▎藥明康德內容團隊編輯
1936年，丹麥生物化學家Henrik Dam發現了一種新的維生素。
這種維生素有凝血作用，嚴重缺乏時，實驗動物會流血不止，甚至死亡。
因此，他以母語中表示『凝血』的詞Koagulation為這種維生素物質命名，就是『維生素K』。
後來，達姆與另一位確定維生素K結構的化學家Edward Doisv共同獲得了諾貝爾生理學或醫學獎
有趣的是，直到最近，一支科研團隊意外發現，除了凝血相關的常規功能外，維生素K還有一種新的功能。
他們的研究結果發表在頂尖學術期刊《自然》上，論文第一作者Eikan Mishima博士說：『令人驚訝的是，我們發現維生素K，包括K1《即葉綠醌》和K2《甲基萘醌》，能夠有效地避免細胞或組織發生鐵死亡』
鐵死亡《ferroptosis》指的是一種細胞自然死亡的形式，因鐵元素在其中起關鍵作用而得名，細胞膜的脂質成分被過度氧化導致結構受損是鐵死亡的重要特征。
急性器官損傷、阿爾茨海默病等退行性疾病的機制以及治療耐藥性癌症的切入點都被發現與細胞鐵死亡的分子過程有關。
因此這一新發現意味著，基於維生素K的療法有望為很多疾病帶來改善治療的新策略。
▲補充維生素K可以避免細胞發生鐵死亡《圖片來源：參考資料[3]》
要看懂這項研究，還是要從維生素K的凝血功能說起。
對於維生素K在血液凝固過程中的代謝變化，幾十年來科學家們已經有了深入理解。
比如，我們現在知道，攝入的維生素K要先被體內特定的還原酶VKOR轉變成一種『還原對苯二酚』形式《簡寫為VKH2》，才能與凝血因子共同作用，支持凝血。
當我們需要『抗凝』《比如應對血栓等由血液凝固導致的問題》，就可以用藥物抑制維生素K參與的凝血過程。
典型的例子就是常用的抗凝藥物華法林《Warfarin》，通過抑制還原酶VKOR來降低血液中的VKH2。
華法林在血栓相關疾病的治療中很有效，但服用劑量必須嚴格監測，根據飲食、其他藥物、身體情況變化等諸多因素來調整，劑量過高容易導致出血風險。
華法林劑量過高而出現不良反應時，服用高劑量的維生素K可以有效『解毒』。
在這種情況下——經典的還原酶VKH2已經被抑制，維生素K又是如何被轉變為有凝血作用的VKH2形式的？研究這個問題的科學家幾十年來一直猜測，體內應該還有一個不同的還原酶在起作用，隻是我們始終沒有找到它。
這種神秘的還原酶到底是什麼，被認為是維生素K在血液凝固過程中代謝變化的最後一個謎團。
圖片來源：123RF
負責此次研究的Marcus Conrad博士和同事們曾在2019年發現了一種酶，可以抑制細胞鐵死亡，稱之為『鐵死亡抑制蛋白1』《簡稱FSP1》。
具體來說，FSP1使用CoQ10作為底物，從細胞中消除自由基，避免脂質分子被過度氧化。
由於注意到維生素K的結構與CoQ10具有相似性，研究人員決定繼續考察FSP1是否也可以還原維生素K。
結果，科學家們有了意外發現。
實驗結果表明，FSP1可以有效地將維生素K還原為VKH2形式，並且對華法林不敏感——FSP1正是人們苦尋多年的『神秘』維生素K還原酶。
為什麼服用華法林過量時維生素K可以解毒的真正原因也迎刃而解。
▲攝入的維生素K在還原酶VKOR的作用下變成VKH2形式，與凝血因子共同實現凝血功能，並在此過程中被氧化為VKO形式；新研究發現FSP1酶也可以還原維生素K以促進凝血，且不受華法林的抑制《圖片來源：參考資料[2]》
與此同時，維生素K作為天然抗氧化劑的身份也凸顯出來：完全還原形式的維生素K《即VKH2》是一種親脂性抗氧化劑，可以在細胞膜的脂質雙分子層中捕獲氧自由基來抵禦鐵死亡。
研究人員通過小鼠缺血再灌註損傷《IRI》實驗驗證了這一點：當組織遭受一定時間的缺血，隨後又恢復血流，細胞鐵死亡會使組織損傷程度迅速增大。
實驗結果表明，肝臟或腎臟發生缺血再灌註損傷的小鼠補充維生素K可以有效減輕組織損傷性炎症。
此外，維生素K還可以防止神經元發生鐵死亡。
《自然》雜志同時發表的評論文章指出，這些研究結果表明，發生缺血再灌註損傷風險高的人群《例如心血管疾病人群》把維生素K補劑作為一種預防缺血的手段極具潛力。
參考資料：
[3] Vitamin K prevents cell death: a new function for a long-known molecule. Retrieved Aug. 8，2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/960746
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