Проект по фонд „Наука"

Витамин К статус и показатели на енергийния метаболизъм в експериментални и клинични условия

Ръководител: Доц. Мария Желязкова – Савова, дм

Изследвания, проведени през последните години, разкриват, че витамин К, освен в коагулацията, е въвлечен и в много други физиологични процеси.  Поради това той има терапевтичен потенциал при разнообразни нарушения – остеопороза, съдова калцификация, злокачествени заболявания, за невропротекция. Витамин К осъществява ефектите си чрез витамин К-зависими протеини като остеокалцин, матриксен Gla-протеин, gas-6 и други, които се активират чрез  гама-карбоксилиране на глутаминови остатъци. Има данни, че както витамин К, така и остеокалцинa, но в некарбоксилираната му форма, повлияват благоприятно енергийния метаболизъм. Това противоречие събуди интереса ни, така че проведохме експеримент, при който плъхове на диета с повишено съдържание на мазнини и въглехидрати с цел развитие на метаболитен синдром, бяха третирани с витамин К1 и витамин К2. Първата цел беше да установим дали метаболитният синдром сам по себе си води до промени в нивата на кароксилирания и/или некарбоксилирания остеокалцин и дали тези промени, ако има такива, корелират с други клинични и лабораторни показатели на метаболитния синдром. Втората цел беше да разберем дали витамин К сам по себе си води до благоприятни метаболитни промени. Искахме също да проверим дали метаболитният синдром се асоциира с промени в поведението и как приложението на витамин К би ги повлияло. Първите ни резултати разкриха, че при експерименталния модел на метаболитен синдром се наблюдава понижаване на нивата на некарбоксилирания остеокалцин, както при нетретираните, така и при третираните с витамин К плъхове. Приложението на витамин К не само че не подобри повечето от показателите на метаболитния синдром, но даже влоши някои от тях. Това се потвърди чрез хистологично изследване, което показа чернодробна стеатоза и липоматоза на панкреаса при всички групи, получаващи висококалорична диета. Единственият показател, който се повлия благоприятно, беше инсулиновата резистентност при плъховете, третирани с витамин К1 – при инсулин толерантния тест се установи частично повишаване на чувствителността към инсулин. Този ефект беше съчетан с намаление на оксидативния стрес, характерен за метаболитния синдром. Инсулиновата резистентност се дължи, поне отчасти, на генерирането на свободни кислородни радикали, така че ефектът на витамин К1 може да бъде обяснен с неговата антиоксидантна активност. Освен това установихме, че плъховете с модел на метаболитен синдром показват тревожно и депресивно-подобно поведение и тези промени бяха антагонизирани от витамин К. Паметовият дефицит обаче, който също се асоциира с метаболитния синдром, не се повлия благоприятно от витамин К. Все още не сме изследвали нивата на серумния лептин и адипонектин и не сме установили корелацията им с нивата на остеокалцин.

Клиничната част на изследването включва 6-месечно проследяване на деца с метаболитен синдром. Те ще бъдат изследвани рутинно за симптомите на заболяването и нивата на карбоксилирания и некарбоксилирания остеокалцин ще бъдат определяни в началото и в края на лечението им (чрез диета и физически упражнения). Ще бъде потърсена връзка между нивата на остеокалцина и рутинните лабораторни показатели, както и нивата на инсулин, лептин и адипонектин.

Резултатите бяха представени на VII-я Национален конгрес по фармакология, проведен в Плевен на 17 – 19 октомври 2014 под формата на 2 постера и 1 устна презентация. В близко бъдеще ще бъдат представени и под формата на публикации.

1. Gancheva S, Zhelyazkova-Savova M, Galunska B, Chervenkov T. Rat models of metabolic syndrome. J Biomed Clin Res 2014, 7(1); Suppl. 1, p. 65
2. Gancheva S, Zhelyazkova-Savova M. Behavioral tests in rat models of metabolic syndrome. J Biomed Clin Res 2014, 7(1); Suppl. 1, p. 24
3. Zhelyazkova-Savova M, Galunska B, Gancheva S,Popov H, Kitanova M, Genev P. Effects of vitamin K on rats fed high-fat high-fructose diet. J Biomed Clin Res 2014, 7(1); Suppl. 1, p. 62 

Презентации, засягащи връзката на витамин К с кардиометаболитни и други заболявания бяха представени на научни форуми:

1. Gancheva S, Zhelyazkova-Savova M, Galunska B. Vitamin K: the multiple faces of an old vitamin. Scripta Scientifica Pharmaceutica, 2014 (1), suppl. 1, p.35
2. Galunska, B., M. Zhelyazkova-Savova, S. Gancheva. Vitamin K and Cardiometabolic syndrome - ISORD 2011. 9-ти Международен симпозиум по затлъстяване и съпътстващи заболявания, 21-23. 09. 2011, Гранд  хотел "Фламинго", кк. "Албена".
3. Галунска, Б., М. Желязкова-Савова, С. Ганчева. Калциев парадокс и роля на витамин К. Балкански медицински дни, 16-18.09. 2011 Варна, кк. "Св. Константин и Елена".

Предварителната работа по създаването на подходящ модел на метаболитен синдром при плъхове също беше представена на научни форуми:

1. Gancheva S, Zhelyazkova-Savova M, Galunska B. Comparative biochemical and behavioral indices in rat models of metabolic syndrome and type 2 diabetes. 32^nd Balkan Medical Week, University of Nis, Serbia, 21-23 September 2012. Abstract: P.164
2. Gancheva S., Zhelyazkova-Savova M., Galunska B. Our experience with experimental models of metabolic syndrome in rats. XII International Congress of Medical Sciences 09-12 May 2013, Sofia. Abstract: p.89