Pantothensäure: Funktion, Vorkommen und klinische Relevanz

Pantothensäure gehört zu den lebensnotwendigen Vitaminen, die in nahezu allen Lebensformen eine wichtige Rolle spielen. Als Bestandteil des Coenzyms A ist sie entscheidend für den Energiestoffwechsel und damit für unzählige biochemische Prozesse im menschlichen Organismus. Obwohl ein Mangel selten auftritt, hat Pantothensäure eine enorme physiologische Bedeutung, sowohl für den Zellstoffwechsel als auch für die Regeneration von Haut und Schleimhaut. Welche Funktionen Pantothensäure genau übernimmt, in welchen Lebensmitteln sie vorkommt und in welchen Fällen sie klinisch relevant wird, beschreibt der folgende Artikel.

Pantothensäure – Definition

Pantothensäure, auch als Vitamin B5 bezeichnet, ist ein wasserlösliches, hitzeempfindliches Vitamin aus der Gruppe der B-Vitamine. Chemisch handelt es sich um ein Derivat aus β-Alanin und Pantoinsäure, die über eine Peptidbindung miteinander verknüpft sind. In der Natur liegt Pantothensäure hauptsächlich in ihrer biologisch aktiven D(+)-Form vor. Aufgrund ihrer wasserlöslichen Eigenschaften kann sie im Körper nicht gespeichert werden, weshalb eine regelmäßige Zufuhr über die Nahrung notwendig ist.

Der Begriff „Pantothensäure“ leitet sich vom griechischen Wort „pantothen“  ab, was „überallher“ bedeutet. Dabei handelt es sich um eine Anspielung auf ihre weite Verbreitung in nahezu allen Nahrungsmitteln und Organismen. Diese allgegenwärtige Präsenz erklärt, warum ausgeprägte Mangelsymptome beim Menschen vergleichsweise selten auftreten.

Pantothensäure – Funktion

Pantothensäure spielt im Energiestoffwechsel eine zentrale Rolle. Sie ist essenzieller Bestandteil von Coenzym A (CoA) sowie des Acyl-Carrier-Proteins (ACP), die beide an zahlreichen metabolischen Prozessen beteiligt sind. Ohne sie wären viele lebenswichtige Reaktionen in Zellen nicht möglich.

Beteiligung am Energiestoffwechsel

Coenzym A fungiert als Träger aktivierter Acylgruppen und ist damit an der Aktivierung und Übertragung von Carbonsäuren beteiligt. Diese Aktivierungsreaktionen sind für den Abbau und Aufbau von Fetten, Kohlenhydraten und Aminosäuren unverzichtbar. Ein zentrales Zwischenprodukt ist Acetyl-CoA, das als „Drehscheibe“ des Stoffwechsels gilt: Es verbindet die Glykolyse, den Citratzyklus und die Fettsäuresynthese miteinander.

Darüber hinaus entsteht aus Pantothensäure über mehrere Syntheseschritte das Succinyl-CoA, ein Zwischenprodukt des Citratzyklus und Ausgangsstoff für die Hämsynthese (also für die Bildung des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin).

Rolle in der Synthese anderer Moleküle

Pantothensäure ist auch an der Synthese von Cholesterin und Steroidhormonen beteiligt. Cholesterin dient nicht nur als Membranbestandteil, sondern auch als Ausgangssubstanz für die Bildung von Cortisol, Aldosteron und Sexualhormonen. Weiterhin spielt Acetyl-CoA, das von Coenzym A bereitgestellt wird, eine entscheidende Rolle bei der Acetylierung von Neurotransmittern, etwa bei der Bildung von Acetylcholin, einem wichtigen Botenstoff des Nervensystems.

Zellregeneration und Hautfunktion

Neben ihrer Rolle im Energiestoffwechsel trägt Pantothensäure maßgeblich zur Regeneration von Haut und Schleimhäuten bei. Sie fördert die Proliferation von Fibroblasten und Keratinozyten, also jener Zellen, die für die Wundheilung und Gewebeerneuerung verantwortlich sind. Aus diesem Grund findet das Derivat Dexpanthenol breite Anwendung in dermatologischen und kosmetischen Präparaten.

Pantothensäure – Vorkommen

Pantothensäure ist in nahezu allen natürlichen Lebensmitteln enthalten, was ihrem Namen gerecht wird. Besonders hohe Konzentrationen finden sich in tierischen Organen, Vollkornprodukten, Hülsenfrüchten und Pilzen.

• Tierische Quellen:

Tierische Lebensmittel wie Leber, Niere, Eigelb und Milchprodukte sind besonders reich an Pantothensäure. Rinderleber enthält bis zu sieben Milligramm pro 100 Gramm, während Hühnerei etwa zwei Milligramm pro 100 Gramm liefert. Diese tierischen Quellen zeichnen sich zudem durch eine hohe Bioverfügbarkeit aus, da die Pantothensäure hier oft als Coenzym A vorliegt, das im Verdauungstrakt zu freiem Vitamin gespalten wird.

• Pflanzliche Quellen:

Unter den pflanzlichen Nahrungsmitteln weisen Pilze, Nüsse, Vollkorngetreide, Hülsenfrüchte und Avocados einen hohen Gehalt auf. Champignons enthalten rund zwei Milligramm pro 100 Gramm, während Linsen und Sojabohnen etwa 1,4 bis 1,7 Milligramm pro 100 Gramm liefern. Auch Gemüse wie Brokkoli oder Blumenkohl tragen zur täglichen Versorgung bei, wenn auch in geringeren Mengen.

• Synthese durch Darmflora:

Interessanterweise kann ein Teil der Pantothensäure auch durch intestinale Mikroorganismen gebildet werden. Diese endogene Synthese trägt jedoch nur in begrenztem Maße zur Deckung des Tagesbedarfs bei, da die resorbierbare Menge im Dickdarm gering ist.

Pantothensäure – Stoffwechsel und Aufnahme

Die Aufnahme erfolgt hauptsächlich im Jejunum, also im mittleren Abschnitt des Dünndarms, über einen natriumabhängigen Transportmechanismus. In der Nahrung liegt Pantothensäure oft in komplexer Form, gebunden an Coenzym A oder Acyl-Carrier-Proteine, vor. Diese werden während der Verdauung zu Pantethein und schließlich zu freier Pantothensäure abgebaut.

Nach der Resorption gelangt das Vitamin über das Blut, wo es teilweise an Proteine gebunden vorliegt, in verschiedene Gewebe. Einen eigentlichen Speicher gibt es nicht, Überschüsse werden über den Urin ausgeschieden. Die Konzentration im Blutplasma beträgt etwa zwei µmol/Liter.

Im Gewebe wird Pantothensäure zur Synthese von Coenzym A aktiviert. Dazu wird sie schrittweise phosphoryliert, amidiert und schließlich mit Adenosin-3‘,5‘-Diphosphat verknüpft. Das entstandene CoA ist anschließend in allen Stoffwechselwegen aktiv, die Acylgruppen übertragen.

Pantothensäure – Klinische Relevanz

Pantothensäure spielt in der Medizin und Ernährung eine vielfältige Rolle, auch wenn klinisch manifeste Mangelzustände selten sind.

Mangelerscheinungen

Ein isolierter Pantothensäuremangel ist beim Menschen kaum bekannt. Er kann jedoch in besonderen Situationen auftreten, beispielsweise bei chronischem Alkoholismus, schwerem Diabetes mellitus, chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen oder bei Dialysepatienten. Symptome können Müdigkeit, Kopfschmerzen, Schlafstörungen, Parästhesien, Muskelkrämpfe, Ataxie und Verdauungsbeschwerden umfassen. Auch depressive Verstimmungen und verminderte Antikörperbildung werden beschrieben.

Historisch bedeutsam ist die Beobachtung, dass das sogenannte „Burning-Feet-Syndrom“ bei Kriegsgefangenen im Zweiten Weltkrieg vermutlich auf einen Pantothensäuremangel zurückging. Hierbei handelt es sich um ein brennendes Schmerzsyndrom der Füße mit neurologischen Symptomen.

Therapeutische Anwendung

Pharmakologisch wird Pantothensäure vor allem in Form von Dexpanthenol eingesetzt. Dieses Provitamin wird in der Haut zu aktiver Pantothensäure umgewandelt. Dexpanthenol beschleunigt die Wundheilung, erhöht die Hydratation des Stratum corneum und zeigt antiinflammatorische Eigenschaften. Es findet Anwendung bei Verbrennungen, Ekzemen, kleinen Verletzungen und postoperativen Wunden. Auch in Haarpflegeprodukten wird es verwendet, da es die Elastizität und Feuchtigkeitsbindung der Haare verbessert.

Tagesbedarf und Überdosierung

Der tägliche Bedarf eines gesunden Erwachsenen liegt bei etwa fünf bis sechs Milligramm Pantothensäure. Schwangere und Stillende haben einen leicht erhöhten Bedarf von sechs bis sieben Milligramm täglich. Unter Stress, bei erhöhter körperlicher Aktivität oder Alkoholkonsum kann der Bedarf ebenfalls ansteigen. Da das Vitamin in so vielen Lebensmitteln vorkommt, wird der Bedarf in der Regel problemlos gedeckt.

Pantothensäure weist eine sehr geringe Toxizität auf. Selbst hohe Dosierungen von bis zu zehn Gramm pro Tag führen in der Regel nur zu milden gastrointestinalen Beschwerden wie Durchfall. Schwere Nebenwirkungen sind nicht beschrieben.