Metabolizam

Apsorpcija

Biotin se u hrani javlja vezan za proteine i u slobodnom obliku. Vezan je za proteine na lizinski aminokiselinski ostatak proteina, čime nastaje amidna veza koju gastrointestinalne proteaze ne mogu hidrolizirati. Stoga se proteolizom proteina s biotinom ne oslobađa biotin, nego biocitin i kratki peptidi s biotinom (biotinil peptidi). Biotinidaza (biotin-amidohidrolaza), koja je prisutna u sokovima gušterače i crijevima, može hidrolizirati biocitin čime se dobija slobodan biotin i lizin. Pri fiziološkim koncentracijama, prijenos biotina, tj. apsorpcija, u enterocite se odvija aktivnim multivitaminskim prijenosom ovisnim o natriju, koji se može zasititi. Biotin dijeli ovaj aktivni multivitaminski prijenosni sustav s lipoičnom i pantotenskom  kiselinom (vitamin B₅). Prijenos se odvija bez biokemijskih promjena molekule biotina, a apsorpcija je značajno veća u duodenumu i jejunumu, nego što je to u ileumu. Pri visokim koncentracijama biotina, odnosno kada je navedeni proces zasićen, dio se ovog vitamina može apsorbirati pasivnom difuzijom. Također, istraživanja pokazuju da je apsorpcija biotina regulirana signalnim putevima protein kinaze C te omjerom kalcija (Ca²⁺) i kalmodulina, ali ne i protein kinazom A. Prema istraživanjima, oralno uziman biotin u farmakološkim dozama se gotovo u potpunosti apsorbira, dok biološka dostupnost biotina dobivenog hranom varira. Avidin, glikoprotein u bjelanjku, specifično veže biotin, a kompleks avidina i biotina je stabilan pri širokom rasponu pH vrijednosti i ne razgrađuje se u probavnom sustavu. Stoga vezanje biotina na avidin značajno smanjuje biološku raspoloživost biotina, međutim, termičkom obradom jaja, avidin se denaturira i oslobađa se slobodan biotin. Biocitin se može apsorbirati bez biokemijskih promjena molekule, a djelovanjem biotinidaze u plazmi može se pretvoriti u biotin. Prijenos biocitina je značajno manje učinkovit od prijenosa biotina. Biotinil peptidi se također mogu apsorbirati direktno, no točan se prijenosni mehanizam ne zna. Biotin izlazi iz enterocita uz pomoć prijenosnika, a proces nije ovisan o  natriju. Fekalni sadržaj biotina premašuje onaj unešen hranom za 3 do 6 puta, te je stoga zaključeno da biotin sintetiziraju crijevne bakterije i to u velikim količinama. Također, istraživanja pokazuju da urinarni sadržaj biotina može premašiti količinu unešenu hranom, što sugerira da se sintetizirani biotin može u određenoj mjeri apsorbirati i koristiti. Međutim, ako se i apsorbira, smatra se da apsorbirane količine nisu nutritivno značajne.^[1-13]

Transport

Koncentracije biotina u plazmi su relativno male u usporedbi s ostalim vitaminima B skupine. U prosjeku, 81 % ukupnog biotina u plazmi je slobodno, tj. u nevezanom obliku, 7 % je povratno vezano za proteine (većinom albumin), dok je 12 % kovalentno vezano za proteine. U plazmi, biotinidaza cijepa biocitin, ali ne otpušta biotin, već se stvara kompleks, biotinil biotinidaza, vezanjem sulfidrilne skupine na cisteinski aminokiselinski ostatak proteina. Stabilnost te tioesterske veze pri pH vrijednostima većim od 7 omogućava biotinidazi da djeluje kao protein prijenosnik biotina u plazmi. Biotin se prenosi u jetru i ostala tkiva sličnim prijenosnim sustavom koji se odvija i u crijevima.^[1-10]

Stanični metabolizam

Jetra je glavno mjesto uporabe biotina i njegovog metaboliziranja, koji je bitan kofaktor karboksilaza, enzima koji bez njega ne mogu djelovati. Biotin se veže na karboksilaze procesom kondenzacije koju katalizira enzim holokarboksilaza sintetaza. Stvara se amidna veza između karboksilne skupine pokrajnjeg lanca biotina, pentanske (valerijanske) kiseline, i  ε-amino skupine lizinskog aminokiselinskog ostatka apokarboksilaze. Također, biotin se veže i na histone uz pomoć holokarboksilaze sintetaze i biotinidaze. Biotinidaza se biotinilira, tj. stvara se biotinil biotinidaza iz biocitina, te se onda biotin prenosi na histone. Više možete pročitati u poglavlju „Funkcije“. Međutim, ovaj se vitamin može i katabolizirati, odnosno razgraditi. Biotin se u ljudskom organizmu razgrađuje β-oksidacijom pokrajnjeg lanca, pentanske kiseline pri čemu nastaju bisnorbiotin i tetranorbiotin, te u manjim količinama i  bisnorbiotin metil keton te tetranorbiotin metil keton. Također, razgradnja se odvija i oksidacijom sumpora u tiofenskom prstenu pri čemu nastaje biotin-sulfoksid i biotin sulfon. Svi navedeni metaboliti nemaju vitaminsku aktivnost. Katabolizmom biotin holokarboksilaza proteazama dobivaju se biotin oligopeptidi i konačno biocitin. Biocitin se dalje razgrađuje uz pomoć biotinidaze uz nastanak lizina i biotina. Dio se tako nastalog biotina izlučuje urinom, dok se dio ponovno koristi ili razgrađuje.^[1-10,14]

Skladištenje

Sve stanice sadrže biotin, a veće količine se mogu naći u jetri, bubrezima, mišićima i mozgu.^[1-10]

Izlučivanje

Reapsorpcija biotina u bubrezima ima važnu ulogu u homeostazi biotina i njegovom očuvanju. Reapsorpcija se odvija aktivnim prijenosom ovisnim o natriju, dakle, sličnim kao i u crijevima. Tek kada je proces reapsorpcije zasićen, biotin se izlučuje urinom. Istraživanja pokazuju da se 30 % biotina izlučuje u nepromijenjenom obliku, dok ostatak čine  bisnorbiotin i bisnorbiotin metil keton te ostali metaboliti razgradnje biotina. Primaran put izlučivanja biotina jest izlučivanje urinom, dok se  izrazito male količine biotina unešenog hranom pojavljuju u fecesu. Značajne količine biotina u fecesu potječu iz sinteze pomoću crijevnih bakterija. Također, biocitin, koji nije razgrađen uz pomoć biotinidaze, izlučuje se urinom.^[1-10,14,15]