De darmmicrobiota bij mensen met de ziekte van Crohn verschilt in proportie en samenstelling van die van patiënten zonder deze ziekte. Dit kan gevolgen hebben voor de vitamine K-status en het risico op osteoporose bij Crohn-patiënten. Japanse onderzoekers bekeken aan de hand van fecesonderzoek of patiënten geïdentificeerd kunnen worden met een risico op vitamine K-tekort.
Osteoporose of osteopenie zijn bekende problemen bij patiënten met de ziekte van Crohn. Gebleken is dat een vitamine K-tekort vaker voorkomt bij patiënten met IBD (inflammatoire darmziekten), zoals de ziekte van Crohn. Bij Crohn-patiënten kan een vitamine K-tekort ontstaan door malabsorptie, veroorzaakt door aantasting of resectie van de dunne darm, een vetbeperkt dieet en het gebruik van glucocorticoïden. Vitamine K speelt een belangrijke rol voor de botdichtheid.
Vitamine K en microbioom
Voor het eerst bekeken Japanse gastro-enterologen, samen met andere onderzoekers, of een vitamine K-tekort bij Crohn-patiënten ook in verband staat met de darmmicrobiota (voorheen darmflora genoemd) [1]. De aanwezigheid van vitamine K2 in de darmen is namelijk gerelateerd aan de samenstelling van de darmmicrobiota. Bij Crohn-patiënten is vaak sprake van een zekere mate van dysbiose. Recente bevindingen laten een mogelijk verband zien tussen de darmmicrobiota en osteoporose.
Marker onderzoek
De Japanse onderzoekers voerden een uitgebreide inventarisatie uit van de samenstelling van de darmmicrobiota bij patiënten met de ziekte van Crohn. Dit gebeurde aan de hand van fecesanalyses bij 26 patiënten die in een klinisch inactieve fase van de ziekte verkeerden.
Verder bepaalden ze de vitamine K-status bij deze patiënten aan de hand van de bloedspiegels van niet-geactiveerd osteocalcine (ucOC). Een verhoogde spiegel van ucOC is tevens een marker voor een niet-optimale vitamine K-voorziening in de botten. Bij een optimale vitamine K-voorziening is er meer van het boteiwit osteocalcine in de geactiveerde vorm beschikbaar (gecarboxyleerd osteocalcine), dat nodig is voor het behoud van de botdichtheid.
Een Nederlandse studie toonde al aan dat bij Crohn-patiënten een lage vitamine K-status, gemeten aan de ucOC-spiegel, een onafhankelijke risicofactor is voor een lage botdichtheid in de lumbale wervels. Dit was niet het geval voor de vitamine D bloedspiegel [2], ook al kan er bij de ziekte van Crohn eveneens malabsorptie zijn van vitamine D.
Opzet onderzoek
De deelnemers, die tussen de 19,5 en 23 jaar Crohn-patiënt waren, werden ingedeeld in twee groepen afhankelijk van de ucOC-spiegel. De onderzoekers vergeleken de microbiota-profielen van patiënten met een normale ucOC-spiegel (<4,5 ng/ml: vitamine K-normale groep) met die van patiënten met een hoge ucOC-spiegel (≥4,5 ng/ml: vit K-deficiënte groep).
In Japan is 4,5 ng/ml de afkapwaarde voor osteoporose [1].
Zeventien van de zesentwintig patiënten vielen in de vitamine K-deficiënte groep.
Verandering microbioom en vitamine K-tekort
In de vitamine K-deficiënte groep werd een verminderde diversiteit gevonden in de darmmicrobiota, vergeleken met de vitamine K-normale groep. Dit was zowel het geval op het niveau van bacteriefamilie als op bacteriegeslacht.
Verder vond men een significante, omgekeerde correlatie tussen de ucOC-spiegel en lokale diversiteit in de microbiota. Zo waren in de vitamine K-deficiënte groep vooral Enterococcaceae, Paraprevotellaceae en Clostridiales toegenomen en Firmicutes afgenomen, met name Lachnospiraceae en Ruminococcaeae.
De laatste twee genoemde bacteriefamilies zijn korte-keten vetzuren producerende bacteriën. Een tekort aan korte-keten vetzuren, zoals butyraat, kan tot de aanzet en het voortduren van ontstekingsprocessen in de darm leiden.
De verstoring in het microbiota-profiel die werd gevonden, ondanks dat de patiënten in remissie waren, neigde naar het type verstoring dat gezien wordt bij patiënten met actieve Crohn (afname van bacteriesoorten met ontstekingsremmende eigenschappen en toename van soorten met ontstekingsbevorderende eigenschappen). Volgens de onderzoekers duidt dit op het belang van darmmicrobiota-analyse voor de totale behandeling van patiënten met de ziekte van Crohn.
Verdere studies moeten uitwijzen of suppletie met vitamine K de samenstelling van de darmmicrobiota verandert en/of beïnvloeding van de microbiota met pro- of prebiotica of met fecestransplantatie de bloedspiegels van vitamine K kan veranderen en of dit vervolgens leidt tot verbetering van de botdichtheid [1].
Vitamine K en darmbarrière
Suppletie met vitamine K bij de ziekte van Crohn is mogelijk ook van nut vanwege ontstekingsremmende en darmbarrièrebeschermende eigenschappen. Bij Crohn-patiënten is vaak sprake van een abnormale darmpermeabiliteit of een verhoogde gevoeligheid daarvoor [1]. Het is niet bekend of dat oorzaak of gevolg is van de inflammatoire darmziekte.
Vitamine K is betrokken bij de bescherming en het herstel van de darmbarrière. Het stimuleert namelijk, evenals vitamine D3, de aanmaak van een darmenzym, het intestinale alkalische fosfatase [3]. Dit enzym heeft sterke ontstekingsremmende en antioxidant eigenschappen, bevordert de regeneratie van het darmslijmvlies en het herstel van de barrièrefunctie en breekt componenten af van darmbacteriën (LPS) die schadelijk zijn voor de darmbarrière.
Verandering van het microbioom bij inflammatoire darmziekten kan via een verzwakte darmbarrière leiden tot een ontregelde, inflammatoire immuunactiviteit in de darmen [4]. Vitamine K (K1 en K2) is bovendien in staat de LPS-geïnduceerde ontstekingsrespons in immuuncellen te remmen [5].
Verdere studies bij mensen zijn echter nog nodig om te zien of suppletie met vitamine K ontstekingsprocessen in de darmen kan verminderen die gerelateerd zijn aan LPS en/of een aangetaste darmbarrièrefunctie.
Bronnen
- Wagatsuma K, Yamada S, Ao M, et al. Diversity of Gut Microbiota Affecting Serum Level of Undercarboxylated Osteocalcin in Patients with Crohn’s Disease. Nutrients. 2019 Jul 8;11(7).
- Schoon EJ, Müller MC, Vermeer C, et al. Low serum and bone vitamin K status in patients with longstanding Crohn’s disease: another pathogenetic factor of osteoporosis in Crohn’s disease? Gut. 2001 Apr;48(4):473-7.
- Noda S, Yamada A, Tanabe R, et al. Menaquinone-4 (vitamin K(2)) up-regulates expression of human intestinal alkaline phosphatase in Caco-2 cells. Nutr Res. 2016 Nov;36(11):1269-1276.
- Ramos GP, Papadakis KA. Mechanisms of Disease: Inflammatory Bowel Diseases. Mayo Clin Proc. 2019 Jan;94(1):155-165.
- 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 Nutr Biochem. 2010 Nov;21(11):1120-6.
Bron: SpringfieldNutra