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Vitamina B5 o Acido Pantotenico: funzioni, carenza, fonti

La Vitamina B5 o Acido Pantotenico è indispensabile per il buon trofismo cutaneo e del sistema nervoso. La sua carenza è molto rara e si manifesta con segni digestivi, cutanei, mucosi e neuromuscolari (vedi “Le Vitamine“) ed i sintomi sono spesso aspecifici.

Indice dei contenuti

Cenni Storici della Vitamina B5

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Nel 1931, A.T. Ringrose descrisse nel pollo sottoposto ad una dieta carente del complesso B, una malattia caratterizzata da lesioni cutanee alla quale diede il nome di pellagra del pollo.

Alcuni anni dopo, ci si accorse che la vitamina PP, che era stata da poco identificata ed isolata, non aveva alcun effetto su questa dermatite.

Nel 1939, si dimostrò che la sostanza vitaminica la cui carenza è responsabile di questa malattia pellagroide del pollo è l’acido pantotenico, un fattore di crescita dei lieviti di cui R.J. Williams aveva riconosciuto l’esistenza nel 1933.

L’acido pantotenico venne in seguito isolato dal fegato prima della determinazione della sua struttura e prima della sua sintesi ottenuta nel 1940.

Nel 1947, F.A. Lipmann ed i suoi collaboratori identificarono l’acido pantotenico come uno dei componenti del coenzima che avevano scoperto nel fegato due anni prima.

La struttura completa del coenzima A sarà determinata in seguito.

Nel 1953, F.A. Lipmann ricevette il Premio Nobel per i suoi lavori sul coenzima A e sul suo ruolo nel metabolismo.

11 ruolo essenziale dell’acido pantotenico nell’alimentazione umana venne dimostrato nel 1954. In effetti, i sintomi di carenza vengono provocati sperimentalmente in volontari sani con una sostanza antagonista.

Un’altra forma attiva dell’acido pantotenico, YAcyl Carrier Protein, che ha un ruolo essenziale nella sintesi degli acidi grassi, venne identificata nel 1965.

Solo nel 1976 PC. Fry ed i suoi collaboratori misero in evidenza nell’uomo le conseguenze metaboliche di una carenza di acido pantotenico senza implicazione di antagonisti.

Dal punto di vista della nomenclatura, l’acido pantotenico appartiene alle vitamine del gruppo B ed è denominato vitamina B5 in Francia ed in Gran Bretagna, vitamina B3 in Germania e negli Stati Uniti.

 

Struttura Chimica della Vitamina B5

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L’acido pantotenico presenta una struttura lineare. Esso risulta dalla combinazione di una molecola di acido pantoico con una molecola di beta-alanina mediante legame peptidico.

Il pantenolo, alcool derivato, ha un ruolo di provitamina B5 in quanto si trasforma in acido pantotenico nell’organismo.

L’acido pantotenico entra nella composizione di due derivati particolarmente importanti sul piano metabolico:

il coenzima A (CoA), che è costituito da una molecola di acido pantotenico, ATP e da un derivato della cisteina, la cisteamina,

L’Acyl Carrier Protein (AGP) che è costituita da una molecola di acido pantotenico, da un fosfato, da una catena peptidica di 86 aminoacidi e da una cisteamina.

Formule di struttura della Vitamina B5

 

Vitamina B5 o Acido Pantotenico: reazione 1

 

Vitamina B5 o Acido Pantotenico: reazione 2

 

Vitamina B5 o Acido Pantotenico: reazione 3

 

Vitamina B5 o Acido Pantotenico: reazione 4

 

Proprietà Fisico-Chimiche

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La vitamina B5 si presenta come un liquido giallo chiaro, viscoso, leggermente solubile in acqua e solubile in alcol. In forma libera, è instabile e di conseguenza non idoneo per l’uso.

Si usano quindi i sali di calcio o di sodio ed un alcool, il pantenolo.

I sali si presentano sotto forma di una polvere bianca, mentre il pantenolo è un liquido viscoso incolore. Al riparo dell’umidità e conservati al freddo, essi sono stabili all’ossigeno dell’aria ed alla luce.

Le soluzioni acquose dei sali di calcio e di sodio sono sensibili al calore. Vengono quindi idrolizzate, soprattutto in ambiente acido ed alcalino.

Il pantenolo è più stabile in soluzione acquosa, soprattutto in ambiente acido. L’acido pantotenico ed i suoi tre derivati sono otticamente attivi. Soltanto le forme destrogire (D) hanno un’attività vitaminica.

 

Metabolismo

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Vitamina B5 o Acido Pantotenico: assorbimento

 

Assorbimento

¦ Sede

La vitamina B5 o acido pantotenico è presente negli alimenti sotto forma di coenzima A che viene idrolizzato in acido pantotenico e quindi assorbito lungo tutta la mucosa intestinale.

¦ Meccanismo

Il meccanismo di assorbimento non è ben noto nell’uomo. Si tratta probabilmente di un trasporto attivo, come è stato dimostrato nell’animale e nei batteri.

Distribuzione

• L’acido pantotenico circola in forma libera nel plasma.

Nel sangue intero si trova circa 1 mg di acido pantotenico per litro, ma la grande maggioranza della vitamina si trova sotto forma di coenzima A all’interno dei globuli rossi.

L’acido pantotenico si diffonde in seguito in tutti i tessuti.

Viene assunto dalle cellule che assicurano la sintesi del coenzima A e dell’ACP. Infatti questi non possono attraversare le membrane cellulari.

• A livello cellulare, la maggior parte del coenzima A si trova all’interno dei mitocondri sotto forma di acetil-coenzima A e l’ACP si trova nel citoplasma. L’acetil-coenzima A non può superare la membrana mitocondriale.

Tuttavia, esso è necessario per la sintesi degli acidi grassi che avviene nel citoplasma. L’acetil-coenzima A attraversa quindi la membrana sotto un’altra forma chimica, grazie ad un ‘sistema di navettÀ (citrato o carnitina) per essere in seguito risintetizzato in acetil-coenzima A nel citoplasma.

 

Uscita dell’acetil-CoA dai mitocondri: citrato e carnitina come “navetta”

 

Vitamina B5 o Acido Pantotenico: distribuzione

 

• Le concentrazioni del coenzima A nei tessuti variano da 200 a 4.500 mcg/100 g. Gli organi più ricchi sono il fegato, il surrene, il rene, il cervello ed il cuore.

 

Concentrazione di acido pantotenico nei diversi organi

Concentrazione in mcg/g
Fegato136
Rene99
Cuore78
Cervello68
Muscolatura53

11 contenuto di acido pantotenico e di coenzima A negli organi si modifica parallelamente, ma varia molto a seconda dei tessuti e dello stato nutrizionale. L’accumulo e la ripartizione della vitamina B5 sono sotto controllo metabolico ed ormonale.

Eliminazione

L’eliminazione della vitamina B5 avviene per via urinaria, principalmente sotto forma di acido pantotenico libero. Le quantità eliminate (da 1 a 7 mg/24 ore) sono vicine a quelle ingerite quotidianamente.

L’acido pantotenico può essere riassorbito o secreto a livello del tubulo renale. Questi meccanismi di regolazione sono anch’essi sotto controllo ormonale. L’emivita non è conosciuta.

 

Fisiologia dell’ Acido Pantotenico

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Meccanismo d’azione

Le forme biologicamente attive della vitamina B5, sono il coenzima A (CoA) e l’ Acyl Carrier Protein (ACP) che fungono da trasportatori di radicali acilici (R-CO-).

Il CoA e l’ACP possono formare dei legami “ricchi di energia” tra il gruppo dolo (SH) proveniente dalla cisteamina e un acido organico (R-COOH). Si forma un tioestere attivato:

 

Vitamina B5 o Acido Pantotenico: reazione 7

 

quindi un trasferimento sull’ACP:

 

Vitamina B5 o Acido Pantotenico: reazione 8

 

Ruolo metabolico del coenzima A e dell’ACP

¦ Il coenzima A

Il coenzima A entra nella composizione di diversi intermedi metabolici: acetil-CoA, propionil-CoA, succinil-CoA, malonil-CoA,…

• L’acetil-CoA (CH3 – CO – S – CoA) è il più importante. È un vero e proprio punto cardine del metabolismo cellulare.

• Origine

Si forma nei mitocondri ed il radicale acetile proviene essenzialmente da tre fonti: i glucidi, gli acidi grassi ed alcuni aminoacidi.

La degradazione del glucosio conduce al piruvato che subisce una decarbossilazione ossidativa arrivando all’acetil-CoA.

 

Vitamina B5 o Acido Pantotenico: reazione 9

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Questa reazione coinvolge le vitamine B1 e PP.

La degradazione degli acidi grassi (AG) mediante la beta-ossidazione produce, ad ogni spira dell’elica di Lynen, un acetil-CoA ed un acido grasso con due atomi di carbonio in meno. Questo subisce nuovamente la stessa serie di reazioni sino alla degradazione completa. A seconda del numero pari (2n) 0 dispari (2n + 1) di atomi di carbonio (C), si ottiene (n) o (n -1) acetil-CoA.

 

Vitamina B5 o Acido Pantotenico: reazione 10

 

La degradazione di alcuni aminoacidi porta all’acetil-CoA: triptofano, leucina, isoleucina, lisina e, passando per il piruvato, glieina, alanina, serina, cisteina.

• Ruolo dell’acetil-CoA

L’acetil-CoA può svolgere un ruolo in diverse vie metaboliche.

Ingresso nel ciclo di Krebs e produzione di energia:

 

Vitamina B5 o Acido Pantotenico: reazione 11

 

Formazione di malonil-CoA, punto di partenza della sintesi degli acidi grassi, grazie ad una reazione che coinvolge la vitamina Bg. In questa sintesi interviene l’ACP che è anch’esso un derivato dell’addo pantotenico.

Formazione dell’aceto-acetil-CoA, quindi dell’idrossimetilglutaril-CoA (HMG-CoA), punto di partenza della chetogenesi e della sintesi del colesterolo.

Reazione di acetilazione: formazione dell’acetilcolina partendo dalla colina.

Il propionil-CoA proviene dalla degradazione degli acidi grassi a numero dispari di atomi di carbonio e da alcuni aminoacidi: treonina, vaiina, metionina, isoleucina. Con una successiva reazione si trasforma in succinil-CoA.

Il succinil-CoA è un intermedio del ciclo di Krebs sintetizzato dall’alfa-cheto-glutarato.

 

Vitamina B5 o Acido Pantotenico: reazione 12

 

Partecipa anche alla sintesi dell’emoglobina in una reazione che interessa la vitamina Bg.

Ruolo del coenzima A e dell’ACP nel metabolismo

 

Vitamina B5 o Acido Pantotenico: ciclo di Krebs

 

Per concludere, il coenzima A partecipa alla maggior parte delle reazioni di sintesi e di degradazione in cui agisce come trasportatore di catene di carbonio elementari.

¦ L’ACP

L’ACP interviene nella sintesi degli acidi grassi a livello del citoplasma.

Questa sintesi richiede anche acetil-CoA, biotina (vitamina Bg) e NADPH2 (uno dei cui precursori è la vitamina PP). La sintesi viene realizzata da un complesso enzimatico, la sintetasi degli acidi grassi, che comprende sette enzimi.

L’ACP si trova al centro di questo complesso ed il braccio di fosfopanteina ruota come una lancetta sul quadrante di un orologio. Incontra successivamente sei enzimi e si sviluppa una reazione chimica a livello di ciascuno di essi. L’acetil-CoA è il donatore di acile della prima reazione. È anche necessario, nella seconda, per la sintesi del malonile in presenza di vitamina Bg.

L’insieme delle sei reazioni porta alla formazione di una molecola di acido grasso con quattro atomi di carbonio: l’acido butirrico. Ogni giro supplementare allunga la catena di due atomi di carbonio e, al settimo giro, si ottiene l’acido paimitico che è liberato dal settimo enzima.

Funzione del complesso enzimatico sintetasi degii acidi grassi

 

Vitamina B5 o Acido Pantotenico: reazione 14

 

 

Fonti, Unità,Apporti, Stato

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Fonti alimentari

La vitamina B5 si trova nella maggior parte degli alimenti di origine animale o vegetale. Da qui deriva la sua denominazione: infatti in greco, pantos significa “tutto” da cui “acido pantotenico”.

 

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Vitamina B5 o Acido Pantotenico: fonti alimentari

 

Gli studi francesi non descrivono in modo preciso la ripartizione del consumo di vitamina B5 tra le fonti alimentari. Tenendo conto delle quantità consumate, il gruppo costituito dalla carne, dal pesce, dalle uova, nonché dai latticini, deve rappresentare la fonte più importante nell’alimentazione occidentale.

L’acido pantotenico si decompone per idrolisi. È quindi sensibile al calore, agli acidi ed alle basi.

Durante le preparazioni culinarie, si ammette che le perdite siano in generale nell’ordine del 20%-40%, di cui una parte si perde nell’acqua di lavaggio o di cottura.

Unità

La vitamina B5 è valutata mediante la misura in peso (mg) di acido pantotenico: 1 mg di acido pantotenico corrisponde ad 1,1 mg di pantotenato di sodio 0 di calcio.

Apporto consigliato

A seconda delle fasce d’età, l’apporto nutrizionale consigliato è di 3-10 mg al giorno.

mg/giorno

mg/gìorno
Lattanti e bambini da 1 a 3 anni3
Bambini da 4 a 9 anni5
Bambini da 10 a 12 anni8
Adoiescenti ed aduiti10
Gravidanza, aiiattamento10

Stato nutrizionaie

L’ acido pantotenico è raramente studiato nelle indagini nutrizionali, per cui mancano i dati relativi al livello dell’apporto alimentare ed allo stato biologico di questa vitamina.

Si ritiene in generale che i rischi di carenza siano rari.

 

Carenza

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Clinica

Poiché l’acido pantotenico è molto diffuso negli alimenti, gli stati carenziali sono eccezionali e mai puri. È quindi molto difficile individuare un quadro clinico specifico.

Carenze sperimentali, che si ottengono associando una dieta carente ed un antagonista dell’acido pantotenico, fanno comparire sintomi più o meno specifici in 2-3 settimane.

Si osservano segni generali, digestivi, cutanei e neurologici.

• Segni generali

Si osserva astenia.

• Segni digestivi

Comprendono nausea, vomito, diarrea e dolori addominali. Può manifestarsi duodenite o ulcera gastroduodenale.

• Segni cutanei

Comprendono alopecia e ulcere cutanee.

• Segni neurologici

Comprendono cefalea, insonnia, depressione, parestesie, dolori e bruciori alle estremità.

La sindrome dei “piedi che bruciano”, osservata in Giappone e nelle Filippine nei prigionieri durante la II Guerra Mondiale, è considerata da alcuni un segno specifico di carenza di vitamina B5.

Sul piano biochimico, sono state descritte alcune anomalie della sintesi di colesterolo e corticosteroidi, dei corpi chetonici e degli anticorpi.

Fisiopatologia – Epidemiologia

La carenza di acido pantotenico risulta da una diminuzione dell’apporto alimentare.

¦ Paesi in via di sviluppo

Poiché la vitamina è molto diffusa negli alimenti, si tratta sempre di uno stato di denutrizione globale osservato in situazioni di carestia.

¦ Paesi industrializzati

Nei paesi industrializzati non si osservano manifestazioni cliniche da carenza.

• La nutrizione parenteraie non integrata può indurre una situazione di carenza di apporto.

• Non si conoscono malattie ereditarie del metabolismo dell’acido pantotenico o della biosintesi del coenzima A, in quanto queste anomalie non sono probabilmente compatibili con la vita.

 

Diagnosi di Carenza

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Poiché le carenze sono eccezionali, l’esame dello stato biologico dell’acido panto-tenico viene usato solo in alcuni casi molto particolari.

Si possono usare metodi di dosaggio diretto dell’acido pantotenico oppure dei derivati del coenzima A, come pure esami funzionali che analizzano le reazioni biochimiche dipendenti dal coenzima A.

Dosaggio diretto

• Dosaggio ematico

Nel sangue, il livello di acido pantotenico varia da 1 a 2 mg/1. Un livello inferiore ad 1 mg/1 potrebbe indicare una diminuzione dell’apporto, ma il dosaggio ematico non è un buon indice dello stato di carenza.

• Dosaggio urinario

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Il dosaggio nelle urine è un test migliore. Un livello inferiore ad 1 mg/24 ore rivela uno stato di carenza (valore normale; da 1 a 7 mg/24 ore).

• Altro dosaggio

Si può anche effettuare una cromatografia dei derivati del coenzima A, che presenta il vantaggio di dare un’informazione funzionale sul metabolismo cellulare.

Interpretazione dei risultati secondo diversi autori

StatoAcido pantotenico ematico mg/lAcido pantotenico urinario mg/24 h
Normale1 -21 -7
Carente< 1< 1

Esami funzionali

Questi esami mettono in evidenza le conseguenze metaboliche del deficit di acido pantotenico.

Si può effettuare uno studio del profilo dei derivati del coenzima A, ma questo esame non è di uso corrente.

 

Farmacologia

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Proprietà farmacologiche

Mentre le proprietà biochimiche della vitamina 65 ai quantitativi nutrizionali sono ben definite, si conoscono meno bene i meccanismi della sua attività farmacologica a dosaggi terapeutici.

Il pantenolo (provitamina 65) è frequentemente usato. Questo impiego si basa sul-l’osserv’azione delle manifestazioni di carenza nell’animale e nell’uomo.

Per la loro anzianità, le indicazioni corrispondenti non sono sempre state confermate da sperimentazioni cliniche controllate.

Interazioni farmacologiche

Non se ne conoscono.

Incidenti e complicanze

L’addo pantotenico è atossico. Dosi molto elevate (10 g/giorno, vale a dire mille volte l’apporto quotidiano consigliato) possono provocare diarrea.

 

Indicazioni e Controindicazioni

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indicazioni

¦ Trattamento terapeutico

Nelle gravi denutrizioni e particolarmente nella sindrome dei “piedi che bruciano”, l’acido pantotenico viene somministrato a dosi di 300-500 mg/giorno in associazione con le altre vitamine.

¦ Trattamento preventivo

• La prevenzione della carenza si basa su un’alimentazione sufficiente che soddisfa facilmente il fabbisogno, in quanto la vitamina è ampiamente distribuita negli alimen-h.

• La nutrizione parenterale non integrata può indurre una situazione di carenza di apporto. L’acido pantotenico dovrà quindi essere associato ai diversi nutrienti.

La dose raccomandata è di circa 0,2 mg/kg/giorno nell’adulto.

¦ Altre indicazioni

L’acido pantotenico è stato somministrato a dosi elevate (almeno 500 mg/giorno) in corso di artrite reumatoide. Il trattamento non ha avuto alcun effetto sull’evoluzione della malattia, ma ha diminuito la sintomatologia articolare: rigidità mattutina, dolore, impotenza funzionale.

¦ Usi abituali

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• In dermatologia, a causa delle manifestazioni di carenza osservate nell’animale, il pantenolo viene usato per il trattamento:

– dell’alopecia circoscritta o diffusa (in associazione con la biotina),

– dei disturbi trofici delle unghie.

• In otorinolaringoiatria, per la sua azione trofica generale e per gli effetti stimolanti sulla rigenerazione degli epiteli, la vitamina B5 viene usata nelle infiammazioni croniche delle vie respiratorie superiori.

• La vitamina B5, sotto forma di panfenolo, è usafa anche:

– nel trattamento dei crampi (in particolare in gravidanza) e dei disturbi trofici delle estremità, a causa delle parestesie degli arti inferiori riferite in alcuni casi di carenza nell’uomo;

– nel trattamento dell’atonia intestinale;

– per le sue proprietà cicatrizzanti: piaghe, ustioni, screpolature, eritemi.

Controindicazioni

Non esistono controindicazioni aH’impiego della vitamina B5.

 

Ricerche attuali

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Non si conosce bene l’epidemiologia delle carenze di acido pantotenico e si ignora se abbiano delle conseguenze sulla salute.

Le ricerche attuali riguardano principalmente alcune malattie ereditarie del metabolismo degli aminoacidi ramificati per le quali esiste un accumulo di acil-CoA che sembra essere responsabile di alcuni sintomi.

 

Conclusioni

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L’acido pantotenico entra nella composizione del coenzima A e deìVAcyl Carrier Protein (ACP) che sono trasportatori di radicali acilici (R-CO-).

Il coenzima A svolge un ruolo nella degradazione del glucosio, degli acidi grassi e di alcuni aminoacidi, mentre l’ACP interviene nella sintesi degli acidi grassi.

Le manifestazioni cliniche da carenza sono estremamente rare e insorgono sempre in un contesto molto particolare; grave denutrizione, nutrizione parenterale non integrata.

L’epidemiologia delle carenze di acido pantotenico e le loro eventuali conseguenze non sono note.

Indice delle monografie sulle Vitamine:

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