مکمل های غذایی بیوتین، عضوی از خانواده ویتامینB

بیوتین عضوی از خانواده‌ی ویتامین B، یک ماده‌ی مغذی ضروری در تغذیه‌ی انسان است. این ویتامین در بیوسنتز اسیدهای چرب، گلوکونئوژنز، تولید انرژی، متابولیسم اسیدهای آمینه با زنجیره شاخه دار (L - لوسین، L - ایزولوسین،L- والین) و سنتز نوکلئوتیدهای پورین شرکت دارد. تحقیقات اخیر نشان می‌دهند که بیوتین در بیان ژن،هم در سطح رونویسی و هم در سطح ترجمه و همچنین در همانند سازی DNA نقش دارد.

بیوتین به طور گسترده در مواد غذایی طبیعی توزیع شده است. با این حال، مقادیر بیوتین در غذاها در مقایسه با سایر ویتامین‏های B نسبتاً پایین می‌باشد. برخی از منابع غذایی بهتر بیوتین، زرده تخم جگر، قلوه، پانکراس، شیر، سویا و جو می‌باشد.

مخمر آبجو یا Saccharomyces cerevisiae (مخمر آبجو را ببینید)، که به عنوان یک مکمل غذایی استفاده می‌شود، یکی از غنی‌ترین منابع بیوتین و همچنین سایر ویتامین‏های B است. ژل رویال (Royal jelly) نیز که به عنوان یک مکمل غذایی (ژل رویال را ببینید) استفاده می‌شود، منبع غنی دیگر بیوتین می‌باشد.

پستانداران و بسیاری از گونه‏های گیاهی قادر به سنتز بیوتین نیستند.
بیوتین توسط باکتری، مخمر و دیگر قارچ‏ها، جلبک‏ها و گونه‏های گیاهی مشخص سنتز می‌شود. در حقیقت به نظر می‌رسد میکروفلور روده‌ی بزرگ انسان در تامین نیاز بیوتین بدن دخالت دارد.

تظاهر اولیه‌ی کمبود بیوتین در حیوانات، در حیواناتی که سفیده‌ی تخم مرغ خام خورده بودند، مشاهده شد. مشخص شد که با خوردن پروتئین سفیده‌ی تخم مرغ خام، موش‌ها دچار درماتیت، ریزش مو و اختلال عملکرد عصبی عضلانی می‌شوند. این سندرم آسیب سفیده‌ی تخم مرغ نامیده شد و مشخص شد که به سبب گلیکوپروتئین یافت شده در سفیده‌ی تخم مرغ به نام آویدین رخ می‏دهد.

سپس مشخص شده که آسیب سفیده تخم مرغ می‏تواند توسط یک فاکتور کبدی که در ابتدا فاکتور محافظت کننده X نام گرفت و سپس بیوتین تعیین گردید، معالجه ‏گردد. از آنجایی که بیوتین اختلال پوستی ناشی از آسیب سفیده‌ی تخم مرغ را معالجه نمود، ویتامین H نامیده شد. H به جهت کلمه haut، کلمه‌ی آلمانی معادل پوست می‌باشد.

آویدین سبب آسیب سفیده تخم مرغ می‏گردد، زیرا به طور بسیار محکم به بیوتین متصل شده و از جذب آن جلوگیری می‌نماید. این تنها در مورد آویدین کامل صادق است که در برابر هیدرولیز توسط آنزیم‏های پروتئولیتیک مقاوم می‌باشد. زمانی که سفیده‌ی تخم مرغ پخته می‌شود، آویدین دناتوره شده و آویدین دناتوره توسط آنزیم‏های پروتئولیتیک هضم می‏گردد.

اگر چه کمبود بالینی بیوتین درانسان‏ها نادر است، اما رخ می‏دهد. مصرف طولانی مدت سفیده‌ی تخم مرغ خام، تغذیه‌ی کامل وریدی طولانی مدت بدون مکمل یاری با بیوتین و سندرم‏های سوء جذب از قبیل سندرم روده‌ی کوتاه منجر به کمبود بیوتین می‌گردند.

علایم و نشانه‌های کمبود بیوتین شامل اریتماتوز و راش، آلوپسی، ورم ملتحمه و اختلالات عصبی می‌باشد. راش ممکن است در اطراف چشم‏ها، بینی، دهان و گوش‏ها منتشر باشد. ظاهر صورت در این کمبود با راش‏های دور چشمان، بینی و دهان به همراه توزیع غیر معمول چربی صورت، نمای کمبود بیوتین در صورت نام گرفته است.

در نوزادان دچار کمبود بیوتین، یافته‏های عصبی شامل، هایپوتونی، لتارژی و تأخیر در تکامل می‌باشد. در بزرگسالان یافت های عصبی عبارتند از لتارژی،افسردگی، توهمات گزگز اندام‏های انتهایی. وضعیت مرزی بیوتین ممکن است تحت شرایط خاصی از جمله طی سه ماهه‌ی اول بارداری رخ ‏دهد و تصور می‌شود که این وضعیت ممکن است تراتوژن باشد.

کمبود عملکردی بیوتین در اختلالات ژنتیکی رخ می‌دهد که در پایین توضیح داده شده است.
بیوتین یک کوآنزیم برای چهار آنزیم کربوکسیلاز می‌باشد. استیل کوآنزیم A(CoA) کربوکسیلاز که هم در میتوکندری و هم در سیتوزول یافت می‌شود، کربوکسیلاسون استیل - CoA را به مالونیل- CoA را کاتالیز می‌نماید. مالونیل- CoA پیش ساز 14 از 16 اتم کربن اسید چرب پالمیتیک اسید می‌باشد.

همچنین پیش ساز تمامی اسیدهای چرب تا پالمیتیک اسید است. به‏علاوه واکنش کاتالیز شده توسط استیلCoA - کربوکسیلاز، یک واکنش کمپلکس، یک مرحله اولیه تنظیمی یا محدود کننده‌ی می‌باشد در بیوسنتز اسیدهای چرب می‌باشد.

پیروات کربوکسیلاز که در میتوکندری قرار دارد، کربوکسیلاسیون پیروات جهت تشکیل اگزالواستات را کاتالیز می‌نماید. اگزالواستات می‏تواند در چرخه‌ی تری کربوکسیلیک اسید متابولیزه ‏شود یا می‏تواند به گلوکز در کبد و کلیه و سایر بافت‌ها که د رگلوکونئوژنز دخیل می‌باشد، تبدیل گردد.

تشکیل اگزالواستات از پیروات به عنوان یک واکنش آناپلروتیک شناخته می‌شود. آناپلروتیک از کلمه‌ی یونانی آناپلروزیس یعنی پر سازی و ذخیره‌ی دوباره منشاء می‌گیرد. واکنش پیروات کربوکسیلات واکنش اصلی است که واسطه‏های سیکل تری کربوکسیلیک اسید را دوباره پرمی سازد.

متیل کروتونیل- CoA کربوکسیلاز که همچنین در میتوکندری واقع است، در متابولیسم L - لوسین دخیل می‌باشد، در حالی که آنزیم میتوکنریایی پروپیونیل- CoA کربوکسیلاز در متابولیسم L - ایزولوسین و L - والین وهمچنین L - ترئونین و L- متیونین دخیل می‌باشد.

تمامی چهار آنزیم کربوکسیلاز که از بی کربنات به عنوان سوبسترای یک کربنی خود استفاده می‏کنند، در یک مکانیسم بیوشیمیایی مشترک می‌باشد. در تمامی چهار کربوکسیلاز، بیوتین به صورت کووالانسی توسط پیوند آمیدی بین گروه کربوکسیل زنجیره جانبی والریک بیوتین و یک گروه آمینو - اپسیلون در یک باقی مانده لیزیل خاص در آپوکربوکسیلاز متصل می‌گردد. آنزیمی که تشکیل پیوند کووالانسی را کاتالیز می‌کند، ‏هالوکربوکسیلاز سنتاز نامیده می‌شود. بیوتین توسط آنزیم بیوتینیداز بازیافت می‌شود.

بیوتینیداز یک هیدرولاز بوده، در باز گردش بیوتین توسط شکستن بیوسیتین (ایپسیلون – N- بیوتینیل- L- لیزین) یا الیگوپپتیدهای کوتاه زنجیره حاوی باقی مانده‌های لیزیل متصل به بیوتین، محصولات حاصل از شکست طبیعی‏ هالوکربوکسیلازها به بیوتین آزاد، عمل می‏کند. همچنین به نظر می‌رسد که بیوتینیداز یک نقش حیاتی را در آزادسازی بیوتین از پروتئین‏های رژیمی حاوی بیوتین ایفا می‏کند.

اخیراً مشخص شده است که بیوتینیداز دارای فعالیت بیوتینیل – ترانسفرار می‌باشد. تمامی پنج کلاس، هیستون‏ها به طور انتخابی توسط فعالیت بیوتینیل ترانسفراز بیوتینیداز، بیوتین دار می‌گردند. تصور می‌شود که بیوتین دار شدن هیستون‏ها در تنظیم رونویسی ژن دخیل می‌باشد و همچنین ممکن است در بسته‌بندی DNA نقش داشته باشد. نکته جالب اینکه بیوتین دارشدن یک تکنیک مهم در بیولوژی مولکولی است.

بیوتین می‏تواند به صورت کووالانسی هم به پروتئین‏ها و هم اسیدهای نوکلئیک متصل گردد و به عنوان یک علامت در بیولوژی مولکولی و تکنولوژی‌های بیوشیمی مورد استفاده قرار گیرد.

 خطاهای نوزادی مشخص در متابولیسم منجر به کمبود عملکردی بیوتین می‌گردند. این اختلالات شامل کمبود کربوکسیلاز چند گانه، کمبود ‏هالوکربوکسیلاز سنتاز، کمبود بیوتینیداز و کمبود پروپیونیک - CoA کربوکسیلاز می‌باشد. افراد مبتلا به این اختلالات نیازمند سطوح بیوتین سلولی بالاتری ازحد طبیعی جهت فعال سازی این آنزیم‏های وابسته به بیوتین می‌باشد.

کمبود بیوتینیداز شایع‌ترین علت کمبود دیرهنگام کربوکسیلاز چند گانه است. تظاهرات کمبود دیرهنگام کربوکسیلاز چند گانه شامل راش یوستی، آلوپسی، تشنج،‏ هایپوتونی، آتاکسی، ریزش مو، آتروفی اپتیک، تاخیر تکاملی، نقص ایمنی و عفونت‏های راجعه می‌باشد. کما و مرگ ممکن است در صورتی که اختلال درمان نگردد رخ دهد.

درمان با دوز بالای بیوتین می‌باشد که منجر به بهبود سریع و واضح بالینی و بیوشیمیایی می‌شود. کمبود ‏هالوکربوکسیلاز رایج‌ترین شکل کمبود کربوکسیلاز چندگانه در نوزادان می‌باشد. تظاهرات کمبود نوزادی کربوکسیلاز چند گانه شامل لتارژی،‏ هایپوتونی، استفراغ، آلوپسی، اسیدوزلاکتیک، ورم ملتحمه، ضایعات اطراف دهان و تشنج است.

درمان شامل بیوتین در دوز بالا است که ممکن است به طور کامل نشانه‏ها وعلایم این اختلال را برگرداند. یک بروز نسبتا بالا یا کمبود پروپیونیل -CoA کربوکسیلاز در بین بومیان گرینلند وجود دارد.

افراد دچار کمبود این آنزیم ممکن است در اوایل زندگی با اسیدوز متابولیک شدید و در بیشتر اوقات کشنده، ‏هایپر‏گلایسینمی و‏هایپر‏آمونمی روبرو باشند. تنها درمان شناخته شده برای این اختلال بیوتین با دوز بالا می‌باشد. تمامی خطاهای نوزادی متابولیسم ذکر شده در بالا به عنوان اختلالات پاسخ دهنده به بیوتین شناخته می‌شوند.

بیوتین یک ترکیب دوحلقه‌ای است. حلقه‌ی تتراهیدروتیوفن حاوی سولفور و دارای یک زنجیره جانبی والریک اسید می‌باشد. حلقه‌ی دوم حاوی یک گروه یورایدو است. هشت ایزومر فضایی برای بیوتین وجود دارد.

با این حال تنها یک فرم به صورت طبیعی یافت می‌شود و تنها یک فرم از نظر آنزیمی فعال است. ایزومر فضایی طبیعی بیوتین d- (+)- بیوتین یا تنها بیوتین نامیده می‌شود.

علاوه بر شناخته شدن با ویتامین H، بیوتین همچنین به عنوان هگزا هیدرو- 2- اکسو- 1 H -تیئنو[3و 4d-] ایمیدازول -4- پنتانوئیک اسید ؛ سیس -5- (هگزا هیدرو -2- اکسو-1H تیئنو[3و 4d-] ایمیدازول -4- ایل) والریک اسید؛ سیس - تتراهیدرو -2- اکسو تیئنو [3و 4d- ] ایمید ازولین -4- والریک اسید؛ سیس هگزاهیدرو- 2- اکسو- 1H – تیئنو [4و3] ایمید ازول -4- والریک اسید؛ کوآنزیم R و بیوس IIb شناخته می‌شود.

فرمول مولکولی آن C10H16N2O3S می‌باشد و وزن مولکولی آن 31/ 244 دالتون است. بیوسیتین
یا اپسیلون N-- بیوتینیل -L- لیزین یک کمپلکس طبیعی بیوتین می‌باشد که تقریبا فعالیت بیوشیمیایی مشابهی با بیوتین دارد.

........................................
منبع: مکمل شناسی به نقل از پی در آر

توصیه های مکمل شناسی در خصوص مصرف منطقی و بهینه مکمل های غذایی: مصرف مکمل های غذایی نیاز به آگاهی و تشخیص صحیح دارد و به این جهت مصرف مکمل های غذایی بدون مشاوره با پزشک توصیه نمی شود. ضمن اینکه اطلاعات موجود در وبسایت مکمل شناسی به هیچ وجه جایگزین مشاوره با پزشک نخواهد بود و ضروری است قبل از هرگونه اقدامی، موضوع را با پزشک معالج مطرح نمایید.
مصرف مکمل های غذایی بویژه در خصوص کودکان، سالمندان و کسانی که بیماری زمینه ای نظیر دیابت، بیماری های ریوی یا قلبی و عروقی دارند و همچنین در رابطه با زنان باردار از حساسیت بیشتری برخوردار است و ممکن است در صورت عدم توجه به توصیه های پزشک، منجر به عوارض غیر قابل جبرانی شود.
علاوه بر این، توجه داشته باشید با توجه به شیوع تبلیغات ماهواره ای و اینترنتی، بهترین و معتبرتین مکان برای تهیه مکمل های غذایی، صرفا داروخانه ها هستند و عرضه مکمل های غذایی در خارج از داروخانه، بر اساس دستورالعمل سازمان غذا و دارو، در خارج از داروخانه ممنوع است.