Pantoteenihappo eliB5-vitamiini onpantoiinihappo, johon on liittynytβ-alaniiniamidisidoksella. Pantoteenihappo on välttämätönvitamiini ihmisille ja lähes kaikille muilleeliöille. Melkein kaikkikasvit,bakteerit jaarkit valmistavat sitä, mutta mitkääneläimet eivät. Sitä saadaan kylliksi lähes kaikista ruuista ja sen puutos on ihmisillä erittäin harvinainen tila.[6]
EFSA ei myöskään ole esittänyt saantisuosituksia pantoteenihapolle tutkimustiedon puutteen vuoksi. EFSA on kuitenkin esittänyt arvot riittävälle saannille eli AI-arvot (eng.adequate intake). Nämä ovat arvioita siitä, mikä määrä pantoteenihappoa riittää ylläpitämään jonkin väestöryhmän terveenä. Ryhmät on eritelty alla olevassa taulukossa.[9] Eräs ero todellisen vähimmäistarpeen keskiarvon ja AI-arvon välillä on se, että AI-arvon tulisi olla suurempi.[10]
EFSA ei ole asettanut pantoteenihapon päiväsaannille ylärajaa.[12] Se on verrattain turvallinen aine ja keho rajoittaa sen imeytymistä.[6] Ihmisillä 10–15 gramman vuorokausiannokset pantoteenihapon kalsiumsuolaa eivät ole noin vuoden jatkuneen kuurin aikana aiheuttaneet kuin väliaikaista ja lievää pahoinvointia sekä vatsakipuja.[13] Myöskään joissain B5-vitamiinilisissä käytettypantenoli ei ole myrkyllinen.[6]
PantoteenihaponLD50-arvot suun kautta hiirille ja rotille ovat 10 grammaa per kehonpainokilogramma (g/kg), jolloin kuoleman aiheuttaa hengityskatko. Rotille 6 kuukautta jatkunut 500 tai 2 000 milligramman pantoteenihappoannosten syöttö per kehonpainokilogramma joka vuorokausi (mg/kg/vrk), 50 mg/kg/vrk koirille ja 200–250 mg/kg/vrk apinoille eivät ole aiheuttaneet kyseisillä eläimillä näkyviä tai ruumiinavauksessa havaittavia haittoja.[6]
Pantoteenihapon puutos ihmisissä ja muissa eliöissä on hyvin harvinainen tila, sillä pantoteenihappoa on monissa ruuissa kylliksi suhteessa päivittäiseen tarpeeseen. Puutoksen oireet vaihtelevat eliöstä toiseen.[4]
Ihmisillä pantoteenihappopuutoksen oireita on havaittu lähinnä vain koetilanteissa. Pantoteenihappovajaa ruokavalio on noin 9 viikon kuluttua aiheuttanut väsymystä terveillä koehenkilöillä.[14] Oireita on saatu aikaan myös ihmisillä, jotka ovat tutkimuksissa saaneet pantoteenihapon toimintaa estäviä aineita eliantagonisteja (katso kohtaantagonistit). Näillä saavutetun puutoksen oireita ovat olleet esimerkiksi poltteleva kipu jalkaterissä, masennus, fyysinen uupumus, unettomuus, oksentelu, lihasheikkous, ruuansulatusongelmat,insuliiniresistenssin väheneminen javasta-aineiden tuoton väheneminen.[4]
Nälkiintyneillä ihmisillä, kuten2. maailmansodan sotavangeilla, on joissain tapauksissa ilmennyt muun muassa jalkojen polttelua ja tunnottomuutta, jota kutsutaan nykyäänGrierson-Gopalan oireyhtymäksi. Näiden vankien oireiden esitetään usein johtuneen pantoteenihapon puutteesta eritotenColothur Gopalan tutkimusten vuoksi.[15][16] Hän havaitsi polttelun lakkaavan vain pantoteenihappokuurilla,[15] mutta myöhemmät kokeet eivät ole tukeneet Gopalan johtopäätöstä siitä, että oireet johtuvat pantoteenihapon puutoksesta.[17][16]
Puutos voi myös olla geneettinen.Pantotenaattikinaasi-entsyymin (EC-numero 2.7.1.33) muodon 2mutaatiosta johtuva toimimattomuus estää kehoa tuottamasta kylliksikoentsyymi A:ta pantoteenihaposta. Kinaasin muut muodot (muodot 1, 3 ja 4) kompensoivat tätä puutosta, mutta se johtaa silti vuonna 1924 löydettyyn hyvin harvinaiseen ja kuolettavaan tautiin,[18] jota sanotaan nimelläpigmentoitunut pallidusrappeuma, joka on englanniksipantothenate kinase-associated neurodegeneration eliPKAN.[19][18] Tämän oireita ovat muun muassa näköhäiriöt ja raudan kertyminen aivoihin.[18]
Pantoteenihappoa lähes kaikissa ruuissa. Sitä on paljon eläinten lihoissa ja eritoten sisäelimissä, kuten maksoissa ja sydämissä. Sitä on paljon myös joissain viljoissa, pähkinöissä, sienissä ja kasviksissa. Luonnossa kaikkein eniten pantoteenihappoa on joidenkin kylmän veden kalojen kutentonnikalan jaturskienmunasarjoissa (yli 2,3 milligrammaa per gramma ruokaa, mg/g) jahunajamehiläistenkuningatarhyytelössä (0,5 mg/g).[4]
Täysjyväviljoissa pantoteenihappo on pääosin kuoriosissa, kutenleseissä, joten niiden poistaminen vähentää viljan pantoteenihappopitoisuutta. Pitkäaikainen säilytys huoneenlämmössä ja ruuanlaitossa tavallisesti käytetyt lämpötilat eivät tuhoa sitä merkittävästi. Lihan paistossa pantoteenihappohäviö kuitenkin on 15–50 % ja kasvisten kuumentamisessa häviö on 37–78 %.pH-arvossa, joka on yli 7 tai alle 5, pantoteenihappo tuhoutuu helposti. Maidonpastöroinnissa häviö ei ole suuri, sillä maito on lähes pH-neutraali.[4]Säilyketölkkipakkaaminen voi johtaa ruuasta ja pakkausmenetelmistä riippuen esimerkiksi 30–80 % häviöön.[20] Pakastaminen ei tuhoa pantoteenihappoa, mutta sulatusvesien mukana suuri osa siitä voi poistua sen vesiliukoisuuden takia.[21]
Ihmisillä ruokien pantoteenihaposta noin 40–60 % imeytyy suolistosta. Aine on ruuissa pääosin sitoutunutkoentsyymi A:han tai proteiineihin.[4]
Milligrammaa pantoteenihappoa sadassa grammassa ruokaa (mg/100 g)a[22]
(R)-Pantoteenihappo on viskoosi, kellertävä[3] tai väritönhygroskooppinen öljy. Se on hyvin liukoinen veteen jaetanoliin sekä vähäliukoinendietyylieetteriin. Se on epävakaa happamissa ja emäksisissä liuoksissa,[2] mutta vakaa neutraalissa liuoksessa. Lämmittäminen,[6]UV-valo jahappi edistävät sen hajoamista. Se säilyy parhaiten viileässä japH-arvossa 7.[25]
Pantoteenihaponsuolat ovat vakaampia kuin pelkkä pantoteenihappo. Siksi suoloja käytetään elintarvikelisänä jalisäravintoaineissa hapon sijaan. Useimmin käytetty suola on kalsiumpantotenaatti.[6]
Kalsium-(R)-pantotenaatin (CAS 137-08-6) massa on 476,5 g/mol.[2] Se on valkea ja hajuton jauhe,[6] lievästi hygroskooppinen, kohtalaisen vakaa ilmassa ja valossa. Se on makea, mutta sillä on hieman kitkerä jälkimaku. Se hajoaa sulamatta 195–196 °C lämpötilassa.[28] Se on hyvin vesiliukoinen (1 g liukenee 2,8 ml vettä 25 °C:ssa),[1] liukoinenglyseroliin, hiukan liukoinen etanoliin jaasetoniin. Sen laimeat vesiliuokset ovat heikosti emäksisiä.[28] Sen tiheys on 1,32 g/ml ja irtotiheys jauheena 0,57–0,67 g/ml.[1]
Natrium-(R)-pantotenaatin (CAS 867-81-2) massa on 241,2 g/mol. Se on hygroskooppinen valkea jauhe, joka hajoaa sulamatta 160–165 °C lämpötilassa. Se on hyvin liukoinen veteen, hieman liukoinen etanoliin (paremmin kuin kalsiumsuola) ja liukenematon dietyylieetteriin.[2]
Alla on pantoteenihapon kanssa rakenteeltaan ja nimeltään samankaltaisia aineita. Näistä esimerkiksi (R)-pantenolia ei ole luonnossa, mutta se hapettuu silti ihmisissä ja muissa eläimissä aktiiviseksi B5-vitamiiniksi.[2] Pantenoli on vakaampi kuin pantoteenihappo, jonka vuoksi sitä käytetään joskus B5-vitamiinilisissä.[4]
Pantoteenihappoa valmistetaan teollisesti kemiallisin synteesein.Mikrobimenetelmät ovat kuitenkin kehittyneet lähes kaupallisesti toteuttamiskelpoiselle tasolle.[29] (R)-Pantoteenihapon kalsiumsuolaa valmistetaan reagoimalla esimerkiksi (R)-pantolaktonia jaβ-alaniinin kalsiumsuolaa kiehuvassametanolissa taietanolissa. Tuote puhdistetaanuudelleenkiteyttämällä ja haihduttamalla.[2]
Eliöt käyttävät (R)-pantoteenihappoakoentsyymi A:n (CoA:n) valmistukseen. CoA:lla on sellaisenaan käyttötarkoituksia eliöissä, mutta sitä myös kulutetaan erilaisten kantajaproteiinien viimeistelyyntranslaation jälkeen4'-fosfopanteteinyylitransferaasi-entsyymeillä. Näissä CoA:lta siirretään (R)-pantoteenihappo kantajaproteiineihin (R)-4'-fosfopanteteiinina. Tämä liittyy kantajaproteiineihinkovalenttisesti ollen siten niidenprosteettinen ryhmä.[7]
Kantajaproteiineissa (R)-4'-fosfopanteteiinintioli (–SH) on vapaa.[7] Se muodostaa väliaikaisiatioesterisidoksia pienten molekyylien kanssa, jotka se siirtää molekyyliltä toiselle (R)-pantoteenihapon taipuisan rungon ansiosta.[6][7] Kantajaproteiineja ovat
CoA on nimensä mukaisestikoentsyymi eli entsyymeitä avustava molekyyli. Entsyymeissä se siirtää asyyliryhmiä molekyyliltä toiselle asyyli-CoA:na. CoA:nadeniiniosa sitoutuu proteiineihin. (R)-4'-panteteiini taas toimii taipuisana "kätenä", jonkarikkiin asyylit sitoutuvat väliaikaisestitioestereiksi (samalla tapaa kuin kantajaproteiineissa).[6] CoA on satojen erityyppisten entsyymien koentsyymi.[4] Yksi tärkeä esimerkki onsitruunahappokierto, jossa CoA:n siirtämä asyyli onpyruvaatista saatuetikkahappo, eli muodostunut aine onasetyyli-CoA. Kierrossa asetyylinhiiliatomit hapetetaan ilman hapellahiilidioksidiksi. Samalla saadaan soluilleATP:tä.[34]
Ruokien pantoteenihaposta pääosa on sitoutunutkoentsyymi A:han taiasyylikantajaproteiiniin. Näistä se irtoaa ohutsuolessa 4'-fosfopanteteiiniksi, jota voi olla myös ruuassa jo valmiiksi.[4] Edeltävien aineidenhydrolyysi tapahtuu suolistonpyrofosfataasien jafosfataasien toimesta, jolloin muodostuu 4'-fosfopanteteiinin kautta pantetiinia. Tämä hajoaa edelleen pantoteenihapoksipantotenaasilla (EC-numero 3.5.1.22). Suurissa pitoisuuksissa pantoteenihapon imeytyminen suolistosta tapahtuu passiivisesti, mutta sen tyypillisissä ruokapitoisuuksissa imeytyminen tapahtuu energiaa kuluttavastikalvoproteiinivälitteisesti.[6]
Ihmisillä pantoteenihapon imeytyminen tapahtuuSMVT-kalvoproteiinin kautta (eng.sodium-dependent multivitamin transporter). Tämängeeni onSLC5A6. Myösbiotiini imeytyy SMVT:n avulla. SMVT:t ovatsymporttereita ja ottavat pantoteenihappoa (ja biotiinia) sisälle soluihinnatriumionien siirtyessä samanaikaisesti sisälle soluun.[35]
Ihmisillä pantoteenihappo kulkeutuuveriplasmassa vapaana pantoteenihappona, jotapunasolut ottavat sisäänsä passiiviselladiffuusiolla. Tästä osan ne muuntavat 4'-fosfopantoteeniksi (CAS 5875-50-3) japantetiiniksi. Veren pantoteenihaposta pääosa on punasoluissa. Aikuisen veressä pantoteenihappoa on usein noin 1,12–1,96 µg/ml, josta plasmassa on 0,211–1,96 µg/ml. Vanhuksilla pitoisuus voi olla matalampi, noin 0,5–0,7 µg/ml.[4]
Ihmiskeho ei varastoi ylimäärin pantoteenihappoa. Sen pitoisuudet eivät silti juuri muutu kehossa rajoitettaessa sen saantia ravinnosta, sillä keho kierrättää sitä tehokkaasti. Ihmisillä pantoteenihappo on kertyneenä kehoon pääosinkoentsyymi A:n muodossa. Aikuisella onmaksassa noin 28 mg pantoteenihappoa sen eri muodoissa. Ainetta on paljon myöslisämunuaisissa,munuaisissa,aivoissa,sydämessä jakiveksissä. Sydän- ja maksasoluissa aineesta vastaavasti 95 % ja 70 % onmitokondrioissa.[4]
Ihmisillä pantoteenihappo erittyy pääosin virtsassa pantoteenihappona (noin 0,8–8,4 mg/vrk) ja 4'-fosfopanteteiinina. Normaalin kokoisin annoksin noin 15 % päivittäin saadusta pantoteenihaposta hapettuu energiaksi, eli osa siitä poistuu kehosta hengitysilmanhiilidioksidina.[4]
(R)-pantoaatti eli pantoiinihappoanioni (CAS 1112-33-0) liittyy β-alaniiniinpantoaatti-beeta-alaniiniligaasilla (EC 6.3.2.1), jolloin muodostuu (R)-pantoteenihappoanioni:[36][6]
Vuoden 1930 kesäkuussa L. C. Norris ja A. T. Ringrose saivat ruokintakokeissaan aikaan kananpojilla osinpellagran tapaisia oireita, kuten rupista ihottumaa jaloissa ja päässä. He esittivät oireiden johtuvan jonkin tuntemattoman vitamiinin puutteesta – jonkin muun kuin tuolloin vielä huonosti tunnetun "B2-" eli "G-vitamiinin" tai pellagraa ehkäisevän "P-P-tekijän" puutteesta.[38][39] Nämä tunnetaan nykyään vastaavasti nimilläriboflaviini janiasiini.[40] Vuonna 1939 puuttuva aine varmentui pantoteenihapoksi.[41]
Vuoden 1930 joulukuussa yhdysvaltalainenRoger John Williams (eli vuosina 1893–1988) esitti hiivankasvatuskokeidensa pohjalta olevan olemassa toistaiseksi tuntematon hiivojen kasvuun vaikuttava B-vitamiini.[42][43] Vuonna 1933 jatkotutkimuksissa R. J. Williams ja kollegat eristivät pantoteenihapon epäpuhtaana tutkiessaan hiivojen kasvuun vaikuttavia ravintoaineita. He tunnistivat aineen olevan muun muassakarboksyylihappo. He myös nimesivät aineen: pantoteenihappo tulee kreikan sanastapantothen (πάντοθεν), joka tarkoittaa "kaikkialta", sillä he arvelivat kokeidensa pohjalta ainetta löytyvän lähes kaikkialta luonnosta. He eristivät ainetta homeesta, naudan maksasta ja kananmunan valkuaisesta.[44][45]
↑abcScientific opinion on the safety and efficacy of pantothenic acid (calcium D-pantothenate and D-panthenol) as a feed additive for all animal species based on a dossier submitted by Lohmann animal health: pantothenic acid for all animal species. EFSA Journal, 2011, 9. vsk, nro 11, s. 2409. doi:10.2903/j.efsa.2011.2409Artikkelin verkkoversio. Viitattu 17.3.2019.Arkistoitu 6.3.2022.
↑Institute of Medicine (US) standing committee on the scientific evaluation of dietary reference intakes, Institute of Medicine (US) subcommittee on interpretation and uses of dietary reference intakes: Using the Adequate Intake for Nutrient Assessment of Groups. National Academies Press, 2000. Teoksen verkkoversio Viitattu 19.3.2019.
↑PC Fry, HM Fox, HG Tao: Metabolic response to a pantothenic acid deficient diet in humans. Journal of Nutritional Science and Vitaminology, 1976, 22. vsk, nro 4, s. 339–346. PubMed:1011047ISSN 0301-4800Artikkelin verkkoversio.
↑abcMA Kurian, SJ Hayflick: Pantothenate kinase-associated neurodegeneration (PKAN) and PLA2G6-associated neurodegeneration (PLAN): review of two major neurodegeneration with brain iron accumulation (NBIA) phenotypes. International review of neurobiology, 2013, 110. vsk, s. 49–71. PubMed:24209433doi:10.1016/B978-0-12-410502-7.00003-XISSN 0074-7742Artikkelin verkkoversio.
↑S Fanali et al: ”Analysis of vitamins by liquid chromatography”, Liquid chromatography: applications, s. 484. Elsevier Science, 2013. doi:10.1016/C2010-0-68910-3ISBN 9780124158061
↑JR Lai, A Koglin, CT Walsh: Carrier protein structure and recognition in polyketide and nonribosomal peptide biosynthesis. Biochemistry, 2006, 45. vsk, nro 50, s. 14869–14879. doi:10.1021/bi061979pISSN 0006-2960Artikkelin verkkoversio.
↑LC Norris, GF Heuser, MB Gillis: The need for pantothenic acid and an unidentified factor in reproduction in the domestic fowl. The Journal of Nutrition, 1942, 23. vsk, nro 2, s. 153–163. doi:10.1093/jn/23.2.153ISSN 0022-3166Artikkelin verkkoversio.
↑RJ Williams, EM Bradway: The further fractionation of yeast nutrilites and their relationship to vitamin b and wildiers' “bios”. Journal of the American Chemical Society, 1931, 53. vsk, nro 2, s. 783–789. doi:10.1021/ja01353a051ISSN 0002-7863Artikkelin verkkoversio.
↑FF Nord, CH Werkman: ”The chemistry and biochemistry of pantothenic acid”, Advances in Enzymology and Related Areas of Molecular Biology, s. 255. Wiley, 1943. ISBN 9780470122488Teoksen verkkoversio.
-Pantothenic_acid_Formula_V.1.svg)
