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Biotin (Vitamin B7)

Biotin (Vitamin B7) ist ein hydrophiles (wasserlösliches) Vitamin und gehört zu der Gruppe der B-Vitamine. Biotin wird auch Vitamin H oder Vitamin I genannt und ist ein Abkömmling (Derivat) des Harnstoffs.

Stabilität von Biotin

Während Biotin gegen Luft, Tageslicht und Hitze eine hohe Stabilität aufweist, ist das Vitamin gegen UV-Licht empfindlich. Demnach sollte Biotin lichtgeschützt aufbewahrt werden [5, 12, 14].

Synthese von Biotin

Biotin kann von den meisten Bakterien sowie von vielen Pilz- und Pflanzenarten synthetisiert (gebildet) werden. Dementsprechend ist das Vitamin in der Natur weit verbreitet, deren Konzentration in den Nahrungsmitteln ist jedoch sehr gering [5, 12].

Im menschlichen Organismus sind die Bakterien des Dickdarms (Colons) fähig, das B-Vitamin zu bilden. Sowohl das Ausmaß der Bildung von Biotin im Darm (enterale Eigensynthese) als auch ihr Anteil am Biotinstoffwechsel ist nicht genau bekannt.

Da das Vitamin überwiegend im oberen Dünndarm aufgenommen wird, kann mikrobiell produziertes Biotin nicht ausreichend ausgenutzt werden und geht größtenteils mit dem Stuhl (Fäzes) verloren. Schließlich ist davon auszugehen, dass die bakterielle Biotinsynthese für die Bedarfsdeckung nur eine untergeordnete Rolle spielt [1, 2, 5, 12, 14]. 

Aufnahme von Biotin

In der Nahrung liegt Biotin in freier Form, zum größten Teil jedoch an Proteine gebunden vor. Um aufgenommen werden zu können, muss Biotin von seinem Bindungsprotein gelöst werden.

Während der Nahrungspassage führen Magensäure und proteinspaltende Enzyme (Peptidasen) des Magen-Darm-Trakts, wie Pepsin und Trypsin, zur Zersetzung (Degradation) der Nahrungsproteine.

Das Enzym Biotinidase löst Biotin im oberen Dünndarmabschnitt aus Eiweißstoffen in der Nahrung. Die anschließende Aufnahme von freiem Biotin im Dünndarm erfolgt mittels Transportmoleküle [1, 2, 5, 12, 14, 16]. Biotin wird dadurch insbesondere aus Biocytin gelöst. Biocytin ist eine Proteinverbindung aus Biotin und der Aminosäure Lysin.

Etwa 50 % des in den Lebensmitteln vorhandenen Biotins wird aufgenommen. Dabei handelt es sich überwiegend um proteingebundenes Biotin. Die Bioverfügbarkeit nach therapeutischen Dosen beträgt 100 % [12, 16]. Diese liegen als freies Biotin vor.

Transport und Verteilung von Biotin im Körper

Das in die Blutbahn aufgenommene Biotin liegt größtenteils in freier Form (81 %) und im geringen Umfang gebunden an ein Enzym (Serum-Biotinidase) (12%) oder an Plasmaalbumine und -globuline vor (7%) [7]. Die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) enthalten etwa 10 % der Biotin-Serumkonzentration [12].

In den Zielzellen wirkt Biotin als Coenzym bei einer Reihe von Carboxylase-Reaktionen. Diese Enzyme bewirken beispielsweise den Abbau von Aminosäuren oder die Bildung von Fettsäuren.

Ausscheidung von Biotin

Biotin wird überwiegend über die Nieren in freier und verstoffwechselter Form ausgeschieden. Unter normaler Zufuhr schwankt die Biotinausscheidung im Urin zwischen 6 und 90 Mikrogramm pro Tag. Im Mangelzustand sinkt die aufgenommene Menge auf bis zu 5 Mikrogramm pro Tag ab [8, 9].

Bedingt durch die mikrobielle Biotinsynthese im Dickdarm übersteigt die mit dem Urin und den Fäzes ausgeschiedene Menge meist die Biotinzufuhr über die Nahrung [1, 2, 5, 12, 14].

Die Eliminations- beziehungsweise Plasmahalbwertszeit ist von der zugeführten Biotindosis und vom individuellen Biotinstatus abhängig. Sie beträgt bei oraler Einnahme von 100 Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht Biotin etwa 26 Stunden. Bei Biotinidasemangel ist die Eliminationshalbwertszeit bei gleicher Dosierung auf 10-14 Stunden verkürzt [12, 14].

 

Literatur

  1. Biesalski H. K., Köhrle J., Schümann K. (2002) Vitamine, Spurenelemente und Mineralstoffe. Prävention und Therapie mit Mikronährstoffen. Georg Thieme Verlag, Stuttgart

  2. Biesalski H. K., Fürst P., Kasper H. et al. (2004) Ernährungsmedizin. Nach dem Curriculum Ernährungsmedizin der Bundesärztekammer. 3. Auflage. Georg Thieme Verlag, Stuttgart

  3. Crisp S.E.R.H., Griffin J.B, White B.R. et al (2004) Biotin supply effects rates of cell proliferation, biotinylation of carboxylases and histones, and expression of the gene encoding the sodium-dependent multivitamin transporter in JAr choriocarcinoma cells. Eur J Nutr; 43: 23-31

  4. Hahn A. (2001) Nahrungsergänzungsmittel. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart

  5. Hahn A., Ströhle A., Wolters M. (2006) Ernährung. Physiologische Grundlagen, Prävention, Therapie. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart

  6. Leitzmann C., Müller C., Michel P. et al. (2005) Ernährung in Prävention und Therapie. Hippokrates Verlag in MVS Medizinverlage Stuttgart GmbH & Co. KG

  7. Mock D.M., Malik M.I. (1992) Distribution of biotin in human plasma: most of the biotin is not bound to protein. Am J Clin Nutr; 56: 427-432

  8. Mock D.M. (1996) Biotin. In: Ziegler E.E., Filer L.J.jr. (ed.) Present knowledge in nutrition, 7 Ed. International Life Sciences Institute Nutrition Foundation. Washington D.C.; 220-235

  9. Mock N.I., Malik M.I., Stumbo P.J. et al (1997a) Increased urinay excretion of 3-hydroxyisovaleric acid and decreased urinary excretion of biotin are sensitive early indicators of decreased biotin status in experimental biotin deficiency. Am J Clin Nutr; 65: 951-958

  10. Mock D.M., Stadler D.D., Stratton S.L., Mock N.I. (1997b) Biotin status assessed longitudinally in pregnant women. J Nutr; 127: 710-716

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

  12. Pietrzik K., Golly I., Loew D. (2008) Handbuch Vitamine. Für Prophylaxe, Beratung und Therapie. Urban & Fischer Verlag, München

  13. Said H.M., Ortiz A., McCloud E. et al (1998) Biotin uptake by human colonic epithelial NCM460 cells: a carrier-mediated process shared with pantothenic acid. Am J Physiol; 275: C1365-C1371

  14. Schmidt E. und Schmidt N. (2004) Leitfaden Mikronährstoffe. Orthomolekulare Prävention und Therapie. 1. Auflage. Urban & Fischer Verlag, München

  15. Zempleni J., McCormick D.B., Mock D.M. (1997) Identification of Biotin sulfone, bisnorbiotin methyl ketone and tetranorbiotin-1-sulfoxide in human urine. Am J Clin Nutr; 65: 508-511

  16. Zempleni J., Mock D.M. (1999) Bioavailability of biotin given orally to humans in pharmacologic doses. Am J Clin Nutr; 69: 504-508

  17. Zempleni J., Mock D.M. (2000) Utilization of biotin in proliferating human lymphocytes. J Nutr; 130: 335S-337S

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