Micronutrient Information Center

Español | 日本語

Streszczenie

• Rozpuszczalna w wodzie biotyna jest niezbędnym kofaktorem dla enzymów w metabolizmie pośrednim i kluczowym regulatorem ekspresji genów. (Więcej informacji)
• Zarówno żywienie pozajelitowe pozbawione biotyny, jak i długotrwałe spożywanie surowego białka jaja były związane z objawami szczerego niedoboru biotyny, w tym wypadaniem włosów, zapaleniem skóry, wysypką skórną, ataksją, drgawkami i innymi zaburzeniami neurologicznymi. (Więcej informacji)
• Niedobór biotynidazy jest rzadkim zaburzeniem dziedzicznym, które upośledza wchłanianie i recykling biotyny, powodując wtórny niedobór biotyny. (Więcej informacji)
• Zalecane odpowiednie spożycie (AI) biotyny jest ustalone na 30 mikrogramów (μg)/dobę u dorosłych. Zapotrzebowanie na biotynę jest prawdopodobnie zwiększone podczas ciąży i karmienia piersią. (Więcej informacji)
• Badania na zwierzętach wykazały, że wystarczająca ilość biotyny jest niezbędna do prawidłowego rozwoju płodu. Czy marginalny niedobór biotyny podczas ciąży zwiększa ryzyko wad wrodzonych u ludzi jest obecnie przedmiotem zainteresowania i badań. (Więcej informacji)
• Biotyna jest stosowana w leczeniu dziedzicznego zaburzenia transportu tiaminy, zwanego chorobą zwojów podstawy reagującą na biotynę, i jest obecnie badana w próbach ograniczenia lub odwrócenia upośledzenia czynnościowego u osób ze stwardnieniem rozsianym. (Więcej informacji)
• Dokładnych dowodów, które ustalają, czy suplementacja biotyną poprawia homeostazę glukozy i lipidów u osób z cukrzycą typu 2, obecnie brakuje, ale opublikowano sugestywne obserwacje. (Więcej informacji)
• Biotyna nie może być syntetyzowana przez komórki ssaków i musi być pozyskiwana ze źródeł egzogennych. Biotyna jest szeroko rozpowszechniona w żywności, a dobre źródła żywieniowe obejmują żółtko jaja, wątrobę, pełnoziarniste produkty zbożowe i niektóre warzywa. (Więcej informacji)
• Długotrwała terapia przeciwdrgawkowa może zwiększyć zapotrzebowanie diety na biotynę, ponieważ leki przeciwdrgawkowe mogą zaburzać wchłanianie jelitowe i ponowne wchłanianie biotyny przez nerki, a także prawdopodobnie zwiększać degradację biotyny do nieaktywnych metabolitów. (Więcej informacji)

Biotyna jest rozpuszczalną w wodzie witaminą, która jest ogólnie klasyfikowana jako witamina B-complex. Po jej początkowym odkryciu w 1927 roku, 40 lat dodatkowych badań było wymagane do jednoznacznego ustalenia biotyny jako witaminy (1). Biotyna jest wymagana przez wszystkie organizmy, ale może być syntetyzowana przez niektóre szczepy bakterii, drożdży, pleśni, alg i niektóre gatunki roślin (2).

Funkcja

Biotynylacja

Biotyna funkcjonuje jako kowalencyjnie związany kofaktor wymagany do aktywności biologicznej pięciu znanych karboksylaz zależnych od biotyny u ssaków (patrz poniżej). Taki niebiałkowy kofaktor znany jest jako „grupa prostetyczna”. Kowalencyjne przyłączenie biotyny do apokarboksylazy (tj. nieaktywnej katalitycznie karboksylazy) jest katalizowane przez enzym, syntezę holokarboksylazy (HCS). Termin „biotynowanie” odnosi się do kowalencyjnego dodawania biotyny do dowolnych cząsteczek, w tym apokarboksylaz i histonów. HCS katalizuje potranslacyjną biotynylację grupy aminowej epsilon reszty lizynowej w miejscu aktywnym każdej apokarboksylazy, przekształcając nieaktywną apokarboksylazę we w pełni aktywną holokarboksylazę (Rysunek 1a). Poszczególne reszty lizynowe w N-końcowym ogonie określonych histonów, które pomagają upakować DNA w jądrach eukariotycznych, również mogą być biotynylowane (3). Biotynidaza jest enzymem, który katalizuje uwalnianie biotyny z biotynylowanych histonów i z peptydowych produktów rozpadu holokarboksylazy (rysunek 1b).

Kofaktor enzymatyczny

Pięć karboksylaz ssaków, które katalizują istotne reakcje metaboliczne:

– Zarówno karboksylaza acetylo-Coenzymu A (CoA) 1 (ACC1), jak i karboksylaza acetylo-CoA 2 (ACC2) katalizują konwersję acetylo-CoA do malonylo-CoA z wykorzystaniem wodorowęglanu i ATP; Malonyl CoA wytwarzany przez ACC1 jest substratem limitującym tempo syntezy kwasów tłuszczowych w cytozolu, a malonyl CoA wytwarzany przez ACC2 hamuje CPT1, enzym zewnętrznej błony mitochondrialnej ważny w utlenianiu kwasów tłuszczowych (Rysunek 2). ACC1 występuje we wszystkich tkankach, a szczególnie aktywny jest w tkankach lipogennych (tj. wątrobie, białej tkance tłuszczowej i gruczole sutkowym), sercu i wysepkach trzustkowych. ACC2 jest szczególnie obfita w mięśniach szkieletowych i sercu (4).

– Karboksylaza pirogronianowa jest krytycznym enzymem w glukoneogenezie – tworzeniu glukozy ze źródeł innych niż węglowodany, takich jak pirogronian, mleczan, glicerol i aminokwasy glukogenne. Karboksylaza pirogronianowa katalizuje zależne od ATP przyłączenie wodorowęglanu do pirogronianu, wytwarzając oksalooctan; dlatego też karboksylaza pirogronianowa jest anaplerotyczna dla cyklu kwasu cytrynowego (Rysunek 3). Oksalooctan może być następnie przekształcony do fosfoenolopirogronianu i ostatecznie do glukozy.

– Karboksylaza metylokrotonylo-CoA katalizuje istotny etap w katabolizmie leucyny, niezbędnego aminokwasu rozgałęzionego. Ten zawierający biotynę enzym katalizuje produkcję 3-metyloglutakonylo-CoA z metylokrotonylo-CoA (rysunek 4a).

– Karboksylaza propionyl-CoA wytwarza D-malonylo-malonylo-CoA z propionyl-CoA, produktu ubocznego w β-oksydacji kwasów tłuszczowych z nieparzystą liczbą atomów węgla (rysunek 4a). Konwersja propionylo-CoA do D-malonylo-malonylo-CoA jest również wymagana w szlakach katabolicznych dwóch aminokwasów rozgałęzionych (izoleucyny i waliny), metioniny, treoniny i łańcucha bocznego cholesterolu (Rysunek 4a i 4b).

Regulacja struktury chromatyny i ekspresji genów

W jądrach eukariotycznych DNA jest pakowane w zwarte struktury, tworząc nukleosomy – podstawowe jednostki chromatyny. Każdy nukleosom składa się z 147 par zasad DNA owiniętych wokół ośmiu histonów (sparowanych histonów: H2A, H2B, H3 i H4). Kolejny histon, zwany linkerem H1, znajduje się na zewnętrznej powierzchni każdego nukleosomu i służy jako kotwica mocująca DNA wokół histonowego rdzenia. Zwarte upakowanie chromatyny musi być od czasu do czasu rozluźnione, aby mogły zachodzić procesy biologiczne, takie jak replikacja DNA i transkrypcja. Modyfikacje chemiczne DNA i histonów wpływają na fałdowanie chromatyny, zwiększając lub zmniejszając dostępność DNA dla czynników zaangażowanych w wyżej wymienione procesy. Wraz z metylacją DNA, szereg modyfikacji chemicznych w obrębie N-końcowego ogona histonów rdzeniowych modyfikuje ich ładunek elektryczny i strukturę, zmieniając w ten sposób konformację chromatyny i aktywność transkrypcyjną genów.

Różne modyfikacje ogonów histonów, w tym acetylacja, metylacja, fosforylacja, ubikwitynacja, SUMOilacja, ADP-rybozylacja, karbonylacja, deiminacja, hydroksylacja i biotynylacja, pełnią różne funkcje regulacyjne. Kilka miejsc biotynylacji zostało zidentyfikowanych w histonach H2A, H3 i H4 (5). Wśród nich, biotynylacja histonu H4 przy lizynie (K) 12 (odnotowana jako H4K12bio) wydaje się być wzbogacona w heterochromatynie, ściśle skondensowanej chromatynie związanej z regionami powtórzeń w (około)centromerach i telomerach oraz z elementami transpozycyjnymi znanymi jako długie powtórzenia terminalne (3). Ponadto, znaczniki biotynylacji kolokalizują z dobrze znanymi znacznikami represji genowej, takimi jak metylowana lizyna 9 w histonie H3 (H3K9me) w chromatynie kompetentnej transkrypcyjnie (6). Na przykład, H4K12bio można znaleźć przy promotorze genu SLC5A6, który koduje transporter pośredniczący we wchłanianiu biotyny do komórek, ludzki sodozależny transporter multiwitaminowy (hSMVT). Gdy biotyny jest dużo, HCS może biotynylować histony H4 w promotorze SLC5A6, co zatrzymuje syntezę hSMVT i zmniejsza wychwyt biotyny. I odwrotnie, w komórkach z niedoborem biotyny, znaczniki biotynylacji w promotorze SLC5A6 są usuwane tak, że ekspresja genu może zachodzić, umożliwiając syntezę hSMVT, a następnie zwiększając pobór biotyny (7).

Niedobór

Ale jawny niedobór biotyny jest bardzo rzadki, ludzkie zapotrzebowanie na biotynę w diecie zostało wykazane w trzech różnych sytuacjach: długotrwałe karmienie dożylne (pozajelitowe) bez suplementacji biotyną, niemowlęta karmione preparatem elementarnym pozbawionym biotyny oraz spożywanie surowego białka jaja przez dłuższy czas (wiele tygodni do lat) (8). Surowe białko jaja zawiera antybakteryjne białko zwane awidyną, które może wiązać biotynę i uniemożliwiać jej wchłanianie. Gotowanie białko jaja denaturuje awidynę, czyniąc go podatnym na trawienie i dlatego nie jest w stanie zapobiec wchłanianiu biotyny diety (5).

Oznaki i objawy niedoboru biotyny

Objawy jawnego niedoboru biotyny obejmują wypadanie włosów (łysienie) i łuszcząca się czerwona wysypka wokół oczu, nosa, ust i narządów płciowych. Neurologiczne objawy u dorosłych obejmowały depresję, senność, halucynacje, drętwienie i mrowienie kończyn, ataksja i drgawki. Charakterystyczna wysypka na twarzy, wraz z nietypowym rozmieszczeniem tkanki tłuszczowej na twarzy, została określona przez niektórych badaczy jako „twarz z niedoborem biotyny” (1). Osoby z dziedzicznymi zaburzeniami metabolizmu biotyny (patrz: Wrodzone zaburzenia metabolizmu) skutkujące funkcjonalnym niedoborem biotyny często mają podobne wyniki badań fizycznych, a także napady drgawek i dowody na upośledzenie funkcji układu odpornościowego i zwiększoną podatność na infekcje bakteryjne i grzybicze (9, 10).

Czynniki ryzyka niedoboru biotyny

Oprócz długotrwałego spożywania surowego białka jaja lub całkowitego dożylnego wsparcia żywieniowego pozbawionego biotyny, inne warunki mogą zwiększać ryzyko wyczerpania biotyny. Palenie tytoniu jest związane z nasilonym katabolizmem biotyny (11). Szybko dzielące się komórki rozwijającego się płodu wymagają biotyny do syntezy niezbędnych karboksylaz i biotynylacji histonów; dlatego zapotrzebowanie na biotynę jest prawdopodobnie zwiększone w czasie ciąży. Badania sugerują, że u znacznej liczby kobiet podczas normalnej ciąży występuje marginalny lub subkliniczny niedobór biotyny (patrz również Zapobieganie chorobom) (8, 12, 13). Ponadto, niektóre rodzaje chorób wątroby mogą zmniejszać aktywność biotynidazy i teoretycznie zwiększać zapotrzebowanie na biotynę. W badaniu z udziałem 62 dzieci z przewlekłymi chorobami wątroby i 27 zdrowych osób z grupy kontrolnej stwierdzono, że aktywność biotynidazy w surowicy jest nieprawidłowo niska u dzieci z ciężkimi zaburzeniami czynności wątroby spowodowanymi marskością wątroby (14). Badanie to nie dostarczyło jednak dowodów na niedobór biotyny. Ponadto, leki przeciwdrgawkowe, stosowane w celu zapobiegania napadom u osób z padaczką, zwiększają ryzyko niedoboru biotyny (więcej informacji na temat biotyny i leków przeciwdrgawkowych, patrz Interakcje lekowe).

Wrodzone zaburzenia metabolizmu

Niedobór biotynidazy

Istnieje kilka sposobów, w których dziedziczne zaburzenie, niedobór biotynidazy, prowadzi do wtórnego niedoboru biotyny. Wchłanianie jelitowe jest zmniejszone, ponieważ brak biotynidazy zapobiega uwalnianiu biotyny z białka pokarmowego (15). Recykling własnej biotyny związanej z karboksylazami i histonami jest również upośledzony, a utrata biocytyny (N-biotynylo-lizyny) i biotyny z moczem jest zwiększona (patrz rysunek 1 powyżej) (5). Niedobór biotynidazy równomiernie reaguje na suplementację biotyny. Doustna suplementacja aż 5 do 10 miligramów (mg) biotyny dziennie jest czasami wymagane, chociaż mniejsze dawki są często wystarczające (przegląd w 16).

Niedobór syntetazy holokarboksylazy (HCS)

Niektóre formy niedoboru HCS reagują na suplementację farmakologicznymi dawkami biotyny. Niedobór HCS powoduje zmniejszone tworzenie wszystkich holokarboksylaz przy fizjologicznych stężeniach biotyny we krwi; dlatego wymagana jest suplementacja biotyną w dużych dawkach (10-80 mg biotyny dziennie) (10).

Prognoza w przypadku tych dwóch zaburzeń jest zazwyczaj dobra, jeśli terapia biotyną zostanie wprowadzona wcześnie (w okresie niemowlęcym lub dziecięcym) i będzie kontynuowana przez całe życie (10).

Niedobór transportu biotyny

Ostatecznie opisano jeden przypadek dziecka z niedoborem transportu biotyny, u którego wystąpiła odpowiedź na suplementację biotyną w dużych dawkach (17). Należy zauważyć, że obecność wadliwego ludzkiego sodozależnego transportera multiwitaminowego (hSMVT) została wykluczona jako przyczyna niedoboru transportu biotyny.

Fenyloketonuria (PKU)

Nienormalnie podwyższone stężenie aminokwasu, fenyloalaniny, we krwi osób z PKU może hamować aktywność biotynidazy. Schulpis i wsp. spekulowali, że łojotokowe zapalenie skóry związane z niską aktywnością biotynidazy u tych pacjentów ustąpi po zastosowaniu specjalnej diety niskobiałkowej, ale nie po suplementacji biotyny (18).

Markery statusu biotyny

Cztery miary marginalnego niedoboru biotyny zostały zatwierdzone jako wskaźniki statusu biotyny: (1) zmniejszone wydalanie z moczem biotyny i niektórych jej katabolitów; (2) wysokie wydalanie z moczem kwasu organicznego, kwasu 3-hydroksyizowalerianowego, i jego pochodnej, kwasu karnitylo-3-hydroksyizowalerianowego, z których oba odzwierciedlają zmniejszoną aktywność zależnej od biotyny karboksylazy metylokrotonylo-CoA; (3) obniżona aktywność karboksylazy propionyl-CoA w limfocytach krwi obwodowej (5); oraz (4) obniżony poziom karboksylazy holo-metylokrotonylo-CoA i karboksylazy holo-propionyl-CoA w limfocytach – najbardziej wiarygodnych wskaźników statusu biotyny (19). Markery te zostały zwalidowane tylko u mężczyzn i kobiet niebędących w ciąży i mogą nie odzwierciedlać dokładnie statusu biotyny u kobiet w ciąży i karmiących piersią (12).

Należyte spożycie (AI)

Brak jest wystarczających dowodów naukowych, aby oszacować zapotrzebowanie żywieniowe na biotynę; dlatego nie ustalono zalecanego spożycia (RDA) biotyny. Żywności i Żywienia (FNB) Instytutu Medycyny (IOM) ustalił zalecenia dotyczące odpowiedniego spożycia (AI; Tabela 1). AI dla dorosłych (30 mikrogramów / dzień) została ekstrapolowana z AI dla niemowląt karmionych wyłącznie mlekiem ludzkim i oczekuje się, że przeszacuje zapotrzebowanie na biotynę w diecie dla dorosłych. Spożycie biotyny przez ogólnie zdrowe osoby dorosłe oszacowano na 40-60 μg/dzień (1). Zapotrzebowanie na biotynę w ciąży może być zwiększone (20).

Tabela 1. Adequate Intake (AI) for Biotin

Life Stage	Age	Males (μg/day)	Females (μg/day)
Infants	0-.6 miesięcy	5	5
Niemowlęta	7-.12 miesięcy	6	6
Dziecka	1-.3 lata	8	8
Dzieci	4-8 lat	12	12
Dzieci	9-.13 lat	20	20
Dorosła młodzież	14-18 lat	25	25
Dorośli	19 lat i więcej	30	30
Ciąża	wszystkie grupy wiekowe	-.	30
Karmienie piersią	wszystkie grupy wiekowe	-.	35

Zapobieganie chorobom

Wady wrodzone

Obecne badania wskazują, że u co najmniej jednej trzeciej kobiet w czasie ciąży rozwija się krańcowy niedobór biotyny (8), Nie wiadomo jednak, czy może to zwiększać ryzyko wystąpienia wad wrodzonych. W małych badaniach obserwacyjnych u kobiet ciężarnych odnotowano nieprawidłowo wysokie wydalanie kwasu 3-hydroksyizowalerianowego z moczem zarówno we wczesnej, jak i późnej ciąży, co sugeruje zmniejszoną aktywność zależnej od biotyny karboksylazy metylokrotonylo-CoA (21, 22). W randomizowanym, pojedynczo zaślepionym badaniu interwencyjnym z udziałem 26 kobiet w ciąży, suplementacja biotyną w dawce 300 μg/dobę przez dwa tygodnie ograniczyła wydalanie kwasu 3-hydroksyizowalerianowego w porównaniu z placebo, potwierdzając, że zwiększone wydalanie kwasu 3-hydroksyizowalerianowego rzeczywiście odzwierciedla marginalny niedobór biotyny w ciąży (23). W małym badaniu przekrojowym u 22 kobiet w ciąży odnotowano częstość występowania niskiej aktywności karboksylazy propionyl-CoA limfocytów (inny marker niedoboru biotyny) większą niż 80% (13). Chociaż poziom niedoboru biotyny nie jest związany z jawnymi objawami niedoboru u kobiet w ciąży, takie obserwacje są źródłem niepokoju, ponieważ wykazano, że subkliniczny niedobór biotyny powoduje rozszczep podniebienia i hipoplazję kończyn u kilku gatunków zwierząt (omówione w 13). Ponadto stwierdzono, że pozbawienie biotyny hamuje ekspresję karboksylaz zależnych od biotyny, usuwa znaczniki biotyny z histonów i zmniejsza proliferację ludzkich embrionalnych podniebiennych komórek mezenchymalnych w hodowli (24). Upośledzenie aktywności karboksylazy może prowadzić do zmian w metabolizmie lipidów, które zostały powiązane z rozszczepem podniebienia i nieprawidłowościami szkieletowymi u zwierząt. Ponadto, niedobór biotyny prowadzący do zmniejszonej biotynylacji histonów w określonych loci genomowych może prawdopodobnie zwiększyć niestabilność genomową i spowodować anomalie chromosomowe i wady rozwojowe płodu (13).

Choć kobietom w ciąży zaleca się spożywanie suplementu kwasu foliowego przed i w trakcie ciąży w celu zapobiegania wadom cewy nerwowej (patrz Folian), byłoby również rozsądne, aby zapewnić odpowiednie spożycie biotyny przez całą ciążę. Aktualne AI dla kobiet w ciąży wynosi 30 μg/dobę biotyny i nigdy nie zgłaszano toksyczności na tym poziomie spożycia (patrz Bezpieczeństwo).

Leczenie chorób

Choroba zwojów podstawy reagująca na biotynę

Choroba zwojów podstawy reagująca na biotynę, zwana również zespołem zaburzeń metabolizmu tiaminy-2, jest spowodowana mutacjami w genie kodującym transporter tiaminy-2 (THTR-2). Objawy kliniczne pojawiają się około trzeciego do czwartego roku życia i obejmują podostrą encefalopatię (dezorientacja, senność i zmieniony poziom świadomości), ataksję i drgawki. Niedawno przeprowadzono retrospektywne badanie 18 chorych osób pochodzących z tej samej rodziny lub tego samego plemienia w Arabii Saudyjskiej. Dane wykazały, że monoterapia biotyną (5-10 mg/kg/dobę) skutecznie zniosła objawy kliniczne choroby, chociaż jedna trzecia pacjentów cierpiała z powodu nawracających ostrych kryzysów. Ostre kryzy, często związane ze złym wynikiem leczenia, nie były obserwowane po rozpoczęciu suplementacji tiaminą (300-400 mg/dobę) i podczas pięcioletniego okresu obserwacji. Wczesna diagnostyka i natychmiastowe leczenie biotyną i tiaminą prowadziły do pozytywnych wyników (25). Mechanizm korzystnego wpływu suplementacji biotyną nie został jeszcze wyjaśniony.

Stwardnienie rozsiane

Stwardnienie rozsiane (MS) jest chorobą autoimmunologiczną charakteryzującą się postępującymi uszkodzeniami osłonki mielinowej otaczającej włókna nerwowe (aksony) oraz utratą neuronów w mózgu i rdzeniu kręgowym osób dotkniętych chorobą. Postęp niepełnosprawności neurologicznej u pacjentów z SM jest często oceniany za pomocą rozszerzonej skali stanu niepełnosprawności (EDSS) z punktacją od 1 do 10, od minimalnych oznak dysfunkcji ruchowej (wynik 1) do śmierci z powodu SM (wynik 10). Niedobór ATP spowodowany dysfunkcją mitochondriów i nasilonym stresem oksydacyjnym może być częściowo odpowiedzialny za postępującą degenerację neuronów w MS (26). Biorąc pod uwagę jej rolę w metabolizmie pośrednim i syntezie kwasów tłuszczowych (wymaganych do tworzenia mieliny) (patrz funkcja), postawiono hipotezę, że biotyna może wywierać korzystny wpływ, który ograniczy lub odwróci zaburzenia czynnościowe związane z MS (26).

W nierandomizowanym, niekontrolowanym badaniu pilotażowym u 23 pacjentów z postępującym SM stwierdzono, że duże dawki biotyny (100-600 mg/dobę) są związane z trwałą poprawą kliniczną u 5 (z 5) pacjentów z postępującą utratą wzroku i 16 (z 18) pacjentów z częściowym paraliżem kończyn po średnio trzech miesiącach od rozpoczęcia leczenia (27). Ponadto wstępne wyniki wieloośrodkowego, randomizowanego, kontrolowanego placebo badania z udziałem 154 osób z postępującym SM wskazują, że 13 ze 103 pacjentów randomizowanych do otrzymywania codziennej doustnej biotyny (300 mg) przez 48 tygodni osiągnęło złożony funkcjonalny punkt końcowy, który obejmował zmniejszenie punktacji w skali EDSS. Dla porównania, żaden z 51 pacjentów randomizowanych do grupy placebo nie wykazał znaczącej poprawy klinicznej (28). Dwa trwające badania oceniają efekt suplementacji dużych dawek biotyny w leczeniu stwardnienia rozsianego (patrz badania NCT02220933 i NCT02220244 na www.clinicaltrials.gov).

Cukrzyca

Okazano, że jawny niedobór biotyny upośledza wykorzystanie glukozy u myszy (29) i powoduje śmiertelną hipoglikemię u kurcząt. Ukryty niedobór biotyny prawdopodobnie również powoduje nieprawidłowości w regulacji glukozy u ludzi (patrz Funkcja). W jednym z wczesnych badań na ludziach odnotowano niższe stężenie biotyny w surowicy u 43 pacjentów z cukrzycą typu 2 w porównaniu z 64 osobami z grupy kontrolnej bez cukrzycy, jak również odwrotną zależność między stężeniem glukozy we krwi na czczo a stężeniem biotyny (30). W małym, randomizowanym, kontrolowanym placebo badaniu interwencyjnym z udziałem 28 pacjentów z cukrzycą typu 2, codzienna suplementacja 9 miligramami (mg) biotyny przez jeden miesiąc spowodowała średnie zmniejszenie stężenia glukozy we krwi na czczo o 45% (30). Jednak w innym małym badaniu z udziałem 10 pacjentów z cukrzycą typu 2 i 7 osób bez cukrzycy nie stwierdzono wpływu suplementacji biotyną (15 mg/dobę) przez 28 dni na stężenie glukozy we krwi na czczo w żadnej z grup (31). W nowszym badaniu tej samej grupy badawczej, przeprowadzonym metodą podwójnie ślepej próby i kontrolowanym placebo, wykazano, że ten sam schemat podawania biotyny obniżył stężenie triglicerydów w osoczu zarówno u pacjentów z cukrzycą, jak i u osób bez cukrzycy z hipertriglicerydemią (32). W tym badaniu podawanie biotyny nie miało wpływu na stężenie glukozy we krwi w żadnej z grup pacjentów. Ponadto w kilku badaniach wykazano, że współwystępowanie biotyny i pikolinianu chromu może być korzystnym uzupełnieniem terapii u pacjentów z cukrzycą typu 2 (33-36). Jednakże wykazano, że podawanie samego pikolinianu chromu poprawia kontrolę glikemii u chorych na cukrzycę (patrz artykuł o chromie) (37).

Jako kofaktor karboksylaz wymaganych do syntezy kwasów tłuszczowych, biotyna może zwiększać wykorzystanie glukozy do syntezy tłuszczów. Biotyna została znaleziona w celu stymulowania glukokinazy, enzym wątroby, który zwiększa syntezę glikogenu, formy przechowywania glukozy. Biotyna wydaje się również wywołać wydzielanie insuliny w trzustce szczurów i poprawić homeostazę glukozy (38). Jednak zmniejszona aktywność ACC1 i ACC2 powinna zmniejszyć syntezę kwasów tłuszczowych i zwiększyć oksydację kwasów tłuszczowych, odpowiednio. Nic dziwnego, że obecnie nie jest jasne, czy farmakologiczne dawki biotyny mogłyby przynieść korzyści w leczeniu hiperglikemii u pacjentów z upośledzoną tolerancją glukozy. Co więcej, to czy suplementacja biotyny obniża ryzyko powikłań sercowo-naczyniowych u pacjentów z cukrzycą poprzez zmniejszenie stężenia triglicerydów i cholesterolu LDL w surowicy pozostaje do udowodnienia (32-34).

Łamliwe paznokcie (onychorrhexis)

Odkrycie, że suplementy biotyny były skuteczne w leczeniu nieprawidłowości kopyt u zwierząt kopytnych sugerowało, że biotyna może być również pomocna we wzmacnianiu łamliwych paznokci u ludzi (39-41). Opublikowano trzy niekontrolowane próby badające efekty suplementacji biotyną (2,5 mg/dzień przez kilka miesięcy) u kobiet z łamliwymi paznokciami (42-44). W dwóch z tych badań subiektywne dowody poprawy klinicznej odnotowano u 67%-91% uczestniczek dostępnych w obserwacji na koniec okresu leczenia (42, 43). W jednym badaniu, w którym do oceny łamliwości paznokci zastosowano skaningową mikroskopię elektronową, odnotowano mniejszą liczbę rozdwojeń paznokci i 25% wzrost grubości płytki paznokciowej u pacjentów suplementowanych biotyną przez 6 do 15 miesięcy (44). Suplementacja biotyną (5 mg/dzień) okazała się również skuteczna w kontrolowaniu niesfornych włosów i rozdwajających się paznokci u dwóch maluchów z dziedzicznym zespołem niesfornych włosów (45). Chociaż wstępne dowody sugerują, że uzupełnianie biotyny może pomóc wzmocnić kruche paznokcie, potrzebne są większe badania kontrolowane placebo, aby ocenić skuteczność suplementacji biotyny w dużych dawkach w leczeniu łamliwych paznokci.

Wypadanie włosów (łysienie)

Stwierdzono, że podawanie biotyny odwraca łysienie u dzieci leczonych lekiem przeciwdrgawkowym, kwasem walproinowym (patrz Interakcje lekowe). Jednak, chociaż utrata włosów jest objawem ciężkiego niedoboru biotyny (patrz Niedobór), nie ma opublikowanych badań naukowych, które wspierają twierdzenie, że suplementy biotyny w dużych dawkach są skuteczne w zapobieganiu lub leczeniu utraty włosów u mężczyzn lub kobiet (46).

Źródła

Źródła żywności

Biotyna znajduje się w wielu pokarmach, albo jako wolna forma, która jest bezpośrednio pobierana przez enterocyty lub jako biotyna związana z białkami diety. Żółtko jaja, wątroba i drożdże są bogatym źródłem biotyny. Szacunkowe średnie dzienne spożycie biotyny z małych badań wahało się między 40 a 60 mikrogramów (μg) dziennie u dorosłych (1). Jednakże, amerykańskie krajowe badania żywieniowe nie były jeszcze w stanie oszacować spożycia biotyny ze względu na niedostateczną ilość i niewiarygodność danych dotyczących zawartości biotyny w żywności. Tabele składu żywności dla biotyny są niekompletne, tak że nie można wiarygodnie oszacować jej spożycia u ludzi. W badaniu przeprowadzonym przez Staggs i wsp. (47) zastosowano metodę wysokosprawnej chromatografii cieczowej zamiast testów biologicznych (48) i odnotowano stosunkowo różną zawartość biotyny w niektórych wybranych produktach spożywczych. Tabela 2 zawiera wykaz niektórych źródeł pokarmowych biotyny, wraz z ich zawartością w μg.

Tabela 2. Some Food Sources of Biotin (47, 48)

Food	Serving	Biotin (μg)
Yeast	1 packet (7 grams)	1.4-14
Chleb, pełnoziarnisty	1 kromka	0.02-6
Jajko, gotowane	1 duże	13-25
Ser, cheddar	1 uncja	0.4-2
Wątroba, gotowana	3 uncje*	27-35
Wieprzowina, gotowana	3 uncje*	2-4
Łosoś, gotowany	3 uncje*	4-5
Avocado	1 całe	2-6
Maliny	1 filiżanka	0.2-2
Kalafior, surowy	1 filiżanka	0,2-4
*Trzy uncjowa porcja mięsa jest mniej więcej wielkości talii kart.

Synteza bakteryjna

Większość bakterii, które normalnie kolonizują jelito cienkie i grube (okrężnica), syntetyzuje biotynę (49). Czy biotyna jest uwalniany i wchłaniany przez ludzi w znaczących ilościach pozostaje nieznany. Pobór wolnej biotyny do komórek jelitowych przez ludzki sodozależny transporter multiwitaminowy (hSMVT) został zidentyfikowany w hodowlanych komórkach pochodzących z wyściółki jelita cienkiego i okrężnicy (50), co sugeruje, że ludzie mogą być w stanie wchłonąć biotynę produkowaną przez bakterie jelitowe – zjawisko udokumentowane u świń.

Suplementy

Biotyna jest dostępna jako suplement pojedynczego składnika odżywczego w różnych dawkach i jest często zawarta w suplementach B-complex i multiwitaminowo-mineralnych (MVM). Wiele suplementów MVM zawiera 30 μg biotyny (51).

Bezpieczeństwo

Toksyczność

Biotyna nie jest znana jako toksyczna. U osób bez zaburzeń metabolizmu biotyny, dawki do 5 mg/dzień przez dwa lata nie były związane z działaniami niepożądanymi (52). Doustna suplementacja biotyną była dobrze tolerowana w dawkach do 200 mg/dobę (prawie 7000 razy więcej niż AI) u osób z dziedzicznymi zaburzeniami metabolizmu biotyny (1). Stwierdzono również, że codzienna suplementacja wysoce skoncentrowanym preparatem biotyny (100-600 mg) przez kilka miesięcy była dobrze tolerowana u osób z postępującym stwardnieniem rozsianym (27, 28). Istnieje jednak jeden opis przypadku zagrażającego życiu eozynofilowego wysięku opłucnowego u starszej kobiety, która przyjmowała kombinację 10 mg/dzień biotyny i 300 mg/dzień kwasu pantotenowego (witamina B5) przez dwa miesiące (53). Ponieważ w czasie ustalania referencyjnych wartości spożycia (DRI) dla biotyny w 1998 roku brakowało doniesień o niepożądanych zdarzeniach, Instytut Medycyny nie ustalił tolerowanego górnego poziomu spożycia (UL) dla biotyny (1).

Interakcje składników odżywczych

Duże dawki kwasu pantotenowego (witamina B5) mają potencjał do konkurowania z biotyną o wchłanianie jelitowe i komórkowe przez ludzki transporter multiwitaminowy zależny od sodu (hSMVT) (54, 55). Biotyna również współdzieli transporter hSMVT z kwasem α-liponowym (56). Stwierdzono, że farmakologiczne (bardzo wysokie) dawki kwasu α-liponowego zmniejszają aktywność karboksylaz zależnych od biotyny u szczurów, ale takiego efektu nie wykazano u ludzi (57).

Interakcje lekowe

Osoby stosujące długotrwałe leczenie przeciwdrgawkowe (przeciwpadaczkowe) mają podobno zmniejszone stężenie biotyny we krwi, a także zwiększone wydalanie z moczem kwasów organicznych (np. kwasu 3-hydroksyizowalerianowego), które wskazują na zmniejszoną aktywność karboksylazy (patrz Markery stanu biotyny) (5). Potencjalne mechanizmy zubożenia biotyny przez leki przeciwdrgawkowe, prymidon (Mysoline), fenytoinę (Dilantin) i karbamazepinę (Carbatrol, Tegretol), obejmują hamowanie wchłaniania jelitowego biotyny i wchłaniania nerkowego, jak również zwiększony katabolizm biotyny (51). Stosowanie przeciwdrgawkowego kwasu walproinowego u dzieci powodowało utratę włosów, którą odwracała suplementacja biotyny (58-61). Długotrwałe leczenie przeciwbakteryjnymi lekami sulfonamidowymi (sulfa) lub innymi antybiotykami może zmniejszać bakteryjną syntezę biotyny. Jednak biorąc pod uwagę, że stopień, w jakim synteza bakteryjna przyczynia się do spożycia biotyny u ludzi, nie jest znany, wpływ leków przeciwbakteryjnych na stan odżywienia biotyną pozostaje niepewny (51).

Linus Pauling Institute Zalecenie

Niewiele wiadomo na temat ilości biotyny w diecie wymaganej do promowania optymalnego zdrowia lub zapobiegania chorobom przewlekłym. Instytut Linusa Paulinga popiera zalecenie Instytutu Medycyny, które wynosi 30 mikrogramów (μg) biotyny dziennie dla dorosłych. Zróżnicowana dieta powinna zapewnić wystarczającą ilość biotyny dla większości ludzi. Jednakże, zgodnie z zaleceniem Instytutu Linusa Paulinga, aby codziennie przyjmować suplement multiwitaminowo-mineralny, ogólnie zapewni spożycie co najmniej 30 μg/dzień biotyny.

Starsi dorośli (>50 lat)

Obecnie nie ma wskazań, że starsi dorośli mają zwiększone zapotrzebowanie na biotynę. Jeśli spożycie biotyny w diecie nie jest wystarczające, codzienny suplement multiwitaminowo-mineralny na ogół zapewni spożycie co najmniej 30 μg biotyny dziennie.

Autorzy i recenzenci

Originally written in 2000 by:
Jane Higdon, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Updated in June 2004 by:
Jane Higdon, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Updated in August 2008 by:
Victoria J. Drake, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Updated in July 2015 by:
Barbara Delage, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Reviewed in September 2015 by:
Donald Mock, M.D., Ph.D.
Professor
Departments of Biochemistry and Molecular Biology and Pediatrics
University of Arkansas for Medical Sciences

Last updated 10/21/15 Copyright 2000-2021 Linus Pauling Institute