Biotin (Vitamin H)

Physiologische Bedeutung

Biotin, auch als Vitamin H bezeichnet, gehört zur Gruppe der wasserlöslichen B-Vitamine. Es ist Coenzym bei Carboxylierungsreaktionen, in deren Verlauf Biotin ATP-abhängig carboxyliert wird und als Carboxylierungsmittel fungiert. In seiner aktiven Form ist Biotin kovalent an Enzymproteine gebun­den (prosthetische Gruppe). Im menschli­chen Organismus sind vier biotinabhängige Carboxylasen bekannt:

Acetyl-CoA-Carboxylase (Startreaktion bei der Fettsäurebiosynthese) Pyruvatcarboxylase (Schlüsselenzym der Gluconeogenese)

Propionyl-CoA-Carboxylase (Glucose-produktion und Energieversorgung) Methylcrotonyl-CoA-Carboxylase (Abbau der verzweigtkettigen Aminosäure Leu­cin).

Biotin ist somit an einer Vielzahl von Stoff­wechselprozessen im Intermediärstoffwech­sel, wie der Gluconeogenese (Neubildung von Glucose aus Nicht-Zuckern, z. B. Aminosäuren), der Synthese langkettiger unge­sättigter Fettsäuren und dem Aminosäure­stoffwechsel beteiligt. Carboxybiotinhaltige Enzyme spielen eine wichtige Rolle für die De-novo-Synthese von DNA- und RNA-Mo-lekülen. Daneben wird Biotin auch für die Proliferation der T-Zellen und die Antikör­perproduktion benötigt.

Der genaue Biotinbedarf ist nur schwierig festzulegen, da der Organismus in der Lage ist, Biotin endogen mit Hilfe von Darmbakte­rien zu bilden. Die Schätzwerte der D-A­CH liegen für Erwachsene zwischen 30 und 60 pg Biotin pro Tag.

Das in der Nahrung enthaltene Biotin ist überwiegend als Biocytin an Proteine gebun­den und muss daraus durch das Enzym Bioti-nidase mittels Hydrolyse freigesetzt werden, um im Gastrointestinaltrakt resorbiert wer­den zu können. Die Resorption erfolgt hauptsächlich im proximalen Dünndarm. Biotin findet sich in vielen Nahrungsmitteln, jedoch häufig nur in sehr geringen Mengen (siehe Tab. ).

Biotinmangel ist beim Menschen relativ sel­ten, da Biotin in zahlreichen Nahrungsmit­teln enthalten ist. Mangelerscheinungen kön­nen vor allem dann auftreten, wenn die enterale Biosynthese und Resorption beeinträch­tigt werden, durch:

Alkoholismus

Arzneimittel:
Antibiotika und Chemotherapeutika schä­digen die Darmflora und beeinträchti­gen so die Resorption. Antiepileptika, wie z. B. Phenobarbital, Primidon und Carba­mazepin hemmen die Biotinaufnahme und steigern die renale Ausscheidung. Resorptionsstörungen Biotinidasemangel, Darmresektion, Kurz-darmsyndrom, Achlorhydrie, Defekt der Holocarboxylase-Synthetase Diabetes mellitus

Ernährung:
Rohes Hühnereiweiß enthält das basische Protein Avidin (Biotin-Antagonist), das Biotin komplexiert und biologisch unwirk­sam macht. An einer Gruppe Freiwilli­ger konnte durch die Zufuhr von rohem Ei­klar ein künstlicher Biotinmangel hervor­gerufen werden. Der Mangel führte zu ver­stärkter Hautschuppung, Haarausfall, leichter Depression, Muskelschmerzen, massiver Erschöpfung, Parästhesien und Anstieg des Serumcholesterins.

Länger andauernde parenterale Ernährung kann zu Biotinmangel führen.

Schwangerschaft und Stillzeit.

Mangelsymptome

Haut/Haare

Seborrhoische Dermatitis (v.a. bei Säug­lingen und Kleinkindern), Haarausfall. Übelkeit und Durchfall 3-Hydroxy-Isovaleriansäure: Erhöhte re­nale Exkretion Fettstoffwechselstörungen Erhöhte Cholesterinspiegel

Neurologische Störungen Depressionen, Panikzustände Biotinidasemangel bei Kindern Schuppung der Haut, Haarausfall, Kon­junktivitis,     mentale Retardierung, Krampfanfälle, Gedeihstörungen Plötzlicher Kindstod

Möglicherweise gibt es einen Zusammen­hang zwischen dem Syndrom des plötzli­chen Kindstods und einem Biotinman­gel. Die Leber der untersuchten Säuglin­ge wies deutlich geringere Biotingehal­te auf als die von Gleichaltrigen mit be­kannter Todesursache. Immunschwäche, Anämie.­

Bei Patienten mit angeborenem Biotinidase­mangel (autosomal-rezessive Vererbung) werden Störungen im Ketonkörperstoffwechsel, Konjunktivitis, Krampfanfälle, Muskel­schmerzen, Dermatitis und Alopezie beob­achtet. Die Therapie erfolgt durch lebens­längliche orale Applikation von 5 bis 10 mg Biotin pro Tag.

Diabetes mellitus

Die Leber übernimmt eine zentrale Funk­tion bei der Kontrolle der Glucosespiegel. Biotin verbessert die Insulinsensitivität und erhöht die Aktivität des Enzyms Glucokinase in der Leber. Die Glucokinase hat die Aufgabe Glucose-6-phosphat für die Bil­dung von Glykogen, der Speicherform von Glucose, zu liefern und stellt damit die Glu-coseversorgung des Gehirns und der Musku­latur sicher.

Es wird angenommen, dass bei Diabetikern eine Beeinträchtigung des biotinabhängigen Enzyms Pyruvatcarboxylase und die damit einhergehende Anreicherung von Pyruvat eine pathogenetische Rolle bei der Entwick­lung peripherer Neuropathien spielt. Py­ruvat wird durch die thiaminabhängige Pyruvatdehydrogenase und durch die biotinabhängige Pyruvatcarboxylase abgebaut. In einer Studie an insulinpflichtigen Diabetikern führ­te die tägliche Gabe von 16 mg Biotin zu ei­ner deutlichen Senkung der Nüchternblut­zuckerspiegel im Vergleich zu Plazebo. Die Symptomatik peripherer Neuropathien wie Parästhesien und schmerzhafte Muskel­krämpfe wird durch Biotin verbessert. Zur Vorbeugung und Therapie diabetischer Neu­ropathien werden bei Diabetikern täglich 5 bis 15 mg Biotin (oral oder i.m.) empfohlen.

Haarausfall und brüchige Fingernägel

Biotin fördert die Einlagerung schwefelhalti­ger Aminosäuren in Haarwurzelzellen und er­höht den Anteil der Keratin-Matrix-Protei-ne. Zur Therapie werden 2,5 bis 5 mg Bio­tin pro Tag (Zeitraum: > 6 Monate) empfoh­len, am besten in Kombination mit ande­ren, für das Haarwachstum wichtigen Nähr­stoffen wie Zink (15 bis 25 mg/Tag), Vita­min B6 (50 bis 100 mg) und schwefelhaltigen Aminosäuren wie Methionin und Cystein.

Defekt der Holocarboxylase-Synthetase

Diese seltene hereditäre biotinabhängige En­zymopathie wird mit 10 bis 30 mg Biotin/Tag behandelt.

Seborrhoische Dermatitis

Die seborrhoische Dermatitis ist eine chroni­sche Hauterkrankung, die sich durch einen erythematösen, schuppenden und juckenden Ausschlag manifestiert. Besonders betroffen sind die talgdrüsenreichen Körperstellen wie Gesicht, Rücken, Kopfhaut und Brust. Bei leichter Ausprägung treten vor allem ver­stärkte Hautschuppung, Haarausfall und brüchige Fingernägel auf. Zur Therapie aus­geprägter Formen werden 10 bis 20 mg Bio­tin oral pro Tag eingesetzt. Biotinmangel der Mutter wird als mögliche Ursache der se­borrhoischen Dermatitis bei Brust- und Kleinkindern diskutiert. Eine prophylakti­sche Substitution mit Biotin in der Schwan­gerschaft und Stillzeit wäre demnach emp­fehlenswert.

Weitere Anwendungsgebiete

Parenterale Ernährung, Epilepsie, psychi­sche Störungen.

Nebenwirkungen sind selbst bei langandau­ernder Anwendung von Dosierungen über 60 mg nicht beobachtet worden.

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