Nedostatak u organizmu

Biotin je široko rasprostranjen vitamin i njegov nedostatak je vrlo rijedak.

Simptomi nedostatka biotina su: gubitak kose,  gubitak teka, konjunktivitis, depresija, letargija, halucinacije, osjećaj trnjenja i pečenja u rukama i nogama, bolovi u mišićima, mučnina, povraćanje, glositis, bljedilo, umor, ataksija, hipotonija i dermatitis u obliku crvenog osipa koji se ljušti, posebno oko očiju, nosa, usana i genitalnog područja.[1-6]

Nedostatak biotina smanjuje aktivnost biotin ovisnih karboksilaza, što rezultira smetnjama u procesu glukoneogeneze i nakupljanjem laktata, piruvata i alanina te smetnjama u procesu lipogeneze i nakupljanjem acetil-CoA. Iako bi se u stanju nedostatka biotina očekivala hipoglikemija, može se ponekad javiti i hiperglikemija, zbog smanjenog djelovanja glukokinaze. Neurološki simptomi nedostatka biotina se objašnjavaju smanjenom aktivnošću piruvat karboksilaze i posljedično, nakupljanjem mliječne kiseline, odnosno laktata (mliječna acidoza). Dermatološki problemi nedostatka biotina se objašnjavaju smetnjama u metabolizmu masnih kiselina, posebno polinezasićenih masnih kiselina (eng. Polyunsaturated Fatty Acid, PUFA). Smetnje su uzrokovane smanjenim djelovanjem acetil-CoA karboksilaze i propionil-CoA karboksilaze te umetanjem propionil-CoA u masne kiseline (kompeticija s acetil-CoA). Također, pretpostavlja se da upravo te nepravilnosti u sastavu polinezasićenih masnih kiselina rezultiraju pogoršanim metabolizmom prostaglandina i drugih tvari koje potječu iz tih masnih ksielina. Gotovo svi simptomi pozitivno reagiraju na injekcije biotina u dozama između 150 do 300 μg dnevno, kroz 2 do 5 dana.[1-7]

Uzroci nedostatka biotina

Avidin

Dugotrajna konzumacija sirovih jaja, točnije bjelanjaka, može uzrokovati nedostatak biotina. Naime, avidin je peptid koji se nalazi u bjelanjku, a koji veže biotin i time sprječava njegovu apsorpciju. Od ukupne količine proteina u bjelanjku, 0,05 % je avidina, dok fiziološka uloga ovog proteina nije još točno poznata. Međutim, sličan protein, streptavidin, kojeg luče bakterije iz roda Streptomyces, ima antibiotičku ulogu. Stoga se pretpostavlja da avidin u jajima ima sličnu ulogu te da štiti embrij od bakterija, kojima je potreban biotin za rast. Avidin i kompleks avidina i biotina su vrlo stabilni na djelovanje proteaza, pa se zato biotin ne otpušta s avidina u gastrointestinalnom traktu. Međutim, kuhanjem jaja (bjelanjaka) avidin se denaturira čime se omogućava otpuštanje biotina, a time i njegova uspješna apsorpcija.[1-6,8,9]

Nasljedni poremećaji

Nasljedni poremećaji, kao što je nasljedan nedostatak biotinidaze ili holokarboksilaze sintetaze, uzrokuju poremećaje u metabolizmu biotina. Zajedno se ovi poremećaji klasificiraju kao višestruki nedostatak karboksilaza, upravo zbog smanjene aktivnosti svih enzima kojima je biotin potreban za djelovanje. Nedostatak biotinidaze uzrokuje nedostatak biotina zbog nemogućnosti oslobađanja istog iz biocitina ili kratkih biotinil peptida zaostalih nakon razgradnje biotin ovisnih karboksilaza. Također, gubitak biotina izlučivanjem je veći, jer bubrezi brže izlučuju biotin koji nije vezan na biotinidazu. Terapija obično uključuje doze biotina od 10 mg dnevno, koje sprječavaju razvoj većine simptoma. Međutim, neki oboljeli mogu razviti neurosenzorni gubitak sluha i optičku atrofiju. Nedostatak holokarboksilaze sintetaze uzrokuje smanjenje stvaranja svih karboksilaza ovisnih o biotinu. Biokemijska razlika ovih dvaju nasljednih poremećaja jest u tome što oboljeli od nedostataka biotinidaze imaju smanjene koncentracije biotina u plazmi, ali normalnu aktivnost karboksilaza, dok oboljeli od nedostatka holokarboksilaze sintetaze  imaju normalne količine biotina u plazmi, ali smanjenu aktivnost karboksilaza. Doze biotina od 1 mg dnevno sprječavaju nastanak većine simptoma nedostatka holokarboksilaze sintetaze, dok su doze od 10 mg potrebne da bi se spriječila organska acidurija, odnosno poboljšao metabolizam aminokiselina.[1-6,10-12]

Trudnoća

Stanicama koje se brzo dijele je potreban biotin za biotinilaciju histona i sintezu karboksilaza, pa je stoga potreba za biotinom u trudnoći povećana. Istraživanja pokazuju da značajan broj (min. 30 %) žena razvija marginalan ili subklinički nedostatak biotina tijekom trudnoće. Također, postoji zabrinutost da i manji nedostatak biotina tijekom trudnoće može uzrokovati urođene mane (npr. „zečja usnica). Više možete pročitati u poglavlju „Utjecaj na bolesti i zdravlje“.[1-6,13-15]

Ostalo

Ostali uzroci neodstatka biotina uključuju dugotrajnu parenteralnu prehranu bez biotina, bolesti jetre i bubrega, hemodijalizu te pretjeranu konzumaciju alkohola. Pogoršana apsorpcija biotina se može javiti i u slučaju gastrointestinalnih poremećaja kao što su upalne bolesti crijeva i akloridrija, a također i korištenjem nekih lijekova (Vidjeti „Moguće interakcije s lijekovima“).[1-6,16,17]

"Literatura"

1. Friedrich, W. (1988) Vitamins, Walter de Gruyter, Berlin.

2. McDowell, L.R. (2000) Vitamins in animal and human nutrition, Iowa State University Press, Iowa.

3. Bender, D.A. (2003) Nutritional biochemistry of the vitamins, Cambridge University Press, Cambridge.

4. Zempleni, J., Rucker, R.B., McCormick, D.B., Suttie, J.W. (2007) Handbook of vitamins, CRC Press Taylor & Francis Group, Boca Raton.

5. Combs, G.F.  (2008) The vitamins: fundamental aspects in nutrition and health, Elsevier Academic Press, Burlington.

6. Grooper, S.S., Smith, J.L., Groff, J.L. (2009) Advanced nutrition and human metabolism, Wadsworth Cengage Learning, Belmont.

7.  Mock, D., Henrich, C., Carnell, N., Mock, N., Swift, L. (2002) Lymphocyte propionyl-CoA carboxylase and accumulation of odd-chain fatty acid in plasma and erythrocytes are useful indicators of marginal biotin deficiency small star, filled. J. Nutr. Biochem. 13, 462.

8. Durance, T. D., Wong, N. S. (1992) Kinetics of thermal inactivation of avidin. Food Res.  Inter. 25, 89–92.

9. Livnah, O., Bayer, E.A., Wilchek, M., Sussman, J.L. (1993) Three-dimensional structures of avidin and the avidin-biotin complex. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 90, 5076–5080.

10.  Baumgartner, E.R., Suormala, T. (1999) Inherited defects of biotin metabolism. Biofactors. 10, 287-290.

11. Baumgartner, E.R., Suormala, T. (1997) Multiple carboxylase deficiency: inherited and acquired disorders of biotin metabolism. Int. J. Vitam. Nutr. Res. 67, 377-384.

12. Zempleni, J., Hassan, Y.I., Wijeratne, S.S.K. (2008) Biotin and biotinidase deficiency. Exp. Rev. Endocrinol. Metab. 3, 715–724.

13. Mock, D.M., Stadler, D., Stratton, S., Mock, N.I. (1997) Biotin status assessed longitudinally in pregnant women. J. Nutr.127, 710–716.

14. Mock, D.M. (2009) Marginal biotin deficiency is common in normal human pregnancy and is highly teratogenic in mice. J. Nutr. 139, 154-157.

15.  Mock, D.M., Quirk, J.G., Mock, N.I. (2002) Marginal biotin deficiency during normal pregnancy. Am. J. Clin. Nutr. 75, 295-299.

16.  Pabuccuoglu, A., Aydogdu, S., Bas, M. (2002) Serum biotinidase activity in children with chronic liver disease and its clinical significance. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 34, 59-62.

17. Expert Group on Vitamins and Minerals. (2002) Revised review of biotin. Online: http://www.food.gov.uk/multimedia/pdfs/biotin.pdf