A Vitamina K na Fibrose Cística

A importância da vitamina K para a coagulação é bem conhecida. Contudo, crescem as evidências de que esta vitamina desempenha outras funções no organismo, incluindo a manutenção da saúde dos ossos, a prevenção de calcificação inadequada em tecidos moles, e uma função protetora nas inflamações. Ha evidências de que a maioria, senão a totalidade, dessas funções não coagulantes requer ingestão diária de vitamina K na dieta alimentar maior do que a necessária para manter a coagulação. Distúrbios na absorção intestinal de vitamina K em portadores de FC (PDFC) são comuns. Diversas pesquisas sugerem que a maior parte dos PDFC apresenta nível de vitamina K abaixo do ideal. Atualmente não existe consenso sobre a necessidade de suplementação regular de vitamina K, nem sobre a forma sob a qual ela deva ser feita, ou sobre a dose e frequência da administração nos casos em que esta suplementação é implementada. Modernos testes de laboratório, específicos para níveis de vitamina K, oferecem um caminho para a resolução dessas dúvidas.

Ela foi chamada de vitamina anti-hemorrágica por Henrik Dam que, em 1929, descobriu que certos alimentos continham um fator essencial capaz de evitar uma síndrome de deficiência induzida pela alimentação em pintos. Dam, um cientista holandês, deu o nome de "K" à nova vitamina. Esta denominação foi tirada da primeira letra da palavra alemã para coagulação. Os processos que levam à parada do sangramento, seja interno ou externo, são extremamente complexos, e foram necessárias várias décadas até que todos os seus componentes fossem descobertos. À medida que cada componente, ou fator, do processo de coagulação foi sendo identificado, ele foi sendo representado por um algarismo romano. Observou-se que a atividade biológica de quatro desses fatores, todos sintetizados no fígado, dependia da vitamina K. Tais fatores são proteínas denominadas protrombina (fator II) e fatores VII, IX e X. Sem um fornecimento adequado de vitamina K ao fígado, os níveis dos fatores funcionais II, VII, IX e X diminuem, e o sangue coagula mais lentamente. Ao final, todo o processo de coagulação falha, resultando em um sangramento potencialmente catastrófico. Em 1974 ficou demonstrado que a vitamina K atuava como um cofator (molécula auxiliar) na conversão de resíduos de certo aminoácido (ácido glutâmico) na proteína-alvo em resíduos de um novo aminoácido identificado como -carboxiglutamato (Gla). Simplificando, isso significa que a vitamina K transfere dióxido de carbono à proteína em um processo chamado carboxilação.

Descoberta de novas funções dependentes de vitamina K

A elucidação da função molecular específica da vitamina K levou, rapidamente, à descoberta de diversas outras proteínas dependentes dessa vitamina. Sabe-se, atualmente, que essas proteínas, também chamadas proteínas-Gla, têm ampla distribuição nos tecidos. Entre elas inclui-se uma proteína importante nos ossos, chamada osteocalcina, e outra denominada proteína-Gla da matriz (MGP). Tem sido mais difícil descobrir como essas novas proteínas atuam. A função da osteocalcina mostrou-se a mais difícil de ser descoberta, mas evidências recentes sugerem que ela é responsável pela qualidade do processo de mineralização óssea. Em idosos, diversos estudos sugerem que um alto nível de osteocalcina subcarboxilada circulante é um fator independente para a previsão de risco de fraturas ósseas. Outros estudos evidenciaram ligações entre baixa ingestão ou baixo nível de vitamina K no sangue e doença óssea. Ensaios de intervenção, novamente em idosos, sugerem um efeito benéfico geral, embora modesto, da vitamina K na prevenção de perda óssea. Ensaios randômicos controlados tendo fratura como parâmetro, limitaram-se a altas doses de menaquinona-4 (MK-4) no Japão. Quase todos mostraram incidência reduzida de fraturas. Mas uma análise estatística desses ensaios, publicada recentemente, concluiu que o alto índice de sucesso divulgado por alguns deve ser tratado com cautela. A disparidade entre os efeitos de prevenção de perda óssea e índice de fraturas pode indicar que MK-4 melhora a qualidade do osso sem alterar a perda óssea.

A função da MGP é mais conhecida. Ela é a primeira proteína a demonstrar capacidade de evitar o processo de calcificação de artérias e cartilagens em animais vivos. Já foi demonstrado que a falta de MGP em seres humanos tem consequências patológicas importantes. Uma pesquisa recente sugere que formas subcarboxiladas de MGP estão associadas a sítios de calcificação na vasculatura. A descoberta de que MGP é um regulador fundamental da calcificação dos tecidos é importante para pacientes diabéticos, em que a calcificação vascular é um problema reconhecido. Isto pode ser relevante para PDFC, pois o índice de diabetes relacionado à FC está aumentando.

Uma observação intrigante é que duas proteínas-Gla (proteínas C e S), importantes para a manutenção do equilíbrio entre sangramento e coagulação, também possuem outras funções não relacionadas à coagulação. Em sua forma ativada, a proteína C possui ação antiinflamatória direta e, quando administrada a pacientes com septicemia severa reduz as taxas de mortalidade. Um estudo epidemiológico recente mostrou que um alto nível de vitamina K estava associado com a baixa produção de marcadores inflamatórios. A proteína S (e uma proteína-Gla relacionada, denominada Gas6) são amplamente distribuídas nos tecidos. Acredita-se que elas tenham funções mais gerais na proteção da integridade celular, especialmente no cérebro. Mais uma vez, manter a integridade estrutural dessas proteínas-Gla pode ser muito relevante para PDFC, particularmente levando-se em conta as características de processo pró-inflamatório da FC.

A descoberta dessas novas proteínas-Gla levou a um renascimento da pesquisa sobre a vitamina K, e é importante enfatizar que, para todas as proteínas-Gla descobertas a presença da região Gla é essencial à atividade biológica.  Isto implica que em condições de deficiência de vitamina K, as funções dessas proteínas ficarão comprometidas.

Diferentes formas e fontes de vitamina K
A vitamina K ocorre na natureza sob duas formas quimicamente distintas, chamadas vitamina K1(filoquinona) e vitamina K2 (menaquinonas), respectivamente [Figura 1]. A vitamina K1 é sintetizada por plantas. É a forma principal ingerida na dieta alimentar e, na maioria das pessoas responde por 90% da ingestão (de vitamina K). A vitamina K2 ocorre como uma família de diferentes compostos, os quais são sintetizados apenas por bactérias; estes compostos têm o mesmo núcleo, e os membros individuais da família são nomeados de acordo com os tamanhos de suas cadeias laterais. As melhores fontes de vitamina K1 são os vegetais de folhas verde-escuro, seguidos por certos óleos vegetais (p/ex. óleos de soja e de canola, e azeite de oliva). Embora as vitaminas K2 representem uma parcela menor na ingestão total de vitamina K, as melhores e mais comuns fontes alimentares delas são queijos e fígado. Na cultura japonesa, um alimento fermentado de soja chamado Natto é uma fonte riquíssima da vitamina K2 denominada menaquinona-7 (MK-7). Existe ainda uma forma sintética denominada vitamina K3 ou menadiona, a qual é usada em alguns países. A rigor, esta forma é um precursor da vitamina K, uma vez que sua atividade reside em sua conversão, no organismo humano, à vitamina K2 denominada menaquinona-4 (MK-4). Uma parte da vitamina K1 ingerida na alimentação também é convertida em MK-4. Existe, atualmente, muito interesse na conversão da vitamina K1 em MK-4, pois esta se acumula em certos tecidos (p/ex., pâncreas e cérebro), e pode ter funções únicas. Altas doses diárias de MK-4 são usadas no Japão como agente anti-osteoporótico.

Embora menadiona ainda esteja disponível para uso clínico em diversos países, nossa opinião é que ela não deve ser usada em PDFC (como é comum na GB). O motivo é a alta reatividade da posição indicada na Figura 1, que reage rapidamente com compostos que contêm enxofre sob forma reduzida inativando-os, portanto, durante um processo oxidativo. Como se acredita que o transporte do importante antioxidante glutationa já é deficiente em PDFC, parece um contra-senso introduzir mais um estresse oxidativo fornecendo a esses pacientes a menadiona, um conhecido pró-oxidante. Menadiona combina-se, também, com hemoglobina. Foi a tendência a causar anemia hemolítica em recém-nascidos que levou à suspensão do uso de menadiona na profilaxia da vitamina K na década de 1960. Estudos recentes também demonstraram que menadiona pode promover danos ao DNA e induzir mutações. Nenhum desses efeitos tóxicos é apresentado pelas vitaminas naturais K1 e K2.

Absorção intestinal e transporte pela corrente sanguínea
A rota da absorção intestinal da vitamina K ingerida na alimentação segue os mesmos princípios gerais da de outras gorduras e vitaminas solúveis em gorduras [Figura 2]. As formas naturais, vitaminas K1 e K2, só podem ser absorvidas na presença de sais biliares, que servem para emulsificar e solubilizar os componentes gordurosos. Essa solubilização é altamente favorecida pela quebra molecular dos alimentos, feita pelas enzimas secretadas para dentro do intestino proximal pelo pâncreas. O processo pelo qual a vitamina K e os produtos da quebra das gorduras, solubilizados, são transportados do lúmen do intestino para o interior das células intestinais é complexo, mas o resultado final é que a vitamina K é “empacotada” em moléculas especializadas transportadoras de gordura (lipoproteínas) chamadas quilomicrons. Esses quilomicrons são drenados para dentro dos capilares linfáticos e chegam à circulação sanguínea sistêmica através de um grande vaso chamado ducto torácico. Em sua passagem pela circulação sanguínea, os quilomicrons são transformados em partículas menores denominadas resíduos de quilomicrons, que são absorvidos pelo fígado. A vitamina K que chega ao fígado fica, então, disponível para produção de proteínas de coagulação sanguínea no interior desse órgão. Para chegar a outros tecidos, a vitamina K é, provavelmente, “re-empacotada” em diferentes lipoproteínas e re-exportada para a corrente sanguínea.

Preparações sintéticas de menadiona são, geralmente, administradas sob a forma de um sal (p/ex., menadiona bissulfato de sódio).  A absorção de menadiona na forma de sal se dá por uma rota diferente, que não necessita de sais biliares e não passa pelo sistema linfático.  Teoricamente isso é vantajoso já que grandes quantidades poderiam ser absorvidas em PDFC (embora isto nunca tenha sido demonstrado).  Em contraposição, ninguém sabe que fração da menadiona absorvida é convertida em MK-4 ativa, mas ela deve ser pequena.

Fatores de risco da deficiência de vitamina K na fibrose cística
Como com as outras vitaminas solúveis em gordura, os principais fatores de risco da deficiência de vitamina K em pessoas com fibrose cística são a insuficiência pancreática e a deficiência de sais biliares. Fatores como a falta de apetite devido à doença crônica também podem levar à ingestão reduzida através da alimentação. Além disso, PDFC estão expostas a um fator de risco que se aplica somente à vitamina K, que é sua necessidade frequente de antibióticos para controle da infecção crônica. Embora a maioria das evidências sugira que a maior parte da necessidade de vitamina K no ser humano seja suprida pela alimentação, a contribuição de quantidades significativas de vitamina K2 sintetizadas pela flora intestinal não pode ser ignorada, e o uso repetido de antibióticos em PDFC irá reduzir a disponibilidade dessa fonte. Sabe-se bem que o uso de antibióticos é um fator de risco para a deficiência de vitamina K em outros grupos de pacientes, como aqueles sob cuidados intensivos e crianças muito pequenas.  

Avaliação dos níveis de vitamina K
Com os novos conhecimentos sobre a multiplicidade de funções dependentes de vitamina K em diferentes órgãos e tecidos, criou-se o conceito de que a suficiência de vitamina K deve ser considerada em relação ao local em que essas proteínas-Gla são sintetizadas. Em outras palavras, estados de deficiência de vitamina K podem ser específicos de órgãos ou tecidos. Em parte, esse conceito baseia-se em estudos com pessoas saudáveis, que mostram que quantidades maiores de vitamina K são necessárias para carboxilar a osteocalcina nos ossos do que para carboxilar as proteínas coagulantes sintetizadas no fígado.

Métodos disponíveis
Historicamente, o teste de laboratório mais comum para deficiência de vitamina K no tocante à sua função coagulante é o tempo de protrombina (TP) que, em indivíduos saudáveis é, geralmente, de 11 a 13 segundos (a faixa precisa depende do laboratório). Contudo, não se leva em conta, normalmente, que o TP é um teste insensível e não específico para diagnosticar deficiência de vitamina K. Um aumento laboratorial significativo de 1 a 2 segundos no TP não ocorre antes que os níveis sanguíneos de uma ou mais das proteínas dependentes de vitamina K estejam abaixo de 50% dos normais. Nesse ponto, o estoque de vitamina K no fígado estará severamente reduzido. Além disso, o TP reflete apenas o estoque de vitamina K disponível no fígado para produção de fatores de coagulação. Ele não fornece qualquer informação sobre o grau de subcarboxilação das proteínas-Gla em outros tecidos. Mesmo que o TP esteja aumentado em 1 segundo, isso significará, certamente, que a osteocalcina no sangue e a MGP na vasculatura estarão presentes em um estado altamente subcarboxilado. Por essa razão, os cientistas pensaram em desenvolver testes que forneçam um alerta precoce da deficiência iminente de vitamina K.  

Alguns laboratórios especializados, como o nosso, desenvolveram e validaram métodos para medir os níveis circulantes de vitamina K1. Baixos níveis séricos de vitamina K são um indicador precoce de diminuição de seus estoques no organismo, capaz de afetar a capacidade de carboxilação da vitamina K. Essa capacidade funcional pode, então, ser avaliada medindo-se o nível de carboxilação de proteínas-Gla individuais. No momento, estão disponíveis testes para fator de coagulação II (conhecido como PIVKA-II) e osteocalcina subcarboxilados, que refletem o nível de vitamina K no fígado e nos ossos, respectivamente. De modo geral, consideramos que uma combinação de medida de vitamina K sérica e teste sensível para PIVKA-II dão informação suficiente para avaliar o nível de vitamina K. Por diversos motivos, a medida da osteocalcina subcarboxilada é mais difícil de interpretar (especialmente em crianças), mas pode oferecer uma informação valiosa para avaliar a eficácia da suplementação.

Evidência de deficiência de vitamina K na FC
A ocorrência de um evento de sangramento agudo devido a deficiência severa de vitamina K é, felizmente, raro em PDFC, mas casos esporádicos já foram descritos na literatura. Como para o restante da população, o grupo de maior risco de sangramento por deficiência de vitamina K (SDVK) é o de bebês com menos de 6 meses de idade, especialmente os amamentados ao seio (leite materno possui concentrações menores de vitamina K do que os leites formulados) e que não receberam vitamina K profilática ao nascer (prática comum para todos os bebês na maioria dos países do mundo). Nesta faixa etária, SDVK pode ser o primeiro sintoma de FC, e o local de sangramento comum é intracraniano, com consequências potencialmente devastadoras.

Embora o sangramento seja raro existem diversos estudos que sugerem que deficiência subclínica de vitamina K é comum em PDFC. Um estudo recente feito na GB com os testes desenvolvidos por nós mostraram que 70% das crianças com FC possuem níveis de vitamina K abaixo do ideal, com base no baixo nível sérico dessa vitamina, PIVKA-II aumentado ou ambas as alterações. Este resultado é consistente com o de outros estudos feitos nos EUA e no Canadá com base apenas no PIVKA-II. Tais estudos sugerem que o nível de vitamina K nos ossos seria o mais afetado. Esse dado já havia surgido em um estudo pequeno realizado na Holanda, que mostrou que o nível de carboxilação de osteocalcina em crianças com FC era muito inferior ao de crianças saudáveis.

PDFC devem receber suplementação regular de vitamina K?
Embora a prática de suplementação rotineira de pacientes de FC com as vitaminas solúveis em gorduras A, D e E seja bem estabelecida e quase universal em países desenvolvidos, este não é o caso para vitamina K. Em uma revisão publicada em 2004, o diretor de uma grande unidade regional de FC na GB questionou como sendo ilógico que as vitaminas A, D e E sejam suplementadas rotineiramente e se ignore a vitamina K. No entanto, uma pesquisa realizada em 2007, também na GB, mostrou que, enquanto >90% dos pacientes com insuficiência pancreática recebia doses extras das vitaminas A, D e E, apenas 18% dos centros fazia a suplementação rotineira de vitamina K e, nesses centros, <10% dos pacientes com FC recebiam essa vitamina. Porque há essa resistência? Historicamente a razão reside, provavelmente, em uma percepção compreensível de que a vitamina K só é importante para a coagulação e de que o teste de TP é adequado para o monitoramento do nível de vitamina K. A evidência apresentada neste artigo sugere que não. Formas naturais de vitamina K são altamente seguras, mas ainda são necessários mais estudos para determinar um regime efetivo de doses que, pelo menos, corrija as alterações existentes.