Micronutrient Information Center

Español | 日本語

Samenvatting

• Wateroplosbare biotine is een essentiële cofactor voor enzymen in het intermediaire metabolisme en een belangrijke regulator van genexpressie. (Meer informatie)
• Zowel parenterale voeding verstoken van biotine als langdurige consumptie van rauw eiwit zijn in verband gebracht met symptomen van biotinegebrek, waaronder haaruitval, dermatitis en huiduitslag, ataxie, toevallen en andere neurologische stoornissen. (Meer informatie)
• Biotinidase-deficiëntie is een zeldzame erfelijke aandoening die de biotine-absorptie en -recycling belemmert, wat resulteert in secundaire biotinedeficiëntie. (Meer informatie)
• De aanbevolen adequate inname (AI) van biotine is vastgesteld op 30 microgram (μg)/dag voor volwassenen. De biotinebehoeften zijn waarschijnlijk verhoogd tijdens de zwangerschap en het geven van borstvoeding. (Meer informatie)
• Dierstudies hebben aangetoond dat een voldoende biotinegehalte essentieel is voor een normale ontwikkeling van de foetus. Of een marginaal biotinetekort tijdens de zwangerschap het risico op aangeboren afwijkingen bij mensen verhoogt, is momenteel een punt van zorg en onderzoek. (Meer informatie)
• Biotine wordt gebruikt bij de behandeling van een erfelijke aandoening van thiamine-transport, genaamd biotine-responsieve basale ganglia ziekte, en wordt momenteel getest in proeven om functionele handicaps bij personen met multiple sclerose te beperken of om te keren. (Meer informatie)
• Definitief bewijs dat vaststelt of biotinesuppletie de glucose- en lipidenhomeostase verbetert bij personen met type 2 diabetes mellitus ontbreekt momenteel, maar er zijn suggestieve waarnemingen gepubliceerd. (Meer informatie)
• Biotine kan niet worden gesynthetiseerd door zoogdiercellen en moet worden verkregen uit exogene bronnen. Biotine komt veel voor in voedsel, en goede voedingsbronnen zijn eigeel, lever, volkoren graanproducten en sommige groenten. (Meer informatie)
• Lange termijn anti-epileptica (anti-seizuur) therapie kan de voedingsbehoefte aan biotine verhogen, omdat anti-epileptica de intestinale absorptie en renale re-absorptie van biotine kunnen verstoren en waarschijnlijk ook de afbraak van biotine tot inactieve metabolieten verhogen. (Meer informatie)

Biotine is een wateroplosbare vitamine die over het algemeen wordt geclassificeerd als een vitamine van het B-complex. Na de eerste ontdekking in 1927 was 40 jaar aanvullend onderzoek nodig om biotine ondubbelzinnig als vitamine aan te duiden (1). Biotine is nodig voor alle organismen, maar kan worden gesynthetiseerd door sommige stammen van bacteriën, gist, schimmels, algen, en sommige plantensoorten (2).

Functie

Biotinylering

Biotine functioneert als een covalent gebonden cofactor die nodig is voor de biologische activiteit van de vijf bekende biotine-afhankelijke carboxylases van zoogdieren (zie hieronder). Een dergelijke niet-eiwit cofactor staat bekend als een “prothetische groep”. De covalente binding van biotine aan het apocarboxylase (d.w.z. het katalytisch inactieve carboxylase) wordt gekatalyseerd door het enzym holocarboxylasesynthetase (HCS). De term “biotinylering” verwijst naar de covalente toevoeging van biotine aan willekeurige moleculen, waaronder apocarboxylasen en histonen. HCS katalyseert de post-translationele biotinylering van de epsilon-aminogroep van een lysineresidu op de actieve plaats van elk apocarboxylase, waardoor het inactieve apocarboxylase wordt omgezet in een volledig actief holocarboxylase (figuur 1a). Bepaalde lysineresten in de N-terminale staart van specifieke histonen, die helpen bij het verpakken van DNA in eukaryote kernen, kunnen ook worden gebiotinyleerd (3). Biotinidase is het enzym dat het vrijkomen van biotine katalyseert uit gebiotinyleerde histonen en uit de peptideproducten van holocarboxylase-afbraak (figuur 1b).

Enzymatische cofactor

Vijf carboxylases van zoogdieren die essentiële metabolische reacties katalyseren:

– Zowel acetyl-Coenzym A (CoA) carboxylase 1 (ACC1) als acetyl-CoA carboxylase 2 (ACC2) katalyseren de omzetting van acetyl-CoA in malonyl-CoA met behulp van bicarbonaat en ATP; via ACC1 gegenereerd malonyl-CoA is een snel beperkend substraat voor de synthese van vetzuren in het cytosol, en via ACC2 gegenereerd malonyl-CoA remt CPT1, een buitenste mitochondriaal membraaneenzym dat belangrijk is bij de vetzuuroxidatie (figuur 2). ACC1 wordt in alle weefsels aangetroffen en is vooral actief in lipogene weefsels (d.w.z. lever, wit vetweefsel en borstklier), hart en pancreaseilandjes. ACC2 is vooral overvloedig aanwezig in skeletspieren en het hart (4).

– Pyruvaatcarboxylase is een kritisch enzym in de gluconeogenese – de vorming van glucose uit andere bronnen dan koolhydraten, zoals pyruvaat, lactaat, glycerol, en de glucogene aminozuren. Pyruvaatcarboxylase katalyseert de ATP-afhankelijke incorporatie van bicarbonaat in pyruvaat, waarbij oxaloacetaat wordt geproduceerd; pyruvaatcarboxylase is dus anaplerotisch voor de citroenzuurcyclus (figuur 3). Oxaloacetaat kan vervolgens worden omgezet in fosfoenolpyruvaat en uiteindelijk in glucose.

– Methylcrotonyl-CoA-carboxylase katalyseert een essentiële stap in het katabolisme van leucine, een essentieel aminozuur met vertakte ketens. Dit biotinebevattende enzym katalyseert de productie van 3-methylglutaconyl-CoA uit methylcrotonyl-CoA (figuur 4a).

– Propionyl-CoA-carboxylase produceert D-malonylmalonyl-CoA uit propionyl-CoA, een bijproduct bij de β-oxidatie van vetzuren met een oneven aantal koolstofatomen (figuur 4a). De omzetting van propionyl-CoA in D-malonylmalonyl-CoA is ook vereist in de katabole routes van twee vertakte-keten aminozuren (isoleucine en valine), methionine, threonine, en de zijketen van cholesterol (figuur 4a en 4b).

Regulatie van chromatinestructuur en genexpressie

In eukaryote kernen wordt DNA verpakt in compacte structuren om nucleosomen te vormen – fundamentele eenheden van chromatine. Elk nucleosoom bestaat uit 147 basenparen DNA, gewikkeld rond acht histonen (gepaarde histonen: H2A, H2B, H3, en H4). Een ander histon, H1-linker genaamd, bevindt zich aan de buitenzijde van elk nucleosoom en dient als anker om het DNA rond de histon-kern te fixeren. De compacte verpakking van chromatine moet van tijd tot tijd worden ontspannen om biologische processen, zoals DNA-replicatie en transcriptie, mogelijk te maken. Chemische modificaties van DNA en histonen beïnvloeden de vouwing van chromatine, waardoor de toegankelijkheid van het DNA voor factoren die bij de bovengenoemde processen betrokken zijn, wordt vergroot of verkleind. Samen met DNA-methylering wijzigen een aantal chemische modificaties in de N-terminale staart van kernhistonen hun elektrische lading en structuur, waardoor de conformatie van het chromatine en de transcriptionele activiteit van genen wordt veranderd.

De verschillende modificaties van histonstaarten, waaronder acetylering, methylering, fosforylering, ubiquitinering, SUMO-ylering, ADP-ribosylering, carbonylering, deïminatie, hydroxylering en biotinylering, hebben verschillende regulerende functies. Verschillende plaatsen van biotinylering zijn geïdentificeerd in de histonen H2A, H3, en H4 (5). Daaronder blijkt histon H4 biotinylering op lysine (K) 12 (genoteerd H4K12bio) verrijkt te zijn in heterochromatine, een sterk gecondenseerd chromatine geassocieerd met herhaalde regio’s in (peri)centromeren en telomeren, en met transposable elementen bekend als lange terminale herhalingen (3). Bovendien, biotinylatie merken co-lokaliseren met bekende gen repressie merken zoals gemethyleerd lysine 9 in histon H3 (H3K9me) in transcriptioneel competent chromatine (6). H4K12bio kan bijvoorbeeld worden gevonden bij de promotor van het gen SLC5A6 dat codeert voor de transporteur die de biotine-opname in cellen medieert, de menselijke natrium-afhankelijke multivitaminetransporter (hSMVT). Wanneer er veel biotine aanwezig is, kan HCS histonen H4 in de SLC5A6-promotor biotinyleren, waardoor de hSMVT-synthese stopt en de biotine-opname vermindert. Omgekeerd worden in biotine-deficiënte cellen biotinyleringsmarkeringen in de SLC5A6-promotor verwijderd, zodat genexpressie kan plaatsvinden, waardoor de synthese van hSMVT mogelijk wordt en vervolgens de opname van biotine toeneemt (7).

Deficiëntie

Hoewel openlijke biotinetekorten zeer zeldzaam zijn, is de menselijke behoefte aan biotine via de voeding aangetoond in drie verschillende situaties: langdurige intraveneuze voeding (parenteraal) zonder biotinesuppletie, zuigelingen die worden gevoed met een elementaire formule zonder biotine, en consumptie van rauw eiwit gedurende een langere periode (vele weken tot jaren) (8). Rauw eiwit bevat een antimicrobieel eiwit, avidine genaamd, dat biotine kan binden en de absorptie ervan kan verhinderen. Het koken van eiwit denatureert avidine, waardoor het gevoelig wordt voor vertering en dus niet in staat is om de opname van biotine in de voeding te voorkomen (5).

Tekenen en symptomen van biotinedeficiëntie

Tekenen van openlijke biotinedeficiëntie zijn haaruitval (alopecia) en een schilferige rode uitslag rond de ogen, neus, mond en genitale zone. Neurologische symptomen bij volwassenen zijn onder meer depressie, lethargie, hallucinaties, gevoelloosheid en tintelingen van de ledematen, ataxie en toevallen. De karakteristieke gezichtsuitslag, samen met de ongewone vetverdeling in het gezicht, wordt door sommige onderzoekers het “biotine deficiënte gezicht” genoemd (1). Personen met erfelijke aandoeningen van het biotinemetabolisme (zie aangeboren stofwisselingsstoornissen) die resulteren in functionele biotinedeficiëntie hebben vaak vergelijkbare lichamelijke bevindingen, evenals toevallen en aanwijzingen voor een verminderde werking van het immuunsysteem en een verhoogde gevoeligheid voor bacteriële en schimmelinfecties (9, 10).

Risicofactoren voor biotinedeficiëntie

Naast langdurige consumptie van rauw eiwit of totale intraveneuze voedingsondersteuning zonder biotine, kunnen andere omstandigheden het risico op biotinedeficiëntie verhogen. Roken is in verband gebracht met een verhoogd biotinekatabolisme (11). De zich snel delende cellen van de zich ontwikkelende foetus hebben biotine nodig voor de synthese van essentiële carboxylasen en histonbiotinylering; daarom is de biotinebehoefte tijdens de zwangerschap waarschijnlijk groter. Onderzoek suggereert dat een aanzienlijk aantal vrouwen een marginaal of subklinisch biotinetekort ontwikkelt tijdens een normale zwangerschap (zie ook Ziektepreventie) (8, 12, 13). Bovendien kunnen bepaalde leveraandoeningen de biotinidase-activiteit verminderen en theoretisch de behoefte aan biotine verhogen. In een onderzoek bij 62 kinderen met een chronische leverziekte en 27 gezonde controles werd vastgesteld dat de serumbiotinidaseactiviteit abnormaal laag was bij kinderen met een ernstig verminderde leverfunctie als gevolg van cirrose (14). Deze studie leverde echter geen bewijs voor een biotinegebrek. Verder verhogen anti-epileptica, die worden gebruikt om aanvallen te voorkomen bij mensen met epilepsie, het risico op biotinedepletie (voor meer informatie over biotine en anti-epileptica, zie Wisselwerkingen tussen geneesmiddelen).

Aangeboren stofwisselingsziekten

Biotinidasedeficiëntie

Er zijn verschillende manieren waarop de erfelijke aandoening, biotinidasedeficiëntie, leidt tot een secundair biotinedeficiëntie. De intestinale absorptie is verminderd omdat een gebrek aan biotinidase het vrijkomen van biotine uit voedingseiwitten verhindert (15). De recycling van de eigen biotine, gebonden aan carboxylasen en histonen, is ook verstoord, en het urineverlies van biocytine (N-biotinyl-lysine) en biotine is verhoogd (zie figuur 1 hierboven) (5). Biotinidase-deficiëntie reageert uniform op suppletie van biotine. Orale suppletie met wel 5 tot 10 milligram (mg) biotine per dag is soms nodig, hoewel kleinere doses vaak voldoende zijn (besproken in 16).

Holocarboxylase synthetase (HCS) deficiëntie

Sommige vormen van HCS-deficiëntie reageren op suppletie met farmacologische doses biotine. HCS-deficiëntie leidt tot verminderde vorming van alle holocarboxylases bij fysiologische biotineconcentraties in het bloed; daarom is suppletie met hoge doses biotine (10-80 mg biotine per dag) nodig (10).

De prognose van deze twee aandoeningen is meestal goed als biotinetherapie vroeg wordt geïntroduceerd (zuigelingen of kinderen) en levenslang wordt voortgezet (10).

Biotinetransportdeficiëntie

Er is één geval bekend van een kind met biotinetransportdeficiëntie dat reageerde op hoge-dosis biotinesuppletie (17). Opmerkelijk is dat de aanwezigheid van een defecte menselijke natriumafhankelijke multivitaminetransporter (hSMVT) werd uitgesloten als oorzaak van biotine-transportdeficiëntie.

Phenylketonurie (PKU)

Normaal verhoogde concentraties van het aminozuur fenylalanine in het bloed van PKU-getroffen personen kunnen de activiteit van biotinidase remmen. Schulpis et al. speculeerden dat de seborrheïsche dermatitis geassocieerd met een lage biotinidase-activiteit bij deze patiënten zou verdwijnen bij het volgen van een speciaal eiwitarm dieet, maar niet met biotinesupplementatie (18).

Merkers van biotinestatus

Vier maten van marginale biotinedeficiëntie zijn gevalideerd als indicatoren van biotinestatus: (1) verminderde urine-uitscheiding van biotine en sommige van zijn katabole stoffen; (2) hoge urine-uitscheiding van een organisch zuur, 3-hydroxyisovalerinezuur, en het derivaat daarvan, carnityl-3-hydroxyisovalerinezuur, die beide wijzen op een verminderde activiteit van biotine-afhankelijk methylcrotonyl-CoA carboxylase; (3) verminderde activiteit van propionyl-CoA-carboxylase in lymfocyten in perifeer bloed (5); en 4) verminderde niveaus van holo-methylcrotonyl-CoA-carboxylase en holo-propionyl-CoA-carboxylase in lymfocyten – de meest betrouwbare indicatoren van de biotinestatus (19). Deze markers zijn alleen gevalideerd bij mannen en niet-zwangere vrouwen, en het is mogelijk dat ze de biotinestatus bij zwangere vrouwen en vrouwen die borstvoeding geven niet nauwkeurig weergeven (12).

De adequate inname (AI)

Er is onvoldoende wetenschappelijk bewijs om de voedingsbehoefte aan biotine te schatten; daarom is er geen Aanbevolen Voedingswaarde (ADH) voor biotine vastgesteld. In plaats daarvan heeft de Food and Nutrition Board (FNB) van het Institute of Medicine (IOM) aanbevelingen gedaan voor een adequate inname (AI; tabel 1). De AI voor volwassenen (30 microgram /dag) is geëxtrapoleerd uit de AI voor zuigelingen die uitsluitend moedermelk krijgen en zal naar verwachting een overschatting zijn van de biotinebehoefte van volwassenen via de voeding. De inname van biotine via de voeding van over het algemeen gezonde volwassenen wordt geschat op 40-60 μg/dag (1). De behoefte aan biotine tijdens de zwangerschap kan verhoogd zijn (20).

Tabel 1. Adequate inname (AI) voor biotine

Levensfase	Leeftijd	mannetjes (μg/dag)	vrouwtjes (μg/dag)
zuigelingen	0-6 maanden	5	5
zuigelingen	7-12 maanden	6	6
Kinderen	1-3 jaar	8	8
kinderen	4-8 jaar	12	12
kinderen	9-13 jaar	20	20
Adolescenten	14-18 jaar	25	25
volwassenen	19 jaar en ouder	30	30
zwangerschap	alle leeftijden	–	30
borstvoeding	alle leeftijden	–	35

Voorkomen van ziekten

Aangeboren afwijkingen

Gentijds onderzoek wijst uit dat ten minste een derde van de vrouwen tijdens de zwangerschap een marginaal biotinetekort ontwikkelt (8), maar het is niet bekend of dit het risico op aangeboren afwijkingen zou kunnen verhogen. Kleine observationele studies bij zwangere vrouwen hebben een abnormaal hoge urinaire uitscheiding van 3-hydroxyisovalerinezuur gerapporteerd in zowel de vroege als late zwangerschap, wat wijst op een verminderde activiteit van biotine-afhankelijk methylcrotonyl-CoA carboxylase (21, 22). In een gerandomiseerde, enkelblinde interventiestudie bij 26 zwangere vrouwen beperkte suppletie met 300 μg/dag biotine gedurende twee weken de uitscheiding van 3-hydroxyisovalerinezuur in vergelijking met placebo, wat bevestigde dat een verhoogde uitscheiding van 3-hydroxyisovalerinezuur inderdaad een marginaal biotinetekort tijdens de zwangerschap weerspiegelde (23). Een kleine dwarsdoorsnede studie bij 22 zwangere vrouwen meldde een incidentie van lage lymfocyten propionyl-CoA carboxylase activiteit (een andere marker van biotine deficiëntie) van meer dan 80% (13). Hoewel het niveau van biotinedeficiëntie niet geassocieerd is met openlijke tekenen van deficiëntie bij zwangere vrouwen, zijn dergelijke waarnemingen een bron van zorg omdat subklinische biotinedeficiëntie bij verschillende diersoorten gespleten gehemelte en hypoplasie van ledematen blijkt te veroorzaken (besproken in 13). Bovendien is gebleken dat biotine-depletie de expressie van biotine-afhankelijke carboxylases onderdrukt, biotinemerken van histon-eiwitten verwijdert, en de proliferatie in menselijke embryonale palatale mesenchymale cellen in cultuur vermindert (24). Een verminderde carboxylase-activiteit kan leiden tot veranderingen in het vetmetabolisme, die in verband zijn gebracht met gespleten gehemelte en skeletafwijkingen bij dieren. Verder kan biotinedeficiëntie die leidt tot verminderde histonbiotinylering op specifieke genomische loci mogelijk de genomische instabiliteit vergroten en resulteren in chromosoomanomalieën en foetale misvormingen (13).

Want zwangere vrouwen wordt geadviseerd om supplementair foliumzuur te consumeren voor en tijdens de zwangerschap om neurale buisdefecten te voorkomen (zie Foliumzuur), het zou ook verstandig zijn om te zorgen voor een adequate biotine-inname tijdens de zwangerschap. De huidige AI voor zwangere vrouwen is 30 μg/dag biotine, en er is nooit toxiciteit gemeld bij dit niveau van inname (zie Veiligheid).

Ziektebehandeling

Biotine-responsieve basale ganglia-ziekte

Biotine-responsieve basale ganglia-ziekte, ook wel thiaminemetabolisme dysfunctie syndroom-2 genoemd, wordt veroorzaakt door mutaties in het gen dat codeert voor thiamine-transporter-2 (THTR-2). De klinische kenmerken verschijnen rond de leeftijd van drie tot vier jaar en omvatten sub-acute encefalopathie (verwardheid, slaperigheid en veranderd bewustzijnsniveau), ataxie en toevallen. Onlangs werd een retrospectieve studie uitgevoerd bij 18 getroffen personen uit dezelfde familie of van dezelfde stam in Saoedi-Arabië. De gegevens toonden aan dat biotine monotherapie (5-10 mg/kg/dag) de klinische manifestaties van de ziekte efficiënt opheft, hoewel een derde van de patiënten last had van steeds terugkerende acute crises. Vaak geassocieerd met slechte resultaten, werden acute crises niet waargenomen na het begin van thiaminesuppletie (300-400 mg/dag) en gedurende een follow-up periode van vijf jaar. Vroegdiagnostiek en onmiddellijke behandeling met biotine en thiamine leidden tot positieve uitkomsten (25). Het mechanisme voor het gunstige effect van biotinesuppletie moet nog worden opgehelderd.

Multiple sclerose

Multiple sclerose (MS) is een auto-immuunziekte die wordt gekenmerkt door progressieve beschadiging van de myelineschede rond zenuwvezels (axonen) en neuronaal verlies in de hersenen en het ruggenmerg van getroffen personen. De progressie van neurologische handicaps bij MS-patiënten wordt vaak beoordeeld aan de hand van de Expanded Disability Status Scale (EDSS) met scores van 1 tot 10, van minimale tekenen van motorische disfunctie (score van 1) tot de dood door MS (score van 10). ATP-deficiëntie ten gevolge van mitochondriale disfunctie en verhoogde oxidatieve stress kan gedeeltelijk verantwoordelijk zijn voor de progressieve degeneratie van neuronen bij MS (26). Gezien de rol van biotine in het intermediaire metabolisme en de vetzuursynthese (nodig voor de vorming van myeline) (zie Functie), wordt verondersteld dat biotine gunstige effecten zou kunnen hebben die de met MS geassocieerde functionele stoornissen zouden kunnen beperken of omkeren (26).

In een niet-gerandomiseerd, ongecontroleerd proefonderzoek bij 23 patiënten met progressieve MS bleek dat hoge doses biotine (100-600 mg/dag) geassocieerd waren met blijvende klinische verbeteringen bij 5 (van de 5) patiënten met progressief gezichtsverlies en 16 (van de 18) patiënten met gedeeltelijke verlamming van de ledematen na gemiddeld drie maanden na het begin van de behandeling (27). Bovendien gaven de voorlopige resultaten van een multicenter, gerandomiseerd, placebogecontroleerd onderzoek bij 154 personen met progressieve MS aan dat 13 van de 103 patiënten die gerandomiseerd waren om gedurende 48 weken dagelijks orale biotine (300 mg) te krijgen, een samengesteld functioneel eindpunt bereikten dat een afname van de EDSS-scores omvatte. Ter vergelijking, geen van de 51 patiënten gerandomiseerd naar de placebogroep vertoonde significante klinische verbeteringen (28). Twee lopende onderzoeken evalueren het effect van hooggedoseerde biotinesuppletie bij de behandeling van MS (zie onderzoeken NCT02220933 en NCT02220244 op www.clinicaltrials.gov).

Diabetes mellitus

Overt biotinedeficiëntie heeft aangetoond het glucosegebruik bij muizen te verminderen (29) en fatale hypoglykemie bij kippen te veroorzaken. Een overmatige biotinedeficiëntie veroorzaakt waarschijnlijk ook afwijkingen in de glucoseregulatie bij mensen (zie Functie). Een vroeg onderzoek bij mensen meldde lagere serumbiotineconcentraties bij 43 patiënten met diabetes mellitus type 2 in vergelijking met 64 niet-diabetische controlepersonen, evenals een omgekeerd evenredig verband tussen nuchtere bloedglucose en biotineconcentraties (30). In een kleine, gerandomiseerde, placebogecontroleerde interventiestudie bij 28 patiënten met diabetes type 2 resulteerde dagelijkse suppletie met 9 milligram (mg) biotine gedurende een maand in een gemiddelde daling van 45% van de nuchtere bloedglucoseconcentraties (30). In een ander klein onderzoek bij 10 patiënten met diabetes type 2 en 7 niet-diabetische controles werd echter geen effect gevonden van biotinesuppletie (15 mg/dag) gedurende 28 dagen op de nuchtere bloedglucoseconcentraties in beide groepen (31). Een recenter dubbelblind, placebogecontroleerd onderzoek door dezelfde onderzoeksgroep toonde aan dat dezelfde biotinebehandeling de plasma triglycerideconcentraties verlaagde bij zowel diabetische als niet-diabetische patiënten met hypertriglyceridemie (32). In deze studie had de toediening van biotine geen effect op de bloedglucoseconcentraties in beide patiëntengroepen. Bovendien hebben enkele studies aangetoond dat suppletie met biotine en chroompicolinaat een gunstige aanvullende therapie kan zijn bij patiënten met diabetes type 2 (33-36). Van toediening van chroompicolinaat alleen is echter aangetoond dat het de glycemische controle bij diabetici verbetert (zie het artikel over chroom) (37).

Als cofactor van carboxylasen die nodig zijn voor de vetzuursynthese, kan biotine het gebruik van glucose voor de vetsynthese verhogen. Van biotine is vastgesteld dat het glucokinase stimuleert, een leverenzym dat de synthese van glycogeen, de opslagvorm van glucose, verhoogt. Biotine bleek ook de afscheiding van insuline in de pancreas van ratten op gang te brengen en de glucose homeostase te verbeteren (38). Toch zou men verwachten dat een verminderde activiteit van ACC1 en ACC2 de vetzuursynthese zou verminderen en de vetzuuroxidatie zou doen toenemen, respectievelijk. Het is dan ook niet verrassend dat het momenteel onduidelijk is of farmacologische doses biotine de behandeling van hyperglycemie bij patiënten met een verminderde glucosetolerantie ten goede zouden kunnen komen. Bovendien moet nog worden bewezen of extra biotine het risico op cardiovasculaire complicaties bij diabetespatiënten verlaagt door serumtriglyceriden en LDL-cholesterol te verlagen (32-34).

Broze vingernagels (onychorrhexis)

De bevinding dat biotinesupplementen effectief waren bij de behandeling van hoefafwijkingen bij hoefdieren suggereerde dat biotine ook nuttig zou kunnen zijn bij het versterken van broze vingernagels bij mensen (39-41). Er zijn drie ongecontroleerde onderzoeken gepubliceerd naar de effecten van biotinesupplementen (2,5 mg/dag gedurende enkele maanden) bij vrouwen met broze vingernagels (42-44). In twee van de onderzoeken werd een subjectieve klinische verbetering gerapporteerd bij 67%-91% van de deelnemers die beschikbaar waren voor follow-up aan het einde van de behandelingsperiode (42, 43). Een studie die gebruik maakte van scanning elektronen microscopie om de broosheid van vingernagels te beoordelen, rapporteerde minder splijten van de vingernagels en een toename van 25% in de dikte van de nagelplaat bij patiënten die gedurende 6 tot 15 maanden biotine kregen toegediend (44). Biotine suppletie (5 mg/dag) bleek ook effectief te zijn in het controleren van weerbarstig haar en splijtende nagels bij twee peuters met een geërfd onhandelbaar haar syndroom (45). Hoewel voorlopig bewijs suggereert dat extra biotine kan helpen bij het versterken van broze nagels, zijn grotere placebo-gecontroleerde onderzoeken nodig om de werkzaamheid van hoge-dosis biotinesuppletie voor de behandeling van broze vingernagels te beoordelen.

Haaruitval (alopecia)

Toediening van biotine bleek alopecia te keren bij kinderen die werden behandeld met het anticonvulsivum, valproïnezuur (zie Wisselwerkingen met geneesmiddelen). Hoewel haaruitval een symptoom is van een ernstig biotinetekort (zie Tekort), zijn er geen gepubliceerde wetenschappelijke studies die de bewering ondersteunen dat hooggedoseerde biotinesupplementen effectief zijn in het voorkomen of behandelen van haaruitval bij mannen of vrouwen (46).

Bronnen

Voedingsbronnen

Biotine komt in veel voedingsmiddelen voor, hetzij als de vrije vorm die direct door enterocyten wordt opgenomen, hetzij als biotine die aan voedingseiwitten is gebonden. Eigeel, lever en gist zijn rijke bronnen van biotine. Schattingen van de gemiddelde dagelijkse inname van biotine uit kleine studies varieerden tussen 40 en 60 microgram (μg) per dag bij volwassenen (1). Nationale voedingsonderzoeken in de VS hebben echter nog geen schatting van de biotine-inname kunnen geven omdat de gegevens over het biotinegehalte van levensmiddelen schaars en onbetrouwbaar zijn. Voedingssamenstellingstabellen voor biotine zijn onvolledig, zodat de inname via de voeding bij mensen niet op betrouwbare wijze kan worden geschat. In een studie van Staggs et al. (47) werd een hogedrukvloeistofchromatografiemethode gebruikt in plaats van bioassays (48) en werd voor een aantal geselecteerde levensmiddelen een relatief verschillend biotinegehalte gerapporteerd. Tabel 2 geeft een overzicht van enkele voedingsbronnen van biotine, samen met hun gehalte in μg.

Tabel 2. Enkele voedingsbronnen van biotine (47, 48)

Levensmiddel	Serving	Biotine (μg)
Gist	1 zakje (7 gram)	1.4-14
Brood, volkoren	1 sneetje	0.02-6
Eieren, gekookt	1 grote	13-25
Kaas, cheddar	1 ons	0.4-2
Liver, gekookt	3 ons*	27-35
Varkensvlees, gekookt	3 ons*	2-4
Zalm, gekookt	3 ons*	4-5
Avocado	1 hele	2-6
Frambozen	1 kop	0.2-2
Cauliflower, rauw	1 kopje	0.2-4
*Een portie vlees van drie ons is ongeveer zo groot als een spel kaarten.

Bacteriële synthese

De meeste bacteriën die normaliter de dunne en dikke darm (colon) koloniseren, synthetiseren biotine (49). Of de biotine door de mens in zinvolle hoeveelheden wordt vrijgemaakt en opgenomen, blijft onbekend. De opname van vrije biotine in darmcellen via de menselijke natriumafhankelijke multivitaminetransporter (hSMVT) is geïdentificeerd in gekweekte cellen afkomstig van het slijmvlies van de dunne darm en de dikke darm (50), wat suggereert dat mensen in staat kunnen zijn om biotine te absorberen die wordt geproduceerd door darmbacteriën – een fenomeen dat bij varkens is gedocumenteerd.

Supplementen

Biotine is beschikbaar als een enkelvoudig voedingssupplement in verschillende doseringen en wordt vaak opgenomen in B-complex en multivitamine-mineralen (MVM) supplementen. Veel MVM-supplementen bevatten 30 μg biotine (51).

Veiligheid

Toxiciteit

Biotine is niet bekend als giftig. Bij mensen zonder stoornissen van het biotinemetabolisme werden doses tot 5 mg/dag gedurende twee jaar niet geassocieerd met nadelige effecten (52). Orale biotinesuppletie werd goed verdragen in doses tot 200 mg/dag (bijna 7.000 maal de AI) bij mensen met erfelijke aandoeningen van het biotinemetabolisme (1). Dagelijkse suppletie met een sterk geconcentreerde biotine (100-600 mg) gedurende enkele maanden bleek ook goed te worden verdragen door personen met progressieve multiple sclerose (27, 28). Er is echter één geval bekend van levensbedreigende eosinofiele pleuropericardiale effusie bij een oudere vrouw die gedurende twee maanden een combinatie van 10 mg/dag biotine en 300 mg/dag pantotheenzuur (vitamine B5) nam (53). Omdat meldingen van bijwerkingen ontbraken toen de Dietary Reference Intakes (DRI) voor biotine in 1998 werden vastgesteld, heeft het Institute of Medicine geen toelaatbare bovengrens voor de inname (UL) van biotine vastgesteld (1).

Interacties tussen nutriënten

Grote doses pantotheenzuur (vitamine B5) kunnen concurreren met biotine voor intestinale en cellulaire opname door de menselijke natriumafhankelijke multivitaminetransporter (hSMVT) (54, 55). Biotine deelt de hSMVT ook met α-liponzuur (56). Farmacologische (zeer hoge) doses alfa-liponzuur blijken de activiteit van biotine-afhankelijke carboxylases bij ratten te verminderen, maar een dergelijk effect is bij mensen niet aangetoond (57).

Geneesmiddeleninteracties

Individuen die langdurig anti-epileptica (anti-seizuur) gebruiken, hebben naar verluidt verlaagde biotineconcentraties in het bloed, evenals een verhoogde uitscheiding van organische zuren in de urine (bijv. 3-hydroxyisovalerinezuur) die wijzen op een verminderde carboxylaseactiviteit (zie Markers van biotinestatus) (5). Mogelijke mechanismen van biotinedepletie door de anticonvulsiva primidon (Mysoline), fenytoïne (Dilantin) en carbamazepine (Carbatrol, Tegretol) zijn onder andere remming van de biotine-absorptie in de darmen en renale reabsorptie, alsmede verhoogd biotinekatabolisme (51). Het gebruik van het anticonvulsivum valproïnezuur bij kinderen heeft geleid tot haaruitval die door biotinesuppletie ongedaan werd gemaakt (58-61). Langdurige behandeling met antibacteriële sulfonamide (sulfa) geneesmiddelen of andere antibiotica kan de bacteriële synthese van biotine verminderen. Aangezien echter niet bekend is in welke mate bacteriële synthese bijdraagt aan de biotine-inname bij mensen, blijven de effecten van antimicrobiële geneesmiddelen op de biotine-voedingsstatus onzeker (51).

Aanbeveling van het Linus Pauling Instituut

Er is weinig bekend over de hoeveelheid biotine in de voeding die nodig is om een optimale gezondheid te bevorderen of chronische ziekten te voorkomen. Het Linus Pauling Institute steunt de aanbeveling van het Institute of Medicine, die 30 microgram (μg) biotine per dag voor volwassenen bedraagt. Een gevarieerde voeding zou voor de meeste mensen voldoende biotine moeten leveren. Het volgen van de aanbeveling van het Linus Pauling Institute om dagelijks een multivitaminen-mineralen supplement in te nemen zal echter over het algemeen zorgen voor een inname van ten minste 30 μg biotine per dag.

Oldere volwassenen (>50 jaar)

Er zijn momenteel geen aanwijzingen dat oudere volwassenen een verhoogde behoefte aan biotine hebben. Als de inname van biotine via de voeding niet voldoende is, zal een dagelijks multivitaminen-mineralen supplement over het algemeen zorgen voor een inname van ten minste 30 μg biotine per dag.

Auteurs en recensenten

Oorspronkelijk geschreven in 2000 door:
Jane Higdon, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Bijgewerkt in juni 2004 door:
Jane Higdon, Ph.D.
Linus Pauling Institute
Oregon State University

Bijgewerkt in augustus 2008 door:
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