Vitamin B5: der Weg im Körper

Diese Seite zeigt den biochemischen Weg hinter dem Laborwert Vitamin B5 (Pantothensäure): welche Stationen aufeinander folgen, welche Enzyme den Schritt machen und welche Cofaktoren sie dafür brauchen. Jede Aussage hat eine Quelle. Die Seite beschreibt allgemeines Lehrbuchwissen und sagt nichts über einen einzelnen Menschen.

Kurz erklärt

Vitamin B5 (Pantothensäure) ist ein wasserlösliches Vitamin, das in fast allen Lebensmitteln vorkommt. Die Zelle baut daraus Coenzym A, das Bruchstücke aus Zucker, Fett und Eiweiß aktiviert und so Energiegewinnung, Fettsäurestoffwechsel und viele Aufbauwege verbindet.

12 Stationen · 5 Quellen

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Der Weg Schritt für Schritt

An jeder Station steht, was der Stoff dort tut. Drei Zeichen: ↑ liefert — baut auf oder stellt bereit · ↓ zehrt — hemmt, verbraucht oder entzieht · ↕ beides, je nach Menge. Dahinter steht, worauf die Aussage beruht: gesicherte Physiologie, in Studien beobachtet oder umstritten. Die Zeichen bewerten nicht; sie benennen die Richtung.

Pantothensäure (Nahrung) → Freie Pantothensäure Pantetheinase Phosphatasen im Darm bauen Coenzym A schrittweise zu Pantethein ab; das Enzym Pantetheinase spaltet daraus freie Pantothensäure ab. Nur diese wird aufgenommen. Quelle 1↑ liefert Erst als freie Säure erkennt der Transporter SMVT das Vitamin; derselbe Transporter nimmt auch Biotin und Liponsäure auf. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Liegt viel freie Pantothensäure vor, konkurriert sie mit Biotin um denselben Transporter.

zu wenig — Wird wenig freigesetzt, steht dem Transporter weniger Pantothensäure zur Aufnahme bereit.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
Freie Pantothensäure → Pantothensäure im Blut SMVT · Natrium Der Transporter SMVT holt Pantothensäure zusammen mit Natrium in die Darmzelle; von dort gelangt sie ins Blut. Überschuss scheiden die Nieren aus. Quelle 1↑ liefert Das Blut verteilt Pantothensäure an alle Gewebe; jede Zelle baut daraus ihr eigenes Coenzym A. gesicherte Physiologie Quelle 1, 2
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Steigt Pantothensäure im Blut, scheiden die Nieren den Überschuss mit dem Urin aus.

zu wenig — Kommt wenig aus dem Darm nach, sinkt der Zustrom in die Gewebe, und die Zellen bilden weniger neues Coenzym A.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
Pantothensäure (Zelle) → 4'-Phosphopantethein PANK, PPCS, PPCDC · ATP, Cystein Die Pantothenat-Kinase (PANK) hängt ein Phosphat an, dann kommt Cystein hinzu, das ein Kohlendioxid verliert. So entsteht 4'-Phosphopantethein mit seiner Schwefelgruppe. Quelle 2, 3↑ liefert 4'-Phosphopantethein trägt die Schwefelgruppe, an die später Acyl-Reste gebunden werden; es sitzt außerdem als fester Arm in der Fettsäure-Synthase. gesicherte Physiologie Quelle 2, 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Liegt viel davon vor, wird es zu Coenzym A weitergebaut, und die Rückkopplung auf die PANK begrenzt den Nachschub.

zu wenig — Ist der PANK-Schritt langsam, entsteht wenig 4'-Phosphopantethein, und beide Abnehmer, Coenzym A und Fettsäure-Synthase, erhalten weniger.

gesicherte Physiologie · Quelle 3
4'-Phosphopantethein → Coenzym A COASY · ATP Das Enzym COASY hängt in zwei Schritten einen Teil von ATP an; fertig ist Coenzym A. Seine Schwefelgruppe bindet Acyl-Reste wie die Acetylgruppe. Quelle 2, 3↑ liefert Coenzym A aktiviert Bruchstücke aus Zucker, Fett und Eiweiß, indem es sie über seine Schwefelgruppe energiereich bindet; so können Enzyme sie übertragen, abbauen oder zu Neuem zusammensetzen. gesicherte Physiologie Quelle 2, 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Liegt viel Coenzym A als Acyl-CoA gebunden vor, bremst es seine eigene Bildung an der PANK und hemmt einzelne Enzyme des Stoffwechsels.

zu wenig — Ist wenig freies Coenzym A da, stocken Pyruvat-Dehydrogenase, Citratzyklus und Fettsäureabbau, weil sie es für jeden Umsatz brauchen.

gesicherte Physiologie · Quelle 2, 3
Pyruvat → Acetyl-CoA PDH-Komplex · Coenzym A Die Pyruvat-Dehydrogenase spaltet Kohlendioxid ab und hängt den Rest an Coenzym A. Acetyl-CoA ist der zentrale Knotenpunkt des Stoffwechsels. Quelle 4, 2↑ liefert Acetyl-CoA speist den Citratzyklus und ist Baustein für Fettsäuren, Cholesterin, Steroidhormone und den Botenstoff Acetylcholin; als Acetylgruppe verändert es auch Eiweiße. gesicherte Physiologie Quelle 2
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich Acetyl-CoA, bremst es die Pyruvat-Dehydrogenase, und in der Leber entstehen vermehrt Ketonkörper.

zu wenig — Entsteht wenig Acetyl-CoA, erhält der Citratzyklus weniger Brennstoff, und für Fettsäuren und Cholesterin steht weniger Baumaterial bereit.

gesicherte Physiologie · Quelle 2, 4
Fettsäure → Acyl-CoA Acyl-CoA-Synthetase · Coenzym A, ATP Die Acyl-CoA-Synthetase verbindet die Fettsäure unter Verbrauch von ATP mit Coenzym A. Erst in dieser Form kann die Zelle sie abbauen oder in Fette einbauen. Quelle 5, 2↑ liefert Acyl-CoA ist die Form, in der Fettsäuren über den Carnitin-Weg ins Mitochondrium gelangen oder in Fette und Membranbausteine eingebaut werden. gesicherte Physiologie Quelle 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich Acyl-CoA, bindet es einen großen Teil des Coenzym A; die Zelle hilft sich, indem sie Acylgruppen an Carnitin abgibt.

zu wenig — Ist wenig freies Coenzym A da, werden weniger Fettsäuren aktiviert, und weniger gelangt in den Abbau.

gesicherte Physiologie · Quelle 2, 5
Acetyl-CoA → Citratzyklus Im Citratzyklus wird die Acetylgruppe vollständig zu Kohlendioxid abgebaut; Coenzym A wird dabei frei und steht wieder bereit. Quelle 2↑ liefert Der Citratzyklus liefert Elektronen für die Atmungskette, in der ATP entsteht; mit Succinyl-CoA braucht er selbst noch einmal Coenzym A. gesicherte Physiologie Quelle 2
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt viel Acetyl-CoA an, läuft der Zyklus so schnell, wie NAD⁺ und Sauerstoff es zulassen; der Rest geht in Fettsäuren oder Ketonkörper.

zu wenig — Kommt wenig Acetyl-CoA an, entstehen weniger Elektronen für die Atmungskette.

gesicherte Physiologie · Quelle 2
Acyl-CoA → β-Oxidation · Carnitin Mit Hilfe von Carnitin gelangt die aktivierte Fettsäure ins Mitochondrium. Dort wird sie in Stücken aus zwei C-Atomen abgebaut, die jeweils als Acetyl-CoA anfallen. Quelle 5↑ liefert Jede Runde der β-Oxidation braucht neues Coenzym A und liefert Acetyl-CoA sowie Elektronen an FAD und NAD⁺. gesicherte Physiologie Quelle 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Läuft viel β-Oxidation, entsteht mehr Acetyl-CoA, als der Citratzyklus aufnimmt; die Leber bildet daraus Ketonkörper.

zu wenig — Ist wenig Carnitin oder Coenzym A da, gelangen weniger Fettsäuren in den Abbau, und sie werden eher als Fett gespeichert.

gesicherte Physiologie · Quelle 5

Weitere Stationen

Pantothensäure (Nahrung) — meist als Coenzym A gebunden Pantothensäure, Vitamin B5, steckt in fast allen Lebensmitteln, etwa in Innereien, Eiern, Vollkorn und Hülsenfrüchten. Dort liegt sie meist als Coenzym A oder dessen Bausteine vor. Quelle 1, 2↑ liefert Der Körper bildet Pantothensäure nicht selbst; was er für Coenzym A braucht, kommt aus der Nahrung und in kleinen Mengen von Darmbakterien. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt viel Pantothensäure an, ist der Transporter in der Darmwand bald ausgelastet; ein kleiner Teil gelangt dann durch passive Diffusion hinein.

zu wenig — Kommt wenig an, hängt die Versorgung stärker am kleinen Vorrat im Körper und an dem, was Darmbakterien liefern.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
Pantothensäure (Zelle) — aufgenommen über SMVT Die Zellen holen Pantothensäure über SMVT herein. In fünf Schritten bauen sie daraus Coenzym A auf. Quelle 2, 1↑ liefert Pantothensäure ist der Teil von Coenzym A, den der Körper nicht selbst herstellen kann; die übrigen Bausteine stammen aus Cystein und ATP. gesicherte Physiologie Quelle 2
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt viel Pantothensäure in die Zelle, entsteht nicht beliebig mehr Coenzym A: Die Pantothenat-Kinase wird von Coenzym A und Acetyl-CoA gebremst.

zu wenig — Gelangt wenig Pantothensäure in die Zelle, wird weniger Coenzym A nachgebildet, wenn der Vorrat abgebaut wird.

gesicherte Physiologie · Quelle 2, 3
Pyruvat — aus dem Zuckerabbau Pyruvat ist das Endprodukt der Glykolyse. Im Mitochondrium setzt die Pyruvat-Dehydrogenase es mit Coenzym A um. Quelle 4↕ beides, je nach Menge Pyruvat steht an einer Weiche: Mit Coenzym A wird es zu Acetyl-CoA für die Energiegewinnung; läuft dieser Schritt langsam, wird mehr davon zu Laktat. gesicherte Physiologie Quelle 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich Pyruvat vor der Pyruvat-Dehydrogenase, wird mehr davon zu Laktat und Alanin umgebaut.

zu wenig — Fällt wenig Pyruvat an, stammt das Acetyl-CoA stärker aus dem Abbau von Fettsäuren.

gesicherte Physiologie · Quelle 4
Fettsäure — aus Nahrung oder Fettspeicher Fettsäuren aus der Nahrung oder dem Fettgewebe gelangen in die Zellen. Bevor sie abgebaut oder eingebaut werden, müssen sie an Coenzym A gehängt werden. Quelle 2, 5↑ liefert Fettsäuren sind ein großer Energievorrat: Ihr Abbau im Mitochondrium liefert besonders viel Acetyl-CoA und Elektronen für die Atmungskette. gesicherte Physiologie Quelle 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommen viele Fettsäuren in die Zelle, werden sie, soweit sie nicht abgebaut werden, als Fette gespeichert.

zu wenig — Kommen wenige an, bezieht die Zelle ihre Energie stärker aus Zucker.

gesicherte Physiologie · Quelle 5

Cofaktoren dieses Weges

Cystein — Liefert die Schwefelgruppe von Coenzym A, an die Acyl-Reste gebunden werden Quelle 2
Carnitin — Bringt die an Coenzym A aktivierten Fettsäuren ins Mitochondrium und nimmt überschüssige Acylgruppen auf Quelle 5Im ORY-Katalog als Laborwert: Carnitin
NAD⁺ — Nimmt in der Pyruvat-Dehydrogenase die Elektronen auf, wenn Acetyl-CoA entsteht Quelle 4Im ORY-Katalog als Laborwert: NAD⁺ (Nicotinamidadenindinukleotid)
TPP (Vitamin B1) — Cofaktor der Pyruvat-Dehydrogenase, der Pyruvat spaltet, bevor Coenzym A die Acetylgruppe übernimmt Quelle 4
ATP — Liefert Phosphat und den AMP-Teil von Coenzym A und treibt die Aktivierung der Fettsäuren an Quelle 2
Natrium — Strömt zusammen mit Pantothensäure durch den Transporter SMVT in die Zelle Quelle 1

Quellen

Said HM, Nexo E. Gastrointestinal Handling of Water-Soluble Vitamins. Compr Physiol 2018 · PubMed 30215865
Czumaj A, Szrok-Jurga S, Hebanowska A et al. The Pathophysiological Role of CoA. Int J Mol Sci 2020 · PubMed 33260564
Srinivasan B, Sibon OC. Coenzyme A, more than 'just' a metabolic cofactor. Biochem Soc Trans 2014 · PubMed 25110005
Patel MS, Nemeria NS, Furey W et al. The pyruvate dehydrogenase complexes: structure-based function and regulation. J Biol Chem 2014 · PubMed 24798336
Longo N, Frigeni M, Pasquali M. Carnitine transport and fatty acid oxidation. Biochim Biophys Acta 2016 · PubMed 26828774