Densidad ósea y microbiota: el papel (olvidado) de la vitamina K2

El escenario clásico: calcio y vitamina D

Diagnóstico de principio de osteoporosis. El médico de cabecera prescribe un suplemento de calcio y vitamina D, el protocolo habitual. Y con razón: la vitamina D facilita la absorción intestinal de calcio y contribuye a mantener niveles séricos adecuados. Sin ella, el calcio dietético apenas se aprovecha.

Pero hay una pregunta clínica igual de relevante que muchas veces queda sin responder: ¿a dónde va ese calcio una vez absorbido?

El calcio no tiene un destino único. Es un catión que participa en procesos fisiológicos en múltiples tejidos: contracción muscular, señalización celular, coagulación… y, por supuesto, mineralización ósea. El problema aparece cuando el calcio absorbido no se dirige preferentemente al hueso, sino que se deposita en tejidos blandos — especialmente en las paredes arteriales.

Vitamina K2: la directora de tráfico del calcio

Aquí es donde entra en juego la vitamina K2, un grupo de compuestos conocidos como menaquinonas. A diferencia de la vitamina K1 (filoquinona), que se encuentra en vegetales de hoja verde y actúa principalmente en el hígado activando factores de coagulación, la K2 tiene una distribución más amplia en tejidos extrahepáticos como el hueso y la pared vascular.

De todas las formas de K2, la menaquinona-7 (MK-7) es una de las más estudiadas por su mayor vida media en el organismo y su superior biodisponibilidad frente a otras formas como la MK-4.

La vitamina K2 funciona como cofactor de la enzima γ-glutamil carboxilasa, que activa proteínas dependientes de vitamina K mediante una modificación postraduccional (la carboxilación de residuos de glutamato). Las dos proteínas más relevantes en el contexto óseo y cardiovascular son:

Osteocalcina

La osteocalcina es producida por los osteoblastos y, una vez carboxilada (es decir, activada por vitamina K), se une a la hidroxiapatita de la matriz ósea, promoviendo la mineralización. En su forma infracarboxilada (ucOC), esta capacidad se reduce considerablemente. Un metaanálisis de 16 ensayos clínicos aleatorizados con un total de 6.425 participantes concluyó que la suplementación con K2 mejoraba significativamente la densidad mineral ósea en la columna lumbar y reducía la incidencia de fracturas en mujeres posmenopáusicas (Ma et al., 2022). Otro ensayo clínico de 3 años demostró que dosis bajas de MK-7 reducían la pérdida ósea asociada a la edad en mujeres sanas posmenopáusicas (Knapen et al., 2013).

MGP (Matrix Gla Protein)

La MGP es sintetizada por las células musculares lisas vasculares y se considera uno de los inhibidores naturales más potentes de la calcificación vascular. Para cumplir esta función, la MGP necesita ser activada mediante carboxilación dependiente de vitamina K. Cuando los niveles de K2 son insuficientes, la MGP permanece en su forma inactiva (dp-ucMGP), y esta forma inactiva se ha asociado repetidamente con mayor calcificación arterial, rigidez vascular y riesgo cardiovascular. En modelos animales, los ratones sin el gen de MGP mueren a las pocas semanas de vida por calcificación arterial masiva y rotura de la aorta (Roumeliotis et al., 2019).

El gran estudio epidemiológico de Rotterdam, con 4.807 participantes, encontró que la ingesta dietética de vitamina K2 —pero no de K1— se asociaba inversamente con la calcificación aórtica, la mortalidad por todas las causas y la mortalidad coronaria (Geleijnse et al., 2004).

En resumen, la vitamina K2 actúa como una "directora de tráfico" del calcio: favorece que se deposite donde debe (el hueso) y ayuda a evitar que se acumule donde no debe (las arterias).

¿Qué papel juega la microbiota intestinal?

Y aquí es donde el tema se vuelve especialmente relevante para nosotros.

Las menaquinonas no solo se obtienen de la dieta (alimentos fermentados como el natto, ciertos quesos, yema de huevo). Una parte de la vitamina K2 es producida directamente por bacterias intestinales como parte de su metabolismo energético, ya que utilizan las menaquinonas como transportadores de electrones en sus cadenas respiratorias anaerobias.

Diversos géneros bacterianos presentes en el intestino humano son productores reconocidos de menaquinonas, entre ellos Bacteroides, Bifidobacterium, Lactobacillus, Enterococcus y ciertos miembros de las familias Lachnospiraceae y Ruminococcaceae (Walther et al., 2024). La contribución exacta de esta producción endógena al estatus global de vitamina K del organismo sigue siendo objeto de investigación, pero se estima que podría cubrir hasta un 50% de los requerimientos diarios.

Lo que sí está cada vez más claro es que la relación entre vitamina K y microbiota es bidireccional:

• La composición del microbioma influye en la cantidad y el tipo de menaquinonas producidas en el intestino. Las concentraciones fecales de distintas formas de menaquinona varían considerablemente entre individuos y se asocian con la composición de la microbiota, especialmente con la abundancia relativa de Bacteroides y Prevotella (Ellis et al., 2021).

• A su vez, la disponibilidad de vitamina K modula la propia composición microbiana. En modelos murinos, la deficiencia de vitamina K alteró significativamente la comunidad microbiana cecal, con enriquecimiento de familias como Lachnospiraceae y Ruminococcaceae — bacterias que no son productoras de menaquinonas — sugiriendo que la escasez de vitamina K da ventaja competitiva a microorganismos que no dependen de ella para su respiración (Ellis et al., 2021).

El eje microbiota–K2–calcio: una visión integrativa

El concepto del eje intestino-hueso (gut-bone axis) ha cobrado enorme relevancia en los últimos años. Cada vez hay más evidencia de que la microbiota intestinal regula el metabolismo óseo a través de múltiples vías: modulación del sistema inmune (especialmente del balance Th17/Treg y la producción de citocinas osteoclastogénicas como TNF-α y RANKL), producción de ácidos grasos de cadena corta (SCFA), regulación del metabolismo de ácidos biliares y, como estamos viendo, síntesis de vitaminas como la K2 (Hao et al., 2024).

Pacientes con osteoporosis muestran alteraciones en la composición de su microbiota a varios niveles taxonómicos, y estudios de trasplante de microbiota fecal en modelos animales han demostrado que transferir la microbiota de individuos jóvenes a ratones ovariectomizados puede prevenir la pérdida ósea inducida por deficiencia de estrógenos.

Esto tiene implicaciones directas para poblaciones especialmente vulnerables:

• Menopausia: la caída de estrógenos no solo afecta directamente al hueso, sino que también altera la composición de la microbiota, lo que puede reducir la producción endógena de K2 y otros metabolitos protectores.

• Envejecimiento: la diversidad microbiana tiende a disminuir con la edad, lo que potencialmente reduce la capacidad del intestino para producir menaquinonas.

• Uso de antibióticos: la disbiosis inducida por antibióticos puede comprometer transitoriamente la producción intestinal de K2.

Qué hacemos en AIMA

En AIMA creemos que un informe de microbiota útil para el profesional de la salud no puede limitarse a listar abundancias bacterianas. Tiene que ofrecer contexto funcional.

Por eso hemos incorporado un biomarcador específico relacionado con la producción de vitamina K2 en nuestro panel de análisis, diseñado para ayudar al profesional clínico a contextualizar el eje microbiota–K2–metabolismo del calcio dentro de la evaluación global del paciente. No se trata de diagnosticar ni de recomendar suplementación desde el test, sino de proporcionar una pieza más del puzle que el profesional puede integrar en su valoración clínica.

Hemos publicado un vídeo formativo sobre este biomarcador en la plataforma de AIMA Biotech, disponible para nuestros colaboradores en el apartado de Formación.