Vitamina B5 o acido pantotenico
Che cos'è la vitamina B5?
La vitamina B5, nota anche come acido pantotenico, è una vitamina appartenente al gruppo delle vitamine idrosolubili, presente in maniera ubiquitaria negli alimenti.
L’acido pantotenico fu scoperto nel 1931 da R.J. Williams durante i suoi studi su Saccharomyces cerevisiae. Il Dr Williams, presentò dei dati circa l’esistenza di un nutriente non identificato che stimolava la crescita dei lieviti, e, nel 1933, nominò questo nutriente con la parola Greca “panthos”, che significa appunto “ovunque”. Più tardi, esperimenti sugli animali con deficit di acido pantotenico, sancirono la fondamentale importanza di questa sostanza classificandola come vitamina.
Fonti di acido pantotenico
La sintesi di acido pantotenico avviene in piante, funghi e in molti batteri. Gli organismi animali e umani, come anche alcuni batteri, hanno perso la capacità di sintetizzare questa vitamina, rendendo questi organismi dipendenti dall’apporto esogeno.
Nei regimi dietetici umani, l’acido pantotenico è ubiquitario e si trova ben distribuito sia nel regno vegetale che nel regno animale.
Le principali fonti includono, la carne, le frattaglie (fegato e reni), uova, latte, formaggio, noci, funghi, lievito, cereali integrali, legumi, le crucifere (broccoli o cavolfiore), avocado, patate e pomodori. Data le quantità consumate, alimenti come la carne, il pane, i derivati del latte e i vegetali risultano essere e principali fonti nella dieta. È da notare, che, tra gli alimenti a più alto contenuto di acido pantotenico ritroviamo la pappa reale.
Oltre agli alimenti, anche il microbiota intestinale è in grado di sintetizzare acido pantotenico, contribuendo alla fornitura complessiva di vitamina all’organismo. Tuttavia, attualmente, la quota di questo contributo non è nota.
Indipendentemente da ciò, l'acido pantotenico è sintetizzato inequivocabilmente de novo dal microbiota intestinale nel colon. Questa complessa reazione necessita di due elementi costitutivi di base: 2-diidropantoato e β-alanina. La capacità di produrre acido pantotenico è presente in quasi tutti i Bacteroides e Proteobacteria. Questi ceppi sono anche in grado di continuare la biosientsi fino al CoA.
I processi di lavorazione a cui vengono sottoposti gli alimenti, possono ridurre il contenuto di acido pantotenico. Il processo di molitura dei grani, grazie al fatto che i cereali vengono decorticati e macinati nell’ottica di migliorare le proprietà tecniche e la palatabilità, vanno a rimuovere quelle parti che risultano ricche in nutrienti quindi riducendo anche la presenza di acido pantotenico.
Durante i processi termici a valori di pH di 5-7, l’acido pantotenico risulta essere stabile, infatti, durante la preparazione e cottura degli alimenti le perdite di acido pantotenico sono molto consistenti.
Tuttavia, perdite sostanziali si verificano quando gli alimenti vengono lasciati all’interno dei liquidi di cottura (acqua, zuppe, sughi ecc). Infatti, il contenuto di vitamina nel maiale, nel manzo e nel pollo si riduce particolarmente nella carne cotta tramite bollitura, a causa della lisciviazione.
Funzione fisiologica dell’acido pantotenico e assunzione raccomandata
La vitamina B5 è essenziale per lo sviluppo del coenzima A (CoA) e per proteina trasportatrice di acili (ACP) sia nei lieviti che nelle cellule dei mammiferi.
Il coenzima A gioca un ruolo molto importante in diverse via anaboliche e cataboliche. È necessario per la sintesi degli acidi grassi, del colesterolo, acetilcolina, acidi biliari e altre sostanze. Inoltre, è molto importante per la regolazione del metabolismo e per l’espressione genica.
Il CoA è necessario per la lavorazione di molecole organiche quali: lipidi, carboidrati e proteine.
Queste reazioni generano energia con formazione di forme acetilate di CoA (acetil-CoA, succinil-CoA, propionil-CoA, isovaleril-CoA, isobutirril-CoA, α metilbutirril-CoA).
La struttura dell’acido pantotenico e dei suoi derivati è presentata nella figura seguente.
Fig. 1 Struttura dell’acido pantotenico, panteteina, pantetina e acetil-CoA. Immagine presa da (Hrubša, 2022).
ACP è molto importante per la sintesi degli acidi grassi e si trova generalmente espressa nella sua forma inattiva, apo-ACP. La sua attivazione, richiede il legame con un gruppo prostetico, che avviene proprio durante la reazione con il CoA.
Per quanto riguarda il fabbisogno giornaliero di acido pantotenico nella dieta, i quantitativi raccomandati, sono funzione dell’età e dello stato riproduttivo.
Fig. 2 Fabbisogno di acido pantotenico per età e stato riproduttivo. Immagine presa da (Hrubša, 2022).
Farmacocinetica dell’acido pantotenico
Assorbimento
La vitamina B5 si trova nella dieta principalmente sotto forma dei suoi derivati 4′-fosfopanteteina e CoA. In entrambi i casi, prima dell’assorbimento, subiranno una serie di reazioni idrolitiche per essere convertiti in panteteina o acido pantotenico.
I primi studi condotti sui ratti, hanno riportato che l’uptake di pantotenato e panteteina avviene nell’intestino tenue, tramite diffusione passiva reso possibile dalle elevate concentrazioni di vitamina. Studi successivi, con concentrazioni di acido pantotenico più basse, hanno dimostrato che l’assorbimento si verifica tramite un trasportatore multivitaminico saturabile sodio dipendente (SMVT). Questo trasportatore appartiene alla famiglia dei trasportatori del glucosio Na+-dipendente.
Fig. 3 Il trasporto di membrana tramite il recettore SMVT.
Similmente all’intestino tenue, l’acido pantotenico viene assorbito nel colon tramite lo stesso trasportatore (SMVT). Tuttavia, non ci sono dati circa il meccanismo con cui l’acido pantotenico passi nel flusso sanguigno tramite la membrana basolaterale.
È stato determinato che, dopo somministrazione di pantotenato 14C radiomarcato, solo il 5,4 ± 3,5 % non veniva assorbimento e rimaneva nel lume intestinale, mentre il 10,1 ± 4,1% era assorbito, dimostrando che la maggior parte dell’acido pantotenico era assorbito e distribuito nei tessuti.
Distribuzione
Il pantotenato è trasportato nel sangue in forma libera, non legato ad albumina. È rapidamente assorbito dai tessuti e dalle cellule del sangue. Infatti, i suoi livelli sono molto più elevati nel sangue rispetto al plasma/siero.
Gli eritrociti possiedono una limitata abilità di metabolizzare il pantotenato; pertanto, è probabile che il loro ruolo sia più vicino a quello di trasportatore ai vari tessuti. Il trasporto all’interno delle cellule del sangue si verifica tramite diffusione passiva.
Sia l’assorbimento che l’efflusso non sono saturabili e non sono influenzati dalle concentrazioni di sodio o di glucosio e nemmeno dal pH. Nei vari tessuti (fegato, reni, cuore, tessuto adiposo ecc) l’assorbimento avviene mediate SMVT che, inoltre, rende possibile il trasporto attraverso la barriera ematoencefalica.
Metabolismo
L’omeostasi della vitamina B5 è assicurata da tre fattori: la dieta, la produzione microbica e dalla degradazione endogena di CoA.
Escrezione
L’acido pantotenico è principalmente escreto tramite le urine. L’acido pantotenico che viene filtrato, è riassorbito nei tubuli prossimali tramite SMVT a concentrazioni fisiologiche.
Deficit di acido pantotenico
Il deficit di questa vitamina è alquanto raro, dal momento che risulta essere particolarmente presente in moltissimi alimenti.
Tuttavia, i ricercatori, per definire la sintomatologia derivante da carenza di acido pantotenico hanno utilizzato diete a basso contenuto di vitamina B5 e/o un antagonista della vitamina, l’acido ω-metilpantotenico (un inibitore della pantotenato chinasi).
I soggetti umani che avevano assunto l’inibitore di cui sopra, sviluppavano un cambiamento della personalità diventando più irritabili, irrequieti e litigiosi. Sintomi simili si sono sviluppati anche in umani a cui era stata prescritta una dieta a bassissimo contenuto di vitamina B5 (8 settimane). È possibile notare dei deficit di questa vitamina anche in soggetti con mutazione della pantotenato chinasi 2 (PANK). Ne esistono 3 isoforme attive collocate in diverse compartimenti cellulari (mitocondri, citosol e nucleo cellulare).
PANK è essenziale per la fosforilazione del pantotenato, che si condensa con la cisteina nella fase successiva alla biosintesi del CoA. La mutazione di PANK2 che è l’unica isoforma presente nei mitocondri porta ad una neurodegenerazione causata da un aumento dello stato ossidativo, dato proprio dalla mutazione stessa.
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