biotină este un hidrofil (de apă-solubilă) vitamină din grupul B și poartă denumirile istorice coenzima R, vitamina BW, vitamina B7 și vitamina H (efect asupra piele). La începutul secolului al XX-lea, Wildiers a descoperit un factor specific necesar creșterii în experimentele pe drojdii, care a fost numit „Bios” și a fost un amestec de Bios I (ulterior identificat ca mezo-inozitol), Bios II A (mai târziu acid pantotenic (vitamina B5)) și Bios II B, actualul biotină. În 1936, Kögl și Tönnis s-au izolat biotină din gălbenuș de ou. Între 1940 și 1943, structura a fost elucidată de grupurile de lucru din jurul Kögl în Europa și Vigneaud în SUA. În aceeași perioadă, experimentele pe animale au arătat că ingestia regulată de materii prime ouă a fost asociat cu sever modificări ale pielii datorită glicoproteinei de bază avidină. Avidina este un antagonist al biotinei care afectează biotina absorbție prin formarea unui complex - 1 moleculă de avidină se leagă de 4 molecule de biotină - și astfel poate provoca deficiențe de biotină pe termen lung. Administrare a unui factor stabil termic din drojdie sau ficat a dus la remisiunea (atenuarea temporară sau permanentă a simptomelor) a acestora leziuni ale pielii. Funcțiile biochimice ale biotinei ca coenzimă, de exemplu în metabolismul aminoacizilor, biosinteza acizilor grași și gluconeogeneza (noua sinteză a glucoză de la precursori organici fără carbohidrați, cum ar fi piruvat), nu au fost recunoscute decât în a doua jumătate a secolului XX. Biotina este un heterociclic uree derivat (derivat al ureei) format dintr-un inel imidazolidonă și un inel tetrahidrotiofen la care este cuplat acidul valeric [1, 2, 4-6, 14]. Conform clasificării IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), denumirea chimică a biotinei este acidul cis-hexahidro-2-oxo-1H-tieno (3,4-d) -imidazol-4-il-valeric (molecular formula: C10H16O3N2S). Cei 3 asimetrici C (carbon) atomii de biotină permit formarea a 8 stereoizomeri, dintre care doar D - (+) - biotina apare în natură și este activă biologic. În timp ce biotina este foarte stabilă împotriva aerului, a luminii de zi și a căldurii, vitamina este sensibilă la lumina UV. În consecință, biotina trebuie păstrată departe de lumină.
Sinteză
Biotina poate fi sintetizată (formată) de majoritatea bacterii precum și de multe specii de ciuperci și plante. În consecință, vitamina este larg răspândită în natură, dar a lor concentrare în alimente este foarte scăzut. În organismul uman, bacterii a colon (intestinul gros) sunt capabile de sinteza biotinei. Nu sunt cunoscute atât amploarea autosintezei enterice (formarea biotinei în intestin), cât și contribuția acesteia la metabolismul biotinei. Deoarece vitamina este predominant absorbită (preluată) în zona proximală (superioară) intestinului subtire, biotina produsă microbial nu poate fi utilizată în mod adecvat și se pierde în mare parte în fecale (scaun). În cele din urmă, se consideră că sinteza bacteriană a biotinei joacă doar un rol minor în îndeplinirea cerințelor.
Absorbție
În dietă, biotina este prezentă sub formă liberă, dar în cea mai mare parte legată de proteine. Pentru a fi absorbită, biotina trebuie eliberată din proteina sa de legare, de care este atașată covalent (prin intermediul unei legături atomice strânse) de grupul ε (epsilon) -amino (NH2) al unui lizină reziduu (biotinil-ε-NH2-lizil <[proteină]). În timpul trecerii alimentelor, acid gastric și peptidaze (scindarea proteinelor enzime) a tractului gastrointestinal (GI), cum ar fi pepsină și tripsină, conduce la degradarea (descompunerea) proteinelor dietetice cu eliberare de peptide care conțin biotină și biocitină (compus din biotină și aminoacid lizină - biotinil-ε-lizină). Peptidele biotinil și în special biocitina sunt hidrolitice (prin reacție cu de apă) scindat în biotină liberă și lizină în partea superioară a intestinului subtire de enzima biotinidază, care este sintetizată în pancreas (pancreas). Deficitul de biotinidază poate fi tratat prin cantități farmacologice de biotină liberă (5-10 mg / zi). Fără acțiune terapeutică, există o scădere dramatică a nivelurilor serice de biotină într-o săptămână și, pe termen lung, manifestarea (expresia) deficitului de biotină.Absorbție de biotină liberă în proximal (superior) intestinului subtire, în special în jejun (intestinul gol), apare activ la aporturi mici sau normale prin intermediul sodiu-transport mediu-purtător dependent - purtător (proteină de transport) -complexul biotină-sodiu - conform cineticii de saturație. După doze mai mari, absorbția biotinei în enterocite (celule ale intestinului subțire epiteliu) predomină prin difuzie pasivă. Rata de absorbție din alimente - în principal biotina legată de proteine - se estimează că este de aproximativ 50%, în timp ce biodisponibilitate după doze terapeutice - fără biotină - este în jur de 100%.
Transportul și distribuția în organism
Biotina absorbită intră în fluxul sanguin printr-un mecanism purtător, unde este în cea mai mare parte sub formă liberă (81%) și, într-o măsură mai mică, legată covalent de biotinidaza serică (12%) și legată nespecific de plasmă albumină și globulinele (7%). eritrocite (roșu sânge celule) conțin aproximativ 10% din biotina serică concentrare. Absorbția biotinei în celulele țesuturilor țintă are loc probabil - similar absorbției intestinale (absorbția prin intestin) - printr-un consum specific de energie sodiu-mecanism purtător dependent. Procese de proliferare (diviziune și creștere celulară) conduce la o creștere a expresiei transportului biotinei proteine, întrucât o creștere a nivelurilor serice de biotină este însoțită de o scădere a expresiei celulare a purtătorilor de biotină. Transportul biotinei peste placentra la făt este mediată de o activitate activă sodiu-purtător dependent care transportă și acid lipoic (antioxidant coenzima) și acid pantotenic (vitamina B5). În săptămâna 18-24 de sarcină, biotina concentrare la fetal sânge este de 3 până la 17 ori mai mare decât în sângele matern. În celulele țintă, biotina funcționează ca o coenzimă într-o serie de reacții carboxilazice în care grupările carboxi (COOH) sunt inserate în compuși organici. Legarea covalentă a biotinei de gruparea ε-amino a lizinei apocarboxilazelor este catalizată (accelerată) de enzima holocarboxilază sintetază în următoarele două etape.
- Biotină + ATP (adenozină trifosfat) → 5'-adenilat de biotinil + PP (pirofosfat).
- 5'-adenilat de biotinil + rezidu de lizină de apocarboxilază → biotinil-ε-NH2-lizil <[apocarboxilază] (holocarboxilază activă biologic) + AMP (adenozină monofosfat).
Ca parte a rotației celulare fiziologice, holocarboxilazele sunt degradate proteolitic (prin scindarea proteinelor enzime), producând biocitină în plus față de peptidele care conțin biotină, care este hidrolizată (scindată prin reacție cu de apă) pentru a elibera biotina și lizina prin acțiunea biotinidazei intracelulare. Astfel, biotina este disponibilă pentru reacții de carboxilare ulterioare (inserarea enzimatică a grupărilor COOH în compuși organici).
Excreţie
Biotina este excretată predominant de rinichi în forme libere și metabolizate (metabolizate). În timpul degradării biotinei, beta-oxidarea (degradarea acidului gras) a lanțului acidului valeric produce bisnorbiotină și bisnorbiotină metil cetonă, în timp ce oxidarea sulf în inelul tetrahidrotiofen produce biotină d, 1-sulfoxid și biotină sulfonă. Metaboliții enumerați ai biotinei nu au activitate vitaminică și sunt detectabili la ambii sânge plasmă și urină. În plus, alți metaboliți ai biotinei sunt excretați pe cale renală (prin rinichi), dintre care unii nu au fost încă identificați. Sub aport fiziologic, excreția urinară de biotină variază între 6 și 90 µg / 24 ore. În starea de deficiență, excreția (excreția) de biotină renală scade la 5 µg / 24 ore, în timp ce concentrația de acid 3-hidroxiizovaleric urinară crește ca urmare a activității scăzute a 3-metilcrotonil-CoA carboxilazei (enzimă care catalizează carboxilarea ( inserția unei grupări COOH) a metilcrotonil-CoA la beta-metilglutaconil-CoA). În timpul gravidității (sarcină), o scădere semnificativă a biotinei renale eliminare și o creștere a excreției urinare a acidului 3-hidroxiisovaleric la 50% dintre femei, în ciuda nivelurilor mai mari de biotină serică în sarcina precoce decât la controalele ne-gravide. Suplimentarea (aportul suplimentar) de 300 µg de biotină / zi are ca rezultat reducerea excreției de acid 3-hidroxiisovaleric. Datorită sintezei de biotină microbiană în colon (intestin gros), cantitatea de biotină excretată în urină și fecale depășește de obicei aportul alimentar (dietetic) de biotină. eliminare sau timpul de înjumătățire plasmatică (timpul care trece între concentrația maximă a unei substanțe în plasma sanguină și scăderea la jumătate din această valoare) depinde de biotină doză furnizate și statutul individual de biotină. Este de aproximativ 26 de ore pentru administrarea orală de 100 µg / kg greutate corporală de biotină. În deficitul de biotinidază, eliminare timpul de înjumătățire este redus la 10-14 ore la aceeași doză.
