Quels bénéfices santé de la vitamine K?

[Nutrimuscle-Conseils]

The study of bioavailability and endogenous circadian rhythm of menaquinone-7, a form of vitamin K2, in healthy subjects
Fan Du Br J Nutr. 2023 May 3;1-13.

Menaquinone-7 (MK-7), a multipotent vitamin K2, possesses a wide range of biological activities, a precise curative effect and excellent safety. A simple and rapid LC-APCI-MS/MS method for the determination of MK-7 in human plasma with single liquid-liquid extraction (LLE) extraction and 4·5-min analysis time has been developed and validated. Four per cent bovine serum albumin (BSA) was used as surrogate matrix for standard curves and endogenous baseline subtraction. This method was reproducible and reliable and was used to analyse of MK-7 in human plasma. The endogenous circadian rhythm and bioavailability of MK-7 were investigated in two randomised single-dose, open, one-way clinical trials (Study I and Study II). A total of five healthy male subjects were enrolled in Study I and 12 healthy male subjects in Study II. Single-dose (1 mg) of MK-7 was given to each subject under fasting condition, and all eligible subjects were given a restricting VK2 diet for 4 d prior to drug administration and during the trial. The experiment results of Study I demonstrated that endogenous MK-7 has no circadian rhythm in individuals. Both studies showed MK-7 are absorbed with peak plasma concentrations at about 6 h after intake and has a very long half-life time.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

L'étude de la biodisponibilité et du rythme circadien endogène de la ménaquinone-7, une forme de vitamine K2, chez des sujets sains
Fan Du Br J Nutr. 3 mai 2023; 1-13.

La ménaquinone-7 (MK-7), une vitamine K2 multipotente, possède un large éventail d'activités biologiques, un effet curatif précis et une excellente innocuité. Une méthode LC-APCI-MS/MS simple et rapide pour la détermination de MK-7 dans le plasma humain avec une extraction liquide-liquide unique (LLE) et un temps d'analyse de 4,5 minutes a été développée et validée. L'albumine sérique bovine (BSA) à 4 % a été utilisée comme matrice de substitution pour les courbes standard et la soustraction de la ligne de base endogène. Cette méthode était reproductible et fiable et a été utilisée pour analyser le MK-7 dans le plasma humain. Le rythme circadien endogène et la biodisponibilité de MK-7 ont été étudiés dans deux essais cliniques randomisés à dose unique, ouverts et unidirectionnels (étude I et étude II). Au total, cinq sujets masculins en bonne santé ont été recrutés dans l'étude I et 12 sujets masculins en bonne santé dans l'étude II. Une dose unique (1 mg) de MK-7 a été administrée à chaque sujet à jeun, et tous les sujets éligibles ont reçu un régime VK2 restrictif pendant 4 jours avant l'administration du médicament et pendant l'essai. Les résultats de l'expérience de l'étude I ont démontré que le MK-7 endogène n'a pas de rythme circadien chez les individus. Les deux études ont montré que le MK-7 est absorbé avec des concentrations plasmatiques maximales environ 6 h après l'ingestion et a une très longue demi-vie.

[Nutrimuscle-Conseils]

Effect of vitamin K supplementation on serum calcification propensity and arterial stiffness in vitamin K-deficient kidney transplant recipients: A double-blind, randomized, placebo-controlled clinical trial Am J Transplant. 2023 Apr;23(4):520-530. Coby Eelderink

Vitamin K deficiency is common among kidney transplant recipients (KTRs) and likely contributes to progressive vascular calcification and stiffness. In this single-center, randomized, double-blind, placebo-controlled trial, we aimed to investigate the effects of vitamin K supplementation on the primary end point, serum calcification propensity (calciprotein particle maturation time, T50), and secondary end points arterial stiffness (pulse wave velocity [PWV]) and vitamin K status in 40 vitamin K-deficient KTRs (plasma dephosphorylated uncarboxylated matrix Gla protein [dp-ucMGP] ≥500 pmol/L). Participants (35% female; age, 57 ± 13 years) were randomized 1:1 to vitamin K2 (menaquinone-7, 360 μg/day) or placebo for 12 weeks.

Vitamin K supplementation had no effect on calcification propensity (change in T50 vs baseline +2.3 ± 27.4 minutes) compared with placebo (+0.8 ± 34.4 minutes; Pbetween group = .88) but prevented progression of PWV (change vs baseline -0.06 ± 0.26 m/s) compared with placebo (+0.27 ± 0.43 m/s; Pbetween group = .010). Vitamin K supplementation strongly improved vitamin K status (change in dp-ucMGP vs baseline -385 [-631 to -269] pmol/L) compared with placebo (+39 [-188 to +183] pmol/L; Pbetween group < .001), although most patients remained vitamin K-deficient.

In conclusion, vitamin K supplementation did not alter serum calcification propensity but prevented progression of arterial stiffness, suggesting that vitamin K has vascular effects independent of calciprotein particles. These results set the stage for longer-term intervention studies with vitamin K supplementation in KTRs.

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Effet de la supplémentation en vitamine K sur la propension à la calcification sérique et la rigidité artérielle chez les greffés rénaux déficients en vitamine K: essai clinique à double insu, randomisé et contrôlé par placebo Am J Transplant. 2023 avril;23(4):520-530. Coby Eelderink

La carence en vitamine K est courante chez les greffés rénaux (KTR) et contribue probablement à la calcification et à la raideur vasculaires progressives. Dans cet essai monocentrique, randomisé, en double aveugle et contrôlé par placebo, nous avons cherché à étudier les effets de la supplémentation en vitamine K sur le critère d'évaluation principal, la propension à la calcification sérique (temps de maturation des particules de calciprotéine, T50) et les critères d'évaluation secondaires artériel rigidité (vitesse de l'onde de pouls [PWV]) et statut en vitamine K dans 40 KTR déficients en vitamine K (protéine Gla de la matrice plasma déphosphorylée non carboxylée [dp-ucMGP] ≥ 500 pmol/L). Les participants (35 % de femmes ; âge, 57 ± 13 ans) ont été randomisés 1:1 pour recevoir de la vitamine K2 (ménaquinone-7, 360 μg/jour) ou un placebo pendant 12 semaines.

La supplémentation en vitamine K n'a eu aucun effet sur la propension à la calcification (changement de T50 vs départ +2,3 ± 27,4 minutes) par rapport au placebo (+0,8 ± 34,4 minutes ; P entre les groupes = 0,88) mais a empêché la progression de la PWV (changement vs départ -0,06 ± 0,26 m/s) par rapport au placebo (+0,27 ± 0,43 m/s ; P entre les groupes = 0,010). La supplémentation en vitamine K a fortement amélioré le statut en vitamine K (changement de dp-ucMGP vs valeur initiale -385 [-631 à -269] pmol/L) par rapport au placebo (+39 [-188 à +183] pmol/L ; Pentre groupe < . 001), bien que la plupart des patients soient restés carencés en vitamine K.

En conclusion, la supplémentation en vitamine K n'a pas modifié la propension à la calcification sérique mais a empêché la progression de la rigidité artérielle, suggérant que la vitamine K a des effets vasculaires indépendants des particules de calciprotéine. Ces résultats ouvrent la voie à des études d'intervention à plus long terme avec une supplémentation en vitamine K dans les KTR.

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Determination of vitamin K1, MK-4, MK-7 and D levels in human serum of postmenopausal osteoporosis women based on high stability LC-MS/MS: MK-7 may be a new marker of bone metabolism
Chunyan Li Ann Nutr Metab. 2023 May 30.

Introduction: Vitamin K (VK) as well as vitamin D (VD) play an important role in osteoporosis. Vitamin K1 (VK1) and vitamin K2 (VK2, menaquinone-4 (MK-4) and menaquinone-7 (MK-7)) are significant for the metabolism of skeletal muscle. 25-hydroxyvitamin D2 and 25-hydroxyvitamin D3 (25(OH)D2 and 25(OH)D3) reflect circulating VD levels. More sensitive measurements remains to be developed. In the present study, a new high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) method was developed for the determination of VK1, VK2(MK-4 and MK-7) as well as 25(OH)D2 and 25(OH)D3 levels in human serum.

Methods: We developed a simple LC-MS/MS method for the determination of VK1, MK-4, MK-7, 25(OH)D2 and 25(OH)D3 levels in human serum and validated the method in a study cohort of 200 patients divided into the premenopausal women group and postmenopausal osteoporosis patient group.

Results: The overall precision (coefficient of variation, CV) ranged from 2.66-10.11% in the specified working range (0.05-5 ng/mL) for VK1, MK-4 and MK-7. Serum VK1, MK-4 and MK-7 levels in postmenopausal women with osteoporosis were 1.187 ± 0.0.094 ng/mL, 0.058 ± 0.009 ng/mL and 0.885 ± 0.064 ng/mL, respectively (mean ± standard deviation, SD). Serum VK1, MK-4 and MK-7 levels in premenopausal women were 1.143 ± 0.103 ng/mL, 0.028 ± 0.003 ng/mL and 1.553 ± 0.226 ng/mL, respectively. Serum 25(OH)D2 and 25(OH)D3 levels in postmenopausal women with osteoporosis were 0.757 ± 0.056 ng/mL and 11.72 ± 0.632 ng/mL, respectively. Serum 25(OH)D2 and 25(OH)D3 levels in premenopausal were 1.793 ± 0.575 ng/mL and 12.42 ± 1.069 ng/mL, respectively.

Conclusion: A new LC-MS/MS method for determination of serum VK and VD levels was evaluated and validated. MK-7 in plasma decreased earlier than VD in postmenopausal osteoporosis patients. MK-7 status is significantly associated with osteoporosis and could be considered a predictable biomarker in the diagnosis of osteoporosis in postmenopausal women.

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Traduction de l'étude

Détermination des niveaux de vitamine K1, MK-4, MK-7 et D dans le sérum humain de femmes ménopausées atteintes d'ostéoporose sur la base d'une LC-MS/MS à haute stabilité : MK-7 pourrait être un nouveau marqueur du métabolisme osseux
Chunyan Li Ann Nutr Metab. 30 mai 2023.

Introduction : La vitamine K (VK) ainsi que la vitamine D (VD) jouent un rôle important dans l'ostéoporose. La vitamine K1 (VK1) et la vitamine K2 (VK2, ménaquinone-4 (MK-4) et ménaquinone-7 (MK-7)) sont importantes pour le métabolisme du muscle squelettique. La 25-hydroxyvitamine D2 et la 25-hydroxyvitamine D3 (25(OH)D2 et 25(OH)D3) reflètent les taux circulants de VD. Des mesures plus sensibles restent à développer. Dans la présente étude, une nouvelle méthode de chromatographie liquide haute performance-spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS) a été développée pour la détermination des niveaux de VK1, VK2(MK-4 et MK-7) ainsi que de 25(OH)D2 et 25(OH)D3 dans le sérum humain.

Méthodes : Nous avons développé une méthode LC-MS/MS simple pour la détermination des taux de VK1, MK-4, MK-7, 25(OH)D2 et 25(OH)D3 dans le sérum humain et validé la méthode dans une étude de cohorte de 200 patientes réparties en groupe de femmes préménopausées et groupe de patientes ostéoporotiques postménopausiques.

Résultats : La précision globale (coefficient de variation, CV) variait de 2,66 à 10,11 % dans la plage de travail spécifiée (0,05 à 5 ng/mL) pour VK1, MK-4 et MK-7. Les taux sériques de VK1, MK-4 et MK-7 chez les femmes ménopausées atteintes d'ostéoporose étaient de 1,187 ± 0,0,094 ng/mL, 0,058 ± 0,009 ng/mL et 0,885 ± 0,064 ng/mL, respectivement (moyenne ± écart type, ET). Les taux sériques de VK1, MK-4 et MK-7 chez les femmes préménopausées étaient de 1,143 ± 0,103 ng/mL, 0,028 ± 0,003 ng/mL et 1,553 ± 0,226 ng/mL, respectivement. Les taux sériques de 25(OH)D2 et 25(OH)D3 chez les femmes ménopausées atteintes d'ostéoporose étaient de 0,757 ± 0,056 ng/mL et de 11,72 ± 0,632 ng/mL, respectivement. Les taux sériques de 25(OH)D2 et 25(OH)D3 en préménopause étaient de 1,793 ± 0,575 ng/mL et 12,42 ± 1,069 ng/mL, respectivement.

Conclusion : Une nouvelle méthode LC-MS/MS pour la détermination des taux sériques de VK et VD a été évaluée et validée. La MK-7 dans le plasma a diminué plus tôt que la VD chez les patientes ménopausées atteintes d'ostéoporose. Le statut MK-7 est significativement associé à l'ostéoporose et pourrait être considéré comme un biomarqueur prévisible dans le diagnostic de l'ostéoporose chez les femmes ménopausées

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Subclinical atherosclerosis and accelerated epigenetic age mediated by inflammation: a multi-omics study
Fátima Sánchez-Cabo European Heart Journal, ehad361

Aims
Epigenetic age is emerging as a personalized and accurate predictor of biological age. The aim of this article is to assess the association of subclinical atherosclerosis with accelerated epigenetic age and to investigate the underlying mechanisms mediating this association.

Methods and results
Whole blood methylomics, transcriptomics, and plasma proteomics were obtained for 391 participants of the Progression of Early Subclinical Atherosclerosis study. Epigenetic age was calculated from methylomics data for each participant. Its divergence from chronological age is termed epigenetic age acceleration. Subclinical atherosclerosis burden was estimated by multi-territory 2D/3D vascular ultrasound and by coronary artery calcification. In healthy individuals, the presence, extension, and progression of subclinical atherosclerosis were associated with a significant acceleration of the Grim epigenetic age, a predictor of health and lifespan, regardless of traditional cardiovascular risk factors. Individuals with an accelerated Grim epigenetic age were characterized by an increased systemic inflammation and associated with a score of low-grade, chronic inflammation. Mediation analysis using transcriptomics and proteomics data revealed key pro-inflammatory pathways (IL6, Inflammasome, and IL10) and genes (IL1B, OSM, TLR5, and CD14) mediating the association between subclinical atherosclerosis and epigenetic age acceleration.

Conclusion
The presence, extension, and progression of subclinical atherosclerosis in middle-aged asymptomatic individuals are associated with an acceleration in the Grim epigenetic age. Mediation analysis using transcriptomics and proteomics data suggests a key role of systemic inflammation in this association, reinforcing the relevance of interventions on inflammation to prevent cardiovascular disease.

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Traduction de l'étude

Athérosclérose subclinique et âge épigénétique accéléré médié par l'inflammation : une étude multi-omique
Fátima Sánchez-Cabo European Heart Journal, ehad361

Objectifs
L'âge épigénétique est en train de devenir un prédicteur personnalisé et précis de l'âge biologique. Le but de cet article est d'évaluer l'association de l'athérosclérose subclinique avec l'âge épigénétique accéléré et d'étudier les mécanismes sous-jacents qui interviennent dans cette association.

Méthodes et résultats
La méthylomique du sang total, la transcriptomique et la protéomique du plasma ont été obtenues pour 391 participants de l'étude sur la progression de l'athérosclérose subclinique précoce. L'âge épigénétique a été calculé à partir des données méthylomiques pour chaque participant. Sa divergence par rapport à l'âge chronologique est appelée accélération épigénétique de l'âge. Le fardeau infraclinique de l'athérosclérose a été estimé par échographie vasculaire multiterritoriale 2D/3D et par calcification des artères coronaires. Chez les individus en bonne santé, la présence, l'extension et la progression de l'athérosclérose subclinique étaient associées à une accélération significative de l'âge épigénétique de Grim, un prédicteur de la santé et de la durée de vie, quels que soient les facteurs de risque cardiovasculaires traditionnels. Les individus avec un âge épigénétique de Grim accéléré étaient caractérisés par une inflammation systémique accrue et associés à un score d'inflammation chronique de bas grade. L'analyse de la médiation à l'aide de données transcriptomiques et protéomiques a révélé des voies pro-inflammatoires clés (IL6, Inflammasome et IL10) et des gènes (IL1B, OSM, TLR5 et CD14) médiant l'association entre l'athérosclérose subclinique et l'accélération épigénétique de l'âge.

Conclusion
La présence, l'extension et la progression de l'athérosclérose subclinique chez les individus asymptomatiques d'âge moyen sont associées à une accélération de l'âge épigénétique de Grim. L'analyse de la médiation à l'aide de données transcriptomiques et protéomiques suggère un rôle clé de l'inflammation systémique dans cette association, renforçant la pertinence des interventions sur l'inflammation pour prévenir les maladies cardiovasculaires.

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Co-supplementation of Vitamin K2 and Selenium Synergistically Improves Metabolic Status and Reduces Cardiovascular Risk Markers in Dyslipidemic Rabbits
Hebatallah Husseini Atteia Biological Trace Element Research volume 201, pages4758–4768 (2023)

This work investigated the impact of vitamin K2 and selenium co-supplementation on metabolic profile and indicators of cardiovascular health in dyslipidemic rabbits. Fifty adult male rabbits were equally allocated into 5 groups: Control group, Dyslipidemic group: received 0.5% cholesterol in diet for 12 weeks, groups 3, 4 and 5 dyslipidemic rabbits daily treated with vitamin K2 (10 mg/kg bw) or/and selenium (1 mg/kg bw) for 8 weeks. Co-supplementation of vitamin K2 and selenium significantly decreased body weight gain and blood pressure elevation in dyslipidemic rabbits compared to un-treated ones.

Consuming vitamin K2 plus selenium also markedly lowered serum lipids encompassing cholesterol, triglycerides and LDL and elevated HDL relative to placebo. Additionally, such co-supplementation reduced fasting glucose and insulin, enhancing insulin sensitivity with respect to placebo. Regarding cardiovascular risk markers, dyslipidemic rabbits received vitamin K2 concurrently with selenium displayed lower levels of atherogenic index (LDL/HDL), serum C-reactive protein, heart fatty acid-binding protein and asymmetric dimethylarginine as well as aortic ox-LDL, lipid peroxidation and calcium but higher levels of serum nitric oxide and aortic total antioxidants than un-treated ones.

Concomitant administration of vitamin K2 and selenium improved metabolic profile, markers of cardiovascular health and atherosclerosis in dyslipidemic rabbits.

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Traduction de l'étude

La co-supplémentation de vitamine K2 et de sélénium améliore de manière synergique l'état métabolique et réduit les marqueurs de risque cardiovasculaire chez les lapins dyslipidémiques
Hebatallah Husseini Atteia Recherche sur les éléments traces biologiques volume 201, pages 4758–4768 (2023)

Ce travail a étudié l'impact de la co-supplémentation en vitamine K2 et en sélénium sur le profil métabolique et les indicateurs de la santé cardiovasculaire chez les lapins dyslipidémiques. Cinquante lapins mâles adultes ont été équitablement répartis en 5 groupes : groupe témoin, groupe dyslipidémique : a reçu 0,5 % de cholestérol dans l'alimentation pendant 12 semaines, groupes 3, 4 et 5 lapins dyslipidémiques traités quotidiennement avec de la vitamine K2 (10 mg/kg pc) ou/et sélénium (1 mg/kg pc) pendant 8 semaines. La co-supplémentation en vitamine K2 et en sélénium a significativement réduit le gain de poids corporel et l'élévation de la pression artérielle chez les lapins dyslipidémiques par rapport à ceux non traités.

La consommation de vitamine K2 et de sélénium a également considérablement réduit les lipides sériques englobant le cholestérol, les triglycérides et les LDL et élevé le HDL par rapport au placebo. De plus, une telle co-supplémentation a réduit la glycémie à jeun et l'insuline, améliorant la sensibilité à l'insuline par rapport au placebo. En ce qui concerne les marqueurs de risque cardiovasculaire, les lapins dyslipidémiques recevant de la vitamine K2 en même temps que du sélénium présentaient des niveaux inférieurs d'indice athérogène (LDL/HDL), de protéine C-réactive sérique, de protéine de liaison aux acides gras cardiaques et de diméthylarginine asymétrique ainsi que d'ox-LDL aortique, de peroxydation lipidique et de calcium, mais des niveaux plus élevés d'oxyde nitrique sérique et d'antioxydants totaux aortiques que ceux non traités.

L'administration concomitante de vitamine K2 et de sélénium a amélioré le profil métabolique, les marqueurs de la santé cardiovasculaire et l'athérosclérose chez les lapins dyslipidémiques

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The association of vitamin K status with lung function and disease in a general population
Torkil Jespersen ERJ Open Research 2023;

Introduction Matrix Gla Protein (MGP) is an inhibitor of lung tissue calcification. Plasma levels of dephosphorylated-uncarboxylated MGP (dp-ucMGP) is a biomarker of vitamin K status. The present study assessed whether lower vitamin K status (reflected by higher dp-ucMGP) was associated with lung function and lung disease/symptoms.

Methods A general population sample of 4,092 individuals, aged 24 to 77 years, underwent a health examination including questionnaires, spirometry, and measurements of plasma dp-ucMGP. Associations of dp-ucMGP with lung function and self-reported disease/symptoms were estimated using regression models adjusted for age, sex, and height. Associations were expressed as beta-estimates or odds ratios (ORs) per doubling in dp-ucMGP.

Results Lower vitamin K status (higher dp-ucMGP) was associated with lower forced expiratory volume in the first second (FEV1) (98 mL; 95% CI: 54 to 141 mL) and lower forced vital capacity (FVC) (136 mL; 95% CI: 85 to 187 mL). Dp-ucMGP was not associated with the FEV1/FVC-ratio (0.0 percentage points higher than the expected value; 95% CI: −1.0 to 1.0). Furthermore, lower vitamin K status was associated with chronic obstructive lung disease (COPD) (OR 2.24; 95% CI: 1.53 to 3.27), wheezing (OR 1.81; 95% CI: 1.44 to 2.28), and asthma (OR 1.44; 95% CI: 1.12 to 1.83).

Conclusion Lower vitamin K status was associated with lower ventilatory capacity (lower FEV1 and FVC), and with higher risk of self-reported asthma, COPD, and wheezing. Vitamin K status was not associated with airflow obstruction (FEV1/FVC-ratio).

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Traduction de l'étude

L'association du statut en vitamine K avec la fonction pulmonaire et la maladie dans une population générale
Torkil Jespersen ERJ Open Research 2023 ;

Introduction Matrix Gla Protein (MGP) est un inhibiteur de la calcification des tissus pulmonaires. Les taux plasmatiques de MGP déphosphorylé-non carboxylé (dp-ucMGP) sont un biomarqueur du statut en vitamine K. La présente étude a évalué si un statut inférieur en vitamine K (reflété par un dp-ucMGP plus élevé) était associé à la fonction pulmonaire et aux maladies/symptômes pulmonaires.

Méthodes Un échantillon de la population générale de 4 092 individus, âgés de 24 à 77 ans et demi, a subi un examen de santé comprenant des questionnaires, une spirométrie et des mesures de dp-ucMGP plasmatique. Les associations de dp-ucMGP avec la fonction pulmonaire et les maladies/symptômes autodéclarés ont été estimées à l'aide de modèles de régression ajustés en fonction de l'âge, du sexe et de la taille. Les associations ont été exprimées sous forme d'estimations bêta ou de rapports de cotes (OR) par doublement de dp-ucMGP.

Résultats Un statut en vitamine K plus bas (dp-ucMGP plus élevé) était associé à un volume expiratoire forcé plus faible dans la première seconde (FEV1) (98 mL ; IC à 95 % : 54 à 141 mL) et à une capacité vitale forcée (CVF) plus faible (136 mL ; IC à 95 % : 85 à 187 mL). Dp-ucMGP n'était pas associé au rapport VEMS/CVF (0,0 point de pourcentage supérieur à la valeur attendue ; IC à 95 % : -1,0 à 1,0). De plus, un statut inférieur en vitamine K était associé à la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) (OR 2,24 ; IC à 95 % : 1,53 à 3,27), à la respiration sifflante (OR 1,81 ; IC à 95 % : 1,44 à 2,28) et à l'asthme (OR 1,44 ; 95 % IC : 1,12 à 1,83).

Conclusion Un statut inférieur en vitamine K était associé à une capacité ventilatoire plus faible (VEMS et CVF inférieurs) et à un risque plus élevé d'asthme, de BPCO et de respiration sifflante autodéclarés. Le statut en vitamine K n'était pas associé à une obstruction des voies respiratoires (rapport VEMS/CVF).

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Menaquinone-4 prevents medication-related osteonecrosis of the jaw through the SIRT1 signaling-mediated inhibition of cellular metabolic stresses-induced osteoblast apoptosis
Yajun Cui Free Radical Biology and Medicine Volume 206, September 2023, Pages 33-49

Long-term usage of bisphosphonates, especially zoledronic acid (ZA), induces osteogenesis disorders and medication-related osteonecrosis of the jaw (MRONJ) in patients, thereby contributing to the destruction of bone remodeling and the continuous progression of osteonecrosis. Menaquinone-4 (MK-4), a specific vitamin K2 isoform converted by the mevalonate (MVA) pathway in vivo, exerts the promotion of bone formation, whereas ZA administration suppresses this pathway and results in endogenous MK-4 deficiency. However, no study has evaluated whether exogenous MK-4 supplementation can prevent ZA-induced MRONJ. Here we showed that MK-4 pretreatment partially ameliorated mucosal nonunion and bone sequestration among ZA-treated MRONJ mouse models. Moreover, MK-4 promoted bone regeneration and inhibited osteoblast apoptosis in vivo. Consistently, MK-4 downregulated ZA-induced osteoblast apoptosis in MC3T3-E1 cells and suppressed the levels of cellular metabolic stresses, including oxidative stress, endoplasmic reticulum stress, mitochondrial dysfunction, and DNA damage, which were accompanied by elevated sirtuin 1 (SIRT1) expression. Notably, EX527, an inhibitor of the SIRT1 signaling pathway, abolished the inhibitory effects of MK-4 on ZA-induced cell metabolic stresses and osteoblast damage. Combined with experimental evidences from MRONJ mouse models and MC3T3-E1 cells, our findings suggested that MK-4 prevents ZA-induced MRONJ by inhibiting osteoblast apoptosis through suppression of cellular metabolic stresses in a SIRT1-dependent manner.

The results provide a novel translational direction for the clinical application of MK-4 for preventing MRONJ.

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Traduction de l'étude

La ménaquinone-4 prévient l'ostéonécrose de la mâchoire liée aux médicaments grâce à l'inhibition médiée par la signalisation SIRT1 de l'apoptose des ostéoblastes induite par les stress métaboliques cellulaires
Yajun Cui Free Radical Biology and Medicine Volume 206, Septembre 2023, Pages 33-49

L'utilisation à long terme des bisphosphonates, en particulier l'acide zolédronique (ZA), induit des troubles de l'ostéogenèse et une ostéonécrose médicamenteuse de la mâchoire (MRONJ) chez les patients, contribuant ainsi à la destruction du remodelage osseux et à la progression continue de l'ostéonécrose. La ménaquinone-4 (MK-4), une isoforme spécifique de la vitamine K2 convertie par la voie du mévalonate (MVA) in vivo, favorise la formation osseuse, tandis que l'administration de ZA supprime cette voie et entraîne un déficit endogène en MK-4. Cependant, aucune étude n'a évalué si la supplémentation en MK-4 exogène peut prévenir la MRONJ induite par ZA. Ici, nous avons montré que le prétraitement MK-4 améliorait partiellement la pseudarthrose muqueuse et la séquestration osseuse chez les modèles de souris MRONJ traités au ZA. De plus, MK-4 a favorisé la régénération osseuse et inhibé l'apoptose des ostéoblastes in vivo. De manière cohérente, MK-4 a régulé négativement l'apoptose des ostéoblastes induite par ZA dans les cellules MC3T3-E1 et a supprimé les niveaux de stress métaboliques cellulaires, y compris le stress oxydatif, le stress du réticulum endoplasmique, le dysfonctionnement mitochondrial et les dommages à l'ADN, qui étaient accompagnés d'une élévation de la sirtuine 1 (SIRT1) expression. Notamment, EX527, un inhibiteur de la voie de signalisation SIRT1, a aboli les effets inhibiteurs de MK-4 sur les stress métaboliques cellulaires induits par ZA et les dommages ostéoblastiques. Combinés aux preuves expérimentales de modèles de souris MRONJ et de cellules MC3T3-E1, nos résultats suggèrent que MK-4 empêche le MRONJ induit par ZA en inhibant l'apoptose des ostéoblastes par la suppression des stress métaboliques cellulaires de manière dépendante de SIRT1.

Les résultats fournissent une nouvelle direction translationnelle pour l'application clinique de MK-4 pour prévenir la MRONJ.

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The relationship between vitamin K and T2DM: a systematic review and meta-analysis
Boyang Qu, Food & Function Issue 19, 2023

Background: Previous studies have shown the potential role of vitamin K supplementation in the prevention and treatment of many diseases. However, the effect of vitamin K supplementation on blood glucose remains controversial. The purpose of this study was to assess the effects of vitamin K supplementation on glycemia-related indicators, including Fasting Blood Sugar (FBS), Fasting Insulin (FINS) and Homeostasis Model Assessment of Insulin Resistance (HOMA-IR). The potential association between vitamin K and type 2 diabetes mellitus (T2DM) risk was also evaluated. Methods: Up to April 2023, Cochrane, PubMed, Web of Science, Medline and EMBASE databases were searched to assess the effects of vitamin K on blood glucose and the risk of developing T2DM. Results: A meta-analysis of seven studies (813 participants) found vitamin K supplementation significantly reduced FBS (SMD = −0.150 mg dl−1, 95% CI = −0.290, −0.010 mg dl−1) and HOMA-IR (SMD = −0.200, 95% CI = −0.330, −0.060), but not FINS. Five studies with a total of 105 798 participants were included in the meta-analysis of the association between vitamin K and T2DM.

The results showed that vitamin K was associated with the reduced risk of developing T2DM (HR = 0.79, 95% CI [0.71–0.88], P < 0.001).

Conclusion: The meta-analysis demonstrated that vitamin K supplementation had a significant effect on the regulation of FBS and HOMA-IR in the population. Moreover, vitamin K was associated with the reduced risk of developing T2DM. Considering some limitations found in this study, additional data from large clinical trials are needed.