Biotīns ir hidrofils (ūdensšķīstošs) B grupas vitamīns, un uz tā ir vēsturiski nosaukumi koenzīms R, BW vitamīns, B7 vitamīns un H vitamīns (ietekme uz āda). 20. gadsimta sākumā Vaildjers eksperimentos ar raugiem atklāja īpašu augšanai nepieciešamu faktoru, kas tika nosaukts “Bios” un bija Bios I (vēlāk identificēts kā mezoinozitols), Bios II A (vēlāk - Bios) maisījums. pantotēnskābe (B5 vitamīns)) un faktiskais Bios II B biotīns. 1936. gadā Kögls un Tönnis izolējās biotīns no olas dzeltenuma. Laikā no 1940. līdz 1943. gadam struktūru izskaidroja darba grupas ap Kēgli Eiropā un Vigneaud ASV. Tajā pašā periodā eksperimenti ar dzīvniekiem parādīja, ka regulāri tiek uzņemti neapstrādāti olas bija saistīta ar smagu ādas izmaiņas bāzes glikoproteīnu avidīna dēļ. Avidīns ir biotīna antagonists, kas pasliktina biotīna līmeni absorbcija veidojot kompleksu - 1 avidīna molekula saista 4 molekulas biotīna - un tādējādi ilgtermiņā var izraisīt biotīna deficītu. Administrācija no karstumizturīga faktora no rauga vai aknas izraisīja tādu remisiju (īslaicīgu vai pastāvīgu simptomu pavājināšanos) ādas bojājumi. Biotīna kā koenzīma bioķīmiskās funkcijas, piemēram, aminoskābju metabolismā, taukskābju biosintēzē un glikoneoģenēzē (jauna glikoze no organiskiem bez ogļhidrātu prekursoriem, piemēram, piruvāts), tika atzīti tikai 20. gadsimta otrajā pusē. Biotīns ir heterociklisks urīnviela atvasinājums (urīnvielas atvasinājums), kas sastāv no imidazolidona gredzena un tetrahidrotiofēna gredzena, ar kuru ir savienota valerīnskābe [1, 2, 4-6, 14]. Saskaņā ar IUPAC (Starptautiskās tīrās un lietišķās ķīmijas savienības) klasifikāciju biotīna ķīmiskais nosaukums ir cis-heksahidro-2-okso-1H-tieno (3,4-d) -imidazol-4-il-valerīnskābe (molekulārā formula: C10H16O3N2S). 3 asimetriskais C (ogleklis) biotīna atomi ļauj veidot 8 stereoizomērus, no kuriem dabā sastopams un bioloģiski aktīvs ir tikai D - (+) - biotīns. Lai gan biotīns ir ļoti stabils pret gaisu, dienasgaismu un siltumu, vitamīns ir jutīgs pret UV gaismu. Attiecīgi biotīns jāuzglabā prom no gaismas.
Sintēze
Biotīnu vairums var sintezēt (veidot) baktērijas kā arī daudzas sēņu un augu sugas. Attiecīgi vitamīns ir plaši izplatīts dabā, bet to koncentrācija pārtikā ir ļoti zems. Cilvēka organismā baktērijas no kols (resnās zarnas) spēj biotīna sintēzi. Nav precīzi zināms gan enterālās pašsintēzes apjoms (biotīna veidošanās zarnās), gan tā ieguldījums biotīna metabolismā. Tā kā vitamīns pārsvarā tiek absorbēts (uzņemts) proksimālajā (augšējā) tievā zarnā, mikrobu ražoto biotīnu nevar pienācīgi izmantot, un tas lielā mērā tiek zaudēts izkārnījumos (izkārnījumos). Visbeidzot, tiek uzskatīts, ka baktēriju biotīna sintēzei ir tikai neliela loma prasību izpildē.
Absorbcija
Iekš uzturs, biotīns ir brīvā formā, bet galvenokārt saistīts ar to proteīni. Lai absorbētos, biotīns jāizdalās no tā saistošā proteīna, pie kura tas kovalenti (ar ciešu atomu saiti) ir piesaistīts ε (epsilon) -amino (NH2) grupai. lizīna atlikums (biotinil-e-NH2-lizil <[proteīns]). Pārtikas šķērsošanas laikā kuņģa skābe un peptidāzes (olbaltumvielu šķelšana fermenti) kuņģa-zarnu trakta (GI) traktā, piemēram, pepsīns un tripsīns, vadīt pārtikas olbaltumvielu noārdīšanās (sadalīšanās) ar biotīnu saturošu peptīdu un biocitīna (biotīna un aminoskābes savienojuma) izdalīšanos lizīna - biotinil-ε-lizīns). Biotinil peptīdi un jo īpaši biocitīns ir hidrolītiski (reaģējot ar ūdens) sašķelts brīvajā biotīnā un lizīna augšējā daļā tievā zarnā ar fermentu biotinidāzi, kas tiek sintezēta aizkuņģa dziedzerī (aizkuņģa dziedzerī). Biotinidāzes deficītu var ārstēt ar farmakoloģisko daudzumu brīvā biotīna (5-10 mg / dienā). Bez terapeitiskas iedarbības nedēļas laikā dramatiski samazinās seruma biotīna līmenis un ilgtermiņā - biotīna deficīta izpausme (izpausme).Absorbcija brīvā biotīna proksimālajā (augšējā) daļā tievā zarnā, īpaši tukšajā zarnā, tukšā zarnā, notiek aktīvi ar zemu vai normālu uzņemšanu, izmantojot nātrijs-atkarīgs nesēja-mediēts transports - nesēja (transporta olbaltumviela) -biotīna-nātrija komplekss - atbilstoši piesātinājuma kinētikai. Pēc lielākām devām biotīna uzņemšana enterocītos (tievās zarnas šūnās) epitēlijs) dominē pasīvā difūzija. Likme absorbcija tiek lēsts, ka no pārtikas, galvenokārt ar olbaltumvielām saistītā biotīna, ir aptuveni 50%, turpretī biopieejamība pēc terapeitiskām devām nesaturoša biotīna ir aptuveni 100%.
Transports un izplatīšanās organismā
Absorbētais biotīns nonāk asinīs caur nesēju mehānismu, kur tas galvenokārt ir brīvā formā (81%) un mazākā mērā kovalenti saistīts ar seruma biotinidāzi (12%) un nespecifiski saistīts ar plazmu albumīns un globulīni (7%). Eritrocīti (sarkans asinis šūnas) satur apmēram 10% seruma biotīna koncentrācija. Biotīna uzņemšana mērķa audu šūnās, iespējams, notiek līdzīgi zarnu absorbcijai (uzņemšana caur zarnām), izmantojot īpašu enerģijas patēriņu nātrijs-atkarīgs nesējmehānisms. Izplatīšanās procesi (šūnu dalīšanās un augšana) vadīt uz biotīna transporta izpausmes palielināšanos proteīni, tā kā biotīna līmeņa paaugstināšanos serumā pavada biotīna nesēju šūnu ekspresijas samazināšanās. Biotīna transportēšana caur placentru uz auglis starpniecību aktīvi strādā nātrijs-atkarīgs nesējs, kas transportē arī liposkābi (antioksidants koenzīms) un pantotēnskābe (B5 vitamīns). Gada 18.-24 grūtniecība, biotīns koncentrācija auglim asinis ir 3 līdz 17 reizes lielāks nekā mātes asinīs. Mērķa šūnās biotīns darbojas kā koenzīms virknē karboksilāzes reakciju, kurās karboksi (COOH) grupas tiek ievietotas organiskos savienojumos. Biotīna kovalento saistīšanos ar apokarboksilāžu lizīna e-amino grupu katalizē (paātrina) enzīms holokarboksilāzes sintetāze šādās divās darbībās.
- Biotīns + ATP (adenozīns trifosfāts) → biotinil-5′-adenilāts + PP (pirofosfāts).
- Biotinil-5′-adenilāts + apokarboksilāzes lizīna atlikumi → biotinil-ε-NH2-lizil <[apokarboksilāze] (bioloģiski aktīva holokarboksilāze) + AMP (adenozīns monofosfāts).
Šūnu fizioloģiskās aprites ietvaros holokarboksilāzes tiek proteolītiski noārdītas (sašķeļot olbaltumvielas) fermenti), papildus biotīnu saturošiem peptīdiem ražo biocitīnu, kas tiek hidrolizēts (sašķelts, reaģējot ar ūdens) atbrīvot biotīnu un lizīnu, veicot intracelulāro biotinidāzi. Tādējādi biotīns ir pieejams turpmākajām karboksilēšanas reakcijām (COOH grupu fermentatīvā ievietošana organiskos savienojumos).
Izdalīšanās
Biotīns izdalās galvenokārt caur nierēm brīvā un metabolizētā (metabolizētā) formā. Biotīna noārdīšanās laikā baldriāna skābes ķēdes beta oksidēšanās (taukskābju noārdīšanās) dod bisnorbiotīnu un bisnorbiotīna metilketonu, turpretim sērs tetrahidrotiofēna gredzenā iegūst biotīna d, 1-sulfoksīdu un biotīna sulfonu. Uzskaitītajiem biotīna metabolītiem nav vitamīnu aktivitātes, un tos var noteikt abos asinis plazma un urīns. Turklāt citi biotīna metabolīti tiek izvadīti caur nierēm (caur nierēm), daži no tiem vēl nav identificēti. Lietojot fizioloģiski, biotīna izdalīšanās ar urīnu svārstās no 6 līdz 90 µg / 24 stundās. Deficīta stāvoklī biotīna izdalīšanās caur nierēm (ekskrēcija) samazinās līdz 5 µg / 24 stundām, savukārt 3-hidroksiizovalerīnskābes koncentrācija urīnā palielinās biotīnam atkarīgās 3-metilkrotonil-CoA karboksilāzes (fermenta, kas katalizē karboksilāciju) aktivitātes samazināšanās ( metilkrotonil-CoA COOH grupas ievietošana beta-metilglutakonil-CoA). Smaguma laikā (grūtniecība), ievērojams nieru biotīna samazinājums Eliminācijas un 3-hidroksiizovalerīnskābes izdalīšanās ar urīnu palielināšanās tika novērota 50% sieviešu, neskatoties uz augstāku biotīna līmeni serumā grūtniecības sākumā nekā kontrolgrupās, kas nav grūtnieces. Papildinot (papildus uzņemot) 300 µg biotīna dienā, samazinās 3-hidroksiizovalerīnskābes izdalīšanās. Sakarā ar mikrobu biotīna sintēzi kols (resnās zarnas), urīnā un izkārnījumos izdalītā biotīna daudzums parasti pārsniedz barības (uztura) biotīna daudzumu. Eliminācijas vai plazmas pusperiods (laiks, kas paiet starp vielas maksimālo koncentrāciju asins plazmā un kritumu līdz pusei šīs vērtības) ir atkarīgs no biotīna deva piegādāto biotīna statusu. Iekšķīgi lietojot 26 µg / kg ķermeņa svara biotīna, ir aptuveni 100 stundas. Biotinidāzes deficīta gadījumā Eliminācijas pusperiods tiek samazināts līdz 10-14 stundām ar tādu pašu devu.
