Biotina és un hidròfil (aigua-soluble) del grup B i porta els noms històrics de coenzim R, vitamina BW, vitamina B7 i vitamina H (efecte sobre pell). A principis del segle XX, Wildiers va descobrir un factor específic necessari per al creixement en experiments amb llevats, que es deia "Bios" i que era una barreja de Bios I (més tard identificat com meso-inositol), Bios II A (posteriorment àcid pantotènic (vitamina B5)) i Bios II B, l’actual biotina. El 1936, Kögl i Tönnis es van aïllar biotina del rovell d’ou. Entre els anys 1940 i 1943, l'estructura va ser dilucidada pels grups de treball al voltant de Kögl a Europa i Vigneaud als EUA. Durant el mateix període, els experiments amb animals van demostrar que la ingestió regular de matèria primera ous es va associar amb greu canvis de pell a causa de la glicoproteïna bàsica avidina. L’avidina és un antagonista de la biotina que afecta la biotina absorció en formar un complex - 1 molècula d’avidina s’uneix a 4 molècules de biotina i, per tant, pot provocar deficiències de biotina a llarg termini. Administració d'un factor estable a la calor del llevat o fetge va provocar la remissió (atenuació temporal o permanent dels símptomes) d’aquests lesions cutànies. Les funcions bioquímiques de la biotina com a coenzim, per exemple en el metabolisme dels aminoàcids, la biosíntesi d’àcids grassos i la gluconeogènesi (nova síntesi de glucosa a partir de precursors orgànics no hidrats de carboni, com ara piruvat), no es van reconèixer fins a la segona meitat del segle XX. La biotina és un heterocíclic urea derivat (derivat de la urea) format per un anell d’imidazolidona i un anell de tetrahidrotiofè al qual s’acobla l’àcid valèric [1, 2, 4-6, 14]. Segons la classificació IUPAC (Unió Internacional de Química Pura i Aplicada), el nom químic de la biotina és l'àcid cis-hexahidro-2-oxo-1H-tieno (3,4-d) -imidazol-4-il-valèric (molecular fórmula: C10H16O3N2S). Les 3 C asimètriques (carboni) els àtoms de biotina permeten la formació de 8 estereoisòmers, dels quals només la biotina D - (+) - es produeix a la natura i és biològicament activa. Tot i que la biotina és altament estable contra l’aire, la llum del dia i la calor, la vitamina és sensible a la llum ultraviolada. En conseqüència, la biotina s’ha d’emmagatzemar lluny de la llum.
Síntesi
La majoria de la biotina la poden sintetitzar (formar) els bacteris així com per moltes espècies de fongs i plantes. En conseqüència, la vitamina es distribueix àmpliament a la natura, però la seva concentració en aliments és molt baix. En l 'organisme humà, el els bacteris dels còlon (intestí gros) són capaços de síntesi de biotina. No es coneix amb exactitud l’abast de l’autosíntesi entèrica (formació de biotina a l’intestí) ni la seva contribució al metabolisme de la biotina. Atès que la vitamina s’absorbeix (absorbeix) predominantment a la zona proximal (superior) intestí prim, la biotina produïda microbianament no es pot utilitzar adequadament i es perd en gran part a les femtes (femta). Finalment, es creu que la síntesi de biotina bacteriana només té un paper menor en el compliment dels requisits.
Absorció
A la dieta, la biotina està present en forma lliure però majoritàriament lligada a proteïnes. Per ser absorbida, la biotina s’ha d’alliberar de la seva proteïna d’unió, a la qual s’uneix covalentment (mitjançant un enllaç atòmic estret) al grup ε (epsilon) -amino (NH2) d’un lisina residu (biotinil-ε-NH2-lisil <[proteïna]). Durant el pas del menjar, àcid gàstric i les peptidases (trencament de proteïnes enzims) del tracte gastrointestinal (GI), com pepsina i tripsina, lead a la degradació (descomposició) de proteïnes dietètiques amb alliberament de pèptids que contenen biotina i biocitina (compost de biotina i aminoàcid lisina - biotinil-ε-lisina). Els pèptids biotinils i especialment la biocitina són hidrolítics (per reacció amb aigua) clivat en biotina lliure i lisina a la part superior del intestí prim per l’enzim biotinidasa, que se sintetitza al pàncrees (pàncrees). La deficiència de biotinidasa es pot tractar mitjançant quantitats farmacològiques de biotina lliure (5-10 mg / dia). Sense acció terapèutica, hi ha una caiguda dramàtica dels nivells sèrics de biotina en una setmana i, a llarg termini, la manifestació (expressió) del dèficit de biotina.Absorció de biotina lliure a la proximal (superior) intestí prim, especialment al jejun (intestí buit), es produeix activament a les ingestes baixes o normals mitjançant sodi-Transport mitjà de portadors dependent - transportador (proteïna de transport) -Complex de biotina-sodi - segons la cinètica de saturació. Després de dosis més altes, la captació de biotina en enteròcits (cèl·lules de l’intestí prim epiteli) predomina per difusió passiva. La taxa de absorció a partir d'aliments, principalment biotina lligada a proteïnes, s'estima que ronda el 50%, mentre que biodisponibilitat després de dosis terapèutiques-lliure de biotina- és al voltant del 100%.
Transport i distribució al cos
La biotina absorbida entra al torrent sanguini mitjançant un mecanisme portador, on es troba principalment en forma lliure (81%) i, en menor mesura, lligada covalentment a la biotinidasa sèrica (12%) i lligada inespecíficament al plasma albúmina i globulines (7%). Eritròcits (vermell sang cèl·lules) contenen aproximadament un 10% de la biotina sèrica concentració. Probablement es produeix la captació de biotina a les cèl·lules dels teixits diana, similar a l’absorció intestinal (captació a través de l’intestí), mitjançant un consum específic d’energia sodi-mecanisme portador dependent. Processos de proliferació (divisió i creixement cel·lular) lead a un augment de l’expressió del transport de biotina proteïnes, mentre que un augment dels nivells sèrics de biotina s'acompanya d'una disminució de l'expressió cel·lular dels portadors de biotina. Transport de biotina a través de la placentra fins al fetus està mediada per un treball actiu sodi-portador dependent que també transporta àcid lipoic (antioxidant coenzim) i àcid pantotènic (vitamina B5). Entre la setmana 18 i 24 de embaràs, la biotina concentració en fetal sang és de 3 a 17 vegades superior a la de la sang materna. A les cèl·lules diana, la biotina funciona com un coenzim en una sèrie de reaccions carboxilasa en què s’insereixen grups carboxi (COOH) en compostos orgànics. La unió covalent de la biotina al grup ε-amino de la lisina de les apocarboxilases és catalitzada (accelerada) per l'enzim holocarboxilasa sintetasa en els dos passos següents.
- Biotina + ATP (adenosina trifosfat) → 5’-adenilat de biotinil + PP (pirofosfat).
- 5'-adenilat de biotinil + lisina residu de l'apocarboxilasa → biotinil-ε-NH2-lisil <[apocarboxilasa] (holocarboxilasa biològicament activa) + AMP (adenosina monofosfat).
Com a part del recanvi fisiològic de les cèl·lules, les holocarboxilases es degraden proteolíticament (mitjançant la divisió de proteïnes enzims), produint biocitina a més de pèptids que contenen biotina, que s’hidrolitza (es divideix per reacció amb aigua) per alliberar biotina i lisina per l’acció de la biotinidasa intracel·lular. Per tant, la biotina està disponible per a altres reaccions de carboxilació (inserció enzimàtica de grups COOH en compostos orgànics).
Excreció
La biotina és excretada principalment pels ronyons en formes lliures i metabolitzades (metabolitzades). Durant la degradació de la biotina, la beta-oxidació (degradació d’àcids grassos) de la cadena d’àcid valèric produeix bisnorbiotina i bisnorbiotina metil cetona, mentre que l’oxidació de sofre a l'anell del tetrahidrotiofè produeix biotina d, 1-sulfòxid i biotina sulfona. Els metabòlits de la biotina enumerats no tenen activitat vitamínica i són detectables en tots dos sang plasma i orina. A més, altres metabòlits de la biotina s’excreten per via renal (a través dels ronyons), alguns dels quals encara no s’han identificat. Sota ingesta fisiològica, l'excreció urinària de biotina varia entre 6 i 90 µg / 24 hores. En estat de deficiència, l’excreció de biotina renal (excreció) disminueix fins a 5 µg / 24 hores, mentre que la concentració d’àcid 3-hidroxiisovalèric urinari augmenta com a conseqüència de la disminució de l’activitat de la 3-metilcrotonil-CoA carboxilasa (enzim que catalitza la carboxilació) inserció d’un grup COOH) de metilcrotonil-CoA a beta-metilglutaconil-CoA). Durant la gravetat (embaràs), una disminució significativa de la biotina renal eliminació i un augment de l'excreció urinària d'àcid 3-hidroxiisovalèric en un 50% de les dones, tot i els nivells de biotina sèrica més elevats a primerenca gestació que en controls no embarassats. La suplementació (ingesta suplementària) de 300 µg de biotina / dia resulta en la reducció de l’excreció d’àcid 3-hidroxiisovalèric. A causa de la síntesi de biotina microbiana a la còlon (intestí gros), la quantitat de biotina excretada per l'orina i les femtes supera normalment la ingesta de biotina alimentària (dietètica). eliminació o la vida mitjana plasmàtica (el temps que transcorre entre la concentració màxima d’una substància al plasma sanguini i la caiguda a la meitat d’aquest valor) depèn de la biotina dosi subministrat i l’estat de la biotina individual. Es tracta d'aproximadament 26 hores per a la ingesta oral de 100 µg / kg de pes corporal de biotina. En deficiència de biotinidasa, el eliminació la vida mitjana es redueix a 10-14 hores amb la mateixa dosi.
