Nghiên cứu hiệu quả của sự kết hợp canxi, vitamin D3 và vitamin K2 trong việc tăng mật độ khoáng trong xương ở 173 phụ nữ mãn kinh. Các tình nguyện viên được chia thành 4 nhóm:

- Nhóm 1: nhóm đối chứng, giữ chế độ ăn bình thường
- Nhóm 2: bổ sung 800 mg canxi và 10 mcg vitamin D3 mỗi ngày
- Nhóm 3: bổ sung 800 mg canxi, 10 mcg vitamin D3 và 100 mcg vitamin K1 mỗi ngày
- Nhóm 4: bổ sung 800 mg canxi, 10 mcg vitamin D3 và 100 mcg vitamin K2 mỗi ngày

Sau 12 tháng, kết quả xử lý thống kê cho thấy mật độ khoáng trong xương cột sống của nhóm bổ sung 800 mg canxi, 10 mcg vitamin D3 và 100 mcg vitamin K2 tăng đáng kể so với nhóm đối chứng và cao hơn so với nhóm chỉ bổ sung canxi và vitamin D3. Đồng thời, nghiên cứu cũng ghi nhận hàm lượng protein tạo xương osteocalcin dạng bất hoạt trong máu ở nhóm bổ sung canxi, vitamin D3 và vitamin K2 thấp hơn so với thời điểm bắt đầu thử nghiệm 23% và thấp hơn 70%-75% so với nhóm chỉ sử dụng canxi và vitamin D3. Theo nhóm nghiên cứu, chính việc giảm lượng osteocalcin dạng bất hoạt chứng tỏ vitamin K2 giúp hoạt hóa osteocalcin. Do đó các protein này có thể gắn calci vào khung xương, giảm sự mất cân bằng của quá trình hủy xương và quá trình tạo xương ở phụ nữ mãn kinh. Từ đó khiến mật độ khoáng trong xương tăng

Mặt khác, nồng độ các chất chỉ thị cho quá trình hủy xương trong nước tiểu như D-Pyd, urine Pyd ở nhóm được bổ sung canxi, vitamin D3 và vitamin K2 cũng thấp hơn 21,6% và 15% so với thời điểm bắt đầu thử nghiệm và thấp hơn so với các nhóm khác lần lượt là 9,7%-11,6% (D-Pyd) và 5,8% - 8,7%. Điều này chứng tỏ việc kết hợp vitamin K2 với canxi và vitamin D3 giúp giảm quá trình hủy xương. Chính điều này góp phần giảm loãng xương và giảm nguy cơ bị gãy xương

Bổ sung canxi, vitamin D và vitamin K2 làm tăng khối lượng xương, tăng mật độ khoáng trong xương, giảm nguy cơ loãng xương và gãy xương 

Kanellakis S. et al, Changes in Parameters of Bone Metabolism in Postmenopausal Women Following a 12-Month Intervention Period Using Dairy Products Enriched with Calcium, Vitamin D, and Phylloquinone (Vitamin K1) or Menaquinone-7 (Vitamin K2): The Postmenopausal Health Study II, Calcif Tissue Int, 90 (2012) 251–2

Nhóm nghiên cứu của Fujita và cộng sự tại ĐH Kinki (Nhật) đã tiến hành cuộc khảo sát ở 1662 cụ ông trên 65 tuổi từnăm 2007 đến năm 2008. Mục đích nghiên cứu là txác định mối liên hệ giữa lượng vitamin K2 trong chế độ ăn và mật độ xương ở 1662 cụ ông trên 65 tuổi bằng cách đo các thông số của chất chỉ thị nồng độ protein tạo xương dạng không hoạt động (ucOC), đo mật độ khoáng trong xương tại thời điểm bắt đầu thử nghiệm và sau khi thử nghiệm của các nhóm có lượng vitamin K2 tiêu thụ khác nhau.

Dựa vào lượng vitamin K1 và vitamin K2 trong khẩu phần ăn hàng ngày, các tình nguyện viên được chia thành 4 nhóm khác nhau:

- Nhóm 1: lượng vitamin K2 tiêu thụ mỗi tuần dưới 380 mcg và vitamin K1 dưới 20 mcg
- Nhóm 2: tiêu thụ 380 mcg vitamin K2 và  20 mcg vitamin K1 mỗi tuần
- Nhóm 3: tiêu thụ trên 380 mcg vitamin K2 và  20 mcg vitamin K1 mỗi tuần
- Nhóm 4: tiêu thụ 380 mcg vitamin K2 và  20 mcg vitamin K1 mỗi ngày

Kết quả: những người thường xuyên bổ sung vitamin K2 có lượng osteocanxin dạng hoạt động cao hơn, mật độ khoáng trong cột xương sống, cổ xương đùi, xương đùi cao hơn và nguy cơ loãng xương thấp hơn so với nhóm không bổ sung vitamin K2.

Cụ thể nhóm thường xuyên bổ sung vitamin K2 có nguy cơ giảm mật độ khoáng vùng cột xương sống thấp hơn 15%, nguy cơ giảm mật độ xương đùi thấp hơn 44% và nguy cơ giảm mật độ khoáng cổ xương đùi thấp hơn 47% so với nhóm không sử dụng vitamin K2.

Kết quả này được các nhà nghiên cứu lý giải là do vitamin K2 giúp tăng lượng osteocanxin dạng hoạt động, nhờ đó tăng khả năng gắn canxi vào khung xương, giảm sự mất cân bằng của quá trình hủy xương và quá trình tạo xương

Fujita Y. et al, Association between vitamin K intake from fermented soybeans, natto, and bone mineral density in elderly Japanese men: the Fujiwara-kyo Osteoporosis Risk in Men (FORMEN) study, Osteoporosis Int, 23 (2012), 705-714

Nghiên cứu do tiến sĩ Tetsuo và cộng sự tại bệnh viện Tamana, ĐH Y Dược Kobe (Nhật) tiến hành ở 99 bệnh nhân bị gãy xương đùi, ở độ tuổi từ 82-86. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition năm 2011.

Nhóm nghiên cứu tiến hành chia các tình nguyện viên thành 2 nhóm theo giới tính:

- Nhóm các cụ ông: 27 người, so với 27 cụ ông không bị gãy xương

- Nhóm các cụ bà: 72 người và so sánh với 72 cụ bà không bị gãy xương

Kết quả kiểm tra nồng độ vitamin D và vitamin K1, K2 trong máu cho thấy hầu hết bệnh nhân gãy xương đều có nồng độ vitamin D và vitamin K1, K2 trong máu ở mức thấp.

- Ở nhóm các cụ bà:

  + Nồng độ vitamin D chỉ ở mức 9ng/ml, đây là tình trạng thiếu vitamin D nghiêm trọng. Trong khi ở nhóm đối chứng, nồng độ vitamin D trong máu là 18,6 ng/ml.
  + Nồng độ vitamin K1 trong máu của các bệnh nhân bị gãy xương chỉ 0,46 ng/ml thấp hơn so với nhóm đối chứng 0,77 ng/ml.
  + Nồng độ vitamin K2 trong máu của các bệnh nhân bị gãy xương chỉ 2,67 ng/ml thấp hơn so với nhóm đối chứng 10,8 ng/ml.

- Ở nhóm các cụ ông:

  + Nồng độ vitamin D chỉ ở mức 19ng/ml, đây là tình trạng thiếu vitamin D nghiêm trọng. Trong khi ở nhóm đối chứng, nồng độ vitamin D trong máu là 20,7 ng/ml.
  + Nồng độ vitamin K2 trong máu của các bệnh nhân bị gãy xương chỉ 1,60 ng/ml thấp hơn so với nhóm đối chứng 4,28ng/ml.

Kết quả khảo sát cho thấy 90% bệnh nhân đều có nồng độ vitamin D trong máu dưới 20ng/ml, nồng độ vitamin K2 trong máu dưới 2,67 ng/ml và nồng độ vitamin K2 trong máu dưới 2,67 ng/ml. Kết quả này chứng tỏ thiếu vitamin D và vitamin K1, K2 có liên quan chặt chẽ đến gãy xương đùi. 

Tetsuo N. et al, High prevalence of hypovitaminosis D and K in patients with hip fracture, Asia Pac J Clin Nutr 20 (2011) 56-61

Kết quả khảo sát của Hodges và cộng sự công bố trên tạp chí Bone and Mineral Research (1993) cho thấy nồng độ vitamin K2 của các bệnh nhân bị gãy xương đùi thấp hơn nhiều so với những người không gặp chấn thương này.

Nhóm nghiên cứu của Hodges đã phân tích nồng độ vitamin K2 trong máu của 89 cụ bà có độ tuổi trung bình là 81 và chia thành 2 nhóm.

- Nhóm 1: 51 cụ bị gãy xương đùi
- Nhóm 2: 38 cụ không bị chấn thương vùng xương đùi

Kết quả phân tích máu cho thấy ở nhóm bị gãy xương đùi, nồng độ vitamin K2 (MK-7) chỉ ở mức 120 pg/ml. Nồng độ này thấp hơn rất nhiều so với nồng độ vitamin K2 trong máu của nhóm khỏe mạnh (226 pg/ml).

Các nhà khoa học kết luận chính việc thiếu vitamin K2 làm giảm khả năng hấp thu canxi. Những nghiên cứu gần đây đã chứng minh vitamin K2 (MK-7) giữ vai trò rất quan trọng trong việc điều hòa chuyển hóa canxi trong cơ thể. Khi thiếu vitamin K2, protein chịu trách nhiệm gắn canxi vào xương (osteocalcin) không thể hoạt động. Do đó, canxi không được gắn vào khung xương, quá trình tạo xương bị ức chế. Chính vì thế gây mất cân bằng giữa quá trình tạo xương và quá trình hủy xương của cơ thể, làm tăng nguy cơ loãng xương dẫn đến nguy cơ gãy xương tăng cao.

Hodges et al, 1993. Circulating levels of vitamins K1 and K2 decreased in elderly women with hip fracture. Journal of Bone and Mineral Research, 8 (10): 1241-1245