Málo známý vitamin, vzácný biotin

Biotin, málo známý vitamin

Biotin ze skupiny vitaminů B označovaný jako B7 není příliš známý, protože jeho nedostatek je poměrně vzácný. Relativně malý požadavek na dodávky biotinu u zdravého člověka je snadno zajišťován potravou; kromě toho biotin syntetizují bakterie ve střevech. Lidské tělo biotin účinně recykluje, a nedochází tak k jeho ztrátám stolicí.

V současné době je však nabízen a doporučován jako potravinový doplněk pro své účinky zejména na vlasy a kůži – německá slova „Haar und Haut“ dala vznik označení biotinu jako vitamin H. Ačkoliv je tedy avitaminóza biotinu u člověka velmi vzácná, firmy vyrábějící potravinové doplňky se nás snaží přesvědčit, že mnoho lidí trpí jeho menším či větším nedostatkem. Podívejme se proto na úlohu biotinu a jeho vztah k lidskému zdraví.

Historie objevu ve vodě rozpustného biotinu jako složky potřebné pro udržení zdraví není nezajímavá. Začíná náhodným zjištěním Steinitze v roce 1898, který pozoroval, že psi krmení syrovým vaječným bílkem zvrací a mají průjem. Protože vejce jsou běžnou součástí lidské stravy, byly Steinitzovy experimenty zopakovány i na jiných zvířatech, aby se zjistilo, zda nemohou mít nepříznivý účinek i na lidské zdraví. U myší, potkanů, králíků i psů bylo pozorováno, že při určitém podílu syrového bílku v jejich stravě zvířata strádají, hubnou, ztrácí ochlupení, objevují se u nich kožní záněty a nervosvalové dysfunkce. Tento syndrom vešel do historie medicíny pod označením „syndrom vaječného bílku“. Když byl bílek tepelně opracován, k žádným poruchám nedocházelo.

Tímto zajímavým problémem vlivu syrových vajec na zdraví savců se začal zabývat anglický fyziolog W. G. Bateman na Univerzitě v Yale a v roce 1916 publikoval vědeckou studii, ve které prokázal, že za „syndrom vaječného bílku“ je odpovědný jeden z vaječných proteinů, bazický glykoproteid zvaný avidin. Syndrom však nevyvolává avidin přímo, ale zprostředkovaně tím, že na sebe váže biotin produkovaný bakteriemi v tlustém střevě i biotin přijímaný běžnou potravou, a tím z něj vytvoří biologicky neúčinnou látku, která nevyužita odchází z těla stolicí. Podávání syrového vaječného bílku je dodnes používaný laboratorní postup, jak uměle navodit extrémní nedostatek biotinu a způsobit tak jeho avitaminózu. Syndrom vaječného bílku tedy může být léčen biotinem.

Biochemie biotinu

Biotin má důležitou funkci v metabolismu cukrů, tuků a aminokyselin. Působí jako kofaktor v reakcích cyklu kyseliny citronové. Je tedy důležitý jak pro vznik energie, tak pro transformace metabolitů. Je nezbytný pro přenos oxidu uhličitého a pro udržení stálé hladiny krevního cukru. Biotinylační reakce, při kterých se biotin váže na různé aminokyseliny, jsou důležité pro růst a obnovu buněk a tkání. Silná afinita biotinu k aminokyselinám je i příčinou symptomu „vaječného bílku“. Podle nejnovějších výzkumů hraje biotin významnou roli také při expresi genů na transkripční a translační úrovni a podílí se i na replikaci DNA. Projevy nedostatku biotinu u člověka Projevy nedostatku biotinu u člověka se vyskytují převážně v souvislosti s nadměrnou konzumací syrových vajec. Tato dřívější pozorování byla potvrzena i současnými studiemi. Avšak zároveň bylo prokázáno, že konzumace čtyř vajec týdně neohrozí zdraví dospělých ani kojenců a malých dětí. Při normální stravě se příznaky nedostatku biotinu objevují jen vzácně při závažných poruchách střeva, jako je „syndrom krátkého střeva“, nebo při parenterální výživě.

Nedostatek biotinu se projevuje vyrážkou v oblasti obličeje, vypadáváním vlasů, nerovnoměrným rozvrstvením obličejového tuku, ale také některými neurologickými projevy (mravenčení končetin) a depresemi či halucinacemi. U dětí se mohou vyskytnout i závažnější neurologické poruchy a opoždění vývoje.

Medicínský výzkum posledních let však napovídá, že vzácné případy biotinové avitaminózy vůbec nemusí být způsobeny nedostatkem biotinu, ale mohou být důsledkem dědičné metabolické poruchy, kdy tělo nedokáže znovu použít – tedy recyklovat tento vitamin, přestože je ho v těle dostatečné množství. Tato porucha je klasifikována nedostatečnou činností či úplným deficitem některých karboxyláz, zejména tzv. biotinidázy, tedy enzymů, které fungují jen v přítomnosti biotinu.

Příznaky a projevy deficitu biotinidázy se obvykle objevují během několika prvních měsíců života, ale věk nástupu se liší. Děti s velkým deficitem trpí často záchvaty, mají slabý svalový tonus (hypotonii), problémy s dýcháním a je u nich pozorován opožděný vývoj. Pokud se neléčí, může to vést k onemocnění sluchu, k vývoji očních abnormalit a ke ztrátě zraku. Tyto dětí trpí ataxií, kožními vyrážkami a ztrátou vlasů. Jsou také náchylné k plísňovým infekcím. Okamžitá léčba a celoživotní strava s biotinovými doplňky může zabránit mnohým z těchto komplikací.

Incidence deficitu biotinidázy v běžné populaci je relativně nízká, asi 1 dítě na 60 000 novorozenců, ale v některých částech světa může být i vyšší. Například nedávný výzkum v Maďarsku prokázal, že výskyt této autosomálně recesivní genetické vady je v západní části státu asi třikrát vyšší než v jiných částech Evropy. Pro autosomálně recesivní typ dědičnosti je typické, že postižení se nevyskytuje v každé generaci, ale spíše „ob generaci“. Geneticky postižení jedinci se tak rodí fenotypově zdravým rodičům.

Závěrem

Přes neúplné znalosti o biologických účincích biotinu se dnes uznává, že tento vitamin může svým působením ovlivňovat stav pokožky, vlasů a nehtů a že příznivě ovlivňuje i nervovou soustavu. Zdá se však, že zdravý a dobře živený člověk avitaminózou biotinu netrpí. Biotin může mít význam i pro nemocné diabetem a možná má i další pozitivní účinky. Ty jsou však zatím ve stadiu výzkumu a nebyly dosud přesvědčivě prokázány.

 

Po chemické stránce je biotin organická bicyklická sloučenina se dvěma heteroatomy dusíku a jedním atomem síry. Atomy dusíku jsou součástí imidazolového jádra a atom síry je součástí thiofenového jádra. Obě jádra jsou spolu spojena (kondenzována) a je na ně navázán zbytek kyseliny valerové. V místě vazby kyseliny valerové na kondenzovaný imidazolo-thiofenový skelet je chirální centrum biotinu. Teoreticky existuje osm stereoizomerů biotinu, osm možných prostorových uspořádání jeho molekuly. V přírodě se však vyskytuje pouze jediný stereoizomer, d-(+)-biotin, který je také jako jediný biologicky aktivní. Jeho biologická aktivita je realizována tak, že se váže na volnou aminoskupinu lysinu v karboxylázách. Karboxylázy tvoří velkou rodinu životně důležitých enzymů a biotin je jejich kofaktorem, bez něhož nemohou plnit svou fyziologickou funkci. Z toho pak plynou některé zdravotní problémy.

 

autoři: Prof. RNDr. Jiří Patočka, DrSc. Prof. RNDr. Anna Strunecká, DrSc.

uveřejněno v časopise Sféra, vydání 10/2010