Die Rolle von Vitamin K2 in der Osteoporose-Diagnostik – Etablierung neuer Messparameter

Outcomes after circumcision in children - factors influencing parental satisfaction

by Luzia Maria Ingenlath
Doctoral thesis
Date of Examination:2025-11-12
Date of issue:2025-10-28
Advisor:Prof. Dr. Heide Siggelkow
Referee:Prof. Dr. Heide Siggelkow
Referee:Prof. Dr. Dominik Saul
Referee:Prof. Dr. Dirk Raddatz
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-11580

 

 

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Abstract

English

Osteoporosis is a disease of bone metabolism that can lead to frequent fractures and thus a reduced quality of life. Diagnosis primarily involves bone density measurement using DXA and various laboratory parameters. Vitamin K and its subforms are not yet standard practice, but are believed to have a positive effect on bone metabolism. The exploratory study presented here investigated vitamin K2 supply and diagnostics in osteoporosis patients at the Endocrinology Center in Göttingen. The LC-MS/MS measurement newly established by amedes MVZ wagnerstibbe was used for this purpose. The aim was to analyze the vitamin K2 status of the collective and whether the measurement of vitamin K2 and its associated relevant parameters could be a useful addition to the diagnosis of osteoporosis. This is a retrospective study in which the patient group consists of 100 osteoporosis patients, six of whom were substituted with vitamin K2 during the course of the study due to low vitamin K2 status. The overall group consisted of 84% primarily postmenopausal women and 16% men, but compared to other studies, the age range was wide. Forty-five percent of patients regularly took osteoporosis-specific therapy. Sixty percent of study participants reported a history of fractures. The evaluations of bone density measurements using DXA showed that the men in the cohort tended to have poorer measurements in the peripheral bones (femur), whereas the women had comparatively poorer bone substance in the spine. We were able to show that specific osteoporosis therapy such as bisphosphonates and denosumab resulted in lower osteocalcin levels, while teriparatide therapy resulted in higher levels when comparing the groups. It turned out that at the first measurement date, most patients in the collective already had high vitamin K2-MK7 levels (1.9±4.4 μg/l, normal range: 0.1–0.82 μg/l), but also elevated levels of uncarboxylated osteocalcin (3.2±2.24 μg/l, normal range 0.6–3.34 μg/l), which is an indirect marker for vitamin K2 status. Vitamin K2 supplementation (in n=6), there was an increase in vitamin K2 MK7 serum levels (from 1.0±0.8 μg/l to 5.0±3.7 μg/l) and a non-significant decrease in ucOC values (from 5.0±2.74 μg/l to 4.3±2.14 μg/l). A significant correlation was found between vitamin K1 and vitamin K2 MK4 levels (p=0.038), as well as between osteocalcin levels (p=<0.001) and between carboxylated osteocalcin and alkaline bone phosphatase (p=<0.001). In our overall cohort, there was a weakly significant correlation between elevated vitamin K2-MK7 serum levels (p=0.04) and higher BMI, and a decrease in vitamin K1 levels with increasing age (p=0.012). No significant correlations were found between vitamin K2-related parameters and vitamin D status, bone density, or fracture rate. Measuring vitamin K1, vitamin K2-MK7, and, if no osteoporosis-specific medication is being taken, osteocalcin forms, appears to be a useful addition to osteoporosis diagnostics. Vitamin K2 levels in the overall cohort were within the normal range but borderline low. In patients with elevated uncarboxylated osteocalcin as a sign of vitamin K2 deficiency, supplementation with 100 μg of vitamin K2 daily does not appear to be sufficient for a significant improvement in vitamin K status in our cohort, and a higher dosage may be advisable. Particularly in older patients, attention should be paid to ensuring adequate vitamin K status and supplementation should be considered if the side effect profile is favorable. Whether this also has positive effects on bone density and fracture rate is controversial in the literature and should be investigated in further studies.
Keywords: osteoporosis; osteoporosis therapy; vitamin K2; osteocalcin

German

Osteoporose ist eine Erkrankung des Knochenstoffwechsels, bei der es gehäuft zu Frakturen und damit einer Einschränkung der Lebensqualität kommen kann. In der Diagnostik werden vor allem die Knochendichtemessung mittels DXA und diverse Laborparameter verwendet. Vitamin K mit seinen Unterformen gehört aktuell noch nicht standardmäßig dazu, soll aber den Knochenstoffwechsel positiv beeinflussen. In der hier vorgestellten explorativen Studie wurde die Vitamin K2-Versorgung und Diagnostik bei Osteoporosepatienten des Endokrinologikums Göttingen untersucht. Dabei wurde die von amedes MVZ wagnerstibbe in diesem Rahmen neu etablierte LC-MS/MS-Messung verwendet. Es sollte analysiert werden, wie der Vitamin K2-Status des Kollektivs ist und ob die Messung von Vitamin K2 und seinen dazugehörigen relevanten Parametern eine sinnvolle Ergänzung in der Diagnostik der Osteoporose sein kann. Es handelt sich um eine retrospektive Studie, bei der sich das Patientenkollektiv aus 100 Osteoporosepatienten zusammensetzt, wovon sechs Patientinnen bei erniedrigtem Vitamin K2-Status im Verlauf substituiert wurden. Es zeigte sich ein Gesamtkollektiv mit 84% vorrangig postmenopausalen Frauen und 16% Männern, jedoch im Vergleich zu anderen Studien einer großen Altersspannweite. 45% der Patienten nahm regelmäßig eine Osteoporose-spezifische Therapie ein. 60% der Studienteilnehmer gaben anamnestisch Frakturen in der Vorgeschichte an. Die Auswertungen der Knochendichtemessungen mittels DXA ergaben, dass die Männer des Kollektivs tendenziell schlechtere Messwerte in den peripheren Knochen (Femur) aufwiesen, wohingegen die Frauen eine im Vergleich schlechtere Knochensubstanz der Wirbelsäule hatten. Wir konnten zeigen, dass unter spezifischer Osteoporose-Therapie wie Bisphosphonaten und Denosumab niedrigere und Teriparatid-Therapie höhere Osteocalcin-Werte im Gruppenvergleich messbar waren. Es stellte sich heraus, dass bereits zum ersten Messtermin die meisten Patienten des Kollektivs hohe Vitamin K2-MK7-Spiegel (1,9±4,4 μg/l, Normbereich: 0,1 – 0,82 μg/l), jedoch auch erhöhte Messwerte für das uncarboxylierte Osteocalcin (3,2±2,24 μg/l, Normbereich 0,6 – 3,34 μg/l) aufwiesen, welches ein indirekter Marker für den Vitamin K2-Status ist. Unter Vitamin K2-Substitution (bei n=6) zeigte sich ein Anstieg der Vitamin K2 MK7-Serumspiegel (von 1,0±0,8 μg/l auf 5,0±3,7 μg/l) sowie ein nicht signifikantes Absinken der ucOC-Werte (von 5,0±2,74 μg/l auf 4,3±2,14 μg/l). Ein signifikanter Zusammenhang der Höhe des Vitamin K1 und Vitamin K2-MK4 (p=0,038), sowie der Osteocalcin-Werte untereinander (p=<0,001) und von carboxyliertem Osteocalcin und der alkalischen Knochenphosphatase (p=<0,001) konnte dargestellt werden. In unserem Gesamtkollektiv zeigte sich ein schwach signifikanter Zusammenhang von erhöhtem Vitamin K2-MK7-Serumspiegel (p=0,04) bei höherem BMI und ein mit zunehmendem Lebensalter erniedrigter Vitamin K1-Spiegel (p=0,012). Signifikante Korrelationen der Vitamin K2-relevanten Parameter mit dem Vitamin D-Status, der Knochendichte und der Frakturrate zeigten sich nicht. Die Messung von Vitamin K1, Vitamin K2-MK7 und, wenn keine Osteoporose-spezifische Medikation eingenommen wird, auch den Osteocalcin-Formen, scheint eine sinnvolle Ergänzung in der Osteoporose-Diagnostik zu sein. Die Vitamin K2-Versorgung im Gesamtkollektiv war im Normbereich, aber grenzwertig niedrig. Bei Patienten mit erhöhtem uncarboxylierten Osteocalcin als Zeichen eines Vitamin K2-Mangels scheint eine Supplementierung von Vitamin K2 mit einer Dosierung von 100 μg täglich für eine signifikante Verbesserung des Vitamin K-Status in unserem Kollektiv nicht ausreichend und eine höhere Dosierung könnte sinnvoll sein. Grade bei älteren Patienten sollte auf einen ausreichenden Vitamin K-Status geachtet und bei günstigem Nebenwirkungsprofil substituiert werden. Ob dies auch positive Effekte auf die Knochendichte und Frakturrate hat, ist in der Literatur umstritten und sollte in weiteren Studien untersucht werden.
 
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