維生素B5(DL-Pantothenic acid),也稱泛酸,盤酸或遍多酸,化學式為C9H17NO5,是一種水溶性維生素,屬于維生素B群的成員之一。它在體內(nèi)作為輔酶A的組成部分發(fā)揮重要作用,參與體內(nèi)的能量代謝、脂肪合成和神經(jīng)傳導等生理過程。此外,維生素B5還對皮膚、頭發(fā)和黏膜的健康有益。維生素B5廣泛存在于動植物食物中,如肉類、魚類、全麥面包、奶制品、豆類、堅果、瘦肉、蔬菜等。此外,維生素B5還可以通過人工合成得到。通常情況下,人們通過日常飲食就能夠獲得足夠的維生素B5,不需要額外補充。
發(fā)現(xiàn)歷史
維生素B5的發(fā)現(xiàn)歷史可以追溯到20世紀30年代。當時,美國化學家羅杰·威廉姆斯(Roger J. Williams)在對動物飲食研究中發(fā)現(xiàn),維生素B5的缺乏會導致皮膚炎癥、免疫系統(tǒng)功能下降、胃腸道問題和神經(jīng)系統(tǒng)異常等癥狀。威廉姆斯還注意到,當雞的飲食中添加了一種物質(zhì)后,這些癥狀就得到了改善。威廉姆斯隨后將這種物質(zhì)從肝臟中分離出來,并將其命名為“泛酸”(Pantothenic acid),意思是“在所有地方都存在的物質(zhì)”。隨后,其他研究人員也在人類和其他動物中確認了維生素B5的存在和功能,并將其歸入維生素B群。
理化性質(zhì)
泛酸是一種有機酸,由二羥基二甲基丁酸和β-β-氨基酸通過肽鍵縮合而成。純游離泛酸呈淡黃色粘稠的油狀物,具有苦味,并且具有光學活性。其中,只有右旋體具有生物活性,而左旋體可能會對右旋異構(gòu)體的作用產(chǎn)生拮抗作用。泛酸是一種不穩(wěn)定的化合物,具有吸濕性,形成黏稠的油狀物,可溶于水和乙醇,但不溶于苯和氯仿。通常以泛酸鈣的形式存在。酸在中性溶液中對熱穩(wěn)定,對氧化劑和還原劑也極為穩(wěn)定,但易被酸、堿破壞。
來源與推薦攝入量
來源
維生素B5是一種水溶性維生素,也稱為泛酸,幾乎所有植物和動物食品中都存在一定程度的泛酸。肉類、魚類、蛋類和豆類是維生素B5含量較高的食物,建議在日常飲食中合理攝入這些食物,以保證維生素B5的充足攝入。
下面是一些富含維生素B5的食物:
維生素B5補充劑通常以泛酸的形式出現(xiàn),常見的有泛酸鈣、泛酸鎂、泛酸鋅等。這些補充劑的劑型包括口服片劑、膠囊、軟膠囊、口服液等。
推薦攝入量
美國醫(yī)學研究所(IOM)于1998年更新B族維生素的估計平均需要量(EARs)和推薦膳食攝入量(RDAs),2018年5月,中國發(fā)布了中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量,下面是各個年齡段維生素B5的推薦攝入量(Adequate intake):
生理機制
維生素B5參與許多人體生理過程,其中包括能量代謝、神經(jīng)信號傳遞、皮膚健康等方面:
吸收:維生素B5主要在小腸中吸收,在心、肝、腎中含量比較豐富。
轉(zhuǎn)運:維生素B5在細胞內(nèi)與輔酶A(CoA)結(jié)合,形成泛酰輔酶A(CoA-PA),然后被運輸?shù)?a href="/hebeideji/7210696763370733600.html">細胞質(zhì)、線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中,參與能量代謝和脂肪合成等過程。
合成輔酶A的前體:泛酸是輔酶A生物合成的前體,輔酶A是維持生命的各種生化反應(yīng)中必不可少的輔酶。維生素B5生成輔酶A的過程可以分為兩步。在第一步中,VB5與ATP反應(yīng)生成VB5磷酸酯,隨后VB5磷酸與半胱氨酸反應(yīng)生成VB5的前體泛酰基磷酸。在第二步中,泛?;姿崤cATP和半胱氨酸反應(yīng)生成4'-磷酸腺苷酰半胱氨酸(4'-P-panSH),然后4'-P-Pan-SH與ATP反應(yīng)生成輔酶A。
代謝:在能量代謝過程中,維生素B5作為CoA的組成部分,參與葡萄糖、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝過程。同時,維生素B5也參與膽固醇、荷爾蒙和神經(jīng)遞質(zhì)的合成過程。
排泄:維生素B5是水溶性維生素,不容易在體內(nèi)積累,多余的維生素B5在腎臟中通過尿液排出體外。
需要注意的是,維生素B5的代謝過程中,它與其他維生素、礦物質(zhì)以及飲食中的其他營養(yǎng)素密切相關(guān)。比如,維生素B5需要與其他B族維生素共同作用,才能發(fā)揮最大的生理效應(yīng)。同時,飲食中的蛋白質(zhì)和糖類也是維生素B5代謝過程的重要參與者。
合成
維生素B5的合成方式分為兩種:
生物合成
維生素B5的合成過程需要多個酶的參與,其中一些酶需要其他維生素和營養(yǎng)素的輔助,如核酸、蛋白質(zhì)、鈣和鐵等。因此,合理的飲食結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)攝入對于維生素B5的合成和生物利用非常重要。泛酸是由a-異戊酸和L-天門冬氨酸兩種物質(zhì)開始,經(jīng)過四步酶促反應(yīng)生成。其中的四種酶,分別是酮泛解酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶(PanB)、酮泛解酸還原酶(PanE)、L-天冬氨酸-a-脫羧酶(PanD)和泛酸合成酶(PanC)。具體合成路徑如下圖所示:
圖中關(guān)鍵酶的介紹如下:
酮泛解酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶(PanB)是PanB基因的表達產(chǎn)物,催化底物α-酮異戊酸增加一個甲基形成酮泛解酸,反應(yīng)過程是可逆的。該酶在催化底物發(fā)生烯醇化反應(yīng)時需要5,10-CH2四氫葉酸和二價金屬離子參與,同時它們也是該酶的激活劑。
酮泛解酸還原酶(PanE)是PanE基因的表達產(chǎn)物,在NADPH的幫助下將酮泛解酸還原為泛解酸。
L-天冬氨酸-a-脫羧酶(PanD)是PanD基因的表達產(chǎn)物,催化脫去天冬氨酸的羧基形成β-β-氨基酸。
泛酸合成酶(PanC)是panC基因的表達產(chǎn)物,它是泛酸生物合成途徑的最后一個關(guān)鍵酶,催化泛解酸與β-丙氨酸結(jié)合形成泛酸。
工業(yè)合成
工業(yè)上雖然能夠合成高純度的泛酸,但是這種方法有環(huán)境污染、能源消耗高等問題,也不能獲得天然維生素B5中的其他生物活性物質(zhì)。因此,工業(yè)生產(chǎn)的泛酸主要用于食品、保健品和化妝品等領(lǐng)域,而醫(yī)藥和營養(yǎng)補充劑等領(lǐng)域更多地采用天然的泛酸來源。泛酸的工業(yè)合成于1904年首次發(fā)表:
該過程始于異丁醛和甲醛的羥醛縮合,將所得羥基新戊醛轉(zhuǎn)化為其醇衍生物,然后環(huán)化得到外消旋泛內(nèi)酯,最后與β-氨基酸結(jié)合,生成泛酸。
應(yīng)用
維生素B5是是生物體中重要的營養(yǎng)素之一,因此它有許多應(yīng)用:
醫(yī)藥行業(yè)
研究表明,將D-泛酸鈣添加到培養(yǎng)皮膚成纖維細胞的培養(yǎng)基中,可以促進細胞的增殖和遷移,當應(yīng)用這種方法處理人工傷口時,可以加速傷口的愈合。維生素B5是合成肝素和其他凝血因子的必要物質(zhì),可促進肝臟的正常功能。此外,維生素B5還可以幫助減輕肝臟對物質(zhì)和毒素的損傷,有助于預防肝臟疾病。有研究表明,維生素B5可以促進口腔黏膜的健康,減少口腔潰瘍、炎癥等問題的發(fā)生還能降低膽固醇。
日化行業(yè)
維生素B5可以促進皮膚細胞的新陳代謝,增強皮膚的保濕能力,減少皮膚水分流失,緩解皮膚干燥、瘙癢等問題,從而改善皮膚健康。因此,維生素B5被廣泛應(yīng)用于化妝品和護膚品中,如面霜、乳液、面膜等。
畜牧行業(yè)
畜牧業(yè)中添加維生素B5可以增強動物的免疫力,促進生長發(fā)育和增加產(chǎn)量,它被廣泛應(yīng)用于養(yǎng)殖場,促進動物的消化和吸收。特別是對于蛋白質(zhì)和脂肪的消化和吸收,維生素B5是必不可缺的。因此,它常被添加到動物飼料中以提高營養(yǎng)價值。
在使用維生素B5之前,應(yīng)該咨詢醫(yī)生或?qū)I(yè)人士,根據(jù)實際的情況和需求,合理地使用維生素B5。同時,應(yīng)該遵循適量的原則,不要過量攝入,以免出現(xiàn)副作用。
缺乏與過量的影響
缺乏影響
人類泛酸缺乏癥非常罕見,尚未得到徹底研究。在少數(shù)出現(xiàn)泛酸缺乏的情況下(第二次世界大戰(zhàn)期間的戰(zhàn)俘、饑餓的受害者或有限的志愿者試驗),幾乎所有的癥狀都可以通過口服泛酸來逆轉(zhuǎn)。維生素B5缺乏會影響神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能,導致疲勞、頭痛、失眠等問題,嚴重時會出現(xiàn)肢神經(jīng)痛綜合征,表現(xiàn)為腳趾麻木、步行時搖晃、周身酸痛等。繼續(xù)惡化會產(chǎn)生易怒、失眠等癥狀。
過量影響
美國醫(yī)學研究所(IOM)在證據(jù)充分的情況下為維生素和礦物質(zhì)設(shè)定了可耐受的最高攝入量(UL)。就泛酸而言,沒有UL,因為沒有關(guān)于高劑量副作用的人類數(shù)據(jù)。歐洲食品安全局也審查了安全問題并得出了與美國相同的結(jié)論——沒有足夠的證據(jù)為泛酸設(shè)定UL。
盡管維生素B5是水溶性維生素,過量攝入會被排出體外,但過量攝入仍會對人體健康造成一定的影響,例如過量攝入維生素B5可能會對腎臟造成一定的負擔,從而引起腎臟問題。過量攝入維生素B5可能會影響某些藥物的吸收和代謝,從而對藥效產(chǎn)生影響。
為了維護健康,應(yīng)該遵循適量的原則,不過度攝入維生素B5,避免產(chǎn)生副作用。如果出現(xiàn)維生素B5缺乏或過量的癥狀,應(yīng)及時向醫(yī)生尋求幫助。
參考資料 >
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