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Pantothensäure (Vitamin B5)


Pantothensäure (Vitamin B5) gehört zu den wasserlöslichen Vitaminen des B-Komplexes und ist chemisch betrachtet ein Dipeptid, bestehend aus der aliphatischen Aminosäure Beta-Alanin und dem Buttersäurederivat Pantoinsäure, das in der menschlichen Zelle nicht synthetisiert werden kann [2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 11, 13]. Beta-Alanin und Pantoinsäure sind über eine Peptidbindung miteinander verknüpft. Der Begriff "Pantothen" stammt aus dem Griechischen – pantos = überall [2, 3, 4, 6].

Neben der Säure ist auch der der D-Pantothensäure entsprechende Alkohol R-Pantothenol – identisch mit D-Panthenol – biologisch aktiv. Er kann zu Pantothensäure oxidiert werden und besitzt etwa 80 % der biologischen Wirksamkeit der Pantothensäure.

Pantothensäure entfaltet ihre Wirkung im pflanzlichen, tierischen und menschlichen Organismus ausschließlich in Form von Coenzym A (CoA) und 4'-Phosphopantethein, einem wesentlichen Bestandteil der Fettsäuresynthase [2, 3, 4, 7, 10, 11].

    Synthese

    Wie der Name sagt, ist Pantothensäure in der Natur weit verbreitet. Sie wird von grünen Pflanzen und den meisten Mikroorganismen, jedoch nicht vom Organismus höherer Tiere gebildet [6]. In pflanzlichen und tierischen Geweben liegen 50 bis 95 % in Form von Coenzym A und 4'-Phosphopantethein vor [4, 13].

    Vitamin B5 ist praktisch in allen pflanzlichen und tierischen Lebensmitteln enthalten. Besonders reich an Pantothensäure sind der Weiselsaft der Bienen (Gelee Royal) und die Ovarien (Eierstöcke) von Stockfischen [2, 3, 4, 13].

    Da Pantothensäure wasserlöslich und hitzeempfindlich ist, können bei der Zubereitung von Nahrungsmitteln Verluste auftreten. Erhitzung führt zur Spaltung des Vitamins in beta-Alanin und Pantoinsäure beziehungsweise deren Lacton. Sowohl bei Erhitzung als auch Konservierung von Fleisch und Gemüse muss mit Verlusten zwischen 20 und 70 % gerechnet werden. Vor allem im alkalischen und sauren Milieu sowie beim Auftauen tiefgefrorenen Fleisches kommt es zu größeren Verlusten an Pantothensäure [2, 4, 9, 14].

    Resorption

    Die mit der Nahrung zugeführte Pantothensäure wird im Wesentlichen in gebundener Form, vorwiegend als Bestandteil von Coenzym A und der Fettsäuresynthase aufgenommen. Die Resorption dieser Verbindungen ist nicht möglich. Aus diesem Grund werden Coenzym A und das Enzym zur Bildung gesättigter Fettsäuren im Lumen von Magen und Darm über die Zwischenstufe Pantethein zu freier Pantothensäure und Phosphorsäureestern gespalten.

    Im gesamten Dünndarm werden sowohl Pantethein als auch die freie Pantothensäure durch passive Diffusion in die Enterozyten der Dünndarmmukosa (Dünndarmschleimhaut) aufgenommen. Pantothensäure kann zudem aktiv durch einen Natrium-abhängigen Cotransport resorbiert werden.

    Der endgültige Abbau des Pantetheins zu Pantothensäure erfolgt in den Enterozyten. Der Alkohol Panthenol, auf die Haut aufgebracht oder oral verabreicht, kann ebenfalls passiv resorbiert werden. In den Zellen der Darmmukosa wird Panthenol mit Hilfe von Enzymen zur Pantothensäure oxidiert [2, 3, 4, 6, 8, 9, 13, 14].

    Transport und Verteilung im Körper

    Von den Enterozyten der Darmmukosa gelangt Pantothensäure in die Blut- und Lymphbahn, wo das Vitamin an Proteine gebunden direkt zu den Zielgeweben transportiert und in die Zellen aufgenommen wird.

    Bestimmte Speicherorgane für Vitamin B5 sind nicht bekannt. Höhere Gewebekonzentrationen an Pantothensäure finden sich jedoch in Herzmuskel, Nieren, Nebennieren und Leber [2, 3, 4, 13].

    Um einem raschen Verlust durch die Nieren vorzubeugen, unterliegt Pantothensäure einer schnellen intrazellulären Umwandlung zu seinen Wirkformen 4'-Phosphopantethein und Coenzym A.

    Coenzym A geht nun in den Intermediärstoffwechsel als universeller Überträger von Acylgruppen ein. Acyle sind Radikale oder funktionelle Gruppen, die von organischen Säuren stammen. Dazu gehören beispielsweise das Acetyl-Radikal der Essigsäure und die Aminoacyl-Reste, die sich von den Aminosäuren ableiten. Der 4'-Phosphopantetheinrest des Coenzyms A dient zum Aufbau der Fettsäuresynthase. Dazu wird er auf die Hydroxyl – OH – Gruppe eines Serinrests des Enzyms zur Fettsäuresynthese übertragen. Das 4'-Phosphopantethein bildet die zentrale SH-Gruppe der Fettsäuresynthase und spielt damit die Rolle des Coenzyms [2, 3, 4, 6, 10, 14].

    Ausscheidung

    Pantothensäure wird im Organismus nicht abgebaut, sondern unverändert beziehungsweise in Form von 4'-Phosphopantothenat ausgeschieden. Oral zugeführtes Vitamin B5 erscheint zu 60-70 % im Urin und zu 30-40 % im Stuhl. Wurde die Pantothensäure intravenös injiziert, ist fast die gesamte Menge innerhalb von 24 Stunden im Urin nachweisbar [1, 11]. Ein Überschuss an aufgenommener Pantothensäure wird zum größten Teil über die Niere mit dem Urin ausgeschieden. Es besteht eine enge Korrelation zwischen der zugeführten und ausgeschiedenen Vitamin B5-Menge [1, 11].

    Literatur

    1. Bässler K.H., Golly I., Loew D., Pietriik K.
      Vitamin-Lexikon. 3. Auflage
      Urban&Fischer, München, Jena; 2002

    2. Biesalski H.K., Grimm P.
      Taschenatlas der Ernährung.172-175
      Georg Thieme Verlag, Stuttgart/New York, 1999

    3. Biesalski H.K., Fürst P., Kasper H., Kluthe R., Pöhlert W., Puchstein Ch., Stähelin H.B.
      Ernährungsmedizin.149-150
      Georg Thieme Verlag, New York, 1999

    4. Biesalski H.K., Köhrle J., Schümann K.
      Vitamine, Spurenelemente und Mineralstoffe.111-116
      Georg Thieme Verlag, Stuttgart/New York, 2002

    5. Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE), Österreichische Gesellschaft für Ernährung (ÖGE), Schweizerische Gesellschaft für Ernährungsforschung (SGE), Schweizerische Vereinigung für Ernährung (SVE)
      Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr. 123-126
      Umschau/Braus, Frankfurt am Main; 2000

    6. Elmadfa I., Leitzmann C.
      Ernährung des Menschen. 374-380
      Eugen Ulmer Verlag, Stuttgart; 2004

    7. Gaßmann B.
      Pantothensäure.
      Ernährungs-Umschau 46(4):43-47; 1999

    8. Hahn A., Ströhle A., Wolters M.
      Ernährung - Physiologische Grundlagen, Prävention, Therapie. 112-113
      Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart, 2006

    9. Leitzmann C., Müller C., Michel P., Brehme U., Hahn A., Laube H.
      Ernährung in Prävention und Therapie. 46-47
      Hippokrates Verlag, Stuttgart; 2005

    10. Leonardi R., Zhang Y.M., Rock C.O., Jackowski S.
      Coenzyme A: back in action.
      Prog Lipid Res 44 (2-3): 125-53; 2005

    11. Miller J.W., Rogers L.M., Rucker R.B.
      Pantothenic acid. In: Present Knowledge in Nutrition. Bowman B.A., Russel R.M. (Eds.) 8th Edition
      ILSI Press, Washington, DC, p. 253-260

    12. Plesofsky-Vig N., Brambl R.
      Pantothenic acid and coenzyme A in cellular modification of proteins.
      Annu Rev Nutr 8: 461-482; 1988

    13. Schmidt E., Schmidt N.
      Leitfaden Mikronährstoffe. Orthomolekulare Prävention und Therapie. 177-182
      Urban&Fischer, München, Febr. 2004

    14. van den Berg H.
      Bioavailability of pantothenic acid.
      Eur J Clin Nutr 51 (Suppl) 1:S62-63; 1997