Біотин

Біоти́н ( нім. Biotin, грец. βίοτος — життя), вітамін В₇, вітамін Н — високоактивний водорозчинний вітамін групи В, який бере участь у Кребса циклі, біосинтезі пуринових основ і піримідинових основ, кислот жирних, замінних амінокислот.

Зміст

1 Історична довідка
2 Характеристика
- 2.1 Хімічна будова і властивості
- 2.2 Біологічні властивості та механізм дії
3 Вміст і рекомендована добова норма споживання
4 Дефіцит біотину
5 Значення
6 Додатково
7 Література
8 Автор

Історична довідка

Учений Е. Вілдірс (1878–1908; Бельгія) під час вивчення дріжджових грибів 1901 вперше виявив речовину, яку назвав «біос» (тепер відома як біотин).

Істотно наблизили виділення та остаточну ідентифікацію вітаміну Н експериментальні дослідження білкових продуктів в раціоні харчування щурів, проведені біохіміками М. Е. К. Боас-Фіксен (1899–1985; Велика Британія) і Г. Т. Парсонс (1886–1977; США).

Згодом кілька груп учених (незалежно одна від одної) виділили сполуки під різними назвами: біохімік Ф. Кегль (1897; Німеччина — 1959; Нідерланди) і його аспірант В. Тенніс — у 1936; дослідники П. М. Вест і П. В. Вілсон (США) — у 1939; біохімік П. Дьєрдь (1893; тепер Румунія — 1976; США) — у 1940. Згодом встановили, що результатом усіх цих досліджень була одна й та сама речовина, яку назвали біотином. Структуру вітаміну Н встановив 1942 В. Дю Віньйо. Промислове виробництво біотину запроваджено 1949.

Характеристика

Природно біотин синтезують рослини, в організмах тварин і людини — бактерії та інші мікроорганізми нормальної мікробіоти кишківника.

Хімічна будова і властивості

Продукт конденсації сечовини та тіофенвалер’янової кислоти. Молекула складається з двох кілець: тетрагідроімідазольного і тетрагідротіофенового (тут один з атомів Гідрогену заміщує валер’янова кислота).

Хімічна формула: С₁₀Н₁₆О₃N₂S. Хімічна назва: 2-кето-3,4-імідазолідо-2-тетрагідротіофенвалер’янова кислота. Молярна маса — 244,31 г/моль.. Біотин має 8 стереоізомерів, серед яких найактивнішим є D-біотин.

Файл:Biotin structure.svg

Структурна формула біотину

Біотин — біла кристалічна речовина. Утворює голчасті кристали з температурою плавлення 232 °C. Поперечний переріз кристалу ромбічної форми. Щільність кристалів 1,41 г/см³.

Крім води, добре розчиняється у спирті етиловому. Важкорозчинний в етері, вуглеводнях парафінового ряду і дещо краще розчиняється в циклогексані, бензолі, галогенованих вуглеводнях, спиртах і кетонах (ацетон). Біотин стійкий до дії ультрафіолетового випромінювання і рентгенівських променів.

Руйнується під впливом гідроген пероксиду (Н₂О₂), кислоти хлоридної, їдких лугів, формальдегіду і сірчистого газу. Не змінюється під дією молекулярного кисню, кислоти сульфатної, гідроксиламіну. В ультрафіолетових променях для біотину не виявлено специфічного поглинання.

Біологічні властивості та механізм дії

Біотин входить до складу ферментів, що регулюють білковий обмін і жировий обмін. Бере участь у синтезі глюкокінази — ферменту, який регулює обмін цукрів. Є коферментом різних ферментів, зокрема і карбоксилаз, бере участь у реакції активації і перенесення СО₂. Є джерелом сірки, яка бере участь у синтезі колагену. Біотин діє як простетична група ферментів карбоксилювання: карбонільна група біотину утворює амідний зв’язок з ε-аміногрупою залишку лізину в активному центрі ферменту. Є переносником карбоксильних (-СОО-) груп у реакціях карбоксилювання, що відбуваються за участі АТФ (див. Аденозинфосфорні кислоти). Біотин разом із ферментами, такими як ацетил-КоА-карбоксилаза, пропіоніл-КоА-карбоксилаза, метилмалоніл-транскарбоксилаза та піруваткарбоксилаза, задіяні у реакціях транскарбоксилювання в метаболізмі ліпідів, вуглеводів і білків.

Вміст і рекомендована добова норма споживання

Біотин є в більшості продуктів харчування рослинного та тваринного походження: яловича і свиняча печінка, жовтки яєць, молоко, нирки, цвітна капуста, бобові, горіхи (мигдаль), дріжджові та інші гриби тощо.

Таблиця. Вміст біотину в продуктах харчування
Продукт	Кількість біотину на 100 г продукту*	Частка від денної норми біотину (30–35 мкг) у %
Яєчні жовтки	~25–30 мкг	~70–80
Сочевиця	~5–10 мкг	~14–28,6
Чорна квасоля	~10–40 мкг	~28–114
Мигдаль	~28 мкг	~80
Насіння соняшника	~15–25 мкг	~43–71
Свиняча печінка	~30–35 мкг	~85–100
Батат	~2–3 мкг	~6–9 %
Гриби	~6–10 мкг	~17–28,6 %
Банани	~1–2 мкг	~3–6 %
Цвітна капуста	~10–15 мкг	~29–43 %
Авокадо	~2–6 мкг	~5,7–17 %
Молоко	<1 мкг	~2,9 %
* Значення вмісту біотину можуть коливатися (залежно від конкретного продукту, його типу та сорту)

Фізіологічна потреба біотину на добу становить:

для дорослих — 50 мкг;
для дітей — від 10 до 50 мкг (залежно від віку).

Верхній допустимий рівень споживання не встановлено. За рекомендаціями Європейського агентства безпечності харчових продуктів встановлено такі добові норми:

для дорослих — 40 мкг (для жінок під час вагітності — 40 мкг, грудного вигодовування — 45 мкг);
для дітей віком 1–17 років збільшується з віком від 20 до 35 мкг.

Дефіцит біотину

Дефіцит біотину у людини проявляється зрідка. Порушення функціонування нормальної мікробіоти кишківника, наприклад нераціональне використання сульфаніламідів та антибіотиків, може спричинити нестачу біотину. Здебільшого мікробіота кишківника синтезує достатню кількість біотину для забезпечення потреб організму та його нормального функціонування.

Уперше дефіцит вітаміну Н було виявлено у людей, які довго перебували на парентеральному (внутрішньовенному) харчуванні. Вживання сирих білків у великій кількості також може спричинити дефіцит вітаміну Н через наявність у їхньому складі авідину — речовини, яка зв’язує біотин і перешкоджає його засвоєнню.

Симптоми авітамінозу за дефіциту біотину: дерматит повік; запалення шкіри обличчя навколо рота; кон’юнктивіт; алопеція; неврологічні прояви, включно з психічними розладами; летаргія галюцинації та парестезії (порушення чутливості шкіри, яке супроводжують неприємні відчуття); анорексія, нудота, міалгія.

Вторинний дефіцит вітаміну Н спричиняє нестачу біотинідази — ферменту необхідного для вивільнення зв’язаного біотину та забезпечення його біодоступності.

Дефіциту біотину викликає порушення глюконеогенезу (синтез вуглеводнів з невуглеводних попередників) у печінці та нирках, енергетичного обміну жирних кислот та сприяє накопиченню пропіоніл-КоА (похідне коензиму А). Унаслідок цього спостерігаються дерматологічні прояви дефіциту біотину: себорейний дерматит і алопеція. Метилкротоніл-КоА-карбоксилаза потрібна для метаболізму лейцину. Відомі також 2 спадкові дефекти метаболізму біотину, один із яких виникає внаслідок множинного дефіциту карбоксилаз.

Значення

Біотин відіграє важливу роль в обміні речовин і впливає на загальний стан здоров’я. Сприяє перетворенню вуглеводів, жирів і білків на енергію. Важливий для нормального функціонування нервової системи: необхідний для активності нейротрансмітерів, включно з дофаміном і серотоніном, які допомагають підтримувати когнітивні функції, регулювати настрій тощо. Підтримує здоровий ріст волосся, шкіри та нігтів, тому його часто включають до складу біологічно активних добавок.

Як учасник біосинтезу багатьох органічних речовин в організмі та процесів обміну речовин важливий для:

росту клітин та відновлення організму;
здорового росту і розвитку плода (підтримує необхідні процеси для формування органів і систем);
забезпечення функцій клітинних мембран.

Біотин може впливати на експресію генів, регулювати рівень глюкози в крові, що корисно для людей з діабетом цукровим 2-го типу. Додавання біотину в раціон значно знижує рівні цукру і тригліцеридів, загальний холестерин.

Додатково

У сільському господарстві, зокрема тваринництві та рибництві джерелом біотину й інших вітамінів групи B є кормові дріжджі.

Література

Biotin // National Institutes of Health. Office of Dietary Supplements. URL : https://ods.od.nih.gov/factsheets/Biotin-HealthProfessional/
Penberthy W., Sadri M., Zempleni J. Biotin // Present Knowledge in Nutrition. 11th ed. London : Elsevier, 2020. P. 289–304.
Hossaini D., Alipour A. K., Sajjadi M. et al. Biotin Mitigates Alcohol Withdrawal‐Induced Anxiety and Depression by Regulating Serotonin Metabolism, BDNF, Inflammation, and Oxidative Stress in Rats // Neuropsychopharmacology reports. 2025. Vol. 45 (1). e12523.