Биотин (витамин Н)
В 1916 г. в опытах на животных было показано токсичное действие сырого яичного белка; употребление печени или дрожжей снимало этот эффект. Фактор, предотвращающий развитие токсикоза, был назван витамином Н. Позже было установлено, что в дрожжевом экстракте печени и желтке куриного яйца содержится пищевой фактор, отличный от всех других известных к этому времени витаминов. Этот фактор стимулирует рост дрожжей и азотфиксирующих бактерий Rhizobium, в связи с чем он и получил название «биотин» (от греч. bios – жизнь), или коэнзим R. В 1940 г. было установлено, что все три названия (биотин, витамин Н и коэнзим R) относятся к одному и тому же химически индивидуальному соединению. Выделенное из сырого яичного белка вещество оказалось гликопротеином – белком основного характера, названным авидином; этот белок обладает высоким сродством связывания с биотином с образованием нерастворимого в воде комплекса. Комплекс не подвергается расщеплению в пищеварительном тракте, поэтому биотин не всасывается, хотя и содержится в пищевых продуктах.
Биотин был впервые выделен в 1935 г. из яичного желтка. Молекула биотина является циклическим производным мочевины, а боковая цепь представлена валериановой кислотой.
Карбонильная группа биотина связывается амидной связью с ε-амино-группой лизина, образуя ε-N-биотиниллизин (биоцитин), обладающий биологической активностью. Природные сложные белки, содержащие биотин, при попадании в организм подвергаются протеолизу с освобождением свободного биоцитина; последний подвергается гидролизу под действием биоцитиназы печени и сыворотки крови с образованием биотина и лизина.
Клинические проявления недостаточности биотина у человека изучены недостаточно. Это объясняется тем, что бактерии кишечника обладают способностью синтезировать биотин в необходимых количествах. Недостаточность его проявляется в случае употребления большого количества сырого яичного белка или приема сульфаниламидных препаратов и антибиотиков, подавляющих рост бактерий в кишечнике. У человека при недостаточности биотина отмечаются воспалительные процессы кожи (дерматиты), сопровождающиеся усиленной деятельностью сальных желез, выпадением волос, поражением ногтей, часто отмечаются боли в мышцах, усталость, сонливость, депрессия, а также анорексия и анемия. Все эти явления обычно проходят через несколько дней после ежедневного введения биотина. У крыс недостаточность биотина, вызванная введением с пищей сырого яичного белка, вызывает явления острого дерматита, облысение и параличи.
Биологическая роль. Биотин подробно изучен благодаря работам Ф. Линена. Известные к настоящему времени биотиновые ферменты (т.е. ферменты, содержащие в качестве кофермента биотин) катализируют два типа реакций:
1) реакции карбоксилирования (с участием СО2 или НСО3 – ), сопряженные с распадом АТФ
2) реакции транскарбоксилирования (протекающие без участия АТФ), при которых субстраты обмениваются карбоксильной группой
Получены доказательства двустадийного механизма этих реакций с образованием промежуточного комплекса (карбоксибиотинилфермент).
К реакциям первого типа относятся, например, ацетил-КоА- и пируват-карбоксилазные реакции:
C H 3– C O – S — K o A + CO2+ АТФ H O O C – C H 2– C O – K o A + АДФ + Pi.
Пируваткарбоксилаза является высокоспецифичным ферментом, катализирующим уникальную реакцию усвоения СО2 в организме животных. Сущность реакции сводится к пополнению запасов оксалоацетата (щаве-левоуксусная кислота) в лимоннокислом цикле (так называемые «анаплеро-тические», «пополняющие» реакции), т.е. его синтезу из СО2 и пирувата:
Реакция протекает в две стадии: на первой стадии, связанной с затратой энергии, СО2 подвергается активированию, т.е. ковалентному связыванию с биотином в активном центре фермента (Е-биотин):
На второй стадии СО2 из комплекса переносится на пируват с образованием оксалоацетата и освобождением фермента:
Примером второго типа реакций является метилмалонил-оксалоацетат-транскарбоксилазная реакция, катализирующая обратимое превращение пировиноградной и щавелевоуксусной кислот:
Реакции карбоксилирования и транскарбоксилирования имеют важное значение в организме при синтезе высших жирных кислот, белков, пури-новых нуклеотидов (соответственно нуклеиновых кислот) и др.
Распространение в природе и суточная потребность. Биотин содержится почти во всех продуктах животного и растительного происхождения, главным образом в связанной форме. Богаты этим витамином печень, почки, молоко, желток яйца. В растительных продуктах (картофель, лук, томат, шпинат) биотин находится как в свободном, гак и в связанном состоянии. Для человека и животных важным источником является биотин, синтезируемый микрофлорой кишечника. Суточная потребность взрослого человека в биотине приблизительно 0,25 мг.
Источник
Витамин В7 (биотин, витамин H)
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 — C10 H16 N2 O3 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.
- 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).
Таблица 1. Рекомендуемая суточная норма потребления биотина в зависимости от возраста (мг):
Источник
Витамин H
История открытия
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:
Источник