Вконтакте
Одноклассники
Биотин (витамин Н, витамин B7, кофермент R) является водорастворимым веществом и всасывается в тонком кишечнике. Биотин участвует во многих биохимических процессах, протекающих в организме: глюконеогенез, синтез жирных кислот, окисление остатков пропионовой кислоты в цикле Кребса и в ряде других. Входит в состав ферментов, регулирующих белковый и жировой обмен, обладает высокой активностью. Участвует в синтезе глюкокиназы - фермента, регулирующего обмен сахаров. Является источником серы, которая принимает участие в синтезе коллагена.
Биотин способен производиться кишечной микрофлорой , но этого недостаточно для обеспечения потребности организма в витамине H.
Физиологическая потребность для взрослых - 50 мкг/сутки. Для детей - от 10 до 50 мкг/сутки в зависимости от возраста. Верхний допустимый уровень потребления не установлен.
Функции витамина Н в организме человека
- Биотин регулирует уровень сахара в крови и очень важен для углеводного обмена. Витамин Н контролирует процессы глюконеогенеза, отвечая за участие глюкозы в обмене веществ .
- Биотин играет важную роль в усвоении белка и сжигании жира .
- Витамин B7 содержит серу, которая очень важна для здоровья волос, ногтей и кожи – биотин еще называют «витамином красоты».
- Витамин Н необходим для нормальной деятельности нервной системы.
- Биотин принимает участие в синтезе полезной флоры кишечника.
Содержание витамина Н в продуктах питания
Потребность в витамине H у человека покрывается главным образом за счет его биосинтеза кишечной микрофлорой. Небольшая часть поступает с пищей. Богаты биотином орехи, соя , горох , грибы, цветная капуста, шпинат , красная свекла , печень, почки крупных домашних животных, яичный желток, молоко . Биотин содержится также в шампиньонах и белых грибах, в листьях земляники и черники, во фруктах.
Симптомы недостатка и избытка витамина Н
В организме при нехватке биотина повышается уровень сахара и холестерина в крови, развивается анемия , возникают слабость, сонливость, мышечные боли, потеря аппетита, депрессия , тошнота. Явными признаками дефицита витамина H будут выпадение волос , появление перхоти, излишне жирная или чрезмерно сухая кожа.При гипервитаминозе биотина в организме человека побочных эффектов не наблюдается. Даже длительная передозировка витамина Н не вызывает никаких патологий.
БИОТИН (ВИТАМИН В7, H)
БИОТИН - ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Витамин B7, H (другие наименования биотин или кофермент R) - водорастворимое соединение витаминов группы В, необходимое для поддержания нормального уровня глюкозы в крови, протекания глюконеогенеза, метаболизма углеводов, жирных кислот, белков. Вещество получило название от слова «Bios», что в переводе с греческого обозначает «Жизнь».
Сегодня встречается 8 форм витамина B7, однако из них биологически активна только одна — D-биотин, находящиеся в природных соединениях.
Молекулу кофермента R составляют тетрагидротиофеновое, тетрагидроимидазольное кольца, при этом в первом из них один атом водорода замещен валериановой кислотой.
Значение биотина для человеческого организма трудно переоценить. Соединение обеспечивает протекание многих биохимических реакций, регулирует углеводный, жировой обмены, поддерживает в норме состояния кожного покрова, волос, ногтей. Помимо этого, витамин Н улучшает работу пищеварительного тракта, нервной системы, профилактирует развитие дерматитов, экзем, псориаза.
Биотин устойчив к влиянию рентгеновских, УФ - лучей, хорошо растворяется в воде, спирте, разрушается под воздействием высоких температур (процесс плавления стартует от 232 градусов).
Химическая формула витамина B7 — C 10 H 16 N 2 O 3 S
ЗНАЧЕНИЕ БИОТИНА В ОРГАНИЗМЕ
Витамин В7 принимает участие в протекании многих обменных процессах, по этой причине ученые-химики включили соединение в группу В.
Несмотря на то, что биотин в организме человека не действует самостоятельно, а только в присутствии пищеварительных ферментов, вещество необходимо для осуществления энергетических реакций, роста, формирования мышечной, эпителиальной, соединительной, нервной тканей.
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ВИТАМИНА Н
Биотин участвует в углеводном обмене.
Главная функция, которую выполняет в человеческом организме витамин H, заключается в регулировании углеводного обмена. Он способствует расщеплению глюкозы, что необходимо для обеспечения энергетического запаса и поддержания деятельности головного мозга. Витамин Н (биотин) принимает участие в углеводном обмене организма, то есть способствует усвоению углеводов, без чего наш организм не получил бы необходимой жизненной энергии. Он успешно взаимодействует с инсулином (гормон, вырабатываемый поджелудочной железой), регулируя уровень сахара в крови и снижая таким образом риск возникновения диабета. Кроме этого, витамин Н принимает участие в производстве глюкокиназы - вещества, стимулирующего обмен глюкозы. Таким образом, можно сказать, что витамин Н - витамин энергии и жизненной силы.
Биотин контролирует процессы глюконеогенеза.
Биотин (витамин Н) играет важную роль в процессе синтеза гликогенов - углеводов, накапливаемых печенью и мышцами. А посредством участия в глюконеогенезе - преобразовании аминокислот в глюкозу, он способствует поддержанию нормального уровня сахара в крови. Кроме глюкозы, витамин Н помогает лучше усваивать белок, а при обмене веществ «сотрудничает» с витаминами группы B: фолиевой и пантотеновой кислотами и витамином В12. Также, биотин участвует в процессе разложения жирных кислот и в реакциях сжигания жиров.
Биотин является "витамином красоты".
Биотин (витамин Н) - прекрасный и надежный поставщик серы в клетки организма. Соединения серы играют незаменимую роль в образовании коллагена - это вещество, образующее основу для костей, кожного покрова, ногтей и волос. Именно поэтому без биотина невозможно сохранить цветущий внешний вид: здоровые волосы, гладкие и прочные ногти, сияющую кожу. Не говоря уже о прочных костях. Из-за того, что биотин (витамин Н) участвует в контроле обмена жиров и находится в основном клетках кожи и волос, он, естественно, регулирует содержание жира в кожных тканях. Поэтому при достаточном содержании витамина Н в организме улучшается общая структура и вид волос. Кроме этого, дополнительный прием биотина приводит к остановке выпадения волос и прекращает расслоение ногтевых пластин.
Биотин поддерживает работу нервной системы.
Биотин выступает катализатором для глюкозы в обмене веществ, которая необходима для питания клеток нашего мозга.Чтобы создать нормальные условия для работы нервной системы, нужно поддерживать уровень сахара в диапазоне от 80 до 100 миллиграмм в 100 миллилитрах крови. Если данный показатель снижается хоты бы на 20 миллиграмм, человек начинает быстро уставать, раздражается по пустякам, становится нервным и неуравновешенным. При падении глюкозы до 40 миллиграмм в 100 миллилитрах в крови, организм нуждается в отдыхе с самого утра, пропадает желание идти на работу, возникает ощущение нехватки сил. При дальнейшем уменьшении сахара, человек не может подняться с пастели, понимает, что заболел.Женский организм, в отличие от мужского, накапливает гораздо меньше глюкозы, как следствие для синтеза моносахарида прекрасной половине человечества необходимо больше витамина В7.
Биотин участвует в производстве пуриновых нуклеотидов , которые отвечают за передачу наследственной информации, формирование молекул ДНК. Помимо этого, кофермент R регулирует работу генов, обеспечивающих интермедиаторный обмен.
А ТАКЖЕ:
- Активирует функции витамина С.
- Участвует в синтезе гемоглобина, полезной микрофлоры кишечника, пролиферации лимфоцитов иммунной системы.
- Сжигает жир, улучшает усвоение белков, состояние желудочно-кишечного тракта.
- Участвует в переносе углекислого газа.
- Нужен для нормальной работы щитовидной железы.
ВСАСЫВАНИЕ И ОБМЕН
После поступления соединения в пищеварительный тракт, большое количество витамина Н концентрируется в печени и почках человека, затем поставляется ко всем органам.
Поступающий с продуктами питания витамин В7, связанный с белком, изначально высвобождается под влиянием протеолитических ферментов, затем усваивается кишечником, откладываясь в надпочечниках, почках, печени. При этом, биотин частично связывается альбумином сыворотки. Уровень витамина в крови практически не меняется.
У здоровых людей экскреция биотина с уриной составляет 11-183 микрограмм в день (Oppel). В случае наступление В7-авитаминоза, выделение соединения с мочой уменьшается до 3,6 - 7,3 микрограмма. При введении более 300 микрограмм вещества в организм, отмечается его значительное повышение концентрации нутриента в урине, при этом через 6 часов 30 - 50 % биотина выводится естественным путем. В данных условиях содержание кофермента R в кале практически не изменяется. В норме уровень вещества находится в пределах 322 - 393 микрограмма в сутки.
У пациентов, страдающих полиомиелитом, экскреция витамина Н увеличивается в 3 раза.
У женщин содержание витаминного соединения в молоке в первые дни после родов незначительно, при этом на 10 день его уровень увеличивается до 0,38 микрограмм на 100 миллилитров. В последствие, он достигает 0,9 - 11,2 микрограмма. Таким образом, в женском молоке среднее содержание полезного нутриента вдвое выше, чем сразу после родов.
СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ
Физиологические потребности в биотине согласно Методическим рекомендациям МР 2.3.1.2432-08 о нормах физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации:
- Верхний допустимый уровень потребления не установлен.
- Физиологическая потребность для взрослых - 50 мкг/сутки (вводится впервые).
- Физиологическая потребность для детей - от 10 до 50 мкг/сутки (вводится впервые).
|
Возраст |
Суточная потребность в биотине, (мкг) |
|
|
Дети от 1 года до 11 лет |
1 — 3 |
|
|
3 — 7 |
||
|
7 — 11 |
||
|
Мужчины (мальчики, юноши) |
11 — 14 |
|
|
14 — 18 |
||
|
> 18 |
||
|
Женщины (девочки, девушки) |
11 — 14 |
|
|
14 — 18 |
||
|
> 18 |
Случаи, при которых потребность в витамине В7 возрастает на 20 - 50%:
- чрезмерные физические нагрузки, профессиональные занятия спортом (плаванием, футболом, баскетболом, борьбой, горными лыжами, гимнастикой, фигурным катанием, хоккеем, велогонками, альпинизмом, фехтованием, греблей, бегом);
- проживание в условиях холодного климата, когда температура воздуха снижается на 35 градусов ниже отметки нуля;
- повышенное содержание углеводов в ежедневном меню;
- постоянное нервно-психическое перенапряжение;
- злоупотребление алкогольными напитками;
- опасные ожоги;
- при диабете;
- наличие заболеваний ЖКТ, которые сопровождаются обильным поносом;
- работа с химическими веществами (сероуглеродом, мышьяком, ртутью);
- длительное лечение антибиотиками.
ГИПОВИТАМИНОЗ И ГИПЕРВИТАМИНОЗ
Несмотря на распространённость биотина в природе, скудный рацион питания, нездоровый образ жизни и другие факторы могут проводить к нехватке витамина Н в организме.
Причины развития В 7 - гиповитаминоза :
- терапия антибиотическими или сульфаниламидными препаратами, вызывающая гибель полезной микрофлоры;
- продолжительное голодание или соблюдение «жёстких» диет;
- нарушение пищеварения, вызванное атрофией слизистой оболочки желудка и тонкого кишечника;
- наследственные нарушения обменных процессов в организме;
- беременность, протекающая с токсикозами;
- недостаточное поступление витамина Н с грудным молоком матери (у новорожденных);
- злоупотребление алкогольными напитками и сахарозаменителями;
- наличие дисбактериоза, препятствующее нормальному синтезу биотина;
- регулярный приём белковых смесей на основе сырых яиц (в профессиональном спорте).
Людям, находящимся в зоне риска развития В7 - гиповитаминоза, важно распознать признаки недостаточности биотина до того, как они приведут к истощению организма и развитию заболеваний.
Симптомы острой нехватки кофермента R:
- постоянное шелушение кожного покрова (особенно вокруг рта и носа);
- быстрая утомляемость;
- высыпания на руках, ногах или щеках (дерматит);
- сонливость;
- снижение энергичности;
- чрезмерная сухость тела;
- потеря аппетита;
- отёчность языка или сглаженность «сосочков» на нём;
- приступы тошноты, иногда переходящие в рвоту;
- мышечные боли;
- признаки анемии;
- покалывание или онемение конечностей.
При выявлении признаков В7 - дефицита, важно незамедлительно обратиться к врачу для назначения «биотиновой» терапии. Если продолжительное время не купировать дефицит нутриента, в 50% случаев это приводит к возникновению осложнений.
Вторичные симптомы, проявляемые на фоне хронической Н-недостаточности:
- снижение иммунитета, и как следствие, развитие аутоиммунных болезней;
- истощение организма;
- «трансформация» дерматита в псориаз;
- тревожность;
- глубокие депрессии;
- нервные расстройства;
- навязчивые галлюцинации;
- поражение кожи ног и рук;
- сонливость;
- гипотония;
- высокие концентрации холестерина и сахара в сыворотке крови;
- анемия;
- потеря аппетита;
- ухудшение структуры волос и ногтей;
- атопический дерматит;
- снижение тонуса сосудов, вследствие чего развивается артериальная гипотензия;
- дисфункции аминокислотного и углеводного метаболизма.
Для предотвращения риска развития гиповитаминоза, дневной рацион питания обогащают продуктами или витаминными комплексами, содержащими биотин. При этом, пищевые добавки в профилактической дозе (50 микрограмм) целесообразно употреблять на постоянной основе.
Гипервитаминоз биотина - редкое явление, поскольку его избыток выводится вместе с мочой. Однако, приём вещества в большом количестве, превышающем в 10 раз суточную норму, приводит к учащённому мочеиспусканию и повышенному потоотделению.
ИСТОЧНИКИ ВИТАМИНА
Витамин Н содержится в продуктах растительного и животного происхождения.
Таким образом, наибольшее количество витамина Н содержится в печени, почках, яйцах и бобовых, а наименьшее - в цитрусовых, овощах.
Благодаря тому, что биотин устойчив к воздействию высоких температур, после кулинарной обработки продуктов, богатых на полезное соединение, в них сохраняется до 80 % полезного нутриента. Однако, важно помнить, что свет и вода разрушают кофермент R.
Для сохранения витамина В7 в продуктах питания, хранить их рекомендуется в темном месте, а перед приготовлением быстро промыть под малым напором проточной воды.
|
Таблица 2. Содержание биотина в пищевых продуктах |
|||
|
Продукты животного происхождения |
Продукты растительного происхождения |
||
|
Печень свиная |
Соя, бобы |
||
|
Печень говяжья |
Рисовые отруби |
||
|
Почки свиные |
Рожь, цельное зерно |
||
|
Печень теленка |
Лук сушеный |
||
|
Сердце быка |
8-50 |
Пшеничная мука 93% |
0-25 |
|
Яйцо (желток) |
Пшеничная мука 70% |
||
|
Сардины (консервы) |
Цветная капуста |
||
|
Ветчина |
Шампиньоны |
||
|
Лосось |
5-10 |
Рис, цельное зерно |
|
|
Камбала |
Горошек зеленый |
||
|
Мясо курицы |
Кукуруза (зерно) |
||
|
Мясо говядины |
Бананы |
||
|
Молоко коровье цельное |
Земляника |
||
|
Семга |
Рис (Полированное зерно) |
||
|
Сыр |
Дыня |
||
Существует переносчик в мононуклеарных клетках периферической крови и кератиноцитах, обозначенный как обладающий высокой аффинностью Na-K-АТФаза-зависимый переносчик биотина, так как он может захватывать биотин в концентрациях до 0,1 наномоль и насыщаться при Kt в 2,6+/-0,1 наномоль. Выраженность переносчиков биотина (либо натрий-зависимого переносчика мультивитаминов (SMVT), либо обладающего высокой аффинностью переносчика) была выявлена в кератиноцитах, кардиомиоцитах, клетках почек, капиллярах ткани головного мозга, печени (SMVT) и плаценте.
Биотин как кофактор биохимии
D-(+)-биотин является кофактором, ответственным за транспорт диоксида углерода в нескольких ферментах карбоксилазы:
Ацетил-СоА-карбоксилазы альфа
Ацетил-СоА-карбоксилазы бета
Метилкротонил-КоА карбоксилазы
Пропионил-КоА карбоксилазы
Пируваткарбоксилазы
Биотин играет важную роль в синтезе жирных кислот, катаболизме кислот с разветвленной цепью и глюконеогенезе. Он ковалентно соединяется с эпсилон-аминогруппой конкретных остатков в этих карбоксилазах. Эта реакция биотинилирования требует наличия АТФ и катализируется голокарбоксилаз-синтетазой. В бактериях биотин присоединяется к белку-носителю биотин карбоксила посредством биотин протеин лигазы (BirA в E.coli). Присоединение биотина на различные химические участки, биотинилирование, используется в качестве важной лабораторной техники для исследования различных процессов, в том числе локализации белка, белковых взаимодействий, транскрипции ДНК и репликации. Биотинидаза сама по себе может биотинилировать гистоновые белки, однако малое количество биотина естественно присоединяется к хроматину.
Биотин очень плотно связывается с тетрамерным белком авидином (также стрептавидином и нейтравидином) с константой диссоциации Kd порядка 10-15 М, создавая одно из самых сильных из известных взаимодействий между белком и лигандом. Это часто используется в различных биотехнологиях. До 2005 года считалось, что для расщепления связи биотин-стрептавидин требуется очень агрессивная среда.
Неврология
Судороги и эпилепсия
Уровень биотина ниже у страдающих эпилепсией субъектов, проходящих лечение антиконвульсантами (примидон, карбамазепин, фенитоин, фенобарбитал; но не вальпроат натрия), в то время как страдающие эпилепсией субъекты, не подвергающиеся лечению, имеют нормальный уровень биотина. Карбамазепин и вальпроевая кислота не оказывает влияния на уровень биотинидазы в сыворотке или биотина у людей (приводится в Пабмед), хотя имеется небольшое число случаев вызванной вальпроевой кислотой потери волос, которая вылечивается биотином.
Состояние сердечно-сосудистой системы
Триглицериды
У крыс прием биотина с водой (приблизительно 2 мг биотина на крысу) оказывает подавляющее действие на циркуляцию ЛПОНП, а у мышей прием биотина снижает уровень триглицеридов на 35%, что связано с подавлением некоторых липогенных генов (таких как SREBP1-c). Позднее было выявлено, что у мышей, принимавших данную дозу биотина (97,7 мг/кг пищи, либо в 56 крат превышающую обычную пищевую концентрацию), снижение уровня в сыворотке (36%) и печени (37%) триглицеридов происходило наряду с повышением фосфорилирования АМФ-зависимой киназы α на 40%, что связано с более высокой концентрацией цГМФ. Что касается ацетил-CoA карбоксилазы 1, сообщается либо о снижении, либо об отсутствии изменений содержания, но большем фосфорилировании (приводит к меньшей активности), оба из которых приводят к меньшей доступности малонил-CoA для синтеза жирных кислот. Биотин может быть способен повышать активность АМФ-зависимой киназы в печени за счет цГМФ, что приводит к снижению уровня триглицеридов и ЛПОНП в сыворотке. Прием биотина в количестве 900 мкг у здоровых мужчин и женщин снижает уровень циркулирующих триглицеридов, в то время как улучшения в отношении липидов также наблюдаются у субъектов с медицинскими состояниями, принимавших 5 мг (атеросклеротические субъекты ) или 15 мг (субъекты с диабетом типа II) биотина ежедневно, при этом в отношении последних было выявлено снижение уровня триглицеридов и ЛПОНП как у диабетических, так и не страдающих диабетом субъектов, принимавших биотин, без изменений общего уровня холестерина или параметров инсулиночувствительности.
Взаимодействие с обменом глюкозы
Глюкоза
Глюкокиназа (GK) представляет собой фермент, который обусловливает первый этап использования глюкозы в клетках (фосфорилирование в глюкоза-6-фосфат) и снижается на 40-45% в печени крыс с дефицитом биотина, при этом в целом снижается в состоянии натощак и у диабетических грызунов, хотя низкая активность глюкокиназы сохраняется в сытом состоянии у крыс с дефицитом биотина. Глюкокиназа может запасаться на нормальном уровне за счет лечения инсулином (даже без фиксирования дефицита биотина), при этом прием биотина натощак у крыс восстанавливает активность глюкокиназы даже без дефицита биотина. У страдающих диабетом крыс прием биотина (инъекции 1250 мкг/кг массы тела) восстанавливает активность глюкокиназы, и в то время как инсулин в равной степени эффективен, они не аддитивны, но биотин исключительно эффективен в течение небольшого периода времени после вызова диабета. Биотин в концентрации в среднем 1 микромоль (в гепатоцитах) вызывает выработку цГМФ и активность глюкокиназы, уровень фермента повышается предположительно в связи с повышением уровня цГМФ, так как N-ацетилглюкозамин (ингибитор глюкокиназы, но не в случаях, когда цГМФ возбуждает глюкокиназу) не предотвращает повышение использования гексозы за счет активности глюкокиназы под действием биотина. Это повышение активности глюкокиназы зависело от того, что инсулин был посредником, и не было аддитивным с глюкозой и 8-бромо-цГМФ (который повышает активность глюкокиназы), при этом предполагается, что биотин сам по себе вызывает выработку фермента глюкокиназы подобно тому, как он делает это в отношении инсулинового рецептора в лабораторных условиях также за счет цГМФ (уровень инсулинового рецептора повышался, что не наблюдалось в естественных условиях). Глюкокиназа, основной фермент в использовании глюкозы, подавляется в случаях дефицита биотина, диабета и при состоянии натощак. Во всех случаях биотин может восстанавливать активность глюкокиназы, что предположительно происходит за счет цГМФ, но другие методы повышения активности глюкокиназы частично совпадают с биотином, так они также повышают уровень цГМФ (таким образом, они не аддитивны).
Секреция инсулина
У мышей, принимавших биотин (приблизительно 50 мкмоль/кг массы тела), наблюдалось повышение уровня биотина в сыворотке в 10 крат до 590 наномоль, секреция инсулина в ответ на пероральный тест толерантности к глюкозе натощак была повышена (11%), также повысилась секреция поджелудочной железой (36% за счет 5,6 микромоль глюкозы), что связано с 70% повышением выраженности гена глюкокиназы (GK) и вдвое большей выраженностью гена Ins2 без влияния на GLUT2 или выраженность инсулинового рецептора. Средний размер островка повышается приблизительно на 75% у подвергнутых лечению биотином мышей в связи с повышением уровня альфа и бета клеток, и при тестировании в лабораторных условиях повышение выраженности глюкокиназы, как было подтверждено, происходило за счет цГМФ и протеинкиназы G (PKG) и зависело от активности инсулина. Инсулиночувствительность между группами не отличалась.
Диабет типа II
Биотин может быть полезен для больных сахарным диабетом. Как при инсулин-зависимом, так и при инсулин-независимом типе диабета наблюдается дефицит биотина, и биотиновые добавки могут улучшить контроль уровня сахара в крови и помочь снизить уровень глюкозы в крови натощак. В одном из исследований уровень снижения глюкозы натощак был близок к 50%. Биотин также может играть роль в предотвращении нейропатии, часто связанной с диабетом, снижая онемение и покалывание, связанные с плохим контролем уровня глюкозы. Одно предварительное исследование, использовавшее высокую дозу биотина (10 мг внутримышечно три раза в неделю на протяжении шести недель, позже продолжался пероральный прием 5 мг биотина ежедневно), отметило, что у трех страдающих диабетом субъектов с невропатией на инсулиновой терапии были улучшены симптомы невропатии с лечебным действием в отношении парестезии по прошествии одного года (мышечная функция полностью не восстановилась). Так как у субъектов с невропатией наблюдаются низкие концентрации биотина (эпилептики, подвергающиеся терапии, и алкоголики), это предположительно играет причинную роль, и возможно связано с изменениями метаболизма пирувата и биотин-зависимого фермента пируват карбоксилазы во время невропатии.
Ожирение и жировая масса
Механизмы
Фермент ацетил CoA карбоксилаза (ACC) ускоряет преобразование ацетил CoA в малонил CoA, который представляет собой ингибитор окисления жирных кислот и субстрата липогенеза (присоединяется к жирным кислотам для удлинения их цепей), при этом фермент сам по себе также представляет собой форму запасания биотина. Запасы биотина повышаются в жировой ткани (но не в печени или мышцах) в процессе старения у мышей в манере, которая обратно связана с активностью SIRT1, который расщепляет ACC посредством процесса, известного как деацетилирование. Пониженное содержание ACC в жировой ткани связывается меньшим липогенезом из нежировых источников (мыши), в то время как повышение пищевого биотина (приблизительно 2,5 мг/кг у мыши) повышает запасы биотина и ACC в жировой ткани. Биотин выступает ингибитором активности SIRT1 посредством блокирования функции деацетилазы этого фермента (ИК50 составляет приблизительно 200 микромоль), при этом метаболит биотинил-5"-АМФ был равен по силе действия никотинамиду (50 микромоль) и прямому ингибитору связывающего кармана НАД+. Одно исследование на мышах с пожизненным приемом биотина (расчетная доза 2,5 мг/кг) обнаружило снижение скорости липолиза жировой ткани по сравнению с генетически аналогичными мышами (высокая активность SIRT1) без приема биотина с аналогичным действием на скелетные мышцы.
Продолжительность жизни
Актуальность темы
Биотин демонстрирует повышенную абсорбцию из кишечника у стареющих крыс по сравнению с молодыми крысами с последующим высоким уровнем биотина в крови и органах, таких как печень, или в жировой ткани.
Биодоступность биотина
Биотин также называют витамином Н (от слов Haar и Haut, по-немецки «волосы и кожа»), или витамином В7. На крысах и цыплятах были проведены исследования его биодоступности. На основе этих исследований были получены данные, что биодоступность биотина может быть низкой или переменной, в зависимости от типа потребляемой пищи. В общем, биотин существует в пищевых продуктах в форме белкового соединения или биоцитина. До поглощения необходима реакция протеолиз протеазы. Этот процесс помогает высвободить биотин от биоцитина и соединенного с белком биотина. Кукурузный биотин является легко доступным, однако большая часть зерен обладает около 20-40% биодоступности биотина.
Широкая вариабельность биодоступности биотина может быть обусловлена способностью организма разрушать различные биотин-белковые связи из продуктов питания.
Факторы, влияющие на потребности организма в биотине
Не установлена средняя частота низкого статуса биотина у людей, однако известно, что у алкоголиков частота низких уровней биотина намного выше, чем в общей популяции. Кроме того, относительно низкие уровни биотина были зарегистрированы в моче или плазме пациентов, перенесших резекцию желудка или имеющих ахлоргидрию вследствие других причин, у ожоговых больных, эпилептиков, пожилых людей и спортсменов. Периоды беременности и кормления грудью могут быть связаны с увеличением потребности в биотине. Во время беременности эти потребности могут возникать из-за возможного ускорения катаболизма биотина. Недавние исследования показали, что дефицит биотина, наблюдаемый при беременности, ведет к увеличению экскреции 3-гидроксиизовалериановой кислоты, снижению экскреции биотина и биснорбиотина и снижению плазменных концентраций биотина. Кроме того, курение может способствовать дальнейшему ускорению катаболизма биотина у женщин.
Нарушения обмена веществ
Наследственные метаболические нарушения, характеризующиеся недостаточной активностью биотин-зависимых карбоксилаз, называются комплексным дефицитом карбоксилазы. К ним относятся дефицит ферментов голокарбоксилазы синтетазы или биотинидазы. Дефицит голокарбоксилазы синтетазы предотвращает эффективное использование биотина клетками организма, и, следовательно, вмешивается в многочисленные реакции карбоксилазы. Биохимические и клинические проявления этого заболевания включают: кетолактацидоз, органическую ацидурию, гипераммониемию, кожную сыпь, проблемы с питанием, гипотонию, судороги, задержку в развитии, алопецию и кому.
Дефицит биотинидазы наблюдается не из-за недостаточного потребления биотина, а, скорее, из-за недостатка ферментов, которые его перерабатывают. Биотинидаза катализирует расщепление биотина из биоцитина и биотинил-пептидов (протеолитических продуктов разложения каждой голокарбоксилазы), перерабатывая тем самым биотин. Биотиназа служит также для высвобождения биотина из диетического связанного с белком биотина. Общие симптомы включают снижение аппетита и замедление роста. Дерматологические симптомы включают дерматит, алопецию и ахромотрихию (отсутствие или потерю волосяного пигмента). В скелете наблюдается пероз (укорочение и утолщение костей). Также может наблюдаться жировая инфильтрация печени и почек и синдром жировой дистрофии печени.
Эстетическая медицина
Признаки и симптомы дефицита биотина включают потерю волос на голове, выпадание ресниц и бровей и хрупкость ногтей у лиц с сильно выраженным дефицитом. Рекомендуемая доза для лечения дефицита у взрослых составляет от 3000 мкг в день для улучшения состояния ногтей и 7000-15000 мкг в день для диабетиков.
Кожа
Биотин играет роль в здоровье кожи, так как дефицит биотина ведет к осложнениям в отношении кожи, преимущественно в виде чешуйчатого и красного (эритематозного) дерматита. Он быстро преодолевает мембрану кожи, в большей степени поврежденной (определено за счет его использования в качестве индикаторной молекулы в лабораторных условиях ), и может повышать уровень биотина в крови, когда наносится на кожу. Обладающий высокой аффинностью переносчик биотина представлен в кератиноцитах и может поглощать биотин в низких наномолярных концентрациях, в то время как высокие концентрации биотина (10 микромоль), составляющие примерно 8%, поглощаются ненасыщаемыми средствами (возможная диффузия). Переносчик, обладающий аффинностью для биотина (Ki в 10,7+/-0,9 микромоль), также обладает аффинностью для витамина B5 (пантотенат в количестве 1,2+/-0,3 микромоль), детиобиотина (15,2+/-2,5 микромоль), а также для окислительной (4,6+/-0,6 микромоль) и восстановительной (11,4+/-0,9 микромоль) форм альфа-липоевой кислоты, хотя низкие концентрации этих молекул (20 наномоль) не взаимодействуют с абсорбцией низких концентраций биотина (1 наномоль). В кератиноцитах представлен переносчик (наружный слой клеток кожи), который достаточно специфичен для биотина в низких концентрациях, в то время как в высоких концентрациях может также обладать аффинностью для витамина B5 и альфа-липоевой кислоты. Одно предварительное исследование отметило, что у четырех субъектов, подвергавшихся химиотерапии (гефинитиб или эрлотиниб), которая вызвала кожную сыпь, прием биотина снизил степень тяжести сыпи.
Волосы
Вызов дефицита биотина (с помощью авидина) среди других побочных эффектов вызывает алопецию у крыс и людей с дефицитом биотинидазы, у обоих из которых она подвергается лечению биотином для устранения дефицита. Противоэпилептический препарат вальпроевая кислота вызывает потерю волос у некоторых крыс (6,6-26,6%) в дозозависимой манере, что предположительно связано со снижением активности биотинидазы, и у крыс она частично вылечивается биотином (0,6 мг и 6 мг/кг действуют в равной степени). Так как снижение активности биотинидазы обычно не наблюдается у людей, принимающих данные противоэпилептические препараты (некоторые положительные и нулевые результаты, при этом одно исследование продемонстрировало различия между субъектами), потеря волос является нечастым побочным эффектом, который восприимчив к приему 10 мг биотина. Вальпроевая кислота не является прямым ингибитором фермента, но оказывает действие на другие ферменты, которые используют биотин (3-метилкротонил-CoA карбоксилаза ). В случаях возникновения дефицита биотина, который имеет множество возможных причин (генетический дефицит биотинидазы, употребление авидина и возможное побочное действие лекарственных средств), прием биотина способен восстанавливать потерю волос, которая наблюдается при дефиците биотина.
Ногти
Биотин первоначально исследовался в отношении состояния ногтей в связи с исследованиями на лошадях, где некоторые патологические изменения копыта могли быть нормализованы приемом биотина, и в связи с тем, что у других видов (свинья) дефицит биотина совпадал с изменениями ногтей. Одно исследование на женщинах, страдающих ломкостью или расслоением ногтей (онихошизис), отметило, что пероральный прием биотина в количестве 2,5 мг на протяжении курса как минимум в шесть месяцев вызвал увеличение толщины ногтей на 25% (достигающее значений контроля), и около половины группы (4 из 8 субъектов) продемонстрировали улучшения в отношении расслаивания ногтей; в отношении ногтей всех подвергнутых лечению биотином субъектов были выявлены улучшения, что определено электронной микроскопией. Одно исследование обнаружило, что прием биотина эффективен у женщин с ломкими и расслаивающимися ногтями. Отсутствуют свидетельства в отношении мужчин и женщин, не страдающих расслаиванием ногтей, на начало исследования.
Взаимодействие с питательными веществами
Липоевая кислота
Альфа-липоевая кислота (ALA) при внутрибрюшинном введении у крыс в низкой (4,3 мкмоль/кг) и высокой дозе (15,6 мкмоль/кг) в течение 28 дней обнаружила, что обе дозы были способны снижать каталитическую активность биотин-зависимых ферментов пируват карбоксилазы (28% и 35% за счет низкой и высокой доз) и β-метилкротонил-CoA карбоксилазы (36% и 29% соответственно) в манере, которая была устранена посредством приема 2 мкмоль/кг биотина на протяжении того же периода времени; пропионил-CoA карбоксилаза и цитозольная ацетил-CoA карбоксилаза не поддавались влиянию. Это предположительно связано со сходной структурой альфа-липоевой кислоты и биотина (оба связываются с авидином и имеют сходные метаболические пути), что вызывает конкурирование; явных симптомов дефицита биотина или вредоносного воздействия на органы не наблюдалось в этом исследовании. Липоевая кислота и биотин (наряду с витамином B5) также имеют общий кишечный переносчик, натрий-зависимый переносчик мультивитаминов. Альфа-липоевая кислота снижает активность некоторых биотин-зависимых ферментов в печени, согласно одному исследованию, в манере, обратимой приемом биотина. Явного вредоносного действия не было выявлено без приема биотина, тем не менее, практическая значимость этих сведений не известна.
Алкоголь
Алкоголь способен ингибировать транспортировку биотина через кишечную стенку, когда биотин содержится в физиологической концентрации (0,01-0,3 микромоль), до 38-76% от значений контроля за счет 2% алкоголя, но был неэффективен при более высоких концентрациях биотина (100 микромоль), при этом при низких концентрациях биотина алкоголь был более эффективен в ингибировании абсорбции за счет концентрации в 5%, чем при более низкой, минимальное (10%) ингибирующее действие наблюдается за счет 0,5% алкоголя. Ацетальдегид (метаболит алкоголя) также обладает ингибирующим действием на транспортировку биотина, и приведенные выше значения объясняются сильным ингибирующим действием на обусловленную переносчиком абсорбцию биотина (которая происходит при низких концентрациях биотина), но не на пассивную диффузию биотина. Переносчик, который обусловливает поглощение биотина, натрий-зависимый переносчик мультивитаминов (SMVT) за счет гена SLC5A6, обладает выраженностью в тонком и толстом кишечнике, которая снижается в ответ на прием алкоголя у крыс. Алкоголь снижает степень абсорбции биотина с большей силой действия при более высокой концентрации алкоголя и боле низкой концентрации биотина в связи со снижением числа переносчиков, которые могут поглощать биотин, в организме. Данный процесс может не распространяться на прием большого количества биотина, поскольку в этой дозе биотин поступает в организм другим способом (пассивная диффузия). У страдающих алкогольной зависимостью субъектов концентрации циркулирующего биотина снижены, а также у субъектов, страдающих невропатией.
Дефицит биотина и развитие пустулезного акродерматита
Пациенты с пустулезным акродерматитом страдают нарушениями метаболизма глюкозы и жирных кислот, а также дисфункциями иммунной системы вследствие дефицита биотина, который ведет к появлению различных симптомов на коже, костях и других тканях и органах. При применении биотина наблюдалось снижение всех клинических, метаболических и иммунных нарушений. Эти результаты указывают на то, что дефицит биотина связан с очагом и обострением заболевания и его осложнениями. Добавление агента-пробиотика к биотин-терапии усиливает эффект витамина. Кроме того, у пациентов, страдающих псориазом, системной красной волчанкой, атопическим дерматитом или ревматоидным артритом также был обнаружен дефицит биотина с последующими метаболическими нарушениями и иммунными дисфункциями, поэтому лечение биотином обеспечивает положительный эффект при лечении заболеваний, как в случае пустулезного акродерматита.
Дефицит биотина и развитие себорейного дерматита
У детей с редким наследственным нарушением обмена веществ фенилкетонурией (ФКУ, при котором организм человека не в состоянии перерабатывать фенилаланин), часто развиваются кожные заболевания, такие как экзема и себорейный дерматит на многих областях тела, кроме головы. Чешуйчатые изменения на коже, возникающие у людей с ФКУ, могут быть связаны с низкой способностью перерабатывать биотин. Увеличение потребления биотина в этих случаях снижает проявление себорейного дерматита.
Биотехнологии
Биотин широко используется в биотехнологической промышленности для сопряжения белков при биохимических анализах. Малый размер биотина позволяет затронуть биологическую активность белка. Этот процесс называется биотинилированием. Из-за того, что стрептавидин и авидин связывают биотин с высоким сродством (Kd от 10-14 моль/л до 10-15 моль/л) и специфичностью, за счет использования этого взаимодействия высокой стабильности из образца могут быть выделены биотинилированные белки. Для захвата биотинилированного белка образец инкубируют с шариками стрептавидина/авидина. Любые другие белки, связывающиеся с биотинилированной молекулой, также остаются с шариками, при этом все прочие несвязанные белки смываются. Тем не менее, для элюирования биотинилированного белка из шариков, из-за чрезвычайно сильного взаимодействия между стрептавидином и биотином необходима очень жесткая среда (обычно 6 М гуанидин-HCl, рН 1,5), которая вызовет денатурацию белка. Чтобы обойти эту проблему, могут быть использованы шарики, конъюгированные с мономерным авидином, имеющим пониженное биотин-связывающее сродство ~ 10-8 моль/л, что позволяет элюировать биотинилированный белок с избытком свободного биотина.
При ИФА (иммуноферментном анализе) против интересующего антигена часто используются биотинилированные вторичные антитела, а затем этапе обнаружения используется стрептавидин, конъюгированный с молекулой-репортером, такой как пероксидаза хрена или щелочная фосфатаза.
Токсичность биотина
Исследования на животных показали, что немногие из имеющихся эффектов связаны с высоким уровнем доз биотина. Это может служить доказательством того, что люди и животные способны переносить дозы, по крайней мере, на порядок выше своих потребностей в питании. Не зарегистрировано ни одного случая побочных эффектов при получении высоких доз этого витамина, в частности, при использовании в лечении нарушений обмена веществ, вызванных себорейным дерматитом у детей.
Доступность:
Биотин не только является важным компонентом для роста волос, но и необходим для здорового состояния кожи, ногтей, внутренних органов, нормального протекания физиологических процессов, таких как рост и метаболизм клеток организма. Биотин можно приобрести в аптеках на территории Российской Федерации без рецепта.
:Tags
Marshall MW, et al Effects of biotin on lipids and other constituents of plasma of healthy men and women . Artery. (1980)Gschwandtner M1, et al Histamine suppresses epidermal keratinocyte differentiation and impairs skin barrier function in a human skin model . Allergy. (2013)
Ogawa Y1, et al Prospective study of biotin treatment in patients with erythema due to gefitinib or erlotinib . Gan To Kagaku Ryoho. (2014)
Arslan M1, et al The effects of biotin supplementation on serum and liver tissue biotinidase enzyme activity and alopecia in rats which were administrated to valproic acid . Brain Dev. (2009)
Luís PB1, et al Inhibition of 3-methylcrotonyl-CoA carboxylase explains the increased excretion of 3-hydroxyisovaleric acid in valproate-treated patients . J Inherit Metab Dis. (2012)
Открыл биотин в 1901 году Уильдерс, который установил вещество для роста дрожжей и назвал его «биосом», что с греч. означает «жизнь».
Дальнейшие исследования биотина продолжил биолог Бетеман в 1916 году. Он кормил лабораторных крыс сырым яичным белком как основным источником протеинов, и в итоге заметил, что у животных выпадала шерсть, появились поражения кожи и нарушения мышечных функций. Затем он заменил свежий белок на варёный, что позволило избежать появления вышеперечисленных симптомов.
Дело в том, что сырые яйца богаты белками, минеральными веществами и витаминами, однако они содержат специфический белок — авидин, который связывает биотин и препятствует его всасыванию в кишечнике. Если же питаться не сырыми, а вареными яйцами, то недостатка в биотине не наблюдается, поскольку в результате тепловой денатурации авидин теряет способность связывать биотин.
В кристаллическом виде данное вещество впервые выделил Ф. Кёгль в 1935 году из желтка яиц и назвал его «биотином».
Промышленное производство началось в 1949 году благодаря методу, разработанному Штернбахом и Голдбергом. В качестве исходного материала они использовали фумаровую кислоту, в результате чего получили чистый D‑биотин, соответствующий природному соединению.
Имя «биотин» витамин H получил по названию гипотетического витального фактора «биос», обеспечивающего рост и размножение дрожжей. Позже выяснилось, что «биос» — это смесь разных витаминов и витаминоподобных веществ, которым были даны индивидуальные названия. А витамин H «унаследовал» историческое название всей смеси. Биотин известен как витамин B7, H и кофермент R. У него существует 8 различных форм, но лишь одна из них — D‑биотин — полностью биологически активна и находится в природных соединениях.
Что делает биотин?
Биотин необходим для работы 9 ферментативных систем.
Он участвует в обмене углеводов, белков, жиров, обладает высокой активностью. Этот витамин необходим для иммунной системы, кожи (уменьшает выраженность экземы и дерматита), нервной системы.
С помощью биотина организм получает энергию из белков, жиров и углеводов. Биотин нужен для нормальной работы желудка и кишечника, он оказывает липотропное действие (способен уменьшать накопление жира в печени) и является фактором роста.
В биотине находится сера, важная для здоровья кожи, ногтей и волос — поэтому его прозвали «витамином красоты».
Это витамин для кожи и волос, он предотвращает облысение и поседение.
По последним данным, биотин играет важную роль в углеводном обмене, взаимодействуя с гормоном поджелудочной железы инсулином. Кроме того, биотин участвует в производстве так называемой глюкокиназы, вещества, которое «запускает» обмен глюкозы. Глюкокиназа вырабатывается в печени, там же, где хранится биотин. Это особенно важно для диабетиков, у которых содержание глюкокиназы в печени понижено.
Обладает инсулиноподобной активностью — снижает уровень сахара в крови. Благодаря добавкам биотина (16 мг в день) врачам удается существенно улучшить обмен глюкозы у больных диабетом и стабилизировать содержание сахара в крови.
Немалую роль играет биотин и в синтезе гликогенов, накапливаемых в печени и мышцах углеводов, а также в усвоении этих запасов и в так называемом глюконеогенезе, в процессе которого 16 из 22 аминокислот преобразуются в глюкозу. Этот процесс исключительно важен для поддержания стабильного уровня сахара в крови. Поэтому необходимо следить за достаточным пополнением запасов биотина.
У этого витамина есть еще и другие задачи.
Он помогает усваивать белок и в обмене веществ является важным союзником других витаминов группы B, таких как фолиевая и пантотеновая кислоты и витамин B12.
Где вы можете найти биотин?
Больше всего биотина в говяжьей печени, яичном желтке, молоке, орехах, фруктах.
Сколько биотина вам необходимо?
Суточная потребность человека в биотине составляет 30-50 мкг. Дефицит биотина — явление довольно редкое.
Недостаток и избыток биотина
Дефицит биотина — явление довольно редкое. Причины возникновения недостаточности этого витамина могут быть следующими: анацидный гастрит, заболевания кишечника, угнетение кишечной микрофлоры, чаще всего связанное с приемом антибиотиков и сульфаниламидных препаратов, гормонов эстрогенов; употребление продуктов, содержащих сернистые соединения в качестве консервантов (E221 — E228) (сернистый ангидрид, образующийся при нагревании таких продуктов, а также при контакте их с воздухом).
Основные признаки недостаточности биотина: сначала начинает шелушиться кожа, затем развивается дерматит на руках, ногах, щеках.
При избыточном содержании биотин не оказывает токсического действия.
Биотин содержится в следующих биологически активных добавках.
Биотин (витамин Н, витамин B7, кофермент R) - водорастворимый витамин группы В. Молекула биотина состоит из тетрагидроимидазольного и тетрагидротиофенового кольца, в тетрагидротиофеновом кольце один из атомов водорода замещен на валериановую кислоту. Биотин является кофактором в метаболизме жирных кислот, лейцина и в процессе глюконеогенеза.
Биотин был открыт благодаря лабораторным экспериментам над крысами. От свежего яичного белка, которым кормили крыс, желая обеспечить их протеином, у животных стала выпадать шерсть, появились поражения мышц и кожи. Когда крысам давали варёный яичный желток, эти симптомы проходили. Учёным понадобилось почти два десятилетия, чтобы выделить из желтка биотин – то самое вещество, которое восстанавливало здоровье кожи и шерсти животных. Биотин растворяется в воде, если уровень рН высокий, и разрушается при очень высоких температурах. Говоря о биотине, можно сказать, что красота наших волос, кожи и ногтей начинается в кишечнике. От здоровья печени также зависит наша красота: в печени всегда должен быть хотя бы минимальный – 0,001 грамма, но постоянный запас биотина.
Роль и значение для организма.
Биотин играет важную роль в углеводном обмене, взаимодействуя с гормоном поджелудочной железы инсулином. Кроме того, биотин участвует в производстве так называемой глюкокиназы — вещества, которое «запускает» обмен глюкозы.
Клетки мозга и всей нервной системы питаются только глюкозой. Чтобы поддерживать нервную систему, содержание сахара в крови должно постоянно оставаться на определенном уровне — 80-100 миллиграммов глюкозы на 100 миллилитров крови. При 60 миллиграммах мы становимся нервными, раздражительными, уставшими. При 40 миллиграммах нас мучит по утрам вопрос, как бы пережить этот день. При 30 миллиграммах мы не способны справиться с решением повседневных задач.
Глюкокиназа вырабатывается в печени, там же, где хранится биотин. Это особенно важно для диабетиков, у которых содержание глюкокиназы в печени понижено. Благодаря добавкам биотина (от 5 до 15 миллиграммов в день) врачам удается существенно улучшить обмен глюкозы у больных диабетом.
Биотин содержится в очень многих продуктах питания. В продуктах животного происхождения его больше: в свиной и говяжьей печени и почках, сердце быка, желтках яиц. Есть он также в говядине, телятине, курином мясе и ветчине, коровьем молоке и сыре, сельди, камбале, консервированных сардинах.
Из растительных продуктов им богаты помидоры, соевые бобы, неочищенный рис и рисовые отруби, пшеничная мука, арахис, шампиньоны, зелёный горошек, морковь и цветная капуста, яблоки и апельсины, бананы и дыня, картофель, свежий лук, цельные зёрна ржи.
В тканях животных биотин связан с белками, а во фруктах и овощах он содержится в свободном состоянии. Все эти продукты могут являться для нас источником биотина, но тот биотин, который необходим нашим клеткам, синтезируется именно кишечной флорой, при условии правильного питания и хорошего здоровья.
Производить биотин мы можем сами, и в достаточных количествах, но только тогда, когда микрофлора кишечника находится в упорядоченном состоянии, получает полноценные питательные вещества, и может спокойно работать на благо нашего здоровья и красоты.
Потребность в биотине составляет от 30 до 100 мкг в сутки, а беременным и кормящим женщинам его требуется на 20 мкг больше.
· Сырой яичный белок содержит вещество, которое называется авидин — антивитамин биотина. Это вещество связывает биотин и препятствует его всасыванию в кровь. Поэтому, нежелательно совмещать прием витамина Н с употреблением сырого яйца.
· Алкоголь ослабляет способность к усвоению биотина, и поэтому хроническое злоупотребление алкоголем может привести к дефициту биотина.
· Для превращения биотина в активную форму необходим магний, поэтому целесообразно их употреблять вместе.
· Антибиотики увеличивают потребность в биотине, поскольку они уничтожают кишечные бактерии, которые продуцируют биотин.
