Ácido pantoténico

ácido pantoténico, también llamado vitamina B₅ es una vitamina B soluble en agua y, por lo tanto, un nutriente esencial. Todos los animales requieren ácido pantoténico para sintetizar la coenzima A (CoA) –esencial para el metabolismo de los ácidos grasos– así como, en general, para sintetizar y metabolizar proteínas, carbohidratos y grasas.

El ácido pantoténico es la combinación de ácido pantoico y β-alanina. Su nombre deriva del griego pantos, que significa "de todas partes", ya que se encuentran mínimamente, al menos, pequeñas cantidades de ácido pantoténico en casi todos los alimentos. La deficiencia humana es muy rara. Como suplemento dietético o ingrediente de alimentos para animales, la forma comúnmente utilizada es el pantotenato de calcio debido a la estabilidad química y, por lo tanto, a la larga vida útil del producto, en comparación con el pantotenato de sodio o el ácido pantoténico libre.

Definición

Estructura de la coenzima A: 1: 3′-fosfoadenosina. 2: diphosphate, organophosphate anhydride. 3: ácido pantóico. 4: β-alanina. 5: cisteamina.

El ácido pantoténico es una vitamina soluble en agua, una de las vitaminas B. Se sintetiza a partir del aminoácido β-alanina y del ácido pantoico (ver figuras de biosíntesis y estructura de la coenzima A). A diferencia de la vitamina E o la vitamina K, que se presenta en varias formas químicamente relacionadas conocidas como vitámeros, el ácido pantoténico es solo un compuesto químico. Es un compuesto de partida en la síntesis de la coenzima A (CoA), un cofactor para muchos procesos enzimáticos.

Uso en biosíntesis de coenzima A

Detalles de la ruta biosintética de la síntesis de CoA del ácido pantoténico

El ácido pantoténico es un precursor de CoA a través de un proceso de cinco pasos. La biosíntesis requiere ácido pantoténico, cisteína, cuatro equivalentes de ATP (ver figura).

1. El ácido pantoténico es fosforilado a 4′-fosfopantothenate por la enzima pantothenate kinase. Este es el paso comprometido en la biosíntesis de CoA y requiere ATP.
2. Una cisteína se añade a 4 "fosfopantothenate por la enzima fosfopantothenoylcysteine sintetasa para formar 4'-fosfo-N-pantothenoylsteine (PPC). Este paso se une a la hidrolisis ATP.
3. PPC es decarboxilado a 4′-fosphopantetheine por fosfopantothenoylcysteine decarboxylase
4. 4′-Phosphopantetheine es adenylated (o más adecuadamente, AMPylated) para formar dephospho-CoA por la enzima fosfopantetheine adenylyl transferase
5. Finalmente, el dephospho-CoA es fosforilado para coenzima A por la enzima defosfocoenzima A kinase. Este paso final también requiere ATP.

Esta vía es suprimida por la inhibición del producto final, lo que significa que la CoA es un inhibidor competitivo de la pantotenato quinasa, la enzima responsable del primer paso.

La coenzima A es necesaria en el mecanismo de reacción del ciclo del ácido cítrico. Este proceso es la ruta catabólica principal del cuerpo y es esencial para descomponer los componentes básicos de la célula, como los carbohidratos, los aminoácidos y los lípidos, como combustible. La CoA es importante en el metabolismo energético para que el piruvato entre en el ciclo del ácido tricarboxílico (ciclo TCA) como acetil-CoA y para que el α-cetoglutarato se transforme en succinil-CoA en el ciclo. La CoA también se requiere para la acilación y la acetilación, que, por ejemplo, están involucradas en la transducción de señales y varias funciones enzimáticas. Además de funcionar como CoA, este compuesto puede actuar como transportador de grupos acilo para formar acetil-CoA y otros compuestos relacionados; esta es una forma de transportar átomos de carbono dentro de la célula. La CoA también se requiere en la formación de proteína transportadora de acilo (ACP), que se requiere para la síntesis de ácidos grasos. Su síntesis también se conecta con otras vitaminas como la tiamina y el ácido fólico.

Recomendaciones dietéticas

El Instituto de Medicina de EE. UU. (IOM, por sus siglas en inglés) actualizó los requisitos promedio estimados (EAR, por sus siglas en inglés) y las cantidades diarias recomendadas (RDA, por sus siglas en inglés) para las vitaminas B en 1998. En ese momento, no había suficiente información para establecer los EAR y las RDA por ácido pantoténico. En casos como este, la Junta establece ingestas adecuadas (AI), con el entendimiento de que en una fecha posterior, los AI pueden ser reemplazados por información más exacta.

La IA actual para adolescentes y adultos de 14 años en adelante es de 5 mg/día. Esto se basó en parte en la observación de que para una dieta típica, la excreción urinaria era de aproximadamente 2,6 mg/día y que la biodisponibilidad del ácido pantoténico ligado a los alimentos era de aproximadamente el 50 %. La IA para el embarazo es de 6 mg/día. La IA para la lactancia es de 7 mg/día. Para bebés de hasta 12 meses, la IA es de 1,8 mg/día. Para niños de 1 a 13 años, la IA aumenta con la edad de 2 a 4 mg/día. En conjunto, las EAR, RDA, AI y UL se denominan ingestas dietéticas de referencia (DRI).

Mientras que para muchos nutrientes, el Departamento de Agricultura de EE. UU. utiliza datos de composición de alimentos combinados con resultados de encuestas de consumo de alimentos para estimar el consumo promedio, las encuestas e informes no incluyen ácido pantoténico en los análisis. Las estimaciones menos formales de la ingesta diaria de adultos informan alrededor de 4 a 7 mg/día.

La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) se refiere al conjunto colectivo de información como Valores dietéticos de referencia, con Ingesta de referencia de la población (PRI) en lugar de RDA y Requerimiento promedio en lugar de EAR. AI y UL se definen igual que en los EE. UU. Para mujeres y hombres mayores de 11 años, la ingesta adecuada (IA) se establece en 5 mg/día. La IA para el embarazo es de 5 mg/día, para la lactancia de 7 mg/día. Para niños de 1 a 10 años, la IA es de 4 mg/día. Estas IA son similares a las IA de EE. UU.

Seguridad

En cuanto a la seguridad, el IOM establece niveles máximos de ingesta tolerables (UL) para vitaminas y minerales cuando la evidencia es suficiente. En el caso del ácido pantoténico no hay UL, ya que no hay datos en humanos sobre los efectos adversos de dosis altas. La EFSA también revisó la cuestión de la seguridad y llegó a la misma conclusión que en Estados Unidos: que no había pruebas suficientes para establecer un UL para el ácido pantoténico.

Requisitos de etiquetado

Para fines de etiquetado de suplementos dietéticos y alimentos de EE. UU., la cantidad en una porción se expresa como un porcentaje del valor diario (%DV). A efectos de etiquetado de ácido pantoténico, el 100 % del valor diario era de 10 mg, pero a partir del 27 de mayo de 2016 se revisó a 5 mg para armonizarlo con la IA. El 1 de enero de 2020 se requería el cumplimiento de las normas de etiquetado actualizadas para los fabricantes con ventas anuales de alimentos de 10 millones de dólares estadounidenses o más, y el 1 de enero de 2021 para los fabricantes con ventas de alimentos de menor volumen. Se proporciona una tabla de los valores diarios para adultos antiguos y nuevos en la Ingesta diaria de referencia.

Absorción, metabolismo y excreción

Cuando se encuentra en los alimentos, la mayor parte del ácido pantoténico se encuentra en forma de CoA o unido a la proteína transportadora de acilo (ACP). Para que las células intestinales absorban esta vitamina, debe convertirse en ácido pantoténico libre. Dentro de la luz del intestino, CoA y ACP se hidrolizan en 4'-fosfopanteteína. La 4'-fosfopanteteína se desfosforila luego en panteteína. La pantetinasa, una enzima intestinal, hidroliza la panteteína en ácido pantoténico libre. El ácido pantoténico libre se absorbe en las células intestinales a través de un sistema de transporte activo dependiente de sodio saturable. A altos niveles de ingesta, cuando este mecanismo está saturado, parte del ácido pantoténico también puede absorberse adicionalmente por difusión pasiva. En conjunto, cuando la ingesta aumenta 10 veces, la tasa de absorción disminuye al 10%.

Deficiencia

La deficiencia de ácido pantoténico en humanos es muy rara y no se ha estudiado a fondo. En los pocos casos en los que se ha observado deficiencia (prisioneros de guerra durante la Segunda Guerra Mundial, víctimas del hambre o ensayos con voluntarios limitados), casi todos los síntomas se revirtieron con ácido pantoténico administrado por vía oral. Los síntomas de deficiencia son similares a otras deficiencias de vitamina B. Hay una producción de energía deteriorada, debido a los bajos niveles de CoA, lo que podría causar síntomas de irritabilidad, fatiga y apatía. La síntesis de acetilcolina también está alterada; por lo tanto, los síntomas neurológicos también pueden aparecer en la deficiencia; incluyen sensación de entumecimiento en manos y pies, parestesia y calambres musculares. Los síntomas adicionales pueden incluir inquietud, malestar general, trastornos del sueño, náuseas, vómitos y calambres abdominales.

Nutrición animal

Biosíntesis de ácido pantoténico

Síntesis

Biosíntesis

Historia