La vitamina B5

L’acido pantotenico —la vitamina B5— è una molecola idrosolubile fondamentale per la sopravvivenza cellulare degli esseri viventi. Pur essendo una delle sostanze meno mediatiche del complesso vitaminico B, la sua presenza è indispensabile in molte vie biochimiche umane: interviene nella demolizione dei macronutrienti per ricavare energia metabolica, partecipa alla sintesi degli ormoni steroidei nelle ghiandole surrenali e fa parte del macchinario necessario alla maturazione dell’emoglobina nei globuli rossi.

Questa molecola si distingue per il suo carattere onnipresente nei tessuti biologici animali e vegetali. Il suo stesso nome deriva dalla radice greca pantothen, che significa «da ogni parte». Eppure, benché sia presente nella quasi totalità degli alimenti non lavorati, i meccanismi metabolici con cui opera nell’organismo restano di solito sconosciuti al grande pubblico.

Scheda tecnica

Parametro	Dettaglio
Nomi chimici	Acido D-pantotenico, pantotenato di calcio, pantenolo e pantetina.
Tipo	Idrosolubile, del complesso B: l’eccedenza viene eliminata con le urine e va reintegrata ogni giorno.
Superpotere principale	Fare da nucleo strutturale al coenzima A (CoA), il gancio molecolare universale del metabolismo cellulare.
Curiosità espressa	È talmente abbondante in natura che una carenza isolata negli esseri umani è uno dei fenomeni medici più rari del pianeta: è stata documentata praticamente solo in carestie estreme e in esperimenti con diete sintetiche.

Un po’ di storia…

All’inizio del Novecento la biochimica viveva un’epoca d’oro di scoperte compulsive. Gli scienziati isolavano composti dal lievito e dal riso a ritmo vertiginoso, e battezzavano ogni sostanza secondo la malattia che preveniva: la tiamina (B1) curava il beriberi; la niacina (B3) frenava la pellagra. Ma un biochimico statunitense di nome Roger J. Williams inciampò nel 1933 in un enigma diverso.

Williams non cercava la cura di una piaga umana: stava tentando di capire quale sostanza chimica esatta servisse ai lieviti della birra per moltiplicarsi. Osservò che, indipendentemente dal tessuto biologico che tritasse in laboratorio —fegato di bue, spinaci lessati, batteri intestinali o succo di mela—, compariva sempre una frazione acida e altamente solubile in acqua che accelerava in modo drastico la crescita dei microrganismi.

Quella sostanza sembrava un’ombra biologica impossibile da schivare. Affascinato dalla sua ubiquità, Williams propose di battezzarla con un vocabolo di radice greca: acido pantotenico, da pantothen, che si traduce letteralmente come «da ogni parte».

Scoprire la molecola, però, era solo metà del mistero. Per quasi due decenni nessuno capì che cosa facesse esattamente quella vitamina dentro il corpo umano. Perché la natura si era presa il disturbo di mettere acido pantotenico in ogni cellula viva del pianeta?

La risposta arrivò nel 1945 per mano del biochimico tedesco-statunitense Fritz Lipmann. Lavorando al Massachusetts General Hospital, Lipmann cercava di decifrare come le cellule riescano a incollare frammenti di carbonio gli uni agli altri per fabbricare grassi o demolire zuccheri. Scoprì un cofattore chimico fino ad allora sconosciuto che chiamò coenzima A, dove la «A» sta per acetilazione: il trasferimento di gruppi acetilici.

Quando analizzò la struttura fine di quell’intricata architettura chimica, ebbe una sorpresa storica: proprio al centro si trovava intatta la molecola di acido pantotenico che Williams aveva descritto anni prima. La vitamina B5 non era lo strumento in sé; era il componente strutturale indispensabile per costruire il martello fondamentale della vita cellulare. La scoperta valse a Lipmann il premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina nel 1953, ed elevò il modesto acido pantotenico all’altare supremo della biochimica moderna.

Manuale di meccanica cellulare: che cosa fa la vitamina B5 nel tuo corpo?

Per capire che cosa faccia la vitamina B5 nelle tue cellule, immagina un’officina meccanica di alta precisione. Le proteine, i grassi e i carboidrati che ingerisci arrivano in officina come blocchi massicci di metallo. Per trasformarli in energia o in pezzi di ricambio, gli operai metabolici —gli enzimi— devono tagliare quei blocchi in pezzi piccoli da due atomi di carbonio chiamati gruppi acetilici.

Ma un gruppo acetilico libero è chimicamente instabile e pericoloso. Ha bisogno di un veicolo con un gancio speciale per essere trasportato in sicurezza senza distruggere la cellula. Quel veicolo è il coenzima A (CoA), e il gancio di traino è la vitamina B5.

Quando la vitamina B5 si converte in coenzima A attraverso una serie di fosforilazioni intracellulari, e questo carica un gruppo acetilico formando l’acetil-CoA, assume tre ruoli biologici immensi.

La dogana centrale del metabolismo: il ciclo di Krebs

Che tu mangi una mela (carboidrati), una bistecca (proteine) o un avocado (grassi), tutte le vie di degradazione convergono in un unico punto nodale: la formazione di acetil-CoA. È il combustibile che entra direttamente nella matrice mitocondriale per alimentare il ciclo di Krebs, il forno cellulare. Senza la B5 il forno si spegne, e la cellula resta incapace di trasformare il cibo in ATP, la moneta energetica biologica.

La fabbrica di lipidi e membrane

La vitamina B5 non aiuta soltanto a «bruciare» il grasso attraverso la betaossidazione; è anche indispensabile per costruirlo. Fa parte della proteina trasportatrice di acili (ACP), un braccio molecolare che assembla gli acidi grassi necessari a innalzare le membrane plasmatiche di tutte le tue cellule. Senza questo meccanismo, l’integrità strutturale dei tuoi tessuti crollerebbe.

La sintesi di ormoni e neurotrasmettitori

Nella corteccia delle ghiandole surrenali, il coenzima A è lo strumento con cui il corpo trasforma il colesterolo in ormoni steroidei indispensabili alla sopravvivenza:

• Cortisolo: la molecola che gestisce lo stress e l’infiammazione.
• Aldosterone: il regolatore della pressione arteriosa e dell’equilibrio salino.
• Neurotrasmettitori: nel sistema nervoso, l’acetil-CoA cede il suo gruppo acetilico alla colina per sintetizzare l’acetilcolina, il messaggero chimico essenziale per la memoria, la concentrazione e la contrazione muscolare.

Le ghiandole surrenali sono, di fatto, divoratrici massicce di vitamina B5. Perché? Perché il colesterolo —il precursore di base di ormoni come il cortisolo, l’aldosterone, il DHEA, il testosterone e gli estrogeni— si costruisce passo dopo passo unendo molteplici molecole di acetil-CoA. Senza acido pantotenico a sufficienza, la produzione di steroidi surrenalici risulta seriamente compromessa.

L’arte della biodisponibilità

Poche molecole fanno onore al proprio nome con tanta fermezza quanto la vitamina B5. Poiché tutte le cellule viventi —animali, vegetali, fungine o batteriche— hanno bisogno di coenzima A per sopravvivere, praticamente qualsiasi alimento non ultralavorato contiene acido pantotenico.

Le principali fonti di vitamina B5

Benché sia presente quasi ovunque, alcuni ingredienti sono autentiche bombe concentrate di B5:

• Frattaglie: il fegato e i reni sono tra le dispense più ricche, essendo gli organi metabolicamente più attivi e i più pieni di mitocondri.
• Funghi: i funghi, e in particolare le varietà asiatiche come lo shiitake, sono raccoglitori eccezionali di questa vitamina: essiccati sfiorano i 22 mg ogni 100 grammi, più di qualsiasi altro alimento della dispensa.
• Semi e frutta secca: i semi di girasole sono veri e propri tesori di B5.
• Tuorlo d’uovo e avocado: contengono forme altamente solubili e protette dentro matrici lipidiche naturali.
• Pappa reale: è la fonte naturale più densa di acido pantotenico che si conosca, anche se il contenuto varia enormemente a seconda dell’origine —tra 12 e 56 mg ogni 100 grammi—.

Sinergie e antagonisti

Perché la vitamina B5 venga assorbita in modo ottimale nel digiuno —il tratto intermedio dell’intestino tenue—, deve prima essere liberata dal coenzima A presente negli alimenti grazie agli enzimi pancreatici. Da lì in poi, a decidere quanta ne arrivi alle tue cellule è la compagnia:

Alleati dell’assorbimento	Antagonisti e distruttori
Il complesso B, coordinato: convertire la B5 in coenzima A richiede magnesio, ATP e la presenza delle vitamine B6 e B12; e non serve a nulla avere molta B5 se manca la B2 per completare la catena respiratoria. Lavorano come un’orchestra.	Alcol: il consumo cronico di etanolo danneggia l’epitelio intestinale e inibisce il trasporto attivo del pantotenato negli enterociti, mediato dal trasportatore multivitaminico sodio-dipendente (SMVT).
Microbiota intestinale: batteri come l’Escherichia coli e generi di Lactobacillus sintetizzano acido pantotenico in modo naturale nel colon, anche se il livello esatto di assorbimento sistemico è ancora oggetto di studio.	Calore secco prolungato: le rosolature ad alte temperature e le fritture rompono la molecola in corrispondenza del legame ammidico.
Grassi sani: assumere la B5 insieme a lipidi sani stimola il rilascio della bile e ottimizza la digestione in generale.	Raffinazione e ultralavorati: gli zuccheri raffinati e le farine bianche apportano «calorie vuote» che consumano B5 per essere metabolizzate senza restituirne nulla.

Luci e ombre: carenza contro tossicità

La carenza

È estremamente raro osservare una carenza isolata di vitamina B5 nella popolazione generale. La storia, però, ci ha fornito scenari drammatici per studiare che cosa accade quando questa molecola scompare del tutto.

Durante la Seconda guerra mondiale, migliaia di prigionieri nei campi del Sud-est asiatico cominciarono a manifestare un quadro clinico agghiacciante noto come sindrome dei piedi brucianti (burning feet syndrome): un bruciore lancinante alle piante dei piedi che si acuiva di notte e che regrediva con la somministrazione di acido pantotenico.

Oggi la carenza si osserva soltanto in persone con denutrizione calorico-proteica estrema, alcolismo grave o una condizione genetica iper-rara chiamata PKAN (neurodegenerazione associata alla pantotenato chinasi), una mutazione del gene PANK2 che interferisce con la prima tappa della sintesi del coenzima A nel cervello e provoca un accumulo tossico di ferro nei gangli della base.

I sintomi di una carenza di B5 rispecchiano esattamente i tessuti che consumano più coenzima A:

• Sistema nervoso: parestesie, insonnia, fatica cronica e mancanza di coordinazione motoria, per l’incapacità di fabbricare la mielina che riveste i nervi e il neurotrasmettitore acetilcolina.
• Sistema endocrino: atrofia della corteccia surrenale, ipotensione, debolezza muscolare e incapacità di tollerare lo stress metabolico o ambientale.
• Apparato digerente: dolori addominali, nausea e spasmi, dovuti alla mancanza di tono muscolare nelle pareti intestinali.

La tossicità

Trattandosi di una vitamina idrosolubile, il corpo umano dispone di un sistema di depurazione renale straordinariamente efficiente per la B5. Se assumi più acido pantotenico di quanto le tue cellule necessitino per saturare le riserve di coenzima A, l’eccesso viene filtrato liberamente dai glomeruli renali ed eliminato con le urine.

Non esiste un livello massimo di assunzione tollerabile (UL) formalmente stabilito per la vitamina B5, poiché non sono stati documentati effetti tossici gravi, epatotossicità né neurotossicità negli esseri umani, nemmeno con dosi orali massicce di vari grammi al giorno.

L’angolo del mito

«Il pantenolo dello shampoo ripara i capelli»

Se apri quasi qualunque flacone di shampoo o di balsamo del tuo bagno, è molto probabile che sull’etichetta trovi ingredienti come il D-pantenolo o la «provitamina B5». Per decenni la pubblicità ci ha venduto l’idea che applicare questa vitamina sui capelli «nutra la fibra capillare dall’esterno e la resusciti».

La realtà scientifica: il capello che emerge dal cuoio capelluto è una struttura biologicamente morta, composta da cheratina cristallizzata, senza metabolismo, senza mitocondri e senza alcuna capacità di sintetizzare coenzima A. La vitamina B5 non può «nutrire» né riparare dall’esterno un capello morto.

Il D-pantenolo, però, possiede una proprietà fisica utile: è uno straordinario umettante igroscopico. Penetra leggermente la cuticola esterna del capello e attrae acqua, il che aumenta temporaneamente lo spessore apparente della fibra e riduce l’attrito. Il beneficio è puramente cosmetico e fisico, non nutrizionale. Perché la vitamina B5 aiuti davvero la salute del follicolo pilifero —dove le cellule vive ci sono— deve arrivarci attraverso il microcircolo sanguigno dall’interno dell’organismo, cioè con la dieta.

Avanguardia scientifica

Lontano dai cliché pubblicitari, la ricerca biomedica attuale sta scoprendo aspetti affascinanti della vitamina B5 in campi altamente specializzati.

Neurodegenerazione: la malattia PKAN

Nell’ambito della neurologia di precisione spicca lo studio della PKAN (pantothenate kinase-associated neurodegeneration, neurodegenerazione associata alla pantotenato chinasi). Si tratta di una malattia genetica rara e devastante in cui una mutazione del gene PANK2 disabilita l’enzima responsabile della fosforilazione della vitamina B5 nel cervello.

Senza quella reazione, i neuroni dei gangli della base subiscono un deficit insostenibile di coenzima A, che provoca l’accumulo patologico di ferro nel cervello, discinesie gravi e demenza. Gli scienziati stanno testando molecole derivate come la pantetina e precursori sintetici in grado di aggirare il blocco enzimatico e attraversare la barriera ematoencefalica, aprendo una via di speranza per questi pazienti.

Il microbiota come fabbrica interna di pantotenato

Le ricerche recenti sul microbioma umano hanno rivelato che i batteri commensali del nostro colon —in particolare ceppi di Escherichia coli e del genere Bacteroides— possiedono il macchinario genetico completo per sintetizzare acido pantotenico de novo.

La scienza d’avanguardia studia come questa produzione batterica di B5 nell’intestino non solo contribuisca allo stato nutrizionale dell’ospite, ma agisca da segnale di comunicazione metabolica che regola il differenziamento delle cellule immunitarie —i linfociti T regolatori— nella mucosa intestinale, modulando così l’infiammazione sistemica.

Epigenetica e longevità

L’acetil-CoA, il cui cuore è la B5, non produce soltanto energia: è il donatore del gruppo acetilico necessario all’acetilazione degli istoni, le proteine attorno alle quali si avvolge il DNA. Quando un istone viene acetilato, la struttura della cromatina si «apre» e permette ai geni di essere letti ed espressi. I cambiamenti nella disponibilità cellulare di acetil-CoA modulano direttamente l’espressione genica, la riparazione del DNA e i processi di invecchiamento cellulare, il che colloca la vitamina B5 al centro della biologia epigenetica contemporanea.

Prossima tappa…

Con questo chiudiamo il fascicolo di questa molecola tuttofare, l’umile lavoratrice che opera nell’ombra affinché i miliardi di cellule del tuo corpo possano respirare, ricostruirsi e ricavare energia. Ma il nostro viaggio nell’impero dei micronutrienti non si ferma qui.

Nel prossimo articolo: la vitamina B6 (piridossina), la direttrice d’orchestra del metabolismo proteico, la chimica che sta dietro alla serotonina e il catalizzatore senza il quale il nostro cervello non potrebbe fabbricare i pensieri che ci definiscono.

Riferimenti e supporto scientifico

• L’articolo che isolò la frazione e le diede il nome di «ciò che sta ovunque». Williams, R. J., Lyman, C. M., Goodyear, G. H., Truesdail, J. H., & Holaday, D. (1933). “Pantothenic acid,” a growth determinant of universal biological occurrence. Journal of the American Chemical Society, 55(7), 2912-2927. Consultare lo studio (DOI)
• La scoperta che il coenzima A porta l’acido pantotenico nel suo nucleo, che valse il Nobel del 1953. Lipmann, F., Kaplan, N. O., Novelli, G. D., Tuttle, L. C., & Guirard, B. M. (1947). Coenzyme for acetylation, a pantothenic acid derivative. The Journal of Biological Chemistry, 167(3), 869-870. Consultare su PubMed
• La rassegna che mette in ordine la biosintesi del coenzima A e tutto ciò che regge. Leonardi, R., Zhang, Y.-M., Rock, C. O., & Jackowski, S. (2005). Coenzyme A: back in action. Progress in Lipid Research, 44(2-3), 125-153. Consultare lo studio (DOI)
• Il rapporto ufficiale che fissa l’assorbimento tramite il trasportatore SMVT e le assunzioni di riferimento. Institute of Medicine (US) Standing Committee on the Scientific Evaluation of Dietary Reference Intakes (1998). Dietary Reference Intakes for Thiamin, Riboflavin, Niacin, Vitamin B6, Folate, Vitamin B12, Pantothenic Acid, Biotin, and Choline. National Academies Press. Consultare il capitolo sull’acido pantotenico
• La misura che conferma la pappa reale come la fonte naturale più ricca, con enormi variazioni a seconda dell’origine. Ciulu, M., Floris, I., Nurchi, V. M., Panzanelli, A., Pilo, M. I., Spano, N., & Sanna, G. (2013). HPLC determination of pantothenic acid in royal jelly. Analytical Methods, 5(23), 6682-6685. Consultare lo studio (DOI)
• La descrizione originale della sindrome dei piedi brucianti, che regrediva con il pantotenato. Gopalan, C. (1946). The “burning-feet” syndrome. The Indian Medical Gazette, 81(1), 22-26. Consultare lo studio su PMC
• La carenza provocata con un antimetabolita: insufficienza surrenale, ipotensione, debolezza e insonnia. Hodges, R. E., Bean, W. B., Ohlson, M. A., & Bleiler, R. (1959). Human pantothenic acid deficiency produced by omega-methyl pantothenic acid. The Journal of Clinical Investigation, 38(8), 1421-1425. Consultare lo studio (DOI)
• L’acetil-CoA come secondo messaggero che regola l’acetilazione degli istoni e l’autofagia. Pietrocola, F., Galluzzi, L., Bravo-San Pedro, J. M., Madeo, F., & Kroemer, G. (2015). Acetyl coenzyme A: a central metabolite and second messenger. Cell Metabolism, 21(6), 805-821. Consultare lo studio (DOI)
• Togliere il pantotenato alla tubercolosi la rende innocua, e funziona come vaccino nei topi. Sambandamurthy, V. K., Wang, X., Chen, B., Russell, R. G., Derrick, S., Collins, F. M., Morris, S. L., & Jacobs, W. R., Jr. (2002). A pantothenate auxotroph of Mycobacterium tuberculosis is highly attenuated and protects mice against tuberculosis. Nature Medicine, 8(10), 1171-1174. Consultare lo studio (DOI)