Biotinas: apibrėžimas, sintezė, absorbcija, transportavimas ir pasiskirstymas

Biotinas yra hidrofilinis (vanduotirpus) B grupės vitaminas ir turi istorinius pavadinimus kofermentas R, vitaminas BW, vitaminas B7 ir vitaminas H (poveikis oda). 20-ojo amžiaus pradžioje Wildiers atrado specifinį veiksnį, reikalingą augant eksperimentus su mielėmis, kuris buvo pavadintas „Bios“ ir buvo Bios I (vėliau identifikuotas kaip mezo-inozitolis), Bios II A (vėliau - mišinys). pantoteno rūgštis (vitaminas B5)) ir faktinis Bios II B biotinas. 1936 m. Köglas ir Tönnis izoliuoti biotinas iš kiaušinio trynio. 1940–1943 m. Struktūrą išaiškino darbo grupės aplink Köglą Europoje ir Vigneaud JAV. Tuo pačiu laikotarpiu bandymai su gyvūnais parodė, kad reguliariai vartojama žaliava kiaušiniai buvo susijęs su sunkiu odos pokyčiai dėl pagrindinio glikoproteino avidino. Avidinas yra biotino antagonistas, kuris pažeidžia biotiną absorbcija formuodamas kompleksą - 1 avidino molekulė suriša 4 molekulės biotino - todėl ilgainiui gali sukelti biotino trūkumą. Administracija šilumai stabilaus faktoriaus iš mielių arba kepenys sukėlė tokių remisiją (laikiną ar nuolatinį simptomų susilpnėjimą) odos pažeidimai. Biotinės biotino, kaip kofermento, funkcijos, pavyzdžiui, aminorūgščių apykaitoje, riebalų rūgščių biosintezėje ir gliukoneogenezėje (nauja gliukozė iš organinių ne angliavandenių pirmtakų, tokių kaip piruvatas), buvo pripažinti tik XX a. antroje pusėje. Biotinas yra heterociklinis karbamido darinys (karbamido darinys), susidedantis iš imidazolidono žiedo ir tetrahidrotiofeno žiedo, prie kurio sujungta valerijono rūgštis [1, 2, 4-6, 14]. Pagal IUPAC (Tarptautinės grynosios ir taikomosios chemijos sąjungos) klasifikaciją cheminis biotino pavadinimas yra cis-heksahidro-2-okso-1H-tieno (3,4-d) -imidazol-4-il-valerijono rūgštis (molekulinė). formulė: C10H16O3N2S). 3 asimetriškas C (anglis) biotino atomai leidžia susidaryti 8 stereoizomerams, iš kurių tik D - (+) - biotinas yra gamtoje ir yra biologiškai aktyvus. Nors biotinas yra labai stabilus nuo oro, dienos šviesos ir šilumos, vitaminas yra jautrus UV spinduliams. Atitinkamai biotinas turėtų būti laikomas atokiau nuo šviesos.

sintezė

Biotiną gali sintetinti (suformuoti) dauguma bakterijos taip pat daugelio grybų ir augalų rūšių. Atitinkamai, vitaminas yra plačiai paplitęs gamtoje, tačiau jų koncentracija maiste yra labai mažai. Žmogaus organizme bakterijosdvitaškis (storoji žarna) sugeba biotino sintezę. Tiek enterinės savisintezės mastas (biotino susidarymas žarnyne), tiek jo indėlis į biotino apykaitą nėra tiksliai žinomas. Kadangi vitaminas daugiausia absorbuojamas (pasisavinamas) proksimaliniame (viršutiniame) plonoji žarna, mikrobų būdu pagamintas biotinas negali būti tinkamai panaudotas ir jo daugiausia netenkama išmatose (išmatose). Galiausiai manoma, kad bakterijų biotino sintezė vaidina tik nedidelį vaidmenį tenkinant reikalavimus.

Absorbcija

Lauke dieta, biotinas yra laisvos formos, bet dažniausiai yra susijęs su baltymai. Norint absorbuotis, biotinas turi būti išsiskyręs iš jo jungiamojo baltymo, prie kurio jis kovalentiškai (tvirtai jungiantis atomine jungtimi) yra prijungtas prie a (epsilon) -amino (NH2) grupės. lizinas liekana (biotinil-e-NH2-lizilo <[baltymas]). Per maistą, skrandžio rūgštis ir peptidazės (skaidančios baltymus fermentai (enzimai)) virškinimo trakto (GI) trakto, pvz pepsinas ir tripsino, vadovauti iki maistinių baltymų irimo (skaidymo) išsiskiriant biotino turinčiais peptidais ir biocitinu (biotino ir amino rūgšties junginiu) lizinas - biotinil-ε-lizinas). Biotinilo peptidai ir ypač biocitinas yra hidroliziniai (reaguojant su vanduo) suskaidytas į laisvą biotiną ir lizinas viršutinėje dalyje plonoji žarna fermentu biotinidaze, kuri sintetinama kasoje (kasoje). Biotinidazės trūkumą galima gydyti farmakologiniais laisvo biotino kiekiais (5–10 mg per parą). Be terapinių veiksmų, per savaitę dramatiškai sumažėja biotino kiekis serume ir ilgainiui pasireiškia (pasireiškia) biotino trūkumas.Absorbcija laisvo biotino proksimaliniame (viršutiniame) plonoji žarna, ypač tuščiojoje žarnoje (tuščioje žarnoje), aktyviai pasireiškia esant mažam arba normaliam suvartojimui natris- priklausomas nešiklio pernešamas transportas - nešiklio (transportinis baltymas) -biotino-natrio kompleksas - pagal prisotinimo kinetiką. Išgėrus didesnes dozes, biotinas pasisavinamas į enterocitus (plonosios žarnos ląsteles) epitelio) vyrauja pasyvi difuzija. Norma absorbcija Manoma, kad iš maisto, daugiausia su baltymu susijusio biotino, yra apie 50%, tuo tarpu biologinis prieinamumas po gydomųjų dozių be biotino yra maždaug 100%.

Transportas ir pasiskirstymas kūne

Absorbuotas biotinas patenka į kraują per nešiklio mechanizmą, kur jis dažniausiai būna laisvos formos (81%) ir, kiek mažiau, kovalentiškai prisijungia prie serumo biotinidazės (12%) ir nespecifiškai prisijungia prie plazmos. albuminas ir globulinai (7%). Eritrocitai (raudona kraujas ląstelių) yra apie 10% serumo biotino koncentracija. Biotinas pasisavinamas tikslinių audinių ląstelėse, panašiai kaip absorbuojamas žarnyne (absorbuojamas per žarnyną), naudojant tam tikrą energiją vartojantį natris-priklausomas nešiklio mechanizmas. Platinimo procesai (ląstelių dalijimasis ir augimas) vadovauti į biotino pernašos ekspresijos padidėjimą baltymai, tuo tarpu padidėjus biotino koncentracijai serume, sumažėja biotino nešėjų ląstelių ekspresija. Biotino gabenimas per placentą į vaisius tarpininkauja aktyviai dirbantis natris- priklausomas nešiklis, kuris taip pat perneša lipoinę rūgštį (antioksidantas kofermentas) ir pantoteno rūgštis (vitaminas B5). 18–24 savaitę nėštumas, biotinas koncentracija vaisiuje kraujas yra nuo 3 iki 17 kartų didesnis nei motinos kraujyje. Tikslinėse ląstelėse biotinas veikia kaip kofermentas karboksilazės reakcijų serijoje, kai karboksi (COOH) grupės yra įterptos į organinius junginius. Kovalentinį biotino prisijungimą prie apokarboksilazių lizino e-amino grupės katalizuoja (pagreitina) fermentas holokarboksilazės sintetazė sekančiuose dviejuose etapuose.

  • Biotinas + ATP (adenozino trifosfatas) → biotinil-5′-adenilatas + PP (pirofosfatas).
  • Biotinil-5′-adenilatas + apokarboksilazės lizino liekana → biotinil-ε-NH2-lizil <[apokarboksilazė] (biologiškai aktyvi holokarboksilazė) + AMP (adenozino monofosfatas).

Kaip fiziologinės ląstelių kaitos dalis, holokarboksilazės yra proteoliziškai skaidomos (skaidant baltymus) fermentai (enzimai)), kartu su biotino turinčiais peptidais gaminant biocitiną, kuris hidrolizuojamas (suskaidomas reaguojant su vanduo) išlaisvinti biotiną ir liziną, veikiant ląstelių biotinidazei. Taigi biotinas yra prieinamas kitoms karboksilinimo reakcijoms (fermentinis COOH grupių įterpimas į organinius junginius).

Išsiskyrimas

Biotinas daugiausia išsiskiria per inkstus laisva ir metabolizuojama (metabolizuojama) forma. Biotino skilimo metu valerijono rūgšties grandinės beta oksidacija (riebalų rūgščių skaidymasis) sukelia bisnorbiotiną ir bisnorbiotino metilketoną, o siera tetrahidrotiofeno žiede gaunamas biotinas d, 1-sulfoksidas ir biotino sulfonas. Išvardyti biotino metabolitai neturi vitamino aktyvumo ir yra aptinkami abiejuose kraujas plazma ir šlapimas. Be to, kiti biotino metabolitai išsiskiria per inkstus (per inkstus), kai kurie jų dar nėra nustatyti. Vartojant fiziologiškai, su šlapimu biotino išsiskyrimas svyruoja nuo 6 iki 90 µg / 24 valandas. Esant deficito būsenai, inkstų biotino išsiskyrimas (išsiskyrimas) sumažėja iki 5 µg / 24 valandas, o šlapimo 3-hidroksiizovalerino rūgšties koncentracija padidėja dėl sumažėjusio nuo biotino priklausomos 3-metilkrotonil-CoA karboksilazės (fermento, kuris katalizuoja karboksilinimą) ( COOH grupės įterpimas) metilkrotonil-CoA į beta-metilglutaconil-CoA). Gravitacijos metu (nėštumas), reikšmingas inkstų biotino sumažėjimas pašalinimas ir 3-hidroksiizovalerinės rūgšties išsiskyrimas su šlapimu padidėjo 50% moterų, nepaisant didesnio biotino kiekio serume ankstyvas nėštumas nei nėščioms kontrolėms. Papildant (papildomai vartojant) 300 µg biotino per dieną, sumažėja 3-hidroksiizovalerino rūgšties išsiskyrimas. Dėl mikrobų biotino sintezės dvitaškis (storosios žarnos), su šlapimu ir išmatomis išskiriamo biotino kiekis paprastai viršija maistinio (su maistu) gaunamo biotino kiekį. pašalinimas arba pusinės eliminacijos iš plazmos laikas (laikas, kuris praeina nuo didžiausios medžiagos koncentracijos kraujo plazmoje iki nukritimo iki pusės šios vertės) priklauso nuo biotino dozė tiekiamą biotino būklę. Geriant 26 µg / kg kūno svorio biotino, geriama per maždaug 100 valandas. Esant biotinidazės trūkumui, pašalinimas vartojant tą pačią dozę, pusinės eliminacijos laikas sutrumpėja iki 10–14 valandų.