nyt korjata antamalla potilaille synteettisiä K-vitamiinivalmisteita ruiskeina.

Veren hyytyminen on hyvin monimutkainen entsymaattinen tapahtumaketju. Useimmat siinä tarpeelliset valkuaisaineet eli proteiinit muodostuvat maksassa. Kuusi hyytymistapahtumaan osallistuvaa proteiinia tarvitsee K -vitamiinia synteesinsä toteutumiseksi. Hyytymistä edistäviä tekijöitä eli faktoreita niistä ovat tekijät II (protrombiini), VII, IX ja X, ja hyytymistapahtumaa ehkäiseviä ovat C- ja S-proteiinit. Ne muodostuvat kukin omista esiasteistaan entsymaattisen gamma-karboksylaation kautta, jossa K -vitamiini toimii koentsyyminä. Tämä reaktio liittää proteiineihin kalsiumia sitovat gamma-karboksiglutamiinihapporyhmät, jotka ovat edellytyksenä hyytymistapahtuman toteutumiselle. K-vitamiinin vajauksessa tai K-vitamiinin antagonistien eli antikoagulanttien läsnä ollessa gamma-karboksylaatio estyy ja kalsiumin sitomiskyvyn puuttuessa em. hyytymistekijät eivät pysty aiheuttamaan hyytymistä.

Melkein samoihin aikoihin K -vitamiinin löytämisen kanssa tehtiin Kanadan Albertassa ja Yhdysvaltojen Pohjois-Dakotassa 1920-luvulla havaintoja, joiden mukaan pilaantunut karjanrehu aiheutti eläimissä vakavia ja jopa kuolemaan johtaneita verenvuotoja. Tutkimuksissa selvisi, että pilaantumisen yhteydessä rehussa olevasta kemiallisesta yhdisteestä oli syntynyt ainetta, jonka todettiin sittemmin ehkäisevän K-vitamiinin toiminnasta riippuvaa hyytymisjärjestelmää. Hyytymistä ehkäisevä aine eristettiin varsin pian ja siitä saatiin nykyäänkin yleisesti käytössä oleva antikoagulanttinen lääke verisuonten tukosten ja muiden hyytymistaipumuksen vähentämisestä hyötyvien tilojen hoitamiseksi.

Kirjoitus on valmistunut kesäkuussa 2005. Kirjoitus on julkaistu muutettuna ja lyhennettynä: Suomen Lääkärilehti 2006: 34: 3362–3363. Maaliskuussa 2011 lisätty maininta eräistä keltaisuutta ja K -vitamiinin puutetta aiheuttavista sairauksista.

Kirjallisuutta:

von Bonsdorff, B.: [The] History of Medicine in Finland 1828–1918. The History of Learning and Science in Finland 1828–1918. Societas Scientiarum Fennica. Helsinki 1975.

Marriot, H. J. L.: Lääketieteen "mainio vallankumous". WSOY. Porvoo 1955.

Møller, K. O.: Farmakologi. Det teoretiske grundlag for rationel farmakoterapi. 3. Udgave. Nyt Nordisk Forlag Arnold Busk. Kjøbenhavn 1946.

Pharmaca Fennica 2005. Lääketietokeskus. CD 1/2005.

TAKAISIN LÄÄKETIEDETTÄ HAKEMISTOON