维生素K与糖代谢研究进展

doi:10.12114/j.issn.1007-9572.2019.00.551

摘要/Abstract

摘要： 糖尿病是威胁人类健康的世界性公共卫生问题，维生素K通过介导维生素K依赖蛋白（VKDPS）—骨钙素（OC）、生长抑制因子6（Gas-6）、羧基谷氨酸蛋白（MGP）以及脂联素、炎性因子及脂质变化来影响胰岛素抵抗及糖代谢，这可能给糖尿病治疗提供了新思路。维生素K与糖代谢的关系已在许多动物实验及临床试验中得到证实。

关键词: 维生素K, 糖代谢, 糖尿病, 胰岛素抵抗, 综述

Abstract: Diabetes is a worldwide public health disease that poses a threat to human health.Vitamin K could act on insulin resistance and glucose metabolism via vitamin K-dependent proteins （VKDPS）——osteocalcin （OC），growth arrest-specific 6 protein （Gas-6），and matrix Gla protein （MGP） and adiponectin，inflammatory factors and lipid，which may provide new ideas for the treatment of diabetes.The relationship between vitamin K and glucose metabolism has been tested in many animal experimentations and clinical experiments.

Key words: Vitamin K, Glucose metabolism, Diabetes mellitus, Insulin resistance, Review

任芮君,谭竞. 维生素K与糖代谢研究进展[J]. 中国全科医学, 2019, 22(29): 3539-3543. DOI: 10.12114/j.issn.1007-9572.2019.00.551.
REN Ruijun,TAN Jing. Relationship between Vitamin K and Glucose Metabolism　[J]. Chinese General Practice, 2019, 22(29): 3539-3543. DOI: 10.12114/j.issn.1007-9572.2019.00.551.

参考文献

［1］WANG L M，GAO P，ZHANG M，et al．Prevalence and ethnic pattern of diabetes and prediabetes in China in 2013［J］．JAMA，2017，317（24）：2515-2523．DOI：10.1001/jama.2017.7596.
［2］ARDISSON KORAT A V，WILLETT W C，HU F B.Diet，lifestyle，and genetic risk factors for type 2 diabetes：a review from the nurses' health study，nurses' health study 2，and health professionals' follow-up study［J］．Curr Nutr Rep，2014，3（4）：345-354．DOI：10.1007/s13668-014-0103-5.
［3］BOOTH S L.Roles for vitamin K beyond coagulation［J］．Annu Rev Nutr，2009，29：89-110．DOI：10.1146/annurev-nutr-080508-141217.
［4］SHEARER M J，FU X Y，BOOTH S L.Vitamin K nutrition，metabolism，and requirements：current concepts and future research［J］．Adv Nutr，2012，3（2）：182-195．DOI：10.3945/an.111.001800.
［5］IWAMOTO J，TAKEDA T，SATO Y.Menatetrenone （vitamin K2） and bone quality in the treatment of postmenopausal osteoporosis［J］．Nutr Rev，2006，64（12）：509-517．DOI：10.1111/j.1753-4887.2006.tb00184.x.
［6］VISSERS L E T，DALMEIJER G W，BOER J M A，et al．The relationship between vitamin K and peripheral arterial disease［J］．Atherosclerosis，2016，252：15-20．DOI：10.1016/j.atherosclerosis.2016.07.915.
［7］MANNA P，KALITA J.Beneficial role of vitamin K supplementation on insulin sensitivity，glucose metabolism，and the reduced risk of type 2 diabetes：a review［J］．Nutrition，2016，32（7/8）：732-739．DOI：10.1016/j.nut.2016.01.011.
［8］VARSHA M K，THIAGARAJAN R，MANIKANDAN R，et al．Vitamin K1 alleviates streptozotocin-induced type 1 diabetes by mitigating free radical stress，as well as inhibiting NF-κB activation and iNOS expression in rat pancreas［J］．Nutrition，2015，31（1）：214-222．DOI：10.1016/j.nut.2014.05.012.
［9］RAZA H，JOHN A.Streptozotocin-induced cytotoxicity，oxidative stress and mitochondrial dysfunction in human hepatoma HepG2 cells［J］．Int J Mol Sci，2012，13（5）：5751-5767．DOI：10.3390/ijms13055751.
［10］HUSSEIN A G，MOHAMED R H，SHALABY S M，et al．Vitamin K2 alleviates type 2 diabetes in rats by induction of osteocalcin gene expression［J］．Nutrition，2018，47：33-38．DOI：10.1016/j.nut.2017.09.016.
［11］DIHINGIA A，OZAH D，GHOSH S，et al．Vitamin K1 inversely correlates with glycemia and insulin resistance in patients with type 2 diabetes （T2D） and positively regulates SIRT1/AMPK pathway of glucose metabolism in liver of T2D mice and hepatocytes cultured in high glucose［J］．J Nutr Biochem，2018，52：103-114．DOI：10.1016/j.jnutbio.2017.09.022.
［12］YOSHIDA M，BOOTH S L，MEIGS J B，et al．Phylloquinone intake，insulin sensitivity，and glycemic status in men and women［J］．Am J Clin Nutr，2008，88（1）：210-215．DOI：10.1093/ajcn/88.1.210.
［13］YOSHIDA M，JACQUES P F，MEIGS J B，et al．Effect of vitamin K supplementation on insulin resistance in older men and women［J］．Diabetes Care，2008，31（11）：2092-2096．DOI：10.2337/dc08-1204.
［14］ASEMI Z，RAYGAN F，BAHMANI F，et al．The effects of vitamin D，K and calcium co-supplementation on carotid intima-media thickness and metabolic status in overweight type 2 diabetic patients with CHD［J］．Br J Nutr，2016，116（2）：286-293．DOI：10.1017/S0007114516001847.
［15］KARAMALI M，ASHRAFI M，RAZAVI M，et al．The effects of calcium，vitamins D and K co-supplementation on markers of insulin metabolism and lipid profiles in vitamin D-deficient women with polycystic ovary syndrome［J］．Exp Clin Endocrinol Diabetes，2017，125（5）：316-321．DOI：10.1055/s-0043-104530.
［16］KNAPEN M H J，JARDON K M，VERMEER C.Vitamin K-induced effects on body fat and weight：results from a 3-year vitamin K2 intervention study［J］．Eur J Clin Nutr，2018，72（1）：136-141．DOI：10.1038/ejcn.2017.146.
［17］CHOI H J，YU J，CHOI H，et al．Vitamin K2 supplementation improves insulin sensitivity via osteocalcin metabolism：a placebo-controlled trial［J］．Diabetes Care，2011，34（9）：e147．DOI：10.2337/dc11-0551.
［18］YOSHIDA M，BOOTH S L，MEIGS J B，et al．Phylloquinone intake，insulin sensitivity，and glycemic status in men and women［J］．Am J Clin Nutr，2008，88（1）：210-215．DOI：10.1093/ajcn/88.1.210.
［19］NEVE A，CORRADO A，CANTATORE F P.Osteocalcin：skeletal and extra-skeletal effects［J］．J Cell Physiol，2013，228（6）：1149-1153．DOI：10.1002/jcp.24278.
［20］IVASKA K K，HENTUNEN T A，V??R?NIEMI J，et al．Release of intact and fragmented osteocalcin molecules from bone matrix during bone resorption in vitro［J］．J Biol Chem，2004，279（18）：18361-18369．DOI：10.1074/jbc.M314324200.
［21］FERRON M，WEI J W，YOSHIZAWA T，et al．Insulin signaling in osteoblasts integrates bone remodeling and energy metabolism［J］．Cell，2010，142（2）：296-308．DOI：10.1016/j.cell.2010.06.003.
［22］FERRON M，HINOI E，KARSENTY G，et al．Osteocalcin differentially regulates beta cell and adipocyte gene expression and affects the development of metabolic diseases in wild-type mice［J］．Proc Natl Acad Sci USA，2008，105（13）：5266-5270．DOI：10.1073/pnas.0711119105.
［23］RASEKHI H，KARANDISH M，JALALI M T，et al．The effect of vitamin K1 supplementation on sensitivity and insulin resistance via osteocalcin in prediabetic women：a double-blind randomized controlled clinical trial［J］．Eur J Clin Nutr，2015，69（8）：891-895．DOI：10.1038/ejcn.2015.17.
［24］PITTAS A G，HARRIS S S，ELIADES M，et al．Association between serum osteocalcin and markers of metabolic phenotype［J］．J Clin Endocrinol Metab，2009，94（3）：827-832．DOI：10.1210/jc.2008-1422.
［25］SALEEM U，MOSLEY T H Jr，KULLO I J.Serum osteocalcin is associated with measures of insulin resistance，adipokine levels，and the presence of metabolic syndrome［J］．Arterioscler Thromb Vasc Biol，2010，30（7）：1474-1478．DOI：10.1161/ATVBAHA.110.204859.
［26］GRAVENSTEIN K S，NAPORA J K，SHORT R G，et al．Cross-sectional evidence of a signaling pathway from bone homeostasis to glucose metabolism［J］．J Clin Endocrinol Metab，2011，96（6）：E884-890．DOI：10.1210/jc.2010-2589.
［27］RAZNY U，FEDAK D，KIEC-WILK B，et al．Carboxylated and undercarboxylated osteocalcin in metabolic complications of human obesity and prediabetes［J］．Diabetes Metab Res Rev，2017，33（3）．DOI：10.1002/dmrr.2862.
［28］YE R S，SCHERER P E.Adiponectin，driver or passenger on the road to insulin sensitivity?［J］．Mol Metab，2013，2（3）：133-141．DOI：10.1016/j.molmet.2013.04.001.
［29］RASEKHI H，KARANDISH M，JALALI M T，et al．Phylloquinone supplementation improves glycemic status independent of the effects of adiponectin levels in premonopause women with prediabetes：a double-blind randomized controlled clinical trial［J］．J Diabetes Metab Disord，2015，14（1）：1．DOI：10.1186/s40200-014-0127-9.
［30］SUKSOMBOON N，POOLSUP N，DARLI KO KO H.Effect of vitamin K supplementation on insulin sensitivity：a meta-analysis［J］．Diabetes Metab Syndr Obes，2017，10：169-177．DOI：10.2147/DMSO.S137571.
［31］HOTAMISLIGIL G S.Inflammation，metaflammation and immunometabolic disorders［J］．Nature，2017，542（7640）：177-185．DOI：10.1038/nature21363.
［32］OHSAKI Y，SHIRAKAWA H，MIURA A，et al．Vitamin K suppresses the lipopolysaccharide-induced expression of inflammatory cytokines in cultured macrophage-like cells via the inhibition of the activation of nuclear factor κB through the repression of IKKα/β phosphorylation［J］．J Nutr Biochem，2010，21（11）：1120-1126．DOI：10.1016/j.jnutbio.2009.09.011.
［33］SHEA M K，DALLAL G E，DAWSON-HUGHES B，et al．Vitamin K，circulating cytokines，and bone mineral density in older men and women［J］．Am J Clin Nutr，2008，88（2）：356-363．DOI：10.1093/ajcn/88.2.356.
［34］JUANOLA-FALGARONA M，SALAS-SALVADó J，ESTRUCH R，et al．Association between dietary phylloquinone intake and peripheral metabolic risk markers related to insulin resistance and diabetes in elderly subjects at high cardiovascular risk［J］．Cardiovasc Diabetol，2013，12：7．DOI：10.1186/1475-2840-12-7.
［35］VARSHA M K，THIAGARAJAN R，MANIKANDAN R，et al．
Vitamin K1 alleviates streptozotocin-induced type 1 diabetes by mitigating free radical stress，as well as inhibiting NF-κB activation and iNOS expression in rat pancreas［J］．Nutrition，2015，31（1）：214-222．DOI：10.1016/j.nut.2014.05.012.
［36］HSIEH C H，CHUNG R H，LEE W J，et al．Effect of common genetic variants of growth arrest-specific 6 gene on insulin resistance，obesity and type 2 diabetes in an Asian population［J］．PLoS One，2015，10（8）：e0135681．DOI：10.1371/journal.pone.0135681.
［37］WU K S，HUNG Y J，LEE C H，et al．The involvement of GAS6 signaling in the development of obesity and associated inflammation［J］．Int J Endocrinol，2015，2015：202513．DOI：10.1155/2015/202513.
［38］KUO F C，HUNG Y J，SHIEH Y S，et al．The levels of plasma growth arrest-specific protein 6 is associated with insulin sensitivity and inflammation in women［J］．Diabetes Res Clin Pract，2014，103（2）：304-309．
［39］VOLLENWEIDER P，VON ECKARDSTEIN A，WIDMANN C.HDLs，diabetes，and metabolic syndrome［J］．Handb Exp Pharmacol，2015，224：405-421．
［40］KNAPEN M H J，JARDON K M，VERMEER C.Vitamin K-induced effects on body fat and weight：results from a 3-year vitamin K2 intervention study［J］．Eur J Clin Nutr，2018，72（1）：136-141．
［41］SOGABE N，MARUYAMA R，BABA O，et al．Effects of long-term vitamin K（1）（phylloquinone） or vitamin K（2）（menaquinone-4） supplementation on body composition and serum parameters in rats［J］．Bone，2011，48（5）：1036-1042．DOI：10.1016/j.bone.2011.01.020.
［42］WUYTS J，DHONDT A.The role of vitamin K in vascular calcification of patients with chronic kidney disease［J］．Acta Clin Belg，2016，71（6）：462-467．
［43］ANTONOPOULOS S，MYLONOPOULOU M，ANGELIDI A M，et al．Association of matrix gamma-carboxyglutamic acid protein levels with insulin resistance and Lp（a） in diabetes：a cross-sectional study［J］．Diabetes Res Clin Pract，2017，130：252-257.

[1]	姚裕忠, 马晓骏, 宋懽, 钟瑜. 基于"全专精准管理"的糖尿病"1358模式"对社区糖尿病患者的管理效果研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(34): 4308-4314.
[2]	李殿江, 潘恩春, 孙中明, 文进博, 王苗苗, 武鸣, 沈冲. 社区2型糖尿病患者临床惰性现状及其影响因素分析[J]. 中国全科医学, 2023, 26(34): 4296-4301.
[3]	林恺, 姚弥, 陈章, 纪欣鑫, 林润琪, 陈永松, Sim MOIRA. 2型糖尿病治疗负担的概念框架及应对方式：基于视频记录分析[J]. 中国全科医学, 2023, 26(34): 4302-4307.
[4]	杨慧, 胡汝为, 刘汝青, 卢俊峰, 吴兢兰. 糖尿病患者社区卫生服务体验与血糖控制效果的关系研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(34): 4290-4295.
[5]	张娟, 李海芬, 李小曼, 姚苗, 马惠珍, 马强. 糖尿病足溃疡复发风险预测模型的构建：基于Logistic回归和支持向量机及BP神经网络模型[J]. 中国全科医学, 2023, 26(32): 4013-4019.
[6]	程经纬, 乔军军, 尹振, 胡俊鹏, 王庆贺, 柳杨青, 汪艳芳. 《2022 ISPAD临床实践共识指南：儿童和青少年糖尿病患儿运动》解读[J]. 中国全科医学, 2023, 26(30): 3719-3724.
[7]	胡佳玉, 任丽珏, 靳欢欢, 孙婷婷, 靳美娜, 周雪利, 魏翠英. 阻塞性睡眠呼吸暂停综合征患者脂肪因子Metrnl水平及其与炎症和胰岛素抵抗的关系研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(30): 3748-3752.
[8]	周小琦, 刘新会, 张微, 李长风, 严亚琼. 老年人丙氨酸氨基转移酶和天冬氨酸氨基转移酶/丙氨酸氨基转移酶与2型糖尿病及代谢综合征的相关性研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(29): 3645-3649.
[9]	赵晓华, 杜林, 高胜男, 蒋子云. 老年糖尿病合并多发肌肉深部脓肿一例报道并文献分析[J]. 中国全科医学, 2023, 26(29): 3715-3718.
[10]	程晓冉, 张笑天, 李明月, 程昊哲, 汤皓晴, 郑汇娴, 张柏松, 刘晓云. 医防融合背景下慢性病随访对高血压和糖尿病患者健康行为及血压/血糖控制的影响研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(28): 3482-3488.
[11]	罗丹, 徐晶晶, 王玉冰, 李明子, FORBES Angus. 心理韧性导向的青少年1型糖尿病患者结构化治疗与教育课程的开发及初步实践[J]. 中国全科医学, 2023, 26(27): 3423-3429.
[12]	董亚楠, 姜晓锐, 王凯, 宗传冲, 林国栋, 李香卿, 林春晓, 迟俊涛. 改良胫骨横向骨搬运技术治疗Wagner 3~4级糖尿病足患者的效果研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(27): 3411-3416.
[13]	陈伦文, 周阳, 闫国栋, 沈怡, 孙晨, 蔡婉丽, 褚敏捷, 肖静. 2型糖尿病的恶性肿瘤风险：一项基于人群的前瞻性研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(26): 3238-3245.
[14]	费思杰, 张强, 刘方方, 白璐, 孙彩红, 信彩凤. 糖化血红蛋白变异性与2型糖尿病合并射血分数保留心力衰竭患者新发心房颤动的关系研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(26): 3246-3251.
[15]	顾蕴杰, 宋静, 殷峻. 低碳饮食治疗内源性胰岛素缺乏糖尿病患者的临床研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(26): 3308-3313.