Les bienfaits de la vitamine K2

Introduction

La vitamine K est une vitamine liposoluble. La vitamine K se présente naturellement sous deux formes : la vitamine K1 (phylloquinone) et la vitamine K2 (ménaquinones (MK)).

La vitamine K1 se trouve principalement dans les légumes à feuilles vertes et les huiles végétales telles que le soja, le canola et l’olive.

La vitamine K2 est présente en petites quantités dans les aliments fermentés, les produits laitiers, la viande et le fromage. La vitamine K2 est la forme la plus puissante et a une demi-vie plus longue que la vitamine K1, elle est la forme la plus répandue de vitamine K dans les tissus humains.

La fonction la plus importante de la vitamine K est de servir de cofacteur dans la synthèse des facteurs de coagulation.

La vitamine K fonctionne comme un facteur anti-inflammatoire. Le statut en vitamine K était inversement associé aux marqueurs inflammatoires circulants tels que l’IL-6 et la protéine C-réactive (CRP). La vitamine K a atténué les réponses inflammatoires induites par les lipopolysaccharides (LPS) en bloquant la transduction du signal du facteur nucléaire κB (NF-κB).

La vitamine K montre un effet protecteur contre les maladies cardiovasculaires en inhibant la calcification vasculaire. De plus, les effets anti-inflammatoires de la vitamine K peuvent être impliqués dans la prévention de la progression de la calcification de la plaque d’athérosclérose.

1. Propriétés de la vitamine K2

1. Protéines dépendantes de la vitamine K2 (VKDP)

Les mieux étudiées sont la protéine matricielle Gla (MGP), l’ostéocalcine et la protéine 6 spécifique à l’arrêt de la croissance (Gas6). La MGP inhibe la calcification des tissus mous et est présent dans la paroi artérielle. L’ostéocalcine est importante pour la santé des os et des recherches récentes ont mis en évidence ses rôles supplémentaires dans la signalisation cérébrale, le métabolisme énergétique et l’inflammation. Gas6 est largement exprimé dans le système nerveux et régule la neuroinflammation et la signalisation des cellules cancéreuses.

2. LaVK2 agit également comme un régulateur transcriptionnel
3. La VK2 possède des propriétés antioxydantes
4. Contrairement à VK1, la VK2 possèdedes propriétés immunomodulatrices et anti-inflammatoires, suppression de la voie du NF-κB
5. Effets anti-cancéreux de la vitamine K2

2. Vitamine K2 et maladie d’Alzheimer

De nombreuses études ont rapporté que l’athérosclérose, la calcification artérielle et la rigidité artérielle augmentent le risque de démence et de troubles cognitifs. Dans une étude de cohorte basée sur la population de 844 patients, la quantité de calcification athéroscléreuse était directement proportionnelle à la déficience cognitive et inversement liée au volume de tissu cérébral.

Les maladies cardiovasculaires (MCV) jouent un rôle important dans l’étiologie de la MA, les maladies vasculaires augmentent le risque de MA.

Le gène APOE sert de lien génétique entre la maladie d’Alzheimer et les maladies vasculaires.

2.1. Les effets anti-apoptotiques et antioxydants de la vitamine K2

Les dépôts β-amyloïde (Aβ) conduisent à la mort neuronale à la fois en favorisant l’apoptose et par toxicité directe. La neurotoxicité se produit par une variété de mécanismes, y compris la perturbation de l’homéostasie du calcium, le stress oxydatif et le dysfonctionnement mitochondrial.

Une augmentation de la concentration de VK2, prolonge la survie des cellules les cellules en  les protégeant de la mort neuronale induite par Aβ.

2.2. Vitamine K2 et neuroinflammation

Il est devenu de plus en plus clair que la neuroinflammation et l’hyperactivation gliale chronique sont importantes dans la neurodégénérescence et la pathogenèse de la MA. Alors que les astrocytes et la microglie peuvent jouer un rôle neuroprotecteur via l’élimination de l’Aβ, une activation chronique excessive peut accélérer, voire provoquer, la neurodégénérescence.
Lorsque la microglie est activée, elle initie une cascade inflammatoire, libérant un excès de médiateurs pro-inflammatoires dont les cytokines facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α), l’interleukine 1β (IL-1β) et l’interleukine 6 (IL-6). Plusieurs facteurs déclenchent l’activation de la microglie : stress oxydatif, infection chronique, blessure, Aβ et lipopolysaccharide (LPS), une endotoxine bien connue qui est un composant majeur de la paroi cellulaire des bactéries à Gram négatif. La perturbation de l’homéostasie microgliale contribue à un état persistant de neuroinflammation et provoque finalement une neurodégénérescence par divers mécanismes : perte synaptique, mort neuronale et activation d’astrocytes neurotoxiques.

 

2.3. Vitamine K2 et dysfonctionnement mitochondrial

La déficience mitochondriale dans la MA a été documentée par des décennies de recherche, et le lien entre le dysfonctionnement mitochondrial, la neuroinflammation et la neurodégénérescence dans la MA, la maladie de Parkinson et la sclérose en plaques a été décrit. La  VK2 régule à la hausse l’expression de gènes responsables de l’activation de l’autophagie, la dégradation à médiation lysosomale des protéines anormales.  L’autophagie diminue la neurotoxicité Aβ et améliore la cognition. Les capacités de VK2 à réduire la neurotoxicité Aβ et à sauver le dysfonctionnement mitochondrial en font un nouveau traitement potentiel pour la MA.

2.4. Vitamine K2 et déficits cognitifs induits par l’anesthésie



Deux études examinant les effets des anesthésiques sur des souris qui exprimaient Aβ ou avaient des protéines tau phosphorylées ont toutes deux révélé que VK2 augmentait les niveaux d’ATP et atténuait les troubles cognitifs résultant de l’anesthésie. L’analyse de leur tissu cérébral a montré qu’ils avaient une diminution du nombre de synapses et des niveaux réduits de production d’ATP dans l’hypothalamus, des effets négatifs qui ont été inversés par le traitement VK2. À l’appui de ces résultats, une étude de 2020 a révélé que VK2 atténuait la phosphorylation de tau et les déficits cognitifs induits par le sévoflurane chez les souris nouveau-nées. Étant donné que ces études ont examiné différents marqueurs de la MA chez la souris, le fait qu’elles fournissent toutes deux des preuves des effets neuroprotecteurs de VK2 suggère que VK2 pourrait jouer un rôle important dans le traitement de la MA.

3. Vitamine K2 et santé cardiovasculaire : diaphonie os-vasculaire

La calcification vasculaire est une caractéristique de l’athérosclérose, en particulier dans les artères coronaires. En particulier chez les patients atteints de diabète sucré et d’insulinorésistance chronique (IRC) , la calcification de l’artère coronaire (CAC) est considérablement accélérée et prédit les futurs événements CV et la mortalité toutes causes.

Les cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) jouent un rôle central dans la calcification vasculaire. Dans des conditions procalcifiantes, elles subissent une différenciation ostéoblastique . Ces cellules transdifférenciées de type ostéoblaste génèrent le processus de minéralisation et déposent une matrice osseuse dans la paroi artérielle. Ces processus sont favorisés par le stress oxydatif.

La vitamine K2 peut empêcher la calcification vasculaire par un mécanisme anti-inflammatoire.

La vitamine K2 active la protéine Matrix Gla (MGP) qui est un inhibiteur majeur de la calcification des tissus mous et contribue à prévenir la calcification vasculaire intimale et médiale.

Le rôle de VitK2 dans la santé vasculaire a été démontré par plusieurs études soulignant une relation inverse entre son apport et le développement de MCV ou le risque conséquent d’événements cardiovasculaires.
Les AVK, tels que la warfarine, sont des anticoagulants administrés pour éviter l’apparition de thrombose. Cependant, leur utilisation empêche non seulement l’activation des facteurs de coagulation, mais également l’activation des VKDP extra-hépatiques (MGP et OC). L’utilisation des AVK est significativement associée au stress oxydatif ainsi qu’au développement de calcifications artérielles dans les vaisseaux mais aussi avec une perte de densité minérale et une augmentation du risque de fractures osseuses.
La relation entre l’apport de VitK2 et le risque d’événements cardiovasculaires a été étudiée plus en détail dans plusieurs études cliniques.
Dans la cohorte de Rotterdam la supplémentation quotidienne (25 µg) était associée à une diminution significative du risque de CV (de 52%), de développement de maladie coronarienne (de 36%) et de décès par maladie cardiaque (de 57%). Les données de l’étude de cohorte Prospect-EPIC (European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition) ont montré qu’un apport plus élevé en VitK2 était associé à un risque plus faible de maladie artérielle périphérique (MAP). Dans une analyse transversale portant sur 564 femmes ménopausées, l’utilisation de MK était corrélée à une réduction de la calcification coronarienne.
À cet égard, de nombreuses découvertes suggèrent que la perte osseuse dans l’OP peut favoriser et augmenter le risque d’événements cardiovasculaires et d’athérosclérose vasculaire. D’autre part, une corrélation directe entre les calcifications vasculaires et risque de fracture osseuse a également été trouvée.  Les hommes présentant une calcification aortique présentent un risque majeur de fracture osseuse. Cela a également été trouvé chez les femmes ménopausées en bonne santé présentant une calcification aortique associée à une densité minérale osseuse plus faible, elles présentent un risque accru de fractures du fémur (augmentation de 2,3 fois).
Différentes hypothèses ont été proposées pour mieux expliquer le lien entre système osseux et vasculaire, communément appelé « diaphonie os-vasculaire ».
Premièrement, la perte osseuse et la calcification vasculaire partagent des facteurs de risque communs, notamment le tabagisme, l’activité physique, la consommation d’alcool, le diabète de type 2, la ménopause et l’hypertension. De plus, les deux sont caractérisés par une inflammation chronique de bas grade et un stress oxydatif et par l’implication des protéines morphogénétiques osseuses (BMP), de l’ostéoprotégérine et de l’hormone parathyroïdienne, suggérant ainsi également des mécanismes physiopathologiques communs.
Dans ce contexte, il est important de mentionner le rôle de la famille VitK2, des composés liposolubles qui jouent un rôle central dans le maintien de l’homéostasie calcique. Plus précisément, il est impliqué dans le «paradoxe du calcium», un phénomène dans lequel un faible dépôt de calcium dans l’os tend à être associé à une augmentation parallèle du dépôt de calcium dans la paroi vasculaire en conséquence d’un métabolisme calcique altéré.
Au niveau vasculaire, VitK2, agissant comme cofacteur de l’enzyme GGCX, déclenche la conversion de MGP sous-carboxylé (ucMGP) en MGP carboxylé actif (cMGP). Le cMGP actif pourrait inhiber directement la précipitation ectopique du Ca2+, mais aussi la trans-différenciation des VSMCst par la BMP-2. La VitK2 peut également inhiber l’apoptose des CMLV par la voie anti-apoptotique Gas6/AxL/Akt. Dans le tissu osseux, VitK2 pourrait favoriser la prolifération et l’activité des ostéoblastes via la voie MGP et Wnt / β-caténine, le contrôle du déséquilibre du stress oxydatif (Ox-S), via le récepteur SXR et la voie bien établie dépendante du GGCX. VitK2 peut également exercer un contrôle sur les activités des ostéoclastes par l’inhibition de NF-kB.

3.6. La vitamine K2 et le microbiote intestinal

Comment la dysbiose affecte la production de VK2 et quel impact ce changement a sur la santé humaine. Pour transmettre notre argument en faveur de la biodisponibilité de la VK2 intestinale et de son importance pour la santé humaine.  La VK2 synthétisée par les bactéries intestinales ne peut pas être absorbée.
Plusieurs études ont démontré que des MK sont synthétisées par des bactéries présentes dans l’iléon. Les MK  présentes dans l’intestin grêle distal peuvent être absorbées en présence de sels biliaires. La quantité de VK2 synthétisée dans l’intestin dépasse de loin les besoins nutritionnels humains, même si seule une petite fraction est absorbée. Un autre argument en faveur de l’absorption intestinale de VK2 est que le foie humain contient de grandes quantités de MK à longue chaîne, qui ne sont pas présentes en quantités significatives dans l’alimentation.
En démontrant que la perturbation du microbiome dans la prolifération bactérienne de l’intestin grêle (SIBO) ou suite à un traitement antibiotique diminue la production de VK2 et perturbe l’homéostasie du corps, plusieurs études fournissent un argument convaincant en faveur de l’absorption de VK2 intestinal.
Comme le lien entre la perturbation du microbiome intestinal et la pathogenèse de la MA est devenu de plus en plus clair, nous émettons l’hypothèse que des changements dans la composition du microbiome modifieraient la production de VK2 et la probabilité de développer la MA. Par conséquent, nous pensons qu’il est impératif d’explorer davantage le rôle de la dysbiose et de la production de VK2 dans la MA.

Conclusions

  1. La vitamine K2 peut-être apportée par l’alimentation, elle peut être également produite par certaines bactéries de notre intestin.
  2. La vitamine K2 réduit le risque d’accident cardiovasculaire (CV) en diminuant la calcification des plaques d’athéromes artérielles réduisant la tmortalité toutes causes confondues. La supplémentation quotidienne (25 µg) était associée à une diminution significative du risque de CV (de 52%), de développement de maladie coronarienne (de 36%) et de décès par maladie cardiaque (de 57%).
  3. La VitK2  joue un rôle central dans le maintien de l’homéostasie calcique ainsi que la réduction du risque d’ostéopénie et d’ostéoporose. Plus précisément, elle est impliqué dans le «paradoxe du calcium», un phénomène dans lequel un faible dépôt de calcium dans l’os tend à être associé à une augmentation parallèle du dépôt de calcium dans la paroi vasculaire en conséquence d’un métabolisme calcique altéré.
  4. La vitamine K2 diminue le risque de maladie d’Alzheimer (MA) en diminuant les calcifications vasculaire assurant de ce fait un meilleur apport en nutriments au niveau du cerveau. Elle protège de la mort neuronale induite par les dépôts β-amyloïde (Aβ). Les capacités de VK2 à réduire la neurotoxicité Aβ et à sauver le dysfonctionnement mitochondrial en font un nouveau traitement potentiel pour la MA.

Bibliographie

 

  1. Vitamin K2 Holds Promise for Alzheimer’s Prevention and Treatment. Alexandre Popescu, Monica German.
    Nutrients 202113(7), 2206; https://doi.org/10.3390/nu13072206 Received: 4 June 2021 / Revised: 24 June 2021 / Accepted: 24 June 2021 / Published: 27 June 2021
  2. The Dual Role of Vitamin K2 in “Bone-Vascular Crosstalk”: Opposite Effects on Bone Loss and Vascular Calcification. Dr Domitilla Mandatori, Letizia Pelusi, Valéria Schiavone, Dr Caterina Pipino, Dr Natalia Di Pietro and Pr Assunta Pandolfi.Nutrients 202113(4), 1222; https://doi.org/10.3390/nu13041222 Received: 15 March 2021 / Revised: 30 March 2021 / Accepted: 4 April 2021 / Published: 7 April 2021

 

 

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