Vitamin K ist eine Gruppe strukturell ähnlicher, fettlöslicher Vitamine, die in Lebensmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln enthalten sind. Der menschliche Körper benötigt Vitamin K zur vollständigen Synthese bestimmter Proteine, die für die Blutgerinnung (K aus Koagulation, dänisch für “Gerinnung”) oder zur Kontrolle der Kalziumbindung in Knochen und anderen Geweben benötigt werden. Die vollständige Synthese beinhaltet die endgültige Modifikation dieser sogenannten “Gla-Proteine” durch das Enzym Gamma-Glutamylcarboxylase, das Vitamin K als Cofaktor verwendet. Diese Modifikation ermöglicht es ihnen, Calciumionen zu binden (zu chelatisieren), was sie sonst nicht tun können. Ohne Vitamin K ist die Blutgerinnung stark beeinträchtigt und es kommt zu unkontrollierten Blutungen. Vorläufige klinische Untersuchungen deuten darauf hin, dass ein Mangel an Vitamin K die Knochen schwächen und möglicherweise zu Osteoporose führen und die Verkalkung von Arterien und anderen Weichteilen fördern kann. Chemisch gesehen umfasst die Vitamin K-Familie 2-Methyl-1,4-naphthochinon (3-) -Derivate. Vitamin K enthält zwei natürliche Vitamere: Vitamin K1 und Vitamin K2. Vitamin K2 wiederum besteht aus einer Reihe verwandter chemischer Subtypen mit unterschiedlichen Längen von Kohlenstoffseitenketten, die aus Isoprenoidgruppen von Atomen bestehen. Vitamin K1, auch bekannt als Phyllochinon oder Phytomenadion, wird von Pflanzen hergestellt und kommt in höchsten Mengen in grünem Blattgemüse vor, da es direkt an der Photosynthese beteiligt ist. Es kann als pflanzliche Form von Vitamin K angesehen werden. Es ist als Vitamin bei Tieren aktiv und erfüllt die klassischen Funktionen von Vitamin K, einschließlich seiner Aktivität bei der Produktion von Blutgerinnungsproteinen. Tiere können es auch in Form des Homologen MK-4 (bekannt als Menachinon) in Vitamin K2 umwandeln. Bakterien in der Darmflora können K1 auch als MK-4 in Vitamin K2 umwandeln. Darüber hinaus verlängern Bakterien typischerweise die Isoprenoid-Seitenkette von Vitamin K2, um eine Reihe von Vitamin K2-Formen (Vitameren) zu produzieren, insbesondere die MK-7- bis MK-11-Homologen von Vitamin K2. Alle Formen von K2 außer MK-4 können nur von Bakterien produziert werden, die diese während der anaeroben Atmung verwenden. Das MK-7 und andere bakteriell abgeleitete Formen von Vitamin K2 zeigen bei Tieren eine Vitamin-K-Aktivität, aber der zusätzliche Nutzen von MK-7 gegenüber MK-4, falls vorhanden, ist unklar und wird untersucht. Da eine synthetische Form von Vitamin K, Vitamin K3 (Menadion), durch Beeinträchtigung der Funktion von Glutathion toxisch sein kann, wird es nicht mehr zur Behandlung von Vitamin K-Mangel verwendet.

Geschichte 1929 untersuchte der dänische Wissenschaftler Henrik Dam die Rolle des Cholesterins, indem er Hühner mit einer cholesterinarmen Diät fütterte. Er wiederholte zunächst Experimente, die von Wissenschaftlern des Ontario Agricultural College (OAC) berichtet wurden. McFarlane, Graham und Richardson, die am Kükenfutterprogramm bei OAC arbeiteten, hatten Chloroform verwendet, um alles Fett aus dem Kükenfutter zu entfernen. Sie bemerkten, dass Küken, die nur mit fettarmem Futter gefüttert wurden, Blutungen entwickelten und an Markierungsstellen zu bluten begannen. [83] Dam stellte fest, dass diese Defekte durch Zugabe von gereinigtem Cholesterin zur Diät nicht wiederhergestellt werden konnten. Es stellte sich heraus, dass – zusammen mit dem Cholesterin – eine zweite Verbindung aus dem Lebensmittel extrahiert worden war, und diese Verbindung wurde als Gerinnungsvitamin bezeichnet. Das neue Vitamin erhielt den Buchstaben K, weil die ersten Entdeckungen in einer deutschen Zeitschrift veröffentlicht wurden, in der es als Koagulationsvitamin bezeichnet wurde. Edward Adelbert Doisy von der Saint Louis University hat einen Großteil der Forschungen durchgeführt, die zur Entdeckung der Struktur und der chemischen Natur von Vitamin K führten. [84] Dam und Doisy teilten sich 1943 den Nobelpreis für Medizin für ihre 1939 veröffentlichten Arbeiten zu Vitamin K (K1 und K2). Mehrere Laboratorien synthetisierten die Verbindung (en) 1939. [85] Für mehrere Jahrzehnte war das Kükenmodell mit Vitamin K-Mangel die einzige Methode zur Quantifizierung von Vitamin K in verschiedenen Nahrungsmitteln: Die Küken wurden mit Vitamin K-Mangel hergestellt und anschließend mit bekannten Mengen an Vitamin K-haltigem Futter gefüttert. Das Ausmaß, in dem die Blutgerinnung durch die Nahrung wiederhergestellt wurde, wurde als Maß für den Vitamin-K-Gehalt herangezogen. Drei Gruppen von Ärzten fanden dies unabhängig voneinander: das Biochemical Institute, die Universität Kopenhagen (Dam und Johannes Glavind), die Abteilung für Pathologie der Universität Iowa (Emory Warner, Kenneth Brinkhous und Harry Pratt Smith) und die Mayo-Klinik (Hugh Butt, Albert Snell) und Arnold Osterberg). [ Der erste veröffentlichte Bericht über eine erfolgreiche Behandlung lebensbedrohlicher Blutungen mit Vitamin K bei einem Patienten mit Gelbsucht und Prothrombinmangel wurde 1938 von Smith, Warner und Brinkhous veröffentlicht. Die genaue Funktion von Vitamin K wurde erst 1974 entdeckt, als drei Laboratorien (Stenflo et al., Nelsestuen et al. und Magnusson et al.) den Vitamin K-abhängigen Gerinnungsfaktor Prothrombin isolierten (Faktor II) von Kühen, die eine hohe Dosis eines Vitamin-K-Antagonisten, Warfarin, erhalten haben. Es wurde gezeigt, dass, während mit Warfarin behandelte Kühe eine Form von Prothrombin hatten, die 10 Glutamat (Glu) Aminosäurereste nahe dem Aminoterminus dieses Proteins enthielt, die normalen (unbehandelten) Kühe 10 ungewöhnliche Reste enthielten, die chemisch als γ- identifiziert wurden. Carboxyglutamat (Gla). Die zusätzliche Carboxylgruppe in Gla machte deutlich, dass Vitamin K eine Rolle bei einer Carboxylierungsreaktion spielt, bei der Glu in Gla umgewandelt wird.