維生(shēng)素K是一類脂(zhī)溶性維生素,其基本結構為(wéi)2-甲基-1,4-萘醌,也就是維生素K3的化學結構。自然界常見的(de)是維生(shēng)素K1和維生素K2,人工合成的為維生素K3,它們的主要(yào)區別是其側鏈基團的不同。由於最初發現(xiàn)維生素K的生理功能主要是(shì)促進肝髒合成凝血酶原,調節凝(níng)血因子(zǐ)Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的合成,從而促(cù)進血液凝固,所以維(wéi)生素K也稱為凝血(xuè)維生素。
1 維生素K的研究進展
維生素K族化合物發現於20世紀30年代,最初認為維生素K僅(jǐn)與機體凝血功能有關。近年(nián)來,隨著對(duì)骨組織中維生素(sù)K依賴性骨(gǔ)蛋白的深入研究,發(fā)現維生素K對機體膠原組織(zhī),尤其是骨組織代(dài)謝(xiè)有影響。目(mù)前發現3種維生素K依賴性骨蛋白參(cān)與骨代謝,它們是骨-C羧化(huà)穀氨酸蛋白(BGP,簡稱骨(gǔ)鈣素(sù)),基質-C羧化穀氨酸蛋白(MGP)和蛋白S。其中對骨-C羧化穀氨酸蛋白的研究較多,它是由成骨細胞產生,被激活後其肽鏈中的A螺旋(xuán)與羥基磷灰石中的鈣離子緊密結(jié)合,一起(qǐ)沉澱在骨組織中,促進骨礦(kuàng)化。通常認為維生素(sù)K通過調節維生素K依賴(lài)性骨蛋白如骨-C羧化穀氨酸蛋白的翻譯後羧化修飾過程而參與(yǔ)骨代(dài)謝,因而維生素K的缺(quē)乏會幹擾骨組織正常(cháng)代謝,對大鼠的研究表明,缺乏維生素K導致骨分解代謝增加。另外,也有報道發現缺乏維生素K的大鼠骨-C羧化穀氨酸蛋白羧化水平下降,影響骨的合成代謝。
2 魚類維生素K的研究現狀
對魚類的維生素K的(de)研究也(yě)一直局限在關於(yú)其(qí)凝血功(gōng)能的研究上(shàng)。Ponston報道溪紅點鮭在維生素K缺乏時凝血時間延遲,血細胞比容值下降,但對生長率沒有明顯影響;Taveekijakarn對大麻哈魚屬的oncorhynchus
rhodurus研究表明,維生素K缺乏組的死亡率達(dá)50%;Udagawa認為底魚將在產卵季節會受到維生素K缺乏的影響。Grahl-Madsen對鱈魚(均重(chóng)1.7g)的研究結果認為,在每千克幹飼料中MSB含量(liàng)為(wéi)0~21.5mg的各試驗組間死亡率、血(xuè)液(yè)學指標和凝血時間均沒有(yǒu)明顯差異,認為該魚維生素K的最低需要量為每千克幹(gàn)飼料0.2mg。但(dàn)對某些魚類的(de)研究認為,維生(shēng)素K缺乏不會(huì)引起明顯(xiǎn)的生理現象,如Kitamura等對虹鱒的(de)研(yán)究認(rèn)為維生素K缺乏沒有引起明顯(xiǎn)的症狀,隻有(yǒu)貧血傾向。另外,高量的維(wéi)生素K會(huì)有負麵影響(xiǎng),在哺乳類和魚類中均有報道。Grahl-Madsen認為,在每千克幹飼料中MSB為6.mg組和9.8mg組鱈魚的(de)體重增長快於MSB為21.5mg組。大西洋鮭(guī)的投喂量(liàng)為每(měi)千克幹飼料含30mgMSB時,其生(shēng)長也受到(dào)抑製。
最近的研究發現,維生素K的缺乏也將影響魚(yú)類骨組織正常(cháng)生長。Udagawa研究了底(dǐ)魚將飼料中維生素K1和K3對椎骨的影響,結果發現維生素(sù)K缺乏組的骨異常的個體數明顯增加,認為維生素K對(duì)其骨骼生長是必需的。另外還發現,投喂高量維生素K3會引起骨異常率增高,而對投喂(wèi)高量維生素K1則未見骨異(yì)常變化;同時維生素K缺乏組和K3添加(jiā)區的椎骨本身的異常要比K1添加區有明顯的增加,說明作為維生素K,K1比K3更適合。
3 維(wéi)生素K的來源
自然來源的維生素K主(zhǔ)要包括維生素(sù)K1和(hé)維生(shēng)素K2。維生素K1也叫葉綠醌PK,主要來源是植物。維生素K2也叫甲基萘醌類MK,主要來源於細菌。另外(wài),還有一些人工合成的維(wéi)生(shēng)素K及許多衍生物。作為(wéi)魚飼料添加劑的(de)維生素K主要是維生素K3,常以其水(shuǐ)溶性甲萘醌亞硫酸氫鈉(nà)衍生物的形式(MSB)存在。維生素K3是人工合成的維生素K,本身不具有生(shēng)物學活性。吸收(shōu)的主要部分被排出,隻有少量(liàng)在肝髒被轉化成有活性(xìng)的MK-4,在(zài)大鼠和鱈魚(yú)中均是這種情況。因而實(shí)際情況(kuàng)中MSB的添加經常是過(guò)量的。
哺乳動物維生素K的需要量主要通過二種方式來滿足,一是食物吸收;二是由消化道中的微生物合成(chéng),但是食物成分和抗菌素均會(huì)影響腸(cháng)道維(wéi)生素(sù)K的合成。關於魚消化道中維生素K的生成的意義,目前尚未有明確的定(dìng)論。一般認為鮭鱒魚(yú)類維生素K的需要量為每千克幹飼料中10mg,若食物中維生素K含量較低(dī)或在食物(wù)中添加抗菌素則會延長凝血時間,出現貧血,並在鰓、眼和血管組織中出血。但在斑點(diǎn)叉尾(wěi)魚回的食物中含抗(kàng)菌素則沒有發現(xiàn)維生素K缺乏的症(zhèng)狀。
4 維生素K在魚體內的含量和檢測方法
由於維生素(sù)K是作為抗凝物質而被發現的,於是就使用評價機體凝血功能狀況的指標來反映維生素K狀況,如測定依賴維生素K的凝血因子或凝血酶原時間、部分凝血活酶時間、凝(níng)血試驗等(děng),但這些均為功能性指標,其異常時表明機體維生(shēng)素K缺乏(fá)已達到(dào)嚴重程度。理論(lùn)上血清維生素K含量是反映機體維生素K的指(zhǐ)標,目前可用高壓液相色譜使(shǐ)用熒光檢測器和電化學檢測器測定血清、肝腎、肌肉組織的維生素K含量,但(dàn)實際情(qíng)況是血清(qīng)中維生素K含量相當低,定量測(cè)定很(hěn)困(kùn)難。這也是維生(shēng)素K的(de)研究遠(yuǎn)遠落後於(yú)水溶性(xìng)維生素,也落後於其它脂溶(róng)性(xìng)的維生素,如維生素(sù)D、A、E的(de)原因。
魚類體內維生素K的含量和存在形式受食物中維生素K的含量和存在形式的影響,如(rú)在底魚將中投喂的維生素(sù)K分別為25mg/kg的MSB和2500mg/kg的MSB時,在魚中檢測不到PK,而(ér)隻能檢測到一定的MK-4,即使投喂很高劑量的MSB,MK-4的量也不會很高,說明維生素K也隻是部分以MK-4的形式滲入魚體,相反,若投喂PK,魚體中檢測到的主要是PK而不是MK-4。
在一些野(yě)生魚類,如(rú)遠東沙丁(dīng)魚、鮐魚(yú)和(hé)香魚的(de)肝髒中可檢測(cè)到一定量的PK,而在養殖的魚類中投喂含MSB的飼料,卻並沒(méi)有檢測(cè)到相應的MK-4。為什(shí)麽是PK而不是MK累積於肝髒的(de)原因尚不清楚,但可推測,是PK而(ér)不是MK在自然的魚(yú)類中擔當著防止維生素K缺乏(fá)病的作(zuò)用。
維生素K由於方法上不易檢測,加上腸(cháng)道細菌能部分合成,使投(tóu)喂量的確定也變得困難,因而對其的研(yán)究一直沒有引起人們的重視。魚類苗種階段,骨異常是目前一個較為嚴重的現象,但隨著維生素K在魚類(lèi)骨生長中(zhōng)作用的發現,它的(de)意義將會(huì)引(yǐn)起人們(men)的注(zhù)意。