Биотин: что это, его функции, польза и вред, дозировка, генетика

Биотин | Польза биотина | Генетика | Противопоказания и побочные эффекты | Дозировка | Взаимодействие

Что такое биотин (витамин В7)?

Биотин или витамин B7 — это водорастворимый витамин группы B, необходимый для роста и развития организма [ 1 ].

Как кофермент ферментов карбоксилазы, витамин B7 участвует в метаболизме жирных кислот, аминокислот и углеводов [ 2 ].

Было доказано, что биотин важен для поддержки неврологических функций, поддержания уровня сахара в крови, стабильности ДНК, здоровья волос, кожи и ногтей [ 3 , 4 ].

Биотин является важным витамином для пищеварения. В дополнение к расщеплению соединений в продуктах, он превращает фолиевую кислоту в ее активную форму, которая помогает вырабатывать новые эритроциты.

Организм не может синтезировать витамин В7, поэтому его необходимо регулярно получать из пищи [ 5 ].

Биотин содержится в самых разнообразных продуктах, например, печени, яичных желтках, коровьем молоке и некоторых фруктах и овощах [ 6 ].

Хотя дефицит витамина В7 встречается редко, он может быть опасным, если его не лечить. 

Симптомы дефицита биотина

Поскольку нет хорошего способа проверить уровень биотина, дефицит биотина обычно идентифицируется по следующим симптомам: 

• Выпадение волос (алопеция)
• Чешуйчатая сыпь вокруг глаз, носа, рта и половых органов
• Депрессия
• Недостаток энергии
• Галлюцинации
• Онемение конечностей (кистей или стоп)
• Атаксия (заболевание нервной системы)
• Судороги

Дефицит биотина может быть вызван питанием, в котором отсутствует биотин, или длительным потреблением сырых яичных белков. В группу риска также входят беременные женщины, люди с воспалительными заболеваниями кишечника, с диабетом, курильщики и алкоголики [ 7 , 8 , 9 , 10 ].

Как принимать биотин

Добавки витамина B7 для перорального применения полностью всасываются даже в высоких фармакологических дозах (81,9 микромоль, принимаемых перорально, или 18,4 микромоль, вводимых внутривенно) [ 11 ].

Биотин абсорбируется через натрий-зависимый мультивитаминный транспортер (SMVT) в тонком и толстом кишечнике [ 5 ].

После транспорта из кишечника в системный кровоток биотин попадает в печень и в конечном итоге проникает через гематоэнцефалический барьер в центральную нервную систему [ 12 ].

Вскоре после приема внутрь человеком высокие дозы биотина (600 мкг и 900 мкг) выводятся из кровообращения, что приводит к значительному увеличению экскреции с мочой. Таким образом, для длительного поддержания уровня биотина в крови рекомендуется принимать более низкие дозы (300 мкг) каждый день в течение недели [ 13 ].

Примерно половина поглощенного витамина В7 подвергается метаболизму до биснорбиотина и сульфата биотина до выведения. Витамин B7, биснорбиотин и сульфид биотина присутствуют в молярных отношениях приблизительно 3: 2: 1 в моче и крови человека [ 14 ].

Период полувыведения биотина составляет примерно 1 час 50 минут [ 13 ].

9 полезных свойств биотина

1. Необходим для энергетического обмена

Биотин является коферментом для карбоксилаз, ферментов, которые помогают в метаболизме жиров, белков и углеводов для производства энергии [ 15 ].

Эти ферменты необходимы для следующих процессов:

• Глюконеогенез, метаболический путь, который производит глюкозу из неуглеводных источников, включая аминокислоты [ 16 ].
• Производство клеточной энергии [ 17 ].
• Использование аминокислот с разветвленной цепью (например, лейцин, изолейцин и валин) для производства нейротрансмиттеров и энергии [ 18 ].
• Синтез и расщепление жирных кислот для получения энергии [ 19 ].
• Высвобождение инсулина [ 17 ].

Недостаточный уровень витамина B7 в организме может замедлить обмен веществ, что приводит к усталости, проблемам с пищеварением и увеличению веса [ 1 ].

2. Полезен при диабете 2 типа

Биотин помогает снизить уровень сахара в крови за счет увеличения выработки инсулина, повышения усвоения глюкозы в мышечных клетках и стимулирования глюкокиназы, фермента в печени, который способствует синтезу гликогена [ 20 , 21 , 22 ].

Ежедневное добавление витамина В7 снижало концентрацию сахара в крови натощак в среднем приблизительно на 45% у пациентов с диабетом 2 типа [ 23 ].

Кроме того, высокие дозы, как было показано, улучшают симптомы диабетической невропатии, состояния повреждения нервов, которое обычно наблюдается у пациентов с диабетом [ 24 ].

3. Снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний

Биотин необходим для нормального жирового обмена, что очень важно для поддержания здоровья сердца и сосудов ( 25 , 26 , 27 ).

В сочетании с хромом витамин B7 может помочь снизить факторы риска сердечных заболеваний, повышая уровни липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) и снижая уровни липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), особенно у больных диабетом с сердечными заболеваниями [ 28 , 29 ].

Фармакологические дозы биотина (15 000 мкг / день) также эффективны для снижения концентрации триглицеридов в крови у пациентов с повышенным уровнем триглицеридов [ 30 ].

4. Способствует функционированию мозга и предотвращает снижение когнитивных функций.

Биотин необходим для образования миелиновой оболочки, жирного вещества, которое окружает нервы и облегчает проведение нервных импульсов. Таким образом, дефицит биотина может задержать миелинизацию [ 31 ].

Рассеянный склероз является аутоиммунным заболеванием, характеризующимся повреждением и потерей миелина. Учитывая его роль в синтезе жирных кислот и выработке энергии (и то, и другое необходимо для восстановления миелина и выживания аксонов), было высказано предположение, что биотин может быть эффективным в ограничении или устранении нарушений, связанных с рассеянным склерозом [ 32 ].

Некоторые исследования показали, что лечение высокими дозами витамина В7 смогло обратить вспять прогрессирование заболевания и улучшить симптомы у пациентов с прогрессирующим рассеянным склерозом [ 33 , 34 ].

Однако, хотя эти результаты являются многообещающими, исследования в настоящее время ограничены, и требуются более масштабные клинические испытания для полной оценки потенциального механизма, модифицирующего заболевание, высокой дозы витамина B7 [ 34 ].

Дефицит биотина может также привести к ряду других неврологических симптомов, включая судороги, нарушение мышечной координации, неспособность к обучению, галлюцинации, депрессию и летаргию. Большинство из этих условий могут быть решены добавлением биотина [ 35 , 36 , 31 ].

Высокие дозы биотина (5-10 мг / кг / день) также эффективны при лечении чувствительных к биотину заболеваний базальных ганглиев, редкого метаболического состояния мозга, характеризующегося судорогами, спутанностью и нарушением координации [ 37 ].

5. Необходим для здоровой иммунной системы

Витамин В7 необходим для развития лейкоцитов, а его дефицит связан с нарушением иммунной функции и повышенным риском инфекции [ 38 , 39 ].

Он увеличивает продукцию цитокинов Th1, таких как IL-1β и IFN-γ, которые необходимы для вызывания иммунного ответа для борьбы с бактериальными и вирусными инфекциями [ 40 ].

Неадекватные уровни витамина В7 связаны с уменьшением синтеза антител, распадом Т-клеток и меньшим количеством клеток селезенки и Т-клеток как у животных, так и у людей [ 41 , 39 , 42 ].

Снижение скорости клеточной пролиферации при дефиците биотина может объяснить некоторые из этих неблагоприятных воздействий на иммунную функцию [ 43 ].

Дефицит биотинидазы, фермента, который помогает перерабатывать биотин, связан с хроническим вагинальным кандидозом и поддается лечению добавками биотина. Поскольку считается, что 1 из каждых 123 человек испытывает дефицит биотинидазы, женщины с хроническим вагинальным кандидозом могут реагировать на лечение биотином [ 44 ].

6. Подавляет воспаление и облегчает аллергические расстройства

Исследования на мышиной модели и белых кровяных клетках человека показывают, что дефицит биотина может увеличивать выработку провоспалительных цитокинов и усугублять воспалительные состояния [ 45 , 46 ].

У мышей с дефицитом биотина, страдающих аллергией на никель, добавки биотина снижали выработку провоспалительных цитокинов и увеличивали аллергическое воспаление, что свидетельствует о потенциальном терапевтическом эффекте биотина против воспалительных и аллергических заболеваний у людей [ 45 ].

Это может быть результатом снижения активности NF-κB, которая активируется при дефиците витамина B7 [ 47 , 48 ].

7. Способствует здоровью кожи, волос и ногтей

Дефицит биотина связан с рядом кожных заболеваний, включая себорейный дерматит и экзему [ 49 , 50 ].

Это может быть связано с ролью биотина в синтезе и метаболизме жирных кислот, что имеет решающее значение для здоровья кожи [ 50 ].

Клетки кожи особенно зависят от выработки жира, поскольку они требуют дополнительной защиты от повреждений и потери воды при постоянном воздействии на улице [ 51 ].

Недостаточный уровень витамина В7 также может привести к выпадению волос, которое можно устранить с помощью добавок. Хотя некоторые исследования показали, что витамин B7 способствует росту волос у женщин с истонченными волосами, существует минимальное количество доказательств того, что он способствует росту волос у здоровых людей [ 17 , 52 , 53 , 54 ].

Биотин может улучшить качество ломких ногтей, так как у пациентов, страдающих этим заболеванием, после лечения проявляются более крепкие, твердые и толстые ногти [ 55 , 56 , 57 ].

8. Может предотвратить врожденные дефекты

Дефицит биотина часто встречается во время беременности из-за повышенного потребления биотина у растущего плода [ 58 ].

У животных даже субклинический уровень дефицита биотина может привести к расщелинам неба и конечностей [ 59 ].

Предполагается, что низкий статус биотина во время беременности может увеличить риск врожденных дефектов, изменяя жировой обмен и увеличивая нестабильность генома, которые могут привести к развитию хромосомных аномалий и пороков развития плода [ 60 , 61 ].

Было обнаружено, что в стволовых клетках зародышевого нёба человека истощение витамина B7 подавляет выработку карбоксилазы и пролиферацию клеток, что указывает на то, что более низкие уровни витамина B7 могут задерживать или останавливать рост зародышевого неба, что приводит к развитию расщелины нёба [ 61 ].

9. Защищает от рака

Биотин ковалентно связывается с гистонами, белками, связывающими ДНК, которые помогают складывать и упаковывать ДНК в хроматин [ 63 ]. Добавление биотина к гистонам играет важную роль в клеточной пролиферации, молчании генов, репарации и стабильности ДНК [ 17 , 1 ].

Низкие уровни биотина могут привести к неадекватному биотинилированию гистонов, что может привести к нестабильности генома и аномальной экспрессии генов и, таким образом, увеличивает риск развития рака. Было показано, что эти эффекты увеличивают риск рака у плодовых мух и в исследованиях раковых клеток человека [ 64 , 65 , 66 ].

Тем не менее, в 1 исследовании было обнаружено, что более высокие уровни биотина (до 600 микрограммов) увеличивают нестабильность и повреждение генома, что указывает на то, что стабилизирующие эффекты биотина могут зависеть от дозы [ 67 ].

Интересно, что причинно-следственная связь между биотинилированием гистонов и риском развития рака у людей еще предстоит изучить [ 68 ].

Генетика биотина

BTD — фермент, перерабатывающий биотин

Ген BTD кодирует биотинидазу, фермент, который перерабатывает биотин. Биотинидаза транспортирует свободный биотин через кровоток и присоединяет биотин к другим белкам [ 69 ]. Однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) в геноме BTD включают следующие:

1. RS13073139
2. RS13078881
3. RS2455826 — Этот вариант гена связан с повышенным риском развития псориаза [ 70 ].
4. RS34885143
5. RS35034250
6. RS7651039 — Аллель «С» связан с более высоким риском ишемической болезни сердца [ 71 ].

Ген SLC5A6 — транспортер, который транспортирует биотин в клетки

Ген SLC5A6 кодирует натрий-зависимый мультивитаминный транспортер, который помогает транспортировать биотин в клетки [ 72 ].

1. RS1395

Ген HLCS — фермент, который связывает биотин с другими белками

Этот ген кодирует холокарбоксилазинтетазу (HLCS), фермент, который присоединяет молекулы биотина к гистонам и ферментам карбоксилазы. Мутации в этом гене могут снизить связывание биотина с молекулами и подавить активность карбоксилазы, что приводит к нарушению метаболизма белков, жиров и углеводов. Они также могут влиять на выработку генов, важных для нормального развития [ 73 , 74 ].

Биотин ковалентно связывается с гистонами с использованием фермента HLCS и участвует в молчании генов, репарации ДНК, структуре хроматина и репрессии транспозона [ 75 ].

Побочные эффекты и меры предосторожности

Биотин, как правило, считается безопасным, и о токсичности не сообщалось для доз до 300 мг / сут перорально и 20 мг внутривенно [ 33 , 14 ].

Поскольку это водорастворимый витамин, передозировка витамина В7 маловероятна, так как избыточные количества выводятся с мочой [ 1 ].

Противопоказания

Высокие дозы витамина B7 могут исказить результаты теста щитовидной железы и имитировать лабораторную картину болезни Грейвса [ 76 ].

Взаимодействие c питательных веществами и лекарствами

Липоевая кислота конкурирует с витамином B7 за связывание с натрий-зависимым мультивитаминным переносчиком (SMVT) в кишечнике, поэтому длительное использование липоевой кислоты может привести к истощению уровня витамина B7 [ 77 ].

Точно так же большие дозы витамина B5 (пантотеновая кислота) могут конкурировать с витамином B7 за абсорбцию SMVT [ 78 , 79 ].

Длительное использование антибиотиков, таких как тетрациклин и сульфонамиды, может снизить уровень биотина, потому что они убивают биотин-продуцирующие бактерии в кишечнике [ 1 ].

Кроме того, некоторые противосудорожные препараты, такие как примидон и карбамазепин, ингибируют всасывание витамина В7. Хроническое противосудорожное применение также может увеличить распад витамина B7 [ 80 ].

Сырые яичные белки содержат белок авидин, который плотно связывает биотин и ингибирует его всасывание [ 81 ].

Курение ускоряет распад биотина, особенно у женщин, что приводит к незначительному дефициту биотина [ 7 ].

Хроническое употребление алкоголя может подавлять всасывание биотина в кишечнике [ 8 ].

Дозировка биотина

Адекватное потребление витамина B7, установленное Комитетом по контролю за продуктами и питанием (FNB) Института медицины (IOM), [ 14 ] перечислено в таблице ниже:

Возраст	Мужчины (мкг биотина / день)	Женщиныбиотина / день)
0-6 месяцев	5	5
7-12 месяцев	6	6
1-3 года	8	8
4-8 лет	12	12
9-13 лет	20	20
14-18 лет	25	25
19 лет и старше	30	30
Беременные женщины		30
Кормящие женщины		35