بیوتین آب دوست است (آبمحلول) ویتامین گروه B و دارای نامهای تاریخی کوآنزیم R ، ویتامین BW ، ویتامین B7 و ویتامین H (تأثیر بر پوست) در اوایل قرن بیستم ، وایلدیرز عامل خاصی را برای رشد در آزمایش بر روی مخمرها کشف کرد که "Bios" نام داشت و مخلوطی از Bios I (بعداً مزو اینوزیتول شناخته شد) ، Bios II A (بعداً) بود. اسید پانتوتنیک (ویتامین B5)) ، و Bios II B ، واقعی بیوتینبه در سال 1936 ، Kögl و Tnisnnis جدا شدند بیوتین از زرده تخم مرغ بین سالهای 1940 و 1943 ، ساختار توسط گروه های کاری در اطراف Kögl در اروپا و Vigneaud در ایالات متحده روشن شد. در همان دوره ، آزمایشات روی حیوانات نشان داد که مصرف منظم خام تخم مرغ شدید همراه بود تغییرات پوستی به دلیل گلیکوپروتئین اصلی آویدین. آویدین یک آنتاگونیست بیوتین است که بیوتین را مختل می کند جذب با تشکیل یک مجموعه - 1 مولکول آویدین 4 را متصل می کند مولکول ها بیوتین - و بنابراین می تواند باعث کمبود بیوتین در دراز مدت شود. حکومت یک عامل پایدار در برابر حرارت از مخمر یا کبد منجر به بهبودی (تضعیف موقت یا دائمی علائم) چنین مواردی شد ضایعات پوستی. عملکردهای بیوشیمیایی بیوتین به عنوان یک کوآنزیم ، به عنوان مثال در متابولیسم اسید آمینه ، بیوسنتز اسیدهای چرب و گلوکونئوژنز (سنتز جدید گلوکز از پیش سازهای آلی بدون کربوهیدرات ، مانند پیروات) ، تا نیمه دوم قرن بیستم به رسمیت شناخته نشد. بیوتین یک هتروسیکلیک است اوره مشتق (مشتق اوره) شامل یک حلقه ایمیدازولیدون و یک حلقه تتراهیدروتیوفن که اسید والریک به آن وصل می شود [1 ، 2 ، 4-6 ، 14]. طبق طبقه بندی IUPAC (اتحادیه بین المللی شیمی خالص و کاربردی) ، نام شیمیایی بیوتین cis-hexahydro-2-oxo-1H-thieno (3,4،4-d) -imidazol-10-yl-valeric acid (مولکولی فرمول: C16H3O2N3S). XNUMX نامتقارن C (کربناتم های بیوتین اجازه تشکیل 8 استریو ایزومر را می دهند که از این میان فقط D-(+)-بیوتین در طبیعت وجود دارد و از نظر بیولوژیکی فعال است. در حالی که بیوتین در برابر هوا ، نور روز و گرما بسیار پایدار است ، این ویتامین به نور UV حساس است. بر این اساس ، بیوتین باید دور از نور ذخیره شود.
ترکیب
بيوتين را بيشتر مي توان سنتز (تشكيل) داد باکتری و همچنین توسط بسیاری از گونه های قارچی و گیاهی. بر این اساس ، این ویتامین به طور گسترده ای در طبیعت توزیع می شود ، اما آنها غلظت در غذا بسیار کم است در ارگانیسم انسان ، باکتری از روده بزرگ (روده بزرگ) قادر به سنتز بیوتین هستند. هم میزان خودسازی روده ای (تشکیل بیوتین در روده) و هم سهم آن در متابولیسم بیوتین به طور دقیق مشخص نیست. از آنجا که این ویتامین عمدتا در پروگزیمال (بالا) جذب می شود (مصرف می شود) روده کوچکبیوتین تولید شده از نظر میکروبی نمی تواند به اندازه کافی مورد استفاده قرار گیرد و تا حد زیادی در مدفوع (مدفوع) از بین می رود. در نهایت ، تصور می شود که سنتز بیوتین باکتریایی تنها نقش جزئی در برآوردن نیازها دارد.
جذب
در رژیم غذایی، بیوتین به صورت آزاد وجود دارد اما بیشتر به آن متصل است پروتئین ها. برای جذب ، بیوتین باید از پروتئین اتصال دهنده خود آزاد شود ، که به صورت کووالانسی (با استفاده از پیوند اتمی محکم) به گروه ε (epsilon) -amino (NH2) یک لیزین باقی مانده (بیوتینیل-ε-NH2-lysyl <[پروتئین]). هنگام عبور غذا ، اسید معده و پپتیدازها (برش پروتئین آنزیم ها) دستگاه گوارش (GI) ، مانند انزیم گوارنده پروتئين در شیره معده و تریپسین, رهبری تخریب (تجزیه) پروتئین غذایی با انتشار پپتیدهای حاوی بیوتین و بیوسیتین (ترکیب بیوتین و آمینو اسید) لیزین -بیوتینیل-ε-لیزین). بیوتینیل پپتیدها و به ویژه بیوسیتین به صورت هیدرولیتیک (با واکنش با آب) به بیوتین رایگان تقسیم می شود و لیزین در قسمت بالای روده کوچک توسط آنزیم بیوتینیداز ، که در لوزالمعده (پانکراس) سنتز می شود. کمبود بیوتینیداز را می توان با مقادیر دارویی بیوتین رایگان (5-10 میلی گرم در روز) درمان کرد. بدون اقدام درمانی ، کاهش چشمگیری در سطح بیوتین سرم در عرض یک هفته و در دراز مدت ، تجلی (بیان) کمبود بیوتین وجود دارد.جذب بیوتین رایگان در پروگزیمال (بالا) روده کوچکبه ویژه در ژژنوم (روده خالی) ، به طور فعال در ورودی های کم یا معمولی بوسیله سدیم-حمل و نقل وابسته به حامل-حامل (پروتئین حمل و نقل)-کمپلکس بیوتین-سدیم-طبق سینتیک اشباع. پس از دوزهای بالاتر ، جذب بیوتین به انتروسیت ها (سلولهای روده کوچک) انجام می شود اپیتلیوم) با انتشار منفعل غالب است. میزان از جذب تخمین زده می شود که بیوتین متصل به پروتئین در مواد غذایی در حدود 50 باشد ، در حالی که دسترسی به زیستی پس از دوزهای درمانی بیوتین بدون عوارض-در حدود 100 است.
حمل و نقل و توزیع در بدن
بیوتین جذب شده از طریق یک مکانیسم حامل وارد جریان خون می شود ، جایی که عمدتا به صورت آزاد (81) است و به میزان کمتری ، به صورت بیوالتینیداز سرم (12)) به صورت کووالانسی متصل شده و به طور غیر مشخص به پلاسما متصل می شود. آلبومین و گلوبولین ها (7). اریتروسیت ها (قرمز خون سلول ها) حاوی حدود 10 بیوتین سرم است غلظت. جذب بیوتین به سلولهای بافتهای مورد نظر احتمالاً-مشابه جذب روده (جذب از طریق روده)-از طریق مصرف انرژی خاصی اتفاق می افتد. سدیممکانیسم حامل وابسته فرآیندهای تکثیر (تقسیم و رشد سلولی) رهبری افزایش بیان انتقال بیوتین پروتئین ها، در حالی که افزایش سطح سرمی بیوتین با کاهش بیان سلولی حاملان بیوتین همراه است. انتقال بیوتین از طریق جفت به جنین با واسطه فعالیت فعال انجام می شود سدیمحامل وابسته که اسید لیپوئیک را نیز منتقل می کند (آنتی اکسیدان کوآنزیم) و اسید پانتوتنیک (ویتامین B5). در هفته های 18 تا 24 از بارداری، بیوتین غلظت در جنین خون 3 تا 17 برابر بیشتر از خون مادر است. در سلول های هدف ، بیوتین به عنوان یک کوآنزیم در یک سری واکنش های کربوکسیلاز عمل می کند که در آن گروه های کربوکسی (COOH) به ترکیبات آلی وارد می شوند. اتصال کوالانتی بیوتین به گروه ε- آمینو لیزین آپوکربوکسیلازها توسط آنزیم هولوکربوکسیلاز سنتتاز در دو مرحله زیر کاتالیز می شود (تسریع می شود).
- بیوتین + ATP (آدنوزین تری فسفات) → بیوتینیل 5-آدنیلات + PP (پیروفسفات).
- بیوتینیل 5′-آدنیلات + باقی مانده لیزین آپوکربوکسیلاز → بیوتینیل-ε-NH2-لیسیل <[آپوکربوکسیلاز] (هولوکربوکسیلاز بیولوژیکی فعال) + AMP (آدنوزین مونوفسفات)
به عنوان بخشی از گردش فیزیولوژیکی سلول ها ، هلوکربوکسیلازها از نظر پروتئولی تجزیه می شوند (با برش پروتئین آنزیم ها) ، تولید بیوسیتین علاوه بر پپتیدهای حاوی بیوتین ، که هیدرولیز می شود (در واکنش با آب) بیوتین و لیزین را با عمل بیوتینیداز داخل سلولی آزاد می کند. بنابراین ، بیوتین برای واکنشهای کربوکسیلاسیون بیشتر (درج آنزیمی گروههای COOH در ترکیبات آلی) در دسترس است.
دفع
بیوتین عمدتاً از طریق کلیه ها به صورت آزاد و متابولیزه (متابولیزه) دفع می شود. در طول تجزیه بیوتین ، بتا اکسیداسیون (تجزیه اسیدهای چرب) زنجیره اسید والریک باعث ایجاد بیسنوربیوتین و بیسنوربیوتین متیل کتون می شود ، در حالی که اکسیداسیون گوگرد در حلقه تتراهیدروتیوفن بیوتین d ، 1-سولفوکسید و بیوتین سولفون به دست می آورد. متابولیت های بیوتین ذکر شده هیچ گونه فعالیت ویتامین ندارند و در هر دو قابل تشخیص هستند خون پلاسما و ادرار علاوه بر این ، سایر متابولیت های بیوتین از طریق کلیه (از طریق کلیه ها) دفع می شوند ، که برخی از آنها هنوز شناسایی نشده اند. تحت مصرف فیزیولوژیکی ، دفع بیوتین از طریق ادرار بین 6 تا 90 میکروگرم در 24 ساعت متغیر است. در حالت کمبود ، دفع بیوتین کلیوی (دفع) به 5 میکروگرم در 24 ساعت کاهش می یابد ، در حالی که غلظت اسید 3-هیدروکسی ایزوالریک ادراری در نتیجه کاهش فعالیت کربوکسیلاز 3-متیل کروتونیل-CoA وابسته به بیوتین (آنزیمی که کربوکسیلاسیون را کاتالیز می کند) افزایش می یابد. قرار دادن یک گروه COOH) متیل کروتونیل-CoA به بتا متیل گلوتاکونیل-CoA). در دوران بارداری (بارداری) ، کاهش قابل توجهی در بیوتین کلیوی حذف و افزایش دفع 3-هیدروکسی ایزوالریک ادراری با وجود سطوح بالای بیوتین در سرم در 50٪ از زنان مشاهده شد. اوایل بارداری نسبت به گروههای کنترل غیر باردار مکمل (مصرف مکمل) 300 میکروگرم بیوتین در روز منجر به کاهش دفع 3-هیدروکسی ایزوالریک اسید می شود. به دلیل سنتز بیوتین میکروبی در روده بزرگ (روده بزرگ) ، مقدار بیوتین دفع شده در ادرار و مدفوع معمولاً بیش از مصرف بیوتین غذایی (رژیمی) است. حذف یا نیمه عمر پلاسما (زمانی که بین حداکثر غلظت یک ماده در پلاسمای خون و کاهش تا نصف این مقدار می گذرد) به بیوتین بستگی دارد مقدار عرضه شده و وضعیت بیوتین فردی. مصرف خوراکی 26 میکروگرم/کیلوگرم بیوتین به صورت خوراکی حدود 100 ساعت است. در کمبود بیوتینیداز ، حذف نیمه عمر با همان دوز به 10-14 ساعت کاهش می یابد.
