logo

logo

logo

logo

logo

البيوتين

بيوتين

Biotin -

البيوتين

كرم العودة

تركيب البيوتين وخواصه الكيميائية

الوظائف الحيوية

الفوائد الصحية

الاحتياجات أو المخصص اليومي المحبَّذ

المصادر الغذائية

 

البيوتين biotin أحد أفراد مجموعة فيتامين B المركبة الذوَّابة في الماء، بدأ البحث عنه عام 1901، ولاحظ بتمان Bateman عام 1916 سميّة الأغذية المحتوية على زلال البيض؛ ووَصَفَتْ بوآس Boas عام 1927 الضَرَرَ الذي لحق بالجرذان التي تُعطى أغذية محتوية على زلال بيض نيء، تجلَّى ذلك في عدم انتظام حركاتها والتهاب جلدها وفقدها الشعر، كما لاحظت عدم سميةِ زلال البيض المطهو، واحتواءَ بعض الأغذية مثل الخميرة والكبد على مادة تحمي الجرذان من سمية بروتين زلال البيض، وأطلق غيورغي Gyorgy عام 1941 على تلك المادة اسم فيتامين H. كما قام كل من كوغل Kogl وتونيس Tonnis عام 1936 بعزل منبّه قوي لنمو الخميرة من البيض المجفف أُعطي اسم تميم إنزيم coenzyme R
ثم سُمي بيوتين مأخوذاً من كلمة Bios اليونانية التي تعني الحياة وأضيف إليها مقطع "in" فعرف بالبيوتين. برهن وليامز Williams ومساعدوه عام 1940 على أن ضرر زلال البيض للجرذان والصيصان يرجع إلى وجود مضاد فيتامين antivitamin فيه هو أفيدين avidin يؤدي إلى عوزه. ونشر دي فينو du Vigneaud ومساعدوه خصائص البيوتين وبنيته الكيميائية عام 1942، ثم أعلن هاريس Harris ومساعدوه استحضاره مخبرياً عام 1943. وقد عرف بعدد من الأسماء منها البيوتين وفيتامين B7 وفيتامين H وتميم الإنزيم R وفيتامين بايوبيديرم biopeiderm، وعلى الرغم من تعدد أسمائه يظل البيوتين أشهرها وأكثرها استعمالاً.

تركيب البيوتين وخواصه الكيميائية

يتكون البيوتين من الكربون والهدروجين والأكسجين والآزوت والكبريت وصيغته العامة هي، ويتألف من حلقة يوريدو ureido ring (رباعي هدرو إيميديزالون tetrahydroimidizalone) مندمجة بحلقة رباعي هدروثيوفين ويرتبط حمض فاليريك valeric acid بإحدى ذرات الفحم من حلقة الهدروثيوفين (الشكل1). وزنه الجزيئي 244.3 غ مول-1، وتنصهر بلوراته الإبرية العديمة اللون بدرجة حرارة 232˚س، وهو قليل الانحلال بالماء؛ إذ ينحلُّ بمعدل 0.3 – 0.4غ في اللتر عند درجة حرارة 25˚س و 1غ عند درجة حرارة 100˚س؛ أما أملاحه مثل أملاح الصوديوم فهي ذوابة، ويتحطم بالحموض والقلويات في أثناء المعاملة الشديدة، وهو ثابت بالحرارة وتؤدي معالجته بها إلى فقد القليل منه، وهو ثابت بالهواء والمحاليل المتعادلة والحامضية؛ وتؤدي بسترة الحليب أو تعقيمه إلى فقد 10% و15% من البيوتين على التوالي.

الشكل (1) تركيب البيوتين.

الوظائف الحيوية

يعدُّ البيوتين ضروريّاً لنمو الخلايا وإنتاج الحموض الدسمة (الدهنية) واستقلاب الدهون والحموض الأمينية؛ كما يؤدي دوراً مهماً في دورة حمض الليمون citric acid cycle التي تتولد فيها الطاقة الحيوية الكيميائية في أثناء التنفس الهوائي، ويساعد على التفاعلات الاستقلابية؛ ونقل غاز ثنائي أكسيد الكربون ، وحفظ مستوى ثابت من سكر الدم، ويقوم بالوظائف الحيوية التالية:

1- عامل مساعد إنزيمي enzyme cofactor: إذ يرتبط بالموقع الفعّال لخمسة إنزيمات كربوكسيلاز carboxylases في جسم الإنسان وهي:

أ- كربوكسيلاز أستيل تميم إنزيم أ A I وacetyl-COA carboxylase II: يحفز ارتباط البيكربونات أستيل تميم أ لتشكيل مالونيل تميم إنزيم أ malonyl- CoA الذي يُحتاج لتكوين الحموض الدسمة في العصارة الخلوية وتنظيم أكسدة الحموض الدسمة في المتقدرات.

ب- كربوكسيلاز البيروفيت pyruvate carboxylase الضروري في عملية استحداث السكر من غير الكربوهدرات مثل الحموض الأمينية.

جـ- كربوكسيلاز متيل كروتونيل– تميم إنزيم أ methylcrotonyl – CoA carboxylase الضروري لتقويض حمض اللوسين leucine.

د- كربوكسيلاز بروبيونيل تميم إنزيم أ propionyl – CoA carboxylase: الذي يحفز حدوث خطوات أساسية في استقلاب حموض أمينية معينة والكولسترول وسلسلة الحموض الدسمة الفردية.

هـ- ارتباط البيوتين بالهستونات histone biotinylation: ترتبط بروتينات الهستونات بالـ DNA وتضمّه في بنية مكتنزة مشكلةً الجسيمات النووية nucleosomes كمكوّن بنيوي متكامل في الصبغيات، ووجد أنه يجب أن تسترخي المضمومة المكتنزة للـ DNA بعض الشيء عند حدوث التكرار replication والنسخ transcription وذلك بتعديل الهستونات برَبْطِ زمرة أستيل أو متيل، ما يؤثر في بنيتها وبالتالي في تكرار الـ DNA ونسخه، وتبين أن ارتباط البيوتين بالهستونات يؤدي دوراً في تنظيم تكرار
الـ DNA ونسخه، وكذلك في التكاثر الخلوي والاستجابات الخلوية الأخرى.

2- ومن التفاعلات التي تعتمد على الإنزيمات المرتبطة بالبيوتين:

أ- إضافة غاز ثنائي أكسيد الكربون إلى البيروفيت لتشكيل الأوكسال أستيتات oxaloacetate.

ب- دخول الحموض الدسمة ثلاثية ذرات الكربون إلى دورة حمض الليمون لإنتاج الطاقة.

جـ- إطالة سلسلة الحموض الدسمة في أثناء تكوينها.

د - انهيار اللوسين إلى أجسام كيتونية.

هـ - انهيار الإيزولوسين isoluecine والمثيونين methionine والثريونين threonine والفالين valine لإدخالها في دورة حمض الليمون.

و - تفاعلات تكوين الـ DNA.

الفوائد الصحية

يقوم البيوتين بوظائف صحية لا يستغني الجسم عنها، ومنها:

1- لا يمكن تكوين اللوسين إذا لم يتوفر البيوتين.

2- يؤدي دوراً حاسماً في تفاعلات دورة حمض الليمون.

3- يدخل في استعمال الأكسجين في أثناء التنفس وتحويله إلى ثنائي أكسيد الكربون.

4- يمكِّن الجسم من استعمال الكربوهدرات والبروتينات والدهون.

5- يُنبّه تكوين خضاب الدم (الهيموغلوبين) وتشكيل الكريات الحمراء.

6- يؤدي دوراً حاسماً في إنتاج الطاقة في أثناء تحويل غلوكوز الدم إلى طاقة ويساعد على استعمال أفراد مجموعة فيتامين ب.

عوز البيوتين: يندر عوز البيوتين لأن البكتريا المعوية تنتج كمية فائضة عن احتياجات الجسم اليومية، وتبدو أعراض نقصه بما يأتي:

1- أظفار الأصابع القصيمة: وتتجلى بتكسر الأظفار وهشاشتها.

2- فقد الشعر وحدوث الثعلبة alopecia وفقد الشعر الموضعي، ويؤدي توفره إلى استعادة نمو الشعر.

3- جفاف الجلد والتهابه وظهور طفحات حمراء قشرية حول العينين والأنف.

4- أعراض عصبية عند البالغين مثل الاكتئاب والنوام والهلوسة والخدر.

5- زيادة حمض 3-هدروكسي إيزو فالريك -hydroxyisovaleric acid3 الذي يبيّن انخفاض البيوتين في الجسم، ويسببُ نقصه في أثناء الحمل تشوهات خلقية عند الأطفال.

6- اضطرابات استقلابية موروثة تتميز بانخفاض نشاط إنزيمات الكربوكسيلاز المعتمدة على البيوتين، وتتجلى بانخفاض الشهية والنمو والأعراض الجلدية وقلة كثافة العظام وفقد صبغة الشعر.

الاحتياجات أو المخصص اليومي المحبَّذ

المخصص اليومي المحبَّذ هو كمية الفيتامينات والمعادن اللازمة لتوفير تغذية جيدة لمعظم الأصحاء، وتتفاوت مقاديرها بين شخص وآخر بحسب العمر والجنس والحالة الجسمانية (مثلاً الحمل، المرض وغيرها). ونظراً لأن نقص البيوتين أمر نادر فإنه لاتوجد مخصصات يومية محبذة له، وعلى أي حال يمكن تقديرها في الجدول (1) بحسب مشفى مايو Mayo Clinic الأمريكي:

الجدول (1) المخصص اليومي من البيوتين بحسب العمر.

العمر

المخصص اليومي المحبَّذ
(مكروغرام)

الولادة – 3 سنوات

10 -20

4 - 6 سنوات

25

7- 10 سنوات

30

المراهقون والبالغون

30 - 100

المصادر الغذائية

يوجد البيوتين في مصادر غذائية مختلفة؛ وقليل منها يعدُّ غنياً بالبيوتين، إضافةً إلى أن كثيراً من جداول تحليل الأغذية تخلو من قيمة البيوتين لعدم تقديره في كثير منها. ومن الأغذية الغنية به مح البيض، أما زلاله فيحتوي على بروتين الأفيدين الذي يربط بالبيوتين فيخفّض امتصاصه؛ ويتوفر أيضاً في الحليب والسمك والدجاج والكبد والسبانخ والقرنبيط والموز ومعظم الخضر الخضراء والحبوب الكاملة والمكسرات والفول السوداني والزبدة والبقول والفطر ونخالة القمح والسلمون والسردين.

مراجع للاستزادة:

- A. Dasgupta, Biotin and Other Interferences in Immunoassays: A Concise Guide, Elsevier 2019.

- P. Insel, R. E., Turner, D. Ross, Nutrition. Jones and Bartlett Publishers, 2007.

- T. Meier, F. Fahrenholz, A Laboratory Guide to Biotin-Labeling in Biomolecule Analysis (Biomethods), Birkhäuser 2002.


التصنيف : العلوم والتقانات الزراعية والغذائية
النوع : العلوم والتقانات الزراعية والغذائية
المجلد: المجلد السادس
رقم الصفحة ضمن المجلد : 0
مشاركة :

اترك تعليقك



آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

هل تعلم ؟؟

عدد الزوار حاليا : 578
الكل : 31530389
اليوم : 46794