Biotiin on hüdrofiilne (vesilahustuv) B-rühma vitamiin ja kannab ajaloolisi nimetusi koensüüm R, vitamiin BW, vitamiin B7 ja H-vitamiin (mõju nahk). 20. sajandi alguses avastas Wildiers pärmseente katsetes kasvu jaoks vajaliku spetsiifilise teguri, mis sai nimeks “Bios” ja mis oli segu Bios I-st (hiljem identifitseeritud kui meso-inositool), Bios II A-st (hiljem pantoteenhape (vitamiin B5)) ja Bios II B, tegelik biotiin. Aastal 1936 eraldusid Kögl ja Tönnis biotiin munakollasest. Aastatel 1940–1943 selgitasid struktuuri Euroopas Kögli ja USA Vigneaudi ümbruse töörühmad. Samal perioodil näitasid loomkatsed, et toore regulaarne sissevõtmine munad oli seotud raske naha muutused tänu põhilisele glükoproteiini avidiinile. Avidin on biotiini antagonist, mis kahjustab biotiini absorptsioon moodustades kompleksi - 1 avidiini molekul seob 4 molekulid biotiini - ja seega võib see pikemas perspektiivis põhjustada biotiini puudust. haldus pärmist või termiliselt stabiilse teguriga maks põhjustas selliste remissiooni (sümptomite ajutine või püsiv nõrgenemine) nahakahjustused. Biotiini kui koensüümi biokeemilised funktsioonid, näiteks aminohapete ainevahetuses, rasvhapete biosünteesis ja glükoneogeneesis ( glükoos orgaanilistest mitte-süsivesikute eellastest, näiteks püruvaat) tunnustati alles 20. sajandi teisel poolel. Biotiin on heterotsükliline uurea derivaat (karbamiidi derivaat), mis koosneb imidasolidoonitsüklist ja tetrahüdrotiofeenitsüklist, millega valeriinhape on seotud [1, 2, 4-6, 14]. Vastavalt IUPACi (Rahvusvaheline puhta ja rakendusliku keemia liit) klassifikatsioonile on biotiini keemiline nimetus cis-heksahüdro-2-okso-1 H-tieno (3,4-d) -imidasool-4-üül-valeriinhape (molekulaarne valem: C10H16O3N2S). 3 asümmeetriline C (süsinik) biotiini aatomid võimaldavad moodustada 8 stereoisomeeri, millest ainult D - (+) - biotiin esineb looduses ja on bioloogiliselt aktiivne. Kui biotiin on õhu, päevavalguse ja kuumuse vastu väga stabiilne, on vitamiin UV-valguse suhtes tundlik. Seetõttu tuleks biotiini säilitada valguse eest eemal.
süntees
Biotiini saab enamik sünteesida (moodustada) bakterid samuti paljude seene- ja taimeliikide poolt. Vastavalt sellele on vitamiin looduses laialt levinud, kuid nende kontsentratsioon toidus on väga madal. Inimorganismis on bakterid Euroopa koolon (jämesool) on võimelised biotiini sünteesiks. Nii enteraalse enesesünteesi ulatus (biotiini moodustumine soolestikus) kui ka selle panus biotiini ainevahetusse pole täpselt teada. Kuna vitamiin imendub (imendub) peamiselt proksimaalses (ülemises) osas peensoolde, mikroobide abil toodetud biotiini ei saa piisavalt ära kasutada ja see on suures osas väljaheites (väljaheites) kadunud. Lõpuks arvatakse, et bakterite biotiini sünteesil on nõuete täitmisel vaid väike roll.
Absorptsioon
aasta dieet, biotiin on vabas vormis, kuid enamasti seotud valgud. Imendumiseks peab biotiin vabastama oma seonduvast valgust, millega see on kovalentselt (tiheda aatomsideme abil) seotud e-(epsilon) -amino (NH2) rühmaga. lüsiini jääk (biotinüül-e-NH2-lüsüül <[valk]). Toidu läbimise ajal maohape ja peptidaasid (valku lõhustavad ensüümideseedetrakti (GI) trakti, näiteks pepsiini ja trüpsiin, viima toiduvalgu lagunemisele (lagunemisele) koos biotiini sisaldavate peptiidide ja biotsütiini (biotiini ja aminohappe ühendi) vabanemisega lüsiini - biotinüül-e-lüsiin). Biotinüülpeptiidid ja eriti biotsütiin on hüdrolüütiliselt (reaktsioonil vesi) lõhustati vabaks biotiiniks ja lüsiini ülaosas peensoolde ensüüm biotinidaas, mis sünteesitakse kõhunäärmes (pankreas). Biotinidaasi defitsiiti saab ravida vaba biotiini farmakoloogiliste kogustega (5-10 mg päevas). Terapeutilise toimeta on seerumi biotiinisisalduse dramaatiline langus nädala jooksul ja pikemas perspektiivis biotiinipuuduse manifestatsioon (ekspressioon).Absorptsioon vaba biotiini proksimaalses (ülemises) osas peensoolde, eriti tühisooles (tühi sool), toimub aktiivselt madala või normaalse tarbimise korral naatrium- sõltuv kandja vahendatud transport - kandja (transpordivalk) -biotiin-naatrium kompleks - vastavalt küllastuskineetikale. Pärast suuremaid annuseid imendub biotiin enterotsüütidesse (peensoole rakkudesse) epiteel) domineerib passiivse difusiooni teel. Määr absorptsioon toiduga, peamiselt valkudega seotud biotiin, on hinnanguliselt umbes 50%, samas kui biosaadavus pärast terapeutilisi annuseid vaba biotiini - on umbes 100%.
Transport ja jaotumine kehas
Imendunud biotiin satub vereringesse kandemehhanismi kaudu, kus see on enamasti vabas vormis (81%) ja vähemal määral seondub kovalentselt seerumi biotinidaasiga (12%) ja mittespetsiifiliselt seondub plasmaga. albumiin ja globuliinid (7%). Erütrotsüüdid (punane veri rakud) sisaldavad umbes 10% seerumi biotiini kontsentratsioon. Biotiini omastamine sihtkoe rakkudesse toimub tõenäoliselt sarnaselt soole imendumisele (omastamine soolestiku kaudu) spetsiifilise energiat tarbiva energia kaudu. naatrium-sõltuv kandemehhanism. Proliferatsiooniprotsessid (rakkude jagunemine ja kasv) viima biotiini transpordi ekspressiooni suurenemisele valgud, samas kui seerumi biotiinitaseme tõusuga kaasneb biotiinikandjate raku ekspressiooni vähenemine. Biotiini transport läbi platsentra lootele vahendab aktiivselt töötav naatrium- sõltuv kandja, mis transpordib ka lipohapet (antioksüdant koensüüm) ja pantoteenhape (vitamiin B5). Aasta 18.-24 rasedus, biotiin kontsentratsioon lootel veri on 3–17 korda suurem kui ema veres. Sihtrakkudes toimib biotiin koensüümina karboksülaasireaktsioonide reas, milles karboksü (COOH) rühmad sisestatakse orgaanilistesse ühenditesse. Biotiini kovalentset seondumist apokarboksülaaside lüsiini e-aminorühmaga katalüüsib (kiirendab) ensüüm holokarboksülaasi süntetaas järgmises kahes etapis.
- Biotiin + ATP (adenosiin trifosfaat) → biotinüül-5′-adenülaat + PP (pürofosfaat).
- Biotinüül-5′-adenülaat + apokarboksülaasi lüsiinijääk → biotinüül-e-NH2-lüsüül <[apokarboksülaas] (bioloogiliselt aktiivne holokarboksülaas) + AMP (adenosiin monofosfaat).
Rakkude füsioloogilise voolu osana lagunevad holokarboksülaasid proteolüütiliselt (valkude lõhustamise teel) ensüümide), tootes lisaks biotiini sisaldavatele peptiididele biotsütiini, mis hüdrolüüsitakse (lõhustatakse reaktsioonis vesi) biotiini ja lüsiini vabanemiseks rakusisese biotinidaasi toimel. Seega on biotiin saadaval edasiste karboksüülimisreaktsioonide jaoks (COOH rühmade ensümaatiline sisestamine orgaanilistesse ühenditesse).
Eritumine
Biotiin eritub peamiselt neerude kaudu vabas vormis ja metaboliseeritud kujul. Biotiini lagundamise käigus saadakse palderjanhappe ahela beetaoksüdeerimisel (rasvhapete lagunemine) bisnorbiotiin ja bisnorbiotiini metüülketoon, samas kui väävel tetrahüdrotiofeenitsüklis saadakse biotiin d, 1-sulfoksiid ja biotiinsulfoon. Loetletud biotiini metaboliitidel puudub vitamiiniaktiivsus ja need on mõlemas tuvastatavad veri plasma ja uriin. Lisaks erituvad teised biotiini metaboliidid neerude kaudu (neerude kaudu), millest mõnda pole veel kindlaks tehtud. Füsioloogilise tarbimise korral eritub uriini biotiini eritumine vahemikus 6 kuni 90 ug / 24 tundi. Puudulikkuse korral väheneb biotiini eritumine neerude kaudu (eritumine) 5 µg / 24 tunnini, kusjuures uriini 3-hüdroksüisovaleriinhappe kontsentratsioon suureneb biotiinist sõltuva 3-metüülkrotonüül-CoA karboksülaasi (ensüüm, mis katalüüsib karboksüülimist) ( metüülkrotonüül-CoA sisestamine beeta-metüülglutakonüül-CoA-sse). Gravitatsiooni ajal (rasedus), neeru biotiini märkimisväärne langus kõrvaldamine ja 3-hüdroksüisovaleriinhappe eritumist uriiniga täheldati 50% -l naistest, hoolimata seerumi biotiini kõrgemast tasemest varane rasedus kui mitte-rasedatel kontrollidel. 300 µg biotiini lisamine (täiendav tarbimine) päevas vähendab 3-hüdroksüisovaleriinhappe eritumist. Tänu mikroobide biotiini sünteesile koolon (jämesool) ületab uriini ja väljaheitega eritatava biotiini kogus tavaliselt toidu (toiduga) biotiini tarbimist. kõrvaldamine või plasma poolväärtusaeg (aeg, mis kulub aine maksimaalse kontsentratsiooni vereplasmas ja languse poole sellest väärtusest) sõltub biotiinist annus biotiini staatus. Suukaudse 26 ug / kg kehamassi biotiini suukaudsel manustamisel on umbes 100 tundi. Biotinidaasi puudulikkuse korral kõrvaldamine poolväärtusaeg väheneb sama annuse manustamisel 10–14 tunnini.
