簡介
生物素(Biotin),又名維生素B7或維生素H,是噻吩與尿素相結合的駢環化合物,帶有一戊酸側鏈,有α,β兩種異構體。生物素是羧化酶的輔基,在體內參與CO2的固定和羧化反應。參與脫羧反應的一種酶的輔助因子。上海雅曦斯諾美授權生物醫學技術服務中心Z含硫水溶性維生素。廣布於動物及植物組織,已從肝提取物和蛋黃中分離,是多種羧化酶輔基的成分。它與酶蛋白活性部位的某個賴氨酸殘基的∈-氨基以醯胺鍵結合生成∈-N-生物素醯L-賴氨酸,亦稱生物胞素。生物素是許多需ATP的羧化反應中羧基的載體,羧基暫時與生物素雙環系統上的一個氮原子結合,如在丙酮酸羧化酶催化丙酮酸羧化成草醯乙酸的反應中。動物缺乏生物素引起皮膚疾患和脫毛。卵蛋白質含有能與生物素緊密結合的抗生物素蛋白。如大量食用生雞蛋,因妨礙生物素的吸收,可導致人類生物素缺乏症。在正常情況下,人類腸細菌合成的生物素足敷需要,不會發生生物素缺乏症。
維生素B複合體之一。是很多動植物生長發育所必需的物質。與維生素H,輔酶R、生物活素Ⅱb,微生物增殖因子S.W.X一樣,天然存在的均為d異構體,L型沒有生物學活性。在生物體內,它幾乎都是作為生物素酶的輔基與蛋白質的賴氨酸的ε-氨基形成共價鍵。其生理作用主要是由生物素酶引起的固碳作用及羧基轉移反應。通過丙醯輔酶A羧化酶,乙醯輔酶A羧化酶,甲基丙二酸單醯CoA羧基轉移酶等反應參與糖和脂肪的代謝。在這些酶促反應中形成的N-羧基生物素作為中間產物。此外,作用機制雖不清楚,但可參與尿素合成、嘌呤合成和油酸的生物合成。它對於酵母、乳酸桿菌屬(Lactobocillus),根瘤細菌屬(Rhizobium)等細菌的繁殖作用是必需的。利用這些微生物可進行生物素的定量測定。動物由於其腸道細菌可合成,所以不會引起缺乏症。如果以大量生卵蛋白鼠,由於生物素和卵蛋白中的抗生物素蛋白(維生素頡頏體)相結合而失活,因而會引起脫毛和皮膚炎。以氧取代生物素分子中的硫而形成的氧代生物素,去硫的脫硫生物素(存在於酵母、鏈孢霉中)可被微生物所利用。
發現歷史
生物素的發現,歷經了40餘年。1901年,Wildiers發現有一種物質是酵母生長所必需的,他稱這種物質為“生物活素”。1916年和1927年,Bateman和Boas分別發現用生蛋清餵養大鼠能引起皮炎,但雞蛋加熱凝固後,則沒有此作用。1933年Allison等研究豆類根瘤菌的生長時,從中分離出一種固氮細菌,被命名為“輔酶R”。1936年,德國Kogl和Tonnis從煮熟的鴨蛋黃鐘分離出一種結晶物質,是酵母生長所必需的,稱之為“生物素”。1937年,匈牙利科學家Gyorgy發現一種物質能防止生蛋清所致的不利影響,將此種物質命名為維生素H。到1940年Gyorgy及其同事通過實驗研究證實,輔酶R、生物素、維生素H、生物活素均為同一種物質,之後證明生物素是哺乳動物必需的一種營養素。1942年,duVigneaud等提出了生物素的化學結構。1943年被人工合成。
代謝吸收
食物的生物素主要以游離形式或與蛋白質結合的形式存在。與蛋白質結合的生物素在腸道蛋白酶的作用下,形成生物胞素,再經腸道生物素酶的作用,釋放出遊離生物素。生物素吸收的主要部位是小腸的近端。低濃度時,被載體轉運主動吸收;濃度高時。則以簡單擴散形式吸收。吸收的生物素經門脈循環,運送到肝、腎內貯存,其他細胞內也含有生物素,但量較少。人體的腸道細菌可從二庚二酸取代壬酸合成生物素,但作為人本生物素直接來源是不夠的。人體內生物素主要經尿排出,乳中也有生物素排出,但量很少。主要功能:
生物素的主要功能是在脫羧、羧化反應和脫氫化反應中起輔酶作用,可以把CO2由一種化合物轉移到另一種化合物上,從而使一種化合物轉變為另一種化合物。藥理劑量的生物素可降低I型糖尿病人的血糖水平,改善實驗大鼠的葡萄糖耐量,降低胰島素抗性。生物素還能維護實驗動物的各種免疫細胞的正常功能。包括
幫助脂肪代謝
協助代謝胺基酸及碳水化合物
促進汗腺、精神組織、骨髓、男性性腺、皮膚及毛髮的正常運作和生長,減輕濕疹、皮炎症狀;
預防白髮及脫髮,有助治療禿頭
維持皮膚正常功能,減輕濕疹、皮膚發炎症狀
緩和肌肉疼痛
有助於機體某些生化反應的進行。
毒性
生物素的毒性似乎很低,用大劑量的生物素治療脂溢性皮炎未發現蛋白代謝異常或遺傳錯誤及其他代謝異常。動物實驗也顯示生物素很少毒性。缺乏症狀
生物素缺乏症主要表現多數以皮膚症狀為主,可見毛髮變細、失去光澤、皮膚乾燥、鱗片狀皮炎、紅色皮疹,嚴重者的皮疹可延續到眼睛、鼻子和嘴周圍。此外,伴有食慾減退、噁心、嘔吐、舌乳頭萎縮、黏膜變灰、麻木、精神沮喪、疲乏、肌痛、高膽固醇血症及腦電圖異常等。這些症狀多發生在生物素缺乏10周后。在6個月以下嬰兒,可出現脂溢性皮炎。主要表現為:
頭皮屑多,容易掉發,少年白髮膚色暗沉、面色發青,皮膚炎
憂鬱、鬱悶、失眠、容易打瞌睡等神經症狀
容易疲倦、慵懶無力、肌肉漲痛,與缺乏其他B群維生素的症狀相同
皮膚乾燥及磷狀皮炎
食慾減退、噁心、嘔吐、舌炎
血紅蛋白和紅細胞數量下降、血漿膽固醇含量升高
主要食物
生物素以游離形式或與蛋白質結合的形式廣泛分布於動植物性食物中,含生物素最豐富的為牛肝、豬肝、豬腎、雞肉、羊肉、蛋黃、牛奶、水果、糙米、小麥胚芽、啤酒酵母、酵母菌等類食物。
補給須知
生物素與維生素A、維生素B2、維生素B6、菸鹼酸合併使用功效更佳。生物素的補充劑為錠劑或膠囊,應整顆和水吞服,不可咬碎。此外,若非醫生特別指示,否則應在用餐時或餐後立即服用,以降低對胃部的刺激。
需要人群
生物素來源較為廣泛,而且人體腸道內的細菌還可以合成一部分,因此生物素的缺乏不易發生。但下列人群需要補充。
1、好吃生雞蛋和飲酒、喝咖啡的人需要補充生物素;
2、服用抗生素或磺胺藥劑的人每天至少要攝取25μg;
3、頭髮稀疏的男性攝入生物素,防止脫髮效果明顯;
4、在妊娠期間,生物素會明顯流失,應在醫師指導下合理補充。
套用
保健用途
糖尿病。補充生物素,生物素通過改善胰島素和血糖的使用幫助改善血糖的調節。
頭髮和指甲。補充生物素可以修復薄弱爆裂的腳趾甲和手指甲,改善頭髮的健康。生物素也可以修復那些由於生物素水平偏低引起過早的灰白頭髮。
遺傳問題。一些嬰兒不能好好利用生物素,需要補充生物素。
皮膚問題。一些皮膚病,例如乳痂,能通過補充生物素得到改善。
肌肉營養失調。生物素可被用作治療某些跟肌肉有關的疾病作為療程的一部分。
營養性的健康。生物素能幫助減肥的人體內進行更有效的新陳代謝。
傳染病。生物素可用作治療腸內念珠菌(一種酵母菌的感染)。
據研究,葉酸與生物素配伍可有效預防畸胎形成。2008年初日本厚生省已正式宣布,將生物素與葉酸均作為日本孕婦的強制攝取營養物。可以肯定,厚生省這一決定必將大大促進生物素在日本的銷售,同時,也必將進一步推動全球對生物素的消費。
美國研究人員還發現:生物素能促進脂肪及碳水化合物的分解,使它們加快轉化成人體活動所需的能量;如體內生物素數量不足,脂肪就會在體內蓄積並引起肥胖症。這種新發現為生物素在減肥、瘦身類保健產品中的套用奠定了堅實的基礎,為生物素開闢了一個更廣闊的市場。
美容用途
同時,日本學者還報導,生物素具有出色的美容作用,可保持皮膚嫩白、指甲光滑等。這個發現也為生物素產品開拓了一大新藥業用途。美容化妝品行業是國際大產業之一,美容化妝品的國際市場總銷售額遠遠高於藥品的銷售額,生物素在美膚、美甲(指甲)及美發上的新套用必將導致藥用級生物素銷量的上升。
維生素H作為營養增補劑。按中國GB2760-90規定,可用於食品工業作為加工助劑。具有預防皮膚病、促進脂類代謝等生理功能。大量食用生蛋白可導致生物素缺乏。
作為藥品,用於治療動脈硬化、中風、脂類代謝失常、高血壓、冠心病和血液循環障礙性的疾病。
用於化妝品,可提高血液循環在皮膚血管中的速度,在0.1%-1.0%的濃度範圍內,易於配方中的油相相混合。在護膚雪花膏、運動藥液、腳用止痛膏、刮鬍須液、洗髮液中均可使用。
科研用途
生物素可以用作核酸探針的標記物,它能與核酸分子的UTP或dUTP5‘位上的C相結合,並可與親和素結合而被檢測。在檢測的過程中,生物素只用作固定連線,而不用作信號檢測。
小知識
建議日攝取量:
成人建議每天攝取25~300μg。生物素和維生素(維生素食品)A、B2、B6、煙酸一起使用功效更佳。
食物來源:
糙米、小麥、草莓、柚子、葡萄(葡萄食品)、啤酒、肝、蛋、瘦肉、乳品等。
補充周期:
維生素B7在人體內僅停留3~6小時,所以必須每天補充。
需要人群:
好吃生雞蛋和飲酒的人需要補充生物素;
服用抗生素或磺胺藥劑的人每天至少要攝取25μg;
頭髮稀疏的男性(男性食品)攝入生物素,防止脫髮效果明顯;
在妊娠期間,生物素會明顯流失,應在醫師指導下合理補充。
功效:
●幫助脂肪代謝;
●協助代謝胺基酸(胺基酸食品)及碳水化合物;
●促進汗腺、神經組織,骨髓、男性性腺、皮膚及毛髮的正常運作和生長,減輕濕疹、皮炎症狀;
●預防白髮及脫髮,有助於治療禿頂;
●緩和肌肉疼痛
生物素(維生素H)缺乏症
生物素(維生素H)生物素(維生素H)缺乏症主要表現多數以皮膚症狀為主,可見毛髮變細、失去光澤、皮膚乾燥、鱗片狀皮炎、紅色皮疹,嚴重者的皮疹可延續到眼睛、鼻子和嘴周圍。此外,伴有食慾減退、噁心、嘔吐、舌乳頭萎縮、黏膜變灰、麻木、精神沮喪、疲乏、肌痛、高膽固醇血症及腦電圖異常等。這些症狀多發生在生物素(維生素H)缺乏10周后。在6個月以下嬰兒,可出現脂溢性皮炎。
生物素(維生素H)過量表現
生物素(維生素H)的毒性很低,至今尚未見生物素(維生素H)毒性反應的報告。