生物素一一維生素B7
導讀：本篇文章《生物素一一維生素B7》約3300字。
本文通過對於生物素的重要性介紹、穩定性、利用度、代謝功能、缺失綜合症和對人類的影響進行介紹。
生物素一一維生素B7
實驗室里的科學家把穀物純化到最後的時候，最終的溶液也從小燒杯里蒸發掉了，就什麼東西也沒有了。但是這些溶液對於丙酸菌卻具有極大的促進生長的作用。現在我們知道這個起作用的成分就是生物素,也稱為維生素B7，是所有維生素中效用最高的組分之一。
生物素是化合物六氫2氧-1H噻吩並[3,4-d]咪唑-4戊酸的俗稱。
生物素在代謝中的功能是羧化酶的輔酶,噻吩環的2位碳(C2)通過醯胺鍵與多肽上的賴氨酸殘基的氨基結合。生物素是機體重要的代謝反應一一羧化反應的輔酶成分。
動物缺乏生物素的主要表現是皮膚損傷。
生物素的重要性
生物素是在科學家尋找預防蛋清損傷( egg white injury)的營養因子的動物實驗中被發現的。有趣的是，雖然蛋黃的生物素含量特別高，但是吃生雞蛋的人卻可能患上生物素缺乏症。這是因為生蛋清含有一種化學物質叫做「抗生物素蛋白＂，它不允許身體吸收生物素。烹飪雞蛋破壞了蛋清中的抗生物素蛋白,使蛋黃中的生物素得以被人類吸收。所以蛋要吃熟的。
現實中動物飼養時常常會遇到生物素缺乏症的例子,腳皮炎就是生物素敏感的病例，是商業化家禽養殖業廣泛存在的問題。生物素缺乏引起的癥狀在不同物種中表現是不同,但大多數都有不同程度的皮膚病變，大劑量生物素治療對其中一部分病例有效。
生物素廣泛存在於食品和飼料中，但是含量非常的低，只有極少數食品，比如蜂王漿和釀酒酵母的生物素含量要高一些。牛奶、肝臟、雞蛋(蛋黃)和一些蔬菜是人類營養的生物素最重要的天然來源；油籽粉、苜蓿粉、乾酵母類是非反芻動物飼餵中生物素最重要的天然來源。生物素在食品和飼料中的含量變化很大，在穀物中會受到植物品種、季節、產量(胚乳與果皮的比值)等因素的影響,在人乳里,生物素的濃度範圍為30~70mo/L，它幾乎完全以遊離形式存在於乳脂部分。大部分食物中生物素的形式是遊離生物素和生物胞素,後者是生物素與蛋白質賴氨醯殘基共價結合的產物。
生物素的穩定性
生物素在氧化條件下是不穩定的，高溫可以破壞食物中的生物素。如果存在脂類過氧化反應時更容易被破壞，因此,罐頭食品和高溫高熱的食品、飼料生產過程中可導致生物素的大量破壞。使用維生素C、維生素E這類抗氧化劑可使其破壞程度減輕。
生物利用度
關於人類對食物中生物素的生物利用度還沒有研究報告。然而，已經有兩種動物實驗方法評價生物素的生物利用度：用抗生物素蛋白餵養的大鼠皮膚病灶的癒合；在小雞中丙酮酸羧化酶活性的維持和其對生長發育的支持。這兩種動物實驗的結果表明,生物素在不同的食品和飼料中生物利用度是不同的。一般來說,在飼料中可利用的生物素只佔一少半。儘管玉米中的生物素全部都可以被利用,但是在其他大多數穀物中只有20%~30%的生物素可以利用,而小麥中則完全沒有可利用的生物素，生物素在肉製品中的利用率往往也是非常低的。這就提醒我們麵食和肉食愛好者要特別注意生物素的缺乏。
生物素的代謝功能
生物素可以在共價結合的大多數氧化形式的一碳單位、CO2的轉移代謝過程中發揮作用。這個功能通過多種生物素依賴性的羧化酶、微生物中的其他羧化酶、轉羧基酶和脫羧酶而得以實現。另外，生物素還具有其他代謝功能:可作為基因表達的調節物、作為生物素化作用的蛋白修飾的底物，和在細胞周期調節中發揮作用。
含有生物素的羧化酶在脂質、葡萄糖、一些氨基酸和能量代謝中發揮著重要的功能。
線粒體內的丙酮酸羧化酶，是糖異生過程中的關鍵酶,它和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(PEPCK)一起,催化三碳母體形成磷酸烯醇式丙酮酸。它還有助於生成草乙酸供應給線粒體,以支持檸檬酸循環,並有助於形成檸檬酸鹽,以轉運至胞漿參與脂肪生成。因此，生物素缺乏能導致飢餓時糖異生受阻，引發空腹低血糖症和酮症。
細胞質內的乙醯輔酶A羧化酶催化與脂肪酸鏈合成和延長相關的第一步反應。因此，生物素缺乏可導致脂肪代謝能力降低。
線粒體內的丙醯輔酶A羧化酶催化由支鏈氨基酸、甲硫氨酸、蘇氨酸降解產生的奇數鏈脂肪酸的氧化。這種酶還能產生甲基丙二醯輔酶A，可用於能量和葡萄糖生成。
線粒體內還有一個3-甲基巴豆醯輔酶A羧化酶，可降解生酮氨基酸，亮氨酸。後者活性的缺乏導致亮氨酸降解產物3甲基巴豆醯輔酶A通過另一條分解代謝途徑旁路代謝為3羥異戊酸,而經尿排泄。
從上述幾種含有生物素的酶可以看到，生物素對於脂肪、蛋白代謝尤其顯得重要，是蛋白質異生成糖的異常重要的酶，糖尿病空腹低血糖和酮症的產生，與生物素的缺乏可能是分不開的。同時，我們知道，脂肪細胞是缺乏線粒體的，細胞胞質里含有生物素的乙醯輔酶A羧化酶就對脂肪細胞的脂肪代謝有了比較重要的影響了，而那些麵食愛好者因為缺乏足夠的生物素，脂肪代謝就成了一個問題，會不會是長胖的原因之一呢？
動物生物素缺失綜合症
用抗生物素蛋白誘導的生物素缺乏癥狀最初叫做蛋清損傷，可能是脂質代謝和能量生成方面的異常。在小鼠和大鼠中，這種損傷表現為脂溢性皮炎和脫毛，後肢癱瘓導致袋鼠步態。豬和貓表現為體重下降、消化功能障礙、皮炎、脫毛和脆性爪。兔子表現為體重下降、脫毛和毛髮退色。猴子表現為嚴重的面部、手、腳皮炎，含淚眼和眼瞼結痂。
生物素缺乏引起的皮膚損傷與脂肪代謝病變有關，受影響的動物皮膚中長鏈脂肪酸（16:0，16:1，18:0，18:1，18:2）水平降低，伴某些脂肪酸、尤其是24:1和26:1水平提高。
生物素對人類的影響
人類生物素缺乏症的典型病例很少有報道，絕大多數出現在哺乳期嬰兒，因為母乳缺乏生物素而引起。長期餵食生蛋的兒童也容易出現生物素缺乏，其癥狀和體征包括皮炎、舌炎、噁心、抑鬱、肝脂肪變性和高膽固醇血症。
生物素可以幫助分解脂肪細胞里存舊的脂肪，也幫助細胞創建新的脂肪。所以對脂肪的代謝有一定的影響。愛荷華州立大學的科學家們發現，體內缺乏足夠量的生物素時，脂肪酸和膽固醇代謝就會發生異常。脂肪酸和膽固醇代謝異常、脫髮、皮疹、神經系統疾病，指甲的脆弱，這些癥狀都與生物素缺乏症相關聯。紐約有醫生給那些指甲脆弱的人口服生物素，發現這個方案對大多數人是有益的。
你可能已經看到了市售的洗髮水、防晒霜和美容產品都標稱它們含有生物素和對氨基苯甲酸(PABA)，（PABA是身體代謝所必需的氨基酸，形成血細胞的重要物質。它對骨關節炎的治療是有幫助的）。含生物素和對氨基苯甲酸的產品能夠保持皮膚、頭髮、指甲的健康。的的確確，這兩個物質除了有利於健康和美麗，他們在許多方面對整體健康也是很重要的。頭髮和指甲的健康是需要生物素的，它因此被視為禿頭一族的大救星，不但防止落髮及頭頂見光，還能預防現代人常見的少年白髮。
生物素的主要作用是幫助人體細胞把碳水化合物、脂肪和蛋白質轉換成它們可以使用的能量。生物素在氨基酸生成蛋白質的過程中起著重要的作用，它還幫助製造某些基因的結構。生物素對生成正常的白細胞是必須的，白細胞對抗細菌並摧毀癌細胞，正因為如此,生物素水平降低會導致免疫功能的低下。生物素能增強機體的免疫反應和感染的抵抗力，穩定正常組織的溶酶體膜，維持機體的體液免疫、細胞免疫並影響一系列細胞因子的分泌。大劑量可促進胸腺增生，如果同免疫增強劑合用，可使免疫力大為增強。
每個人都會變老，一些年紀較大的人似乎缺乏生物素。日本科學家研究了幾百個超過六十五歲的人，發現有些參與者的生物素水平正常，有些人則非常的低。科學家們得出的結論是，在老年人的血液中生物素的含量有很大的區別。隨著一個人年齡的增長，胃腸道吸收養分的效率會較低，可能是人們生物素含量差別很大的原因。對老年人而言，高質量的飲食、服用補充劑就顯得尤其重要。
生物素缺乏生物素缺乏會產生許多維生素B不足的共同癥狀，包括貧血、皮膚蒼白、食欲不振、肌肉疼痛等。此外,人們可能會經歷皮膚剝落樣的感覺異常，手指和腳趾針刺般的疼痛，舌頭痛(舌炎)。
由於生物素對代謝脂肪至關重要，在美國的自然醫學領域，生物素是被用來治療2型糖尿病的。生物素可以用來治療2型糖尿病。科學家已經證明,補充生物素可以增加細胞對胰島素的敏感性。這可以幫助身體更有效地使用糖並降低血糖的水平。日本科學家研究了2型糖尿病患者的生物素水平，他們發現,高血糖患者通常有著較低的生物素水平。科學家們給予這些高血糖患者相對大劑量的生物素，發現他們的血糖水平下降比給葯前降低了近一半的水平。
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