维生素B5 :无色或微黄色的粘稠液体

更新时间:2023-04-14 13:48

维生素B5(DL-Pantothenic acid),也称泛酸,盘酸或遍多酸,化学式为C9H17NO5,是一种水溶性维生素,属于维生素B群的成员之一。它在体内作为辅酶A的组成部分发挥重要作用,参与体内的能量代谢、脂肪合成和神经传导等生理过程。此外,维生素B5还对皮肤、头发和黏膜的健康有益。维生素B5广泛存在于动植物食物中,如肉类、鱼类、全麦面包、奶制品、豆类坚果、瘦肉、蔬菜等。此外,维生素B5还可以通过人工合成得到。通常情况下,人们通过日常饮食就能够获得足够的维生素B5,不需要额外补充。

发现历史

维生素B5的发现历史可以追溯到20世纪30年代。当时,美国化学家罗杰·威廉姆斯(Roger J. Williams)在对动物饮食研究中发现,维生素B5的缺乏会导致皮肤炎症、免疫系统功能下降、胃肠道问题和神经系统异常等症状。威廉姆斯还注意到,当鸡的饮食中添加了一种物质后,这些症状就得到了改善。威廉姆斯随后将这种物质从鸡肝中分离出来,并将其命名为“泛谷氨酸”(Pantothenic acid),意思是“在所有地方都存在的物质”。随后,其他研究人员也在人类和其他动物中确认了维生素B5的存在和功能,并将其归入维生素B群。

理化性质

泛酸是一种有机酸,由二羟基二甲基丁酸和β-β-氨基酸通过肽键缩合而成。纯游离泛酸呈淡黄色粘稠的油状物,具有苦味,并且具有光学活性。其中,只有右旋体具有生物活性,而左旋体可能会对右旋异构体的作用产生拮抗作用。泛酸是一种不稳定的化合物,具有吸湿性,形成黏稠的油状物,可溶于水和乙醇,但不溶于苯和氯仿。通常以泛酸钙的形式存在。酸在中性溶液中对热稳定,对氧化剂和还原剂也极为稳定,但易被酸、碱破坏。

来源与推荐摄入量

来源

维生素B5是一种水溶性维生素,也称为泛酸,几乎所有植物和动物食品中都存在一定程度的泛酸。肉类、鱼类、蛋类和豆类是维生素B5含量较高的食物,建议在日常饮食中合理摄入这些食物,以保证维生素B5的充足摄入。

下面是一些富含维生素B5的食物:

维生素B5补充剂通常以泛酸的形式出现,常见的有泛酸钙、泛酸镁、泛酸锌等。这些补充剂的剂型包括口服片剂、胶囊、软胶囊、口服液等。

推荐摄入量

美国医学研究所(IOM)于1998年更新B族维生素的估计平均需要量(EARs)和推荐膳食摄入量(RDAs),2018年5月,中国发布了中国居民膳食营养素参考摄入量,下面是各个年龄段维生素B5的推荐摄入量(Adequate intake):

生理机制

维生素B5参与许多人体生理过程,其中包括能量代谢、神经信号传递、皮肤健康等方面:

吸收:维生素B5主要在小肠中吸收,在心、肝、肾中含量比较丰富。

转运:维生素B5在细胞内与辅酶A(CoA)结合,形成泛酰辅酶A(CoA-PA),然后被运输到细胞质线粒体内质网中,参与能量代谢和脂肪合成等过程。

合成辅酶A的前体:泛酸是辅酶A生物合成的前体,辅酶A是维持生命的各种生化反应中必不可少的辅酶。维生素B5生成辅酶A的过程可以分为两步。在第一步中,VB5与ATP反应生成VB5磷酸酯,随后VB5磷酸与半胱氨酸反应生成VB5的前体泛酰基磷酸。在第二步中,泛酰基磷酸与ATP和半胱氨酸反应生成4'-磷酸腺苷酰半胱氨酸(4'-P-panSH),然后4'-P-Pan-SH与ATP反应生成辅酶A

代谢:在能量代谢过程中,维生素B5作为CoA的组成部分,参与葡萄糖、脂肪和蛋白质的代谢过程。同时,维生素B5也参与胆固醇、荷尔蒙和神经递质的合成过程。

排泄:维生素B5是水溶性维生素,不容易在体内积累,多余的维生素B5在肾脏中通过尿液排出体外。

需要注意的是,维生素B5的代谢过程中,它与其他维生素、矿物质以及饮食中的其他营养素密切相关。比如,维生素B5需要与其他B族维生素共同作用,才能发挥最大的生理效应。同时,饮食中的蛋白质和糖类也是维生素B5代谢过程的重要参与者。

合成

维生素B5的合成方式分为两种:

生物合成

维生素B5的合成过程需要多个酶的参与,其中一些酶需要其他维生素和营养素的辅助,如核酸、蛋白质、钙和铁等。因此,合理的饮食结构和营养摄入对于维生素B5的合成和生物利用非常重要。泛酸是由a-异戊酸和L-天门冬氨酸两种物质开始,经过四步酶促反应生成。其中的四种酶,分别是酮泛解酸羟甲基转移酶(PanB)、酮泛解酸还原酶(PanE)、L-天冬氨酸-a-脱羧酶(PanD)和泛酸合成酶(PanC)。具体合成路径如下图所示:

图中关键酶的介绍如下:

酮泛解酸羟甲基转移酶(PanB)是PanB基因的表达产物,催化底物α-酮异戊酸增加一个甲基形成酮泛解酸,反应过程是可逆的。该酶在催化底物发生烯醇化反应时需要5,10-CH2四氢叶酸和二价金属离子参与,同时它们也是该酶的激活剂

酮泛解酸还原酶(PanE)是PanE基因的表达产物,在NADPH的帮助下将酮泛解酸还原为泛解酸。

L-天冬氨酸-a-脱羧酶(PanD)是PanD基因的表达产物,催化脱去天冬氨酸的羧基形成β-β-氨基酸

泛酸合成酶(PanC)是panC基因的表达产物,它是泛酸生物合成途径的最后一个关键酶,催化泛解酸与β-丙氨酸结合形成泛酸。

工业合成

工业上虽然能够合成高纯度的泛酸,但是这种方法有环境污染、能源消耗高等问题,也不能获得天然维生素B5中的其他生物活性物质。因此,工业生产的泛酸主要用于食品、保健品和化妆品等领域,而医药和营养补充剂等领域更多地采用天然的泛酸来源。泛酸的工业合成于1904年首次发表:

该过程始于异丁醛和甲醛的羟醛缩合,将所得羟基新戊醛转化为其醇衍生物,然后环化得到外消旋泛内酯,最后与β-氨基酸结合,生成泛酸。

应用

维生素B5是是生物体中重要的营养素之一,因此它有许多应用:

医药行业

研究表明,将D-泛酸钙添加到培养皮肤成纤维细胞的培养基中,可以促进细胞的增殖和迁移,当应用这种方法处理人工伤口时,可以加速伤口的愈合。维生素B5是合成肝素和其他凝血因子的必要物质,可促进肝脏的正常功能。此外,维生素B5还可以帮助减轻肝脏对物质和毒素的损伤,有助于预防肝脏疾病。有研究表明,维生素B5可以促进口腔黏膜的健康,减少口腔溃疡、炎症等问题的发生还能降低胆固醇。

日化行业

维生素B5可以促进皮肤细胞新陈代谢,增强皮肤的保湿能力,减少皮肤水分流失,缓解皮肤干燥、瘙痒等问题,从而改善皮肤健康。因此,维生素B5被广泛应用于化妆品和护肤品中,如面霜、乳液、面膜等。

畜牧行业

畜牧业中添加维生素B5可以增强动物的免疫力,促进生长发育和增加产量,它被广泛应用于养殖场,促进动物的消化和吸收。特别是对于蛋白质和脂肪的消化和吸收,维生素B5是必不可缺的。因此,它常被添加到动物饲料中以提高营养价值。

在使用维生素B5之前,应该咨询医生或专业人士,根据实际的情况和需求,合理地使用维生素B5。同时,应该遵循适量的原则,不要过量摄入,以免出现副作用。

缺乏与过量的影响

缺乏影响

人类泛酸缺乏症非常罕见,尚未得到彻底研究。在少数出现泛酸缺乏的情况下(第二次世界大战期间的战俘、饥饿的受害者或有限的志愿者试验),几乎所有的症状都可以通过口服泛酸来逆转。维生素B5缺乏会影响神经系统的正常功能,导致疲劳、头痛、失眠等问题,严重时会出现肢神经痛综合征,表现为脚趾麻木、步行时摇晃、周身酸痛等。继续恶化会产生易怒、失眠等症状。

过量影响

美国医学研究所(IOM)在证据充分的情况下为维生素和矿物质设定了可耐受的最高摄入量(UL)。就泛酸而言,没有UL,因为没有关于高剂量副作用的人类数据。欧洲食品安全局也审查了安全问题并得出了与美国相同的结论——没有足够的证据为泛酸设定UL。

尽管维生素B5是水溶性维生素,过量摄入会被排出体外,但过量摄入仍会对人体健康造成一定的影响,例如过量摄入维生素B5可能会对肾脏造成一定的负担,从而引起肾脏问题。过量摄入维生素B5可能会影响某些药物的吸收和代谢,从而对药效产生影响。

为了维护健康,应该遵循适量的原则,不过度摄入维生素B5,避免产生副作用。如果出现维生素B5缺乏或过量的症状,应及时向医生寻求帮助。

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