ไบโอติน เป็นไฮโดรฟิลิก (น้ำ- ละลายน้ำได้) วิตามินของกลุ่มบีและมีชื่อในอดีตว่าโคเอนไซม์อาร์วิตามินบีดับเบิลยูวิตามินบี 7 และวิตามินเอช (มีผลต่อ ผิว). ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 Wildiers ได้ค้นพบปัจจัยเฉพาะที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตในการทดลองเกี่ยวกับยีสต์ซึ่งมีชื่อว่า“ Bios” และเป็นส่วนผสมของ Bios I (ภายหลังระบุว่าเป็น meso-inositol), Bios II A (ในภายหลัง กรดแพนโทธีนิก (วิตามิน B5)) และ Bios II B ที่แท้จริง ไบโอติน. ในปีพ. ศ. 1936 KöglและTönnisแยกตัวออกจากกัน ไบโอติน จากไข่แดง ระหว่างปีพ. ศ. 1940 ถึง พ.ศ. 1943 โครงสร้างดังกล่าวได้รับการอธิบายโดยคณะทำงานรอบKöglในยุโรปและ Vigneaud ในสหรัฐอเมริกา ในช่วงเวลาเดียวกันการทดลองในสัตว์พบว่าการบริโภคดิบเป็นประจำ ไข่ มีความเกี่ยวข้องกับความรุนแรง การเปลี่ยนแปลงของผิวหนัง เนื่องจาก glycoprotein avidin พื้นฐาน Avidin เป็นตัวต่อต้านไบโอตินที่ขัดขวางไบโอติน การดูดซึม โดยการสร้างที่ซับซ้อน - 1 โมเลกุลของ avidin ผูก 4 โมเลกุล ของไบโอติน - และอาจทำให้เกิดการขาดไบโอตินในระยะยาว การบริหาร ของปัจจัยที่คงความร้อนจากยีสต์หรือ ตับ ส่งผลให้อาการทุเลา (การลดทอนชั่วคราวหรือถาวร) ของอาการดังกล่าว แผลที่ผิวหนัง. หน้าที่ทางชีวเคมีของไบโอตินเป็นโคเอนไซม์ตัวอย่างเช่นในการเผาผลาญกรดอะมิโนการสังเคราะห์กรดไขมันและกลูโคโนเจเนซิส (การสังเคราะห์ใหม่ของ กลูโคส จากสารตั้งต้นที่ไม่ใช่คาร์โบไฮเดรตอินทรีย์เช่น ไพรู) ไม่ได้รับการยอมรับจนถึงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 ไบโอตินเป็นเฮเทอโรไซคลิก ยูเรีย อนุพันธ์ (อนุพันธ์ของยูเรีย) ประกอบด้วยแหวน imidazolidone และแหวน tetrahydrothiophene ซึ่งกรดวาเลริกอยู่คู่กัน [1, 2, 4-6, 14] ตามการจัดประเภทของ IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) ชื่อทางเคมีของไบโอตินคือ cis-hexahydro-2-oxo-1H-thieno (3,4-d) -imidazol-4-yl-valeric acid (molecular สูตร: C10H16O3N2S) C ไม่สมมาตร 3 ตัว (คาร์บอน) อะตอมของไบโอตินอนุญาตให้สร้างสเตอริโอไอโซเมอร์ 8 ตัวซึ่งมีเพียง D - (+) - ไบโอตินเท่านั้นที่เกิดขึ้นในธรรมชาติและมีฤทธิ์ทางชีวภาพ ในขณะที่ไบโอตินมีความเสถียรสูงต่ออากาศแสงแดดและความร้อน แต่วิตามินนั้นไวต่อแสงยูวี ดังนั้นควรเก็บไบโอตินให้ห่างจากแสง
การสังเคราะห์
ไบโอตินสามารถสังเคราะห์ได้โดยส่วนใหญ่ แบคทีเรีย เช่นเดียวกับเชื้อราและพืชหลายชนิด ดังนั้นวิตามินจึงกระจายอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ แต่ของพวกมัน สมาธิ ในอาหารต่ำมาก ในสิ่งมีชีวิตของมนุษย์ แบคทีเรีย ของ เครื่องหมายจุดคู่ (ลำไส้ใหญ่) มีความสามารถในการสังเคราะห์ไบโอติน ทั้งขอบเขตของการสังเคราะห์ตัวเองในลำไส้ (การสร้างไบโอตินในลำไส้) และการมีส่วนร่วมในการเผาผลาญไบโอตินยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด เนื่องจากวิตามินส่วนใหญ่ถูกดูดซึม (ดูดซึม) ในส่วนใกล้เคียง (ส่วนบน) ลำไส้เล็กไบโอตินที่ผลิตโดยจุลินทรีย์ไม่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างเพียงพอและส่วนใหญ่สูญหายไปในอุจจาระ (อุจจาระ) ในที่สุดการสังเคราะห์ไบโอตินของแบคทีเรียคิดว่ามีบทบาทเพียงเล็กน้อยในการตอบสนองความต้องการ
การดูดซึม
ตัว Vortex Indicator ได้ถูกนำเสนอลงในนิตยสาร อาหารไบโอตินมีอยู่ในรูปแบบอิสระ แต่ส่วนใหญ่ผูกพันกับ โปรตีน. ในการดูดซึมไบโอตินจะต้องถูกปล่อยออกจากโปรตีนที่มีผลผูกพันซึ่งจะถูกยึดติดกับโควาเลนต์ (โดยใช้พันธะอะตอมที่แน่น) กับกลุ่มε (epsilon) -amino (NH2) ของ a ไลซีน สารตกค้าง (biotinyl-ε-NH2-lysyl <[protein]) ระหว่างทางเดินอาหาร กรดในกระเพาะอาหาร และเปปไทเดส (การแยกโปรตีน เอนไซม์) ของระบบทางเดินอาหาร (GI) เช่น ธาตุเพพซิน และ ทริปซิน, นำ ไปสู่การย่อยสลาย (การสลาย) ของโปรตีนในอาหารด้วยการปล่อยเปปไทด์ที่มีไบโอตินและไบโอซิติน (สารประกอบของไบโอตินและกรดอะมิโน ไลซีน - ไบโอตินิล - ไลซีน). ไบโอตินิลเปปไทด์และโดยเฉพาะอย่างยิ่งไบโอซิตินจะถูกไฮโดรไลติก (โดยทำปฏิกิริยากับ น้ำ) แยกเป็นไบโอตินฟรีและ ไลซีน ในส่วนบนของไฟล์ ลำไส้เล็ก โดยเอนไซม์ไบโอตินิเดสซึ่งสังเคราะห์ในตับอ่อน (ตับอ่อน) การขาดไบโอตินิเดสสามารถรักษาได้โดยใช้ไบโอตินอิสระในปริมาณทางเภสัชวิทยา (5-10 มก. / วัน) หากไม่มีการรักษาระดับไบโอตินในซีรั่มจะลดลงอย่างมากภายในหนึ่งสัปดาห์และในระยะยาวอาการ (การแสดงออก) ของการขาดไบโอตินการดูดซึม ของไบโอตินอิสระในส่วนใกล้เคียง (ส่วนบน) ลำไส้เล็กโดยเฉพาะอย่างยิ่งใน jejunum (ลำไส้ว่าง) เกิดขึ้นอย่างแข็งขันในปริมาณที่น้อยหรือปกติโดยวิธีการ โซเดียม- การขนส่งแบบพึ่งพาผู้ให้บริการ - ตัวกลาง - พาหะ (โปรตีนขนส่ง) - ไบโอติน - โซเดียมคอมเพล็กซ์ - ตามจลนศาสตร์การอิ่มตัว หลังจากได้รับปริมาณที่สูงขึ้นการดูดซึมไบโอตินเข้าสู่เอนเทอโรไซต์ (เซลล์ของลำไส้เล็ก เยื่อบุผิว) โดยการแพร่กระจายแบบพาสซีฟมีอิทธิพลเหนือกว่า อัตราของ การดูดซึม จากไบโอตินที่จับกับโปรตีนเป็นหลักคาดว่าจะอยู่ที่ประมาณ 50% ในขณะที่ การดูดซึม หลังจากไบโอตินที่ไม่ต้องใช้ยาในปริมาณที่ใช้ในการรักษาอยู่ที่ประมาณ 100%
ขนส่งและจำหน่ายในร่างกาย
ไบโอตินที่ดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดผ่านกลไกพาหะซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในรูปแบบอิสระ (81%) และในระดับที่น้อยกว่าโควาเลนต์จะถูกผูกไว้กับไบโอตินิเดสในซีรัม (12%) และไม่เชื่อมโยงกับพลาสมาโดยเฉพาะ ธาตุโปรตีนชนิดหนึ่ง และโกลบูลิน (7%) เม็ดเลือดแดง (สีแดง เลือด เซลล์) มีไบโอตินในซีรัมประมาณ 10% สมาธิ. การดูดซึมไบโอตินเข้าสู่เซลล์ของเนื้อเยื่อเป้าหมายอาจเกิดขึ้นได้ - คล้ายกับการดูดซึมของลำไส้ (การดูดซึมทางลำไส้) - โดยใช้พลังงานที่เฉพาะเจาะจง โซเดียมกลไกผู้ให้บริการอิสระ กระบวนการเพิ่มจำนวน (การแบ่งเซลล์และการเจริญเติบโต) นำ เพื่อเพิ่มการแสดงออกของการขนส่งไบโอติน โปรตีนในขณะที่การเพิ่มขึ้นของระดับไบโอตินในซีรั่มจะมาพร้อมกับการลดลงของการแสดงออกของเซลล์ของผู้ให้บริการไบโอติน การขนส่งไบโอตินข้ามรกไปยัง ลูกอ่อนในครรภ์ เป็นสื่อกลางโดยการทำงานอย่างแข็งขัน โซเดียมผู้ให้บริการอิสระที่ขนส่งกรดไลโปอิค (สารต้านอนุมูลอิสระ โคเอนไซม์) และ กรดแพนโทธีนิก (วิตามินบี 5) ในสัปดาห์ที่ 18-24 ของ การตั้งครรภ์, ไบโอติน สมาธิ ในทารกในครรภ์ เลือด สูงกว่าเลือดมารดา 3 ถึง 17 เท่า ในเซลล์เป้าหมายไบโอตินทำหน้าที่เป็นโคเอนไซม์ในชุดของปฏิกิริยาคาร์บอกซิเลสซึ่งกลุ่มคาร์บอกซี (COOH) จะถูกแทรกเข้าไปในสารประกอบอินทรีย์ การจับโควาเลนต์ของไบโอตินกับε-amino group ของไลซีนของ apocarboxylases จะถูกเร่งปฏิกิริยา (เร่ง) โดยเอนไซม์โฮโลคาร์บอกซิเลสซินเตเทสในสองขั้นตอนต่อไปนี้
- ไบโอติน + ATP (อะดีโนซีน triphosphate) →ไบโอตินิล 5′-adenylate + PP (pyrophosphate)
- ไบโอตินิล 5′-adenylate + ไลซีนตกค้างของ apocarboxylase → biotinyl-ε-NH2-lysyl <[apocarboxylase] (biologically active holocarboxylase) + AMP (อะดีโนซีน โมโนฟอสเฟต).
ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของการหมุนเวียนของเซลล์ทางสรีรวิทยาโฮโลคาร์บอกซิเลสจะถูกย่อยสลายด้วยโปรตีน (โดยการแยกโปรตีน เอนไซม์) ผลิตไบโอซิตินนอกเหนือจากเปปไทด์ที่มีไบโอตินซึ่งไฮโดรไลซ์ (แยกออกจากปฏิกิริยากับ น้ำ) เพื่อให้ไบโอตินและไลซีนเป็นอิสระโดยการกระทำของไบโอตินิเดสภายในเซลล์ ดังนั้นไบโอตินจึงมีไว้สำหรับปฏิกิริยาคาร์บอกซิเลชันเพิ่มเติม (การแทรกเอนไซม์ของกลุ่ม COOH ลงในสารประกอบอินทรีย์)
การขับถ่ายออก
ไบโอตินถูกขับออกทางไตเป็นส่วนใหญ่ในรูปแบบอิสระและเผาผลาญ (เผาผลาญ) ในระหว่างการย่อยสลายไบโอตินการออกซิเดชั่นของเบต้าออกซิเดชั่น (การย่อยสลายกรดไขมัน) ของห่วงโซ่กรดวาเลอริกจะให้บิสนอร์ไบโอตินและบิสนอร์ไบโอตินเมธิลคีโตนในขณะที่การออกซิเดชั่นของ กำมะถัน ในแหวน tetrahydrothiophene จะให้ biotin d, 1-sulfoxide และ biotin sulfone สารไบโอตินที่ระบุไว้ไม่มีกิจกรรมของวิตามินและสามารถตรวจพบได้ทั้งสองอย่าง เลือด พลาสมาและปัสสาวะ นอกจากนี้สารไบโอตินอื่น ๆ จะถูกขับออกทางไต (ทางไต) ซึ่งบางส่วนยังไม่ได้ระบุ ภายใต้การบริโภคทางสรีรวิทยาการขับไบโอตินทางปัสสาวะจะแตกต่างกันไประหว่าง 6 ถึง 90 ไมโครกรัม / 24 ชั่วโมง ในสภาวะที่ขาดการขับไบโอตินของไต (การขับถ่าย) จะลดลงเหลือ 5 µg / 24 ชั่วโมงในขณะที่ความเข้มข้นของกรด 3-hydroxyisovaleric ในปัสสาวะจะเพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากการลดลงของกิจกรรมของ 3-methylcrotonyl-CoA carboxylase ที่ขึ้นกับไบโอติน การแทรกกลุ่ม COOH) ของ methylcrotonyl-CoA ถึง beta-methylglutaconyl-CoA) ระหว่างความโน้มถ่วง (การตั้งครรภ์) การลดลงอย่างมีนัยสำคัญของไบโอตินในไต การขจัด และพบการเพิ่มขึ้นของการขับกรด 3-hydroxyisovaleric ในปัสสาวะในผู้หญิง 50% แม้จะมีระดับไบโอตินในซีรัมที่สูงขึ้นใน การตั้งครรภ์ก่อน มากกว่าการควบคุมที่ไม่ได้ตั้งครรภ์ การให้อาหารเสริม (การรับประทานอาหารเสริม) ไบโอติน 300 µg / วันส่งผลให้การขับกรด 3-hydroxyisovaleric ลดลง เนื่องจากจุลินทรีย์ไบโอตินสังเคราะห์ใน เครื่องหมายจุดคู่ (ลำไส้ใหญ่) ปริมาณไบโอตินที่ขับออกทางปัสสาวะและอุจจาระมักจะเกินปริมาณไบโอตินทางอาหาร (อาหาร) การขจัด หรือครึ่งชีวิตของพลาสมา (เวลาที่ผ่านไประหว่างความเข้มข้นสูงสุดของสารในเลือดและการลดลงเหลือครึ่งหนึ่งของค่านี้) ขึ้นอยู่กับไบโอติน ปริมาณ ให้มาและสถานะไบโอตินของแต่ละบุคคล ประมาณ 26 ชั่วโมงสำหรับการรับประทานไบโอตินน้ำหนักตัว 100 µg / kg ในการขาดไบโอตินิเดส การขจัด ครึ่งชีวิตลดลงเหลือ 10-14 ชั่วโมงในปริมาณเดียวกัน
