Biotyna nazywana inaczej witaminą B7 należy do witamin z grupy B i podobnie jak pozostałe z nich pomaga metabolizować węglowodany, tłuszcze i białka w celu produkcji energii. Odgrywa także rolę w utrzymaniu zdrowej skóry, włosów i funkcji układu nerwowego.
Witamina B7- biotyna
Biotyna jest rozpuszczalną w wodzie witaminą B, uczestniczy we wzroście i rozwoju organizmu [1]. Organizm nie może syntetyzować biotyny, więc musi być regularnie pozyskiwany z diety [2].
Wykazano, że biotyna jest ważna dla wielu czynników zdrowotnych, w tym wspierania funkcji neurologicznych, stabilizowania poziomu cukru we krwi, stabilności DNA oraz włosów, skóry i zdrowia paznokci [3, 4].
Chociaż niedobór biotyny występuje rzadko, wpływa negatywnie na zdrowie i są powiązane z opóźnieniem wzrostu, dysfunkcjami neurologicznymi, wypadaniem włosów, wysypką skórną, bólem mięśni [5].
Osoby szczególnie narażone na niedobór biotyny to osoby nadużywające alkoholu, palące, kobiety w ciąży i osoby z nieswoistymi chorobami zapalnymi jelit [6, 7, 8, 9].
Wchłanianie i dystrybucja biotyny
Biotyna jest absorbowana przez zależny od transportera sodu w jelicie cienkim i grubym [10]. Po wchłonięciu w jelitach transportowana jest do krążenia ogólnoustrojowego, następnie pobierana przez wątrobę i ostatecznie przenika barierę krew-mózg do ośrodkowego układu nerwowego [11].
Witaminy B7 w postaci suplementów jest dobrze wchłaniania nawet przy dużych dawkach (81,9 mikromoli przyjmowanych doustnie lub 18,4 mikromoli przyjmowanych dożylnie) [12].
Wkrótce po spożyciu przez ludzi pojedyncze duże dawki biotyny (600 mikrogramów i 900 mikrogramów) są eliminowane z krążenia, co prowadzi do znacznego wzrostu wydalania z moczem. Dlatego w celu przedłużonego utrzymania poziomu biotyny we krwi zaleca się niższe dawki (300 mikrogramów) każdego dnia przez tydzień [13].
Biotyna a mitochondria
Jako koenzym enzymów karboksylazy, biotyna bierze udział w metabolizmie kwasów tłuszczowych, aminokwasów i węglowodanów [14].
Karboksylazy – enzymy zależne od biotyny znajdują się w mitochondriach [15] i pomagają wytworzyć związki pośrednie w cyklu Krebsa [kwasu trójkarboksylowego (TCA)]. Biotyna uczestniczy w produkcji hemu i aminokwasów. Niedobór biotyny obniża syntezę hemu i zakłóca funkcje mitochondriów [16].
Witamina B7, wraz z innymi witaminami B, jest potrzebna do przekształcenia spożywanego pokarmu w użyteczną energię, która wspiera zdrowy metabolizm. [17]
Witamina B7 (biotyna) – właściwości
Biotyna jest niezbędna do metabolizmu energetycznego
Biotyna jest koenzymem dla karboksylaz, enzymów wspomagających metabolizm tłuszczów, białek i węglowodanów w produkcji energii [18].
Enzymy te są niezbędne w następujących procesach:
- Mitochondrialnej produkcji energii [19].
- Glukoneogenezy szlaku, w którym wytwarzana jest glukoza ze źródeł innych niż węglowodany, w tym aminokwasy [20].
- Syntezy i rozkładu kwasów tłuszczowych na energię [21].
- Produkcji neuroprzekaźników przy użyciu aminokwasów o rozgałęzionych łańcuchach (np. leucyny, izoleucyny i waliny) [22].
- Uwalniania insuliny [23].
Nieodpowiedni poziom biotyny w organizmie może spowolnić metabolizm, co prowadzi do zmęczenia, problemów trawiennych i przyrostu masy ciała [24].
Biotyna pomaga zmniejszyć ryzyko chorób serca
Biotyna zmniejsza ekspresję wątrobowej karboksykinazy fosfoenolopirogronianowej, kluczowego enzymu glukoneogennego, który stymuluje wytwarzanie glukozy przez wątrobę. Odpowiednie dostarczanie biotyny jest zaangażowane w utrzymanie homeostazy glukozy i lipidów. Niedobór biotyny związany jest z upośledzoną tolerancją glukozy i zmniejszonym jej wykorzystaniem [25].
Biotyna, regulując metabolizm tłuszczów, wpływa na profil lipidowy, co ma kluczowe znaczenie dla zachowania zdrowia serca i naczyń krwionośnych [26].
W połączeniu z chromem biotyna może pomóc w zmniejszeniu czynników ryzyka chorób serca poprzez zwiększenie stężenia lipoprotein o dużej gęstości (HDL) i obniżenie poziomu lipoprotein o małej gęstości (LDL), szczególnie u pacjentów z cukrzycą z chorobami serca [27, 28].
Biotyna wspomaga funkcję mózgu i zapobiega spadkowi funkcji poznawczych
Niedobór biotyny może prowadzić do szeregu objawów neurologicznych, w tym drgawek, braku koordynacji, trudności w uczeniu się, halucynacji, depresji i ospałości. Większość tych stanów można łagodzić za pomocą suplementacji biotyną [29, 30, 31].
Biotyna jest niezbędna do tworzenia otoczki mielinowej, substancji, która otacza nerwy i ułatwia przewodzenie impulsów nerwowych. Niedobór biotyny może opóźnić mielinizację [32].
Stwardnienie rozsiane jest zaburzeniem charakteryzującym się uszkodzeniem osłonek mielinowych. Biorąc pod uwagę rolę biotyny w syntezie kwasów tłuszczowych i produkcji energii oraz naprawy mieliny, zbadano skuteczność biotyny w zahamowaniu lub ograniczeniu uszkodzeń włókien nerwowych związanych ze stwardnieniem rozsianym [33].
Niektóre badania wykazały, że leczenie biotyną w wysokich dawkach było w stanie odwrócić postęp choroby i złagodzić objawy u pacjentów z postępującym stwardnieniem rozsianym [34, 35].
Biotyna w leczeniu i profilaktyce cukrzycy typu 2
Codzienna suplementacja biotyną zmniejszała stężenie cukru we krwi na czczo średnio o około 45% u pacjentów z cukrzycą typu 2 [36].
Biotyna pomaga obniżyć poziom cukru we krwi, zwiększając wytwarzanie insuliny oraz wychwyt glukozy w komórkach mięśniowych i stymulując glukokinazę, enzym w wątrobie, który promuje syntezę glikogenu [37, 38, 39].
Biotyna jest potrzebna dla układu odpornościowego
Biotyna jest potrzebna do rozwoju białych krwinek, a jej niedobór jest związany z upośledzoną funkcją immunologiczną i zwiększonym ryzykiem zakażenia [40, 41].
Biotyna zwiększa wytwarzanie cytokin Th1, takich jak IL-1β i IFN-γ, które są niezbędne do wywołania odpowiedzi immunologicznej w celu zwalczania zakażeń bakteryjnych i wirusowych [42].
Nieodpowiednie poziomy biotyny są związane ze zmniejszoną syntezą przeciwciał, rozpadem komórek T oraz niższymi ilościami komórek odpornościowych produkowanych w śledzionie i limfocytów T [43].
Biotyna hamuje stan zapalny i może łagodzić zaburzenia alergiczne
Badania dowodzą, że niedobory biotyny powodują, że białe krwinki zwiększają wytwarzanie prozapalnych cytokin i co nasila stany zapalne [44, 45].
Biotyna wspomaga zdrowie skóry, włosów i paznokci
Niedobór biotyny jest związany z szeregiem chorób skóry, w tym łojotokowym zapaleniem skóry i egzemą, co może wynikać z roli biotyny w syntezie i metabolizmie kwasów tłuszczowych, które mają kluczowe znaczenie dla zdrowia skóry [46, 47].
Nieodpowiednie poziomy biotyny mogą również prowadzić do utraty włosów, której można zapobiec lub odwrócić dzięki odpowiedniej suplementacji [48, 49, 50, 51]. Biotyna może poprawiać jakość łamliwych paznokci [52, 53].
Biotyna może chronić przed rakiem
Biotyna kowalencyjnie wiąże się z histonami, białkami wiążącymi DNA, które pomagają zwijać i upakować DNA [54]. Dodatek biotyny do histonów odgrywa istotną rolę w proliferacji komórek, wyciszaniu genów oraz naprawie i stabilności DNA [55, 56].
Niski poziom biotyny może prowadzić do niedostatecznej biotynylacji histonów, co może skutkować niestabilnością genomu i nieprawidłowościami w produkcji komórkowa, a tym samym zwiększa ryzyko mutacji [57]. Działanie stabilizujące DNA biotyny zależy od dawki [58].
Zapotrzebowanie na witaminę B7 (RDA)
Dzienna zalecana dawka B7 według National Institute of Science’s Institute of Medicine [59]:
- dla niemowląt: 5 µg/dobę
- dla niemowląt od 7 miesięcy do 3 lat: 6-8 µg/dobę
- dla dzieci w wieku 4-13 lat: 12-20 µg/dobę
- dla młodzieży 25 µg/dobę
- dla dorosłych mężczyzn i kobiet powyżej 19 lat 30 µg/dobę
- dla kobiet w ciąży 30 µg/dobę
- dla kobiet karmiących piersią 35 µg/dobę
Źródła biotyny
9 najlepszych źródeł biotyny w żywności: [60]
- Wątróbka: 27-35 mg/ 100 g
- Jajka – 1 sztuka: 13-25 mg
- Łosoś – 4-5 mg / 100 g
- Ser – 0,4-2 mg /30 g
- Awokado – 1 sztuka: 2-6 mg
- Maliny – 1 szklanka: 0,2-2 mg
- Kalafior – 1 szklanka: 0,2-2 mg
Dodatkowo uważa się, że inne jagody, grzyby i inne rodzaje ryb są dobrymi źródłami biotyny.
Objawy niedoboru biotyny
Bez wystarczającej ilości witaminy B7 w organizmie dochodzi do spowolnionego metabolizmu, co skutkuje niskim poziomem energii, zmęczeniem, przyrostem masy ciała, problemami trawiennymi, podwyższonym ryzykiem cukrzycy.
- brak energii lub chroniczne zmęczenie
- sucha skóra
- łamliwe włosy i paznokcie
- problemy ze strony przewodu pokarmowego i jelit
- uszkodzenie nerwów
- bóle mięśni
- skurcze
- mrowienie w kończynach
- upośledzenie funkcji poznawczych
- zmiany nastroju
Skutki uboczne
Biotyna jest ogólnie uważana za bezpieczną i nie zgłoszono żadnej toksyczności dla dawek do 300 mg / dzień doustnie i 20 mg dożylnie [61, 62].
Ponieważ jest to witamina rozpuszczalna w wodzie, przedawkowanie biotyny jest mało prawdopodobne, ponieważ nadmiar jest wydalany z moczem [63].
Interakcje z lekami
Długotrwałe stosowanie antybiotyków, takich jak tetracyklina i sulfonamidy, może obniżyć poziom biotyny, ponieważ zabijają bakterie produkujące biotynę w jelitach [64].
Niektóre leki przeciwdrgawkowe, takie jak prymidon i karbamazepina, hamują wchłanianie biotyny. Przewlekłe stosowanie może również zwiększyć rozkład biotyny [65].
Kwas liponowy współzawodniczy z biotyną o wiązanie z zależnym od sodu transporterem multiwitaminowym (SMVT) w jelicie, więc długotrwałe stosowanie kwasu liponowego może spowodować obniżenie poziomu biotyny [65]. Duże dawki witaminy B5 (kwasu pantotenowego) mogą potencjalnie konkurować z biotyną o wchłanianie [66]. Surowe białka jaj zawierają awidynę – białko, które wiąże biotynę i hamuje jej wchłanianie [67].
Częste spożywanie alkoholu może hamować absorpcję biotyny w jelitach [68]. Palenie papierosów przyspiesza rozpad biotyny, szczególnie u kobiet, powodując niedobór biotyny [69].
Genetyka
Gen BTD koduje biotynidazę, enzym, który odzyskuje biotynę. Biotynidaza transportuje wolną biotynę przez krew i przyłącza biotynę do innych białek [70].
W genie BTD może dochodzić do polimorfizmów. Niektóre z nich związane są z podatnością na choroby:
- RS2455826 – Ten wariant genu jest związany ze zwiększoną zapadalnością na łuszczycę [71].
- RS7651039 – Allel „C” jest związany z większą częstością występowania choroby niedokrwiennej serca [72].
Gen SLC5A6 koduje zależny od sodu transporter multiwitaminowy, który pomaga transportować biotynę do komórek [73].
Gen HLCS – koduje syntetazę holokarboksylazy (HLCS), enzym, który łączy cząsteczki biotyny z histonami i enzymami karboksylazy. Mutacje w tym genie mogą zmniejszać wiązanie biotyny z cząsteczkami i tłumić aktywność karboksylazy, powodując upośledzenie metabolizmu białka, tłuszczu i węglowodanów. Mogą również wpływać na produkcję genów ważnych dla normalnego rozwoju [74, 75].
Bibliografia:
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2726758/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2646215/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15992685/
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S095528630300130X
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2726758/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15447901/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3064116/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25122647/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2500847/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2646215/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3098919/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10075337/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2722429/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22869039/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17182796/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17182796/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15992683/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3508090/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19727438/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18613815/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15968460/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15930469/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19727438/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2726758/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15992683/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/7011260/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17496732/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17684468/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21696988/
- https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0883073807300307
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18545994/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18545994/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18545994/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25787192/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5098693/
- https://www.jstage.jst.go.jp/article/jcbn1986/14/3/14_3_211/_pdf
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22841397/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10540872/
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0003986168901951
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9497186/
- https://academic.oup.com/jn/article/130/2/335S/4686371
- https://academic.oup.com/jn/article/130/2/335S/4686371
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/88554/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26168302/
- https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/ajpcell.00141.2016
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1545716/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1764357/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19727438/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3509882/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26705444/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4989391/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8477615/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2648686/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1226983/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19727438/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2726758/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16177192/
- https://academic.oup.com/carcin/article/26/5/991/2390856
- https://academic.oup.com/carcin/article/26/5/991/2390856
- https://lpi.oregonstate.edu/mic/vitamins/biotin
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25787192/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK114297/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2726758/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2726758/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15539280/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23578027/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14747666/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3064116/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15447901/
- https://medlineplus.gov/genetics/gene/btd/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25574825/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21378990/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25809983/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20095979/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16134170/