Витамины с биотином для людей: Витамин B7 (биотин)

В то же время существуют так называемые враги биотина, которые препятствуют его синтезу и нормальному усвоению в организме. В частности, сырой яичный белок содержит гликопротеид авидин, являющийся антагонистом биотина и обладающий способностью образовывать с ним в организме биологически неактивный комплекс. Соответственно при избытке авидина может развиться биотиновая недостаточность.

Несовместимы с биотином и продукты, которые содержат сернистые соединения в качестве консервантов. Дело в том, что сернистый ангидрид, образующийся при нагревании таких продуктов, а также при контакте их с воздухом, разрушает биотин.

Помимо этого усвоению биотина препятствуют антибиотики, нарушающие баланс кишечной микрофлоры, нерациональное питание (изнурение диетами), нарушения пищеварения, злоупотребление алкоголем.

Читайте также: Что важно знать о витаминно-минеральных комплексах

Дефицит биотина: тревожные признаки

Примечательно, что при гипервитаминозе биотина в организме человека не возникают побочные эффекты. Даже длительная передозировка этого витамина не вызывает патологических изменений.

А вот основные признаки недостаточности биотина в организме можно заметить, как говорится, невооруженным глазом. Поскольку данный витамин контролирует обмен жиров, он влияет на функцию сальных желез, поэтому при его дефиците кожа становится сухой, приобретает нездоровый оттенок и начинает шелушиться. Развивается дерматит на руках, ногах, щеках. Одновременно с этим снижается тургор кожи и образуются ранние морщины.

Волосы становятся тусклыми и ломкими, появляется перхоть. Более ломкими также становятся и ногти. О том, что организму не хватает биотина, могут свидетельствовать бледный гладкий язык, а также ощущение «песка» в глазах, слабая эрекция и раннее семяизвержение у мужчин. Также недостаток биотина может сопровождаться сонливостью, мышечной слабостью, депрессией, ухудшением памяти, потерей аппетита, гипергликемией и анемией [3].

Читайте также: «Вездесущий» витамин: пантотеновая кислота

Продукты, содержащие Витамин Н

В малых количествах биотин содержится в подавляющем большинстве продуктов питания. При этом наиболее богаты биотином печень и почки крупных животных, дрожжи, бобовые (соя, арахис), цветная капуста, орехи, вареные яйца, шпинат, свекла.

Биотин содержится также в шампиньонах и белых грибах, листьях земляники и черники, фруктах [1].

Для повышения биологической активности целесообразно совместное применение биотина с магнием. Следует помнить, что биотин легко окисляется под действием кислорода, а процессы его усвоения нарушаются вследствие влияния жиров и масел при длительном воздействии воздуха или высокой температуры.

Читайте также: Страсти по витамину Е

Подготовила Александра Демецкая, канд. биол. наук

Литература

1. Громова О.А. Традиционные и новые взгляды на витамин H (биотин) // Практика педиатра. — 2007, сентябрь.

2. Select Committee on GRAS Substances (SCOGS) Opinion: Biotin usual intakes are in excess of those required for normal maintenance and growth

3. Траоре С.М., Тищенко А. Л., Малахов Г.В. и др. Динамика содержания биотина в сыворотке крови у больных дерматитом и экземой в Мали // Вестник дерматологии и венерологии. — 1998; 6: 13–15.

Фармацевт Практик” #10′ 2016

Поділіться цим з друзями!

Информационные страницы витаминов — биотин

БИОТИН (ТАКЖЕ ИЗВЕСТНЫЙ КАК ВИТАМИН B7) — Neuroneeds

Биотин, также известный как витамин B7, не может производиться людьми и получается исключительно с пищей. Биотин является кофактором нескольких метаболических ферментов, в том числе в синтезе жирных кислот, катаболизме аминокислот с разветвленной цепью и глюконеогенезе.Дефицит биотина может развиваться при определенных условиях, особенно при тяжелых желудочно-кишечных заболеваниях или при потреблении большого количества сырого яичного белка. Дефицит биотина может включать депрессию, вялость, психоз, онемение и покалывание, а также аномалии кожи (сыпь), слизистых оболочек (покраснение глаз), волосы (выпадение) и ногти (ломкость). Биотин часто принимают для здоровья кожи, волос и ногтей. Дети с РАС часто придерживаются диеты с относительно низким содержанием многих питательных веществ, а у детей с РАС наблюдаются низкие уровни биотина в крови.В одном исследовании 7% детей с РАС имели специфические биохимические признаки дефицита биотина, и среди них 7 из 12 имели «незначительное или значительное улучшение аутистических характеристик» после приема биотина.

Биотин в спектре потребностей

Детали

Что такое биотин? Биотин, также известный как витамин B7, является одним из восьми витаминов группы B. Биотин не может быть произведен людьми и, таким образом, является настоящим витамином, получаемым исключительно с пищей.

Что делает биотин? Биотин — кофактор фермента, что означает, что он является необходимым компонентом для функции фермента. Биотин является кофактором нескольких ферментов карбоксилазы, которые важны для метаболизма, в частности, участвуют в синтезе жирных кислот, катаболизме аминокислот с разветвленной цепью и глюконеогенезе.

Как проявляется дефицит биотина ? Дефицит биотина может развиваться при определенных условиях, особенно при тяжелом желудочно-кишечном заболевании, или при потреблении в течение долгого времени большого количества сырого яичного белка. Дефицит биотина может включать проблемы, связанные с психическим здоровьем, такие как депрессия, летаргия и психоз, а также онемение и покалывание в конечностях. Дефицит биотина также может вызывать аномалии кожи (сыпь), слизистых оболочек (покраснение глаз), волосы (выпадение) и ногти (ломкость).

Как насчет использования биотина ‘ при расстройствах аутистического спектра (РАС)? Роль биотина в лечении аутизма изучена недостаточно. Дети с РАС часто придерживаются диеты с относительно низким содержанием многих питательных веществ, а у детей с РАС наблюдаются низкие уровни биотина в крови (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3135510/pdf /1743-7075-8-34.pdf). В одном исследовании у 12 из 187 пациентов с РАС (7%) было выявлено повышение уровня 3-гидроксиизовалериановой кислоты в моче (биохимический признак, соответствующий дефициту биотина), а у 7 из этих 12 наблюдалось «незначительное или значительное улучшение аутистических характеристик» после приема биотина. добавки (https: // www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3871708). Тяжелый дефицит биотина возникает при недостаточности биотинидазы, нарушении обмена веществ, связанном с рециркуляцией биотина, и при этом состоянии сообщалось о РАС (https://www. ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/13680408?dopt=Abstract; http: // www.epilepsybehavior.com/article/S1525-5050(14)00412-0/pdf).

Как насчет использования биотина ‘ в других условиях? Биотин часто принимают для здоровья кожи, волос и ногтей. Другие ситуации, для которых иногда рекомендуется биотин, включают диабет, депрессию и беременность, при последних часто выявляется низкий уровень биотина.

Каковы общие и / или важные побочные эффекты биотина? Биотин — водорастворимый витамин и, следовательно, считается нетоксичным. Младенцам и детям с дефицитом биотинидазы часто назначают дозы до 10 мг в день. Побочные эффекты редки даже при очень высоких дозах.

Есть ли лабораторные тесты на дефицит биотина? Лабораторные исследования могут выявить дефицит этого питательного вещества, но, как правило, не имеют клинической пользы.

Как и почему биотин используется при спектральных потребностях

Биотин добавлен к Spectrum Needs, чтобы обеспечить широкую основу питания, особенно с учетом важной роли биотина в энергетическом обмене. Побочные эффекты неожиданны при дозах, используемых в Spectrum Needs.

Заказать спектр требуется сегодня

Номинальный 4.84 из 5

плюс налог и доставка

Биотин, вероятно, ничего не сделает с вашими волосами и ногтями

Не беспокойтесь о таблетках с биотином.keri / Flickr

The INSIDER Резюме:

• Биотиновые добавки утверждают, что они «поддерживают» здоровье кожи, волос и ногтей.
• Но если у вас не дефицит биотина, эти добавки мало что сделают. (А дефицит биотина встречается крайне редко.)
• Эти добавки вообще пустая трата денег.

Прогуляйтесь по витринному проходу в любой аптеке, и вы, вероятно, найдете кучу бутылочек, которые выглядят так:

Независимо от того, выпускается ли он в форме жевательной резинки или в форме таблеток, утверждение всегда одно: прием биотина, как утверждается на этикетке, поможет вам получить здоровые волосы, кожу и ногти.

Проблема в том, что — даже если вы относитесь к этому неукоснительно — добавка биотина, вероятно, вообще не изменит ваши волосы, ногти или кожу.

INSIDER поговорил с диетологом Энди Беллатти, MS, RD, чтобы узнать, почему. Вот что вам нужно знать.

Биотин — это еще одно название витамина B7.

Как и все другие витамины, это то, что вашему организму необходимо для выживания, но оно не может вырабатывать самостоятельно. Это означает, что вам нужно получать его с пищей или добавками.

И у него есть пара функций внутри вашего тела.Наряду со всеми другими витаминами группы В биотин помогает клеткам превращать пищу в энергию.

«Но одна особенность биотина заключается в том, что он участвует в инфраструктуре кератина», — сказал Беллатти INSIDER. «Кератин — это белок волос, кожи и ногтей».

Итак, существует реальная связь между биотином и вашей кожей, волосами и ногтями. Фактически, недостаток биотина может вызвать такие симптомы, как истончение волос, кожная сыпь и ломкость ногтей. И Беллатти сказал, что были исследования, показывающие, что добавки биотина улучшают волосы и ногти у людей, которым изначально не хватает питательных веществ.

«Дефицит биотина действительно редок, в основном потому, что он содержится во многих продуктах, а также потому, что вам даже не нужно так много», — сказал Беллатти.

Нам нужно всего от 30 до 100 микрограммов в день, и вполне вероятно, что вы уже получаете то, что вам нужно, из своего рациона. Он содержится в самых разных продуктах питания, но одними из наиболее распространенных источников являются бананы, яйца, цельнозерновые продукты, соя, орехи, семена, лосось и свинина.

Беллатти сказал, что ему не известны какие-либо убедительные доказательства того, что биотин может улучшить волосы, кожу или ногти у людей, у которых нет дефицита биотина или каких-либо существующих проблем с волосами / кожей / ногтями.Если ваши волосы и уровень биотина уже в норме, и вы просто хотите, чтобы они росли быстрее или длиннее, таблетки биотина не помогут.

Это особенно актуально, когда речь идет об улучшении состояния кожи. «Если кому-то нужна лучшая кожа, я бы даже не стал добавлять биотин в десятку лучших вещей, на которые им следует обратить внимание», — сказал он. (По словам Беллатти, лучший план: меньше сахара и алкоголя, больше витамина С и жиров омега-3.)

Если вы принимали биотиновую добавку, вам не о чем беспокоиться. Поскольку избыток витаминов группы В выводится с мочой (а не накапливается в организме), передозировка ими затруднена. Национальный институт здоровья заявляет, что нет никаких доказательств того, что высокое потребление биотина токсично для человека.Но есть или свидетельства того, что большие дозы биотина могут испортить лабораторные тесты на гормоны. Как всегда: убедитесь, что вы рассказываете своему врачу обо всех принимаемых вами лекарствах или добавках, даже если они продаются без рецепта.

И — когда ваша текущая бутылка биотина кончится — просто знайте, что, вероятно, нет причин ее заменять.

Биотин для лошадей: действительно ли он работает?

Биотин — это популярная пищевая добавка для лошадей, которая способствует здоровому росту копыт и шерсти.Тем не менее, имеется мало свежей информации о том, оказывает ли добавка биота реальный эффект. Feed Mix обобщает некоторые недавние идеи по этой теме.

Биотин, первоначально называвшийся витамином H (от немецкого слова Haut, означающего кожу) или B7, представляет собой водорастворимый витамин B-комплекса. Он необходим для роста клеток, производства жирных кислот и метаболизма жиров и аминокислот. Он играет роль в цикле лимонной кислоты, который представляет собой процесс, посредством которого вырабатывается биохимическая энергия во время аэробного дыхания.

Биотин не только помогает в различных метаболических реакциях, но также помогает переносить углекислый газ. Биотин также помогает поддерживать стабильный уровень сахара в крови, укрепляет волосы и ногти у людей, а также помогает при заболеваниях копыт и кожи лошадей. Однако лошади, люди и другие млекопитающие не способны синтезировать биотин, поэтому его следует получать либо с пищей, либо путем абсорбции биотина, который синтезируется кишечными бактериями. Высокие концентрации обнаружены в люцерне.Умеренные концентрации обнаружены в овсе, ячмене и соевом шроте, и только низкие уровни в кукурузе.

Научные исследования
Было проведено всего несколько исследований, чтобы определить влияние биотина на лошадей. Двухлетнее испытание в Австрии, завершившееся в 1991 году, изучало влияние биотина на 26 жеребцов. 16 лошадей получили плацебо. Качество копыт стало улучшаться после девяти месяцев у лошадей, которым вводили подкормку, когда стало очевидным уменьшение трещин на копытах и ​​уменьшение крошения копытного рога.Black et al, 1985, исследовали копыта 85 лошадей, все из которых получали биотин в течение как минимум одного года, и сравнили их с девятью контрольными лошадьми без добавок.

Они обнаружили, что лошади, получавшие добавку, показали лучший внешний вид нового рога возле коронарного бандажа после 3-6 месяцев приема добавок и имели значительное улучшение на границе веса тела через 8-15 месяцев после начала приема биотина. Самое последнее испытание было проведено в 1998 году, когда Рейли и др. Исследовали влияние пищевых добавок биотина на рост и скорость роста копыт 8 спаренных пони.

Исследователи отметили, что добавка биотина вызвала значительно более высокую скорость роста копытного рога, у обработанных лошадей скорость роста копытного рога увеличилась на 15%, а рост копыт на 15% больше по сравнению с контрольной группой после пяти месяцев приема биотина. Из этих исследований ясно, что лошади могут получить некоторую пользу от добавок биотина. Однако текущие рекомендации по добавлению биотина часто основаны на положительных результатах, полученных в клинических исследованиях на лошадях, и экстраполяциях результатов, полученных на других видах, таких как люди, свиньи и коровы, по словам Кэри Уильямса, доктора философии, специалиста по лошадям и ассистента. профессор Центра коневодства в Рутгерсе, Государственный университет Нью-Джерси в США.По словам Уильямса, больше не всегда лучше. Некоторые исследования показали, что 60 мг
эффективны, но другие исследования говорят, что 15-20 мг уже дают хорошие результаты.

Владельцы лошадей должны искать добавки, которые будут обеспечивать 20 мг биотина в день, — советует Уильямс. Кроме того, добавки с биотином довольно дороги, поэтому перекармливание нецелесообразно с финансовой точки зрения.

Эта компания нашла несколько биотиновых добавок, которые не содержат ожидаемого количества биотина.Хотя компания не тестировала продукты с биотином для лошадей, у владельцев нет оснований полагать, что добавки с биотином, производимые для лошадей, будут продуктами более высокого качества, чем продукты, производимые для людей.

Ответственность владельца
Несмотря на свою популярность, существует ограниченное научное «доказательство» того, что биотин на самом деле влияет на рост копыт, их целостность или любое другое качество, относящееся к копыту или коже. Однако недиетические факторы, такие как стрижка, подковка и механические факторы, возможно, в сочетании с добавкой биотина, могут способствовать улучшению качества копыт и скорости их роста, по словам Рэя Геора, BVSc, доктора философии, специалиста по лошадям в Политехническом институте Вирджинии и Государственный университет «Оценка воздействия диетических добавок на лошадей — сложная, трудоемкая и дорогостоящая деятельность», — говорит Геор.

«Поскольку множество продуктов уже доступно и широко используется, производители продуктов вряд ли будут финансировать исследования такого типа». Положительным моментом является то, что биотин безопасен, и есть некоторые свидетельства того, что он может оказывать положительные эффекты, которые еще предстоит идентифицировать. Кроме того, биотин легко доступен, стабилен и его легко вводить перорально с кормом. Таким образом, владелец или тренер должны решить, достаточно ли данных для уверенного добавления биотина.Владельцы лошадей должны знать, что возможные эффекты биотина не очевидны в первые месяцы приема добавок. Поскольку биотин входит в состав копытного рога, его необходимо вводить в течение определенного периода времени (8-12 месяцев), чтобы обеспечить нормальный рост копыт.

* Feed Mix благодарит TheHorse.com за разрешение использовать часть их информации. Посетите TheHorse.com для получения дополнительной информации о здоровье лошади.

Использование биотиновых добавок является обычным явлением и может привести к ложному измерению гормона щитовидной железы в часто используемых анализах

РЕЗЮМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Целью этого исследования было определить, насколько распространено потребление биотина в популяции, с помощью анкеты, а также измерить уровни биотина в образцах, собранных у пациентов, поступающих в отделение неотложной помощи клиники Мэйо.Пациентам, которым назначили анализ крови в течение одной недели (10-14 июля 2017 г.), было роздано 4000 анкет, и 1944 пациента вернули заполненные анкеты. Было очень похожее количество респондентов мужского и женского пола.

В общей сложности 812 (41,8%) пациентов сообщили о приеме поливитаминов, а 149 пациентов (7,7%) сообщили о приеме биотиновых добавок. Из них 29,5% не знали, какую дозу они принимают, 8,1% сообщили о приеме 10 000 мкг, 14,8% сообщили о 5 000 мкг, 18.1% сообщили о 1000 мкг и 47% сообщили о приеме менее 1000 мкг.

Биотин был измерен в образцах остаточной плазмы от пациентов, поступивших в отделение неотложной помощи в течение двухнедельного периода, что составило 1442 уникальных образца крови. Уровни биотина нельзя было измерить в 737 образцах,> 5 нг / мл в 705 образцах и> 10 нг / мл в 107 (7,4%) образцах. Из этих 107 пациентов только 2 имели биотин, зарегистрированный в их электронных медицинских картах. Всего у 14 пациентов концентрация биотина была> 30 мг / мл.

Самая низкая концентрация, при которой биотин, как сообщается, мешает в обычно используемом анализе, составляет 10 нг / мл, однако концентрация, при которой он может мешать другим исследованиям, может быть другой (выше или ниже).

КАКОВЫ ПОСЛЕДСТВИЯ ЭТОГО ИССЛЕДОВАНИЯ?

Это исследование показало, что> 7% пациентов, наблюдаемых в отделении неотложной помощи клиники Мэйо, имели уровень биотина, достаточный для получения ложных лабораторных результатов с помощью широко используемых лабораторных анализов, измеряющих гормон щитовидной железы.Кроме того, только ~ 30% из тех, кто принимал биотин или поливитамины. Это исследование важно для пациентов, поскольку оно показывает, насколько широко используемые добавки могут вызвать ложные результаты лабораторных анализов, которые могут привести к неправильному диагнозу и неправильному лечению.

— Джесси Блок-Галарза, Мэриленд

: FDA предупреждает, что биотин может помешать лабораторным тестам: FDA Safety Communication

Дата выдачи: 5 ноября 2019 г.

У.Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) обновляет наше сообщение о безопасности за 2017 год, чтобы напомнить общественности, поставщикам медицинских услуг, лабораторному персоналу и разработчикам лабораторных тестов, что биотин, часто содержащийся в пищевых добавках, может значительно мешать определенным лабораторным тестам и вызывать неправильные результаты, которые могут остаться незамеченными. FDA хочет информировать общественность и поставщиков медицинских услуг о вмешательстве биотина в лабораторные тесты, чтобы пациенты, врачи и лаборатории могли работать вместе, чтобы помочь предотвратить побочные эффекты.

Как отмечалось в исходном сообщении по безопасности, хотя биотин в образцах пациентов может вызывать ложно высокие или ложно низкие результаты, в зависимости от типа теста, FDA особенно обеспокоено вмешательством биотина, вызывающим ложно низкий результат для тропонина, клинически важного биомаркера. для помощи в диагностике сердечных приступов, которые могут привести к пропущенному диагнозу и потенциально серьезным клиническим последствиям. FDA продолжает получать отчеты о побочных эффектах, указывающие на то, что вмешательство биотина вызвало ложно низкие результаты по тропонину.

После сообщения FDA по безопасности по этой теме в 2017 году некоторым разработчикам лабораторных тестов удалось снизить влияние биотина на свои анализы, но другие еще не обратились к нему. FDA по-прежнему обеспокоено лабораторными тестами на тропонин, которые не рассмотрели риск вмешательства биотина. FDA опубликовало веб-страницу «Вмешательство биотина в лабораторные тесты на тропонин — анализы, подверженные влиянию биотина», чтобы уведомить общественность об анализах тропонина, в которых риск вмешательства биотина еще не изучен.

Рекомендации для потребителей

• Поговорите со своим врачом, если вы в настоящее время принимаете биотин (также называемый витамином B7) или рассматриваете возможность добавления биотина или добавки, содержащей биотин, в свой рацион.
• Знайте, что биотин содержится в поливитаминах, включая пренатальные поливитамины, биотиновые добавки и добавки для роста волос, кожи и ногтей в количествах, которые могут помешать лабораторным тестам. Однако количество биотина может значительно различаться в разных продуктах.Учтите, что рекомендуемая суточная норма биотина составляет 0,03 мг, и это количество обычно не мешает лабораторным тестам
• Имейте в виду, что некоторые добавки, особенно те, которые предназначены для ухода за волосами, кожей и ногтями, могут иметь высокий уровень биотина, что не всегда может быть ясно из названия добавки. FDA известно о многих добавках, содержащих 20 мг биотина, а в некоторых — до 100 мг на таблетку, с рекомендациями принимать несколько таблеток в день. Добавки, содержащие высокий уровень биотина, могут помешать лабораторным тестам.
• Недостаточно информации, чтобы знать, предотвратит ли прекращение потребления биотина на любое количество часов до тестирования получение неверных результатов.
• Если вам сделали лабораторный анализ и вы обеспокоены его результатами, поговорите со своим врачом о возможности воздействия биотина.
• Для получения дополнительной информации см. Информационный бюллетень NIH по биотину для потребителей

Рекомендации для медицинских работников

• Поговорите со своими пациентами о любых принимаемых ими добавках биотина или поливитаминных добавках, которые могут содержать биотин, включая добавки, предназначенные для роста волос, кожи и ногтей.
• Знайте, что биотин содержится в поливитаминах, включая пренатальные поливитамины, биотиновые добавки и пищевые добавки для роста волос, кожи и ногтей в количествах, которые могут помешать лабораторным тестам.
• Имейте в виду, что многие лабораторные тесты, включая, помимо прочего, диагностические тесты сердечно-сосудистой системы и гормональные тесты, в которых используется биотиновая технология, потенциально могут быть затронуты, и если в образце пациента есть биотин, могут быть получены неверные результаты.
• Сообщите в лабораторию, проводящую тестирование, если ваш пациент принимает биотин.
• Если результат лабораторного теста не соответствует клинической картине вашего пациента, рассматривайте биотиновое вмешательство как возможный источник ошибки.
• Сообщите производителю лабораторных тестов и FDA, если вам стало известно о нежелательном явлении у пациента из-за потенциально неверных результатов лабораторных тестов из-за вмешательства биотина.

Рекомендации для персонала лаборатории

• Если вы используете анализы с биотиновой технологией, имейте в виду, что трудно идентифицировать образцы, содержащие биотин; поэтому важно общаться с поставщиками медицинских услуг и пациентами, чтобы предотвратить получение неверных результатов анализов.
• Если вы собираете образцы в лаборатории, спросите, принимает ли пациент биотин или биотинсодержащую добавку.
• Расскажите поставщикам медицинских услуг о влиянии биотина на определенные лабораторные тесты, используемые в вашей лаборатории.
• Учтите, что рекомендуемая суточная норма биотина для взрослых составляет 0,03 мг, и эти уровни биотина обычно не вызывают значительных помех. Однако добавки, содержащие высокий уровень биотина, в том числе те, которые продаются для ухода за волосами, кожей и ногтями, могут содержать до 20 мг биотина, и врачи могут рекомендовать до 300 мг в день при таких состояниях, как рассеянный склероз.Уровни биотина выше рекомендованной суточной нормы могут существенно повлиять на результаты лабораторных анализов.
• Имейте в виду, что образцы, взятые у пациентов, принимающих высокие уровни биотина, могут содержать более 100 нг / мл биотина. Концентрации биотина до 1200 нг / мл могут присутствовать в образцах, взятых у пациентов, принимающих до 300 мг в день.
• Доступных в настоящее время данных недостаточно для поддержки рекомендаций по безопасному тестированию с использованием затронутых тестов у пациентов, принимающих высокие уровни биотина, в том числе о продолжительности времени для выведения биотина из крови.
• Если у вас есть вопросы о влиянии биотина, обратитесь к производителю лабораторных тестов.
• Имейте в виду некоторые анализы тропонина, в которых риск интерференции биотина еще не изучен. См. Взаимодействие биотина с лабораторными тестами на тропонин — Анализы, подверженные влиянию биотина.

Рекомендации для производителей и разработчиков лабораторных тестов

• Если в вашем анализе используется технология биотина, свяжитесь с FDA, чтобы обсудить влияние биотина.
• Изучите влияние биотина (как минимум до 1200 нг / мл биотина) в ваших анализах, в которых используется технология биотина.Определите самую низкую концентрацию биотина, которая может вызвать клинически значимое влияние на результаты ваших тестов.
• Сообщите своим клиентам, что они могут не знать, что в вашем тесте используется технология биотина, и как это может повлиять на это.
• Свяжитесь с FDA, если у вас есть какие-либо вопросы о биотиновой технологии и вмешательстве.

Вмешательство биотина в некоторые лабораторные тесты может привести к неверным результатам

Во многих лабораторных тестах используется технология биотина из-за его способности связываться с определенными белками, которые можно измерить для выявления определенных состояний здоровья.Например, биотин используется в тестах на гормоны и на маркеры здоровья сердца, такие как тропонин. Биотин, также известный как витамин B7, представляет собой водорастворимый витамин, который часто содержится в мультивитаминах, витаминах для беременных и пищевых добавках, предназначенных для роста волос, кожи и ногтей.

Биотин в крови или других образцах, взятых у пациентов, принимающих высокие уровни биотина в составе пищевых добавок, может вызвать клинически значимые неверные результаты лабораторных анализов. FDA продолжает получать сообщения о побочных эффектах, в дополнение к одной смерти, о которой сообщалось до сообщения о безопасности в 2017 году, связанных с вмешательством биотина в лабораторные тесты.

Неправильные результаты теста могут привести к неправильному ведению пациента или неправильному диагнозу. Например, ложно низкий результат для тропонина, клинически важного биомаркера, помогающего в диагностике сердечных приступов, может привести к пропущенному диагнозу и потенциально серьезным клиническим последствиям. До сообщения о безопасности в 2017 году FDA получило отчет о том, что один пациент, принимавший высокие уровни биотина, умер после результатов теста на низкий уровень тропонина, когда использовался тест на тропонин, подверженный влиянию биотина.

FDA известно о людях, принимающих высокие уровни биотина, которые могут помешать лабораторным тестам. Многие диетические добавки, предназначенные для ухода за волосами, кожей и ногтями, содержат уровни биотина в 650 раз превышающие рекомендуемую суточную дозу биотина. Врачи также могут рекомендовать высокие уровни биотина пациентам с определенными заболеваниями, такими как рассеянный склероз (РС). Уровни биотина выше рекомендованной суточной нормы могут помешать лабораторным тестам.

Пациенты и врачи могут не знать о влиянии биотина на лабораторные анализы.Даже врачи, которым известно об этом вмешательстве, скорее всего, не знают, принимают ли пациенты биотин и в каком количестве. Поскольку пациенты не знают о влиянии биотина, пациенты могут не сообщать о приеме биотиновых добавок своим врачам и могут даже не знать, что они принимают биотин (например, при приеме продуктов, обычно маркированных как полезные для волос и ногтей).

Действия FDA

28 ноября 2017 года FDA выпустило сообщение по безопасности, FDA предупреждает, что биотин может мешать лабораторным тестам, в котором обсуждались проблемы, связанные с вмешательством биотина в некоторые лабораторные тесты.

5 ноября 2019 года FDA опубликовало это обновленное сообщение по безопасности, потому что FDA по-прежнему обеспокоено некоторыми лабораторными тестами, которые не рассмотрели риск вмешательства биотина.

Кроме того, FDA также опубликовало веб-страницу «Взаимодействие биотина с лабораторными тестами тропонина — анализы, подверженные влиянию биотина», чтобы уведомить общественность об анализах тропонина, в которых риск вмешательства биотина еще не изучен.

FDA продолжает отслеживать отчеты о побочных эффектах, связанных с вмешательством биотина в лабораторные тесты, и будет обновлять общественность, если появится новая важная информация.

Сообщение о проблемах в FDA

Если вы подозреваете или испытываете проблему с лабораторным тестом во время приема биотина, FDA рекомендует вам сообщить о проблеме через форму добровольного сообщения MedWatch.

Медицинский персонал, нанятый учреждениями, которые подпадают под требования FDA к отчетности учреждений, должен следовать процедурам отчетности, установленным их учреждениями.

вопросов

Если у вас есть вопросы, отправьте электронное письмо в Отдел промышленности и обучения потребителей (DICE) по адресу DICE @ FDA.HHS.GOV или позвоните по телефону 800-638-2041 или 301-796-7100.

Ранее неизвестный фактор, вызывающий ложные результаты в иммуноанализах на основе биотинилирования

Abstract

Биотин — важный витамин, который связывает стрептавидин или авидин с высокой аффинностью и специфичностью. Поскольку биотин представляет собой небольшую молекулу, которая может быть связана с белками, не влияя на их биологическую активность, биотинилирование широко применяется в биохимических анализах.В нашей лаборатории иммуноферментный анализ IgM (ИФА) формата µ-захвата был проведен против многих вирусов с использованием в качестве антигена биотинилированных вирусоподобных частиц (VLP), обнаруженных стрептавидином, конъюгированным с пероксидазой хрена. Недавно мы обнаружили один образец сыворотки, реагирующий с биотинилированными VLP, но не с небиотинилированным, что позволяет предположить наличие в сыворотке человека антител, реагирующих с биотином. В настоящем исследовании мы проводим поиск в общей популяции (612 образцов сыворотки от взрослых и 678 от детей) на предмет антител IgM, реагирующих с биотином, и разрабатываем косвенный ИФА для количественной оценки их уровней и оценки их серологической распространенности.Эти IgM-антитела присутствовали у 3% взрослых независимо от возраста, но редко обнаруживались у детей. Были оценены побочные эффекты IgM биотина на иммуноанализы на основе биотинилирования, включая четыре собственных и один коммерческий ИФА на IgM вируса, что показало, что IgM к биотину действительно вызывает ложные положительные результаты. Биотин не может связывать IgM и стрептавидин или авидин одновременно, что позволяет предположить, что эти взаимодействующие с биотином соединения конкурируют за общий сайт связывания. В анализах конкурентного ингибирования аффинности антител IgM к биотину варьировались от 2.1 × 10 ⁻³ до 1,7 × 10 ⁻⁴ моль / л. Это первый отчет об антителах к биотину, обнаруженных у людей, содержащий новую информацию об иммуноанализах на основе биотинилирования, а также новые взгляды на биомедицинские эффекты витаминов.

Образец цитирования: Чен Т., Хедман Л., Маттила П.С., Джартти Л., Джартти Т., Руусканен О. и др. (2012) Антитела IgM к биотину в крови человека: ранее неизвестный фактор, вызывающий ложные результаты в иммуноанализах на основе биотинилирования. PLoS ONE 7 (8): e42376.https://doi.org/10.1371/journal.pone.0042376

Редактор: Сильви Биссер, INSERM U1094, Медицинский факультет Лиможского университета, Франция

Поступила: 29.03.2012; Одобрена: 4 июля 2012 г .; Опубликован: 3 августа 2012 г.

Авторские права: © Chen et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Финансирование: Это исследование было поддержано Исследовательским и образовательным фондом Центральной больницы Хельсинкского университета, Фондом Сигрид Юселиус, Медицинским обществом Финляндии, Академией Финляндии (проект 1122539) и грантом исследовательского фонда Орион-Фармос. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Введение

Биотин, также известный как витамин B7 и витамин H, представляет собой водорастворимые питательные микроэлементы, необходимые большинству организмов. У млекопитающих биотин действует как кофермент для четырех карбоксилаз: пропионил-коэнзим A (CoA) карбоксилазы, пируваткарбоксилазы, метилкротоноил-CoA-карбоксилазы и ацетил-CoA-карбоксилазы. Первые три расположены в митохондриях, а четвертый — в цитоплазме. Эти ферменты катализируют важные реакции в промежуточном метаболизме глюконеогенеза, синтезе жирных кислот и катаболизме аминокислот [1], [2].Следовательно, недостаточное потребление биотина может привести к ряду клинических отклонений, включая выпадение волос, кожную сыпь, задержку роста, неврологические расстройства и более высокую уязвимость к инфекциям [1], [3] — [5].

Дефицит биотина редко встречается среди конституционно здоровых людей, поскольку это питательное вещество широко распространено в пищевых продуктах, а также в значительной степени синтезируется кишечной флорой, что соответствует нашей низкой суточной потребности (примерно 15–70 мкг / день) [1], [2]. Однако дефицит биотина может возникнуть из-за чрезмерного потребления сырых яиц из-за его составляющего, авидина, связывающего биотин с высоким сродством в пищеварительном тракте и предотвращающего его всасывание в кишечнике [3], [6] — [8].В организме человека только свободный биотин может участвовать в метаболизме, тогда как большая часть пищевого биотина связана с белками [2]. Биотинидаза, печеночный фермент, синтезируемый в печени и секретируемый в кровь, отвечает за переработку биотина, связанного с белками, и переработку биотина [5], [9]. В сыворотке человека биотин циркулирует в свободной форме или в связанном с белком виде для поглощения клетками и тканями, включая клетки печени, церебральные капилляры, везикулы базолатеральных мембран плаценты и мононуклеарные клетки периферической крови [1], [2].

Рисунок 1. Непрямой ИФА по биотину IgM.

(A) Схема непрямого ИФА биотина IgM (Био-ИФА). (B) Распределение значений поглощения EIA для 612 образцов сыворотки взрослых из группы 1 и группы 2. Пятиконечная звезда: конъюгаты HRP.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0042376.g001

Из-за своего небольшого размера биотин может быть ковалентно связан с рядом белков, не влияя на их биологическую активность. Поскольку биотин связывает авидин или стрептавидин с чрезвычайно высоким сродством и специфичностью, биотинилирование белков и макромолекул широко применяется в биохимических анализах [10] — [14].В нашей лаборатории для обнаружения антител класса IgM против многих различных вирусов был проведен иммуноферментный анализ μ-захвата (EIA) с использованием в качестве антигена биотинилированных вирусоподобных частиц (VLP), обнаруженных стрептавидином, конъюгированным с пероксидазой хрена (HRP) [15] — [18]. Поскольку наличие патоген-специфических антител IgM используется в качестве маркера текущей или недавней инфекции, специфичность анализа критически важна. Недавно мы, стремясь использовать в качестве отрицательного контроля в нашей серологии IgM к полиомавирусу клеток Меркеля (MCV), и столкнувшись с сильной реактивностью в сыворотке одного из авторов, обнаружили, что IgM реагирует с биотинилированными VLP, но не с небиотинилированными.В связи с этим предварительным открытием было начато следующее исследование.

Рис. 2. Соответствие между абсорбцией EIA и реактивностью вестерн-блоттинга.

В каждом блоте левая полоса содержит биотинилированный БСА, а правая полоса содержит небиотинилированный БСА. В правом нижнем углу находится блот, обработанный белковым красителем Ponceau S red.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0042376.g002

В этом исследовании мы искали сывороточные IgM-антитела человека, реагирующие с биотином (Bio-IgM), и разработали непрямой EIA, чтобы количественно определить их уровень и оценить их серологическая распространенность.Были оценены неблагоприятные эффекты IgM биотина на иммуноанализы на основе биотинилирования, включая четыре собственных ИФА на IgM вируса и один коммерческий анализ. Было показано, что биотин IgM и стрептавидин / авидин конкурируют за связывание с биотином. Также определяли сродство к биотину IgM.

Результаты

Обнаружение антител к биотину в сыворотке крови человека и оценка серологической распространенности среди взрослых и детей

Для измерения серореактивности против биотина среди населения в целом был проведен непрямой ИФА IgM (Био-ИФА) с биотинилированным БСА в качестве антигена.Значения ОП ИФА 612 образцов сыворотки от 459 взрослых были нанесены на гистограмму (рис. 1): 553 (90%) образцов показали значения <0,1 единиц ОП, тогда как 26 (4,2%) показали значения> 0,2. Для подтверждения результатов EIA использовали вестерн-блоттинг (WB), как показано на рисунке 2, с репрезентативными образцами от каждой группы пациентов. Положительные сигналы WB равномерно наблюдались среди образцов с реактивностью EIA ≥0,3 единиц OD, но были редкими среди образцов с реактивностью ниже 0,3. Никакого сигнала против небиотинилированного БСА ни в одном из образцов не наблюдалось.

Рисунок 3. Влияние IgM биотина на ИФА IgM вируса на основе биотинилирования.

(A) Распределение реактивностей, измеренное четырьмя внутренними вирусными ИФА IgM и одним коммерческим набором; образцы сыворотки, содержащие умеренный или низкий уровень биотина IgM (поглощение EIA <1.200). Пунктирные линии обозначают медианные значения поглощения, а столбцы - межквартильные значения. Значения абсорбции анализировали с использованием однофакторного дисперсионного анализа для общего сравнения (P <0,0001), а затем теста Тьюки-Крамера HSD для попарного сравнения. # P <0,0001 по сравнению со всеми другими; ** P <0,0001, * P <0,05. (B) Реакционная способность с четырьмя образцами сыворотки, содержащими высокие уровни биотина IgM (поглощение EIA> 3.000). Пороговые значения для положительности и отрицательности составляют: MCV 0,260 и 0,207, TSV 0,240 и 0,194, HBoV 0,167 и 0,136, B19 0,220 и 0,171, B19 биотрин 0,342 и 0,279.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0042376.g003

Среди 144 взрослых, включая студентов и преподавателей, 4 (2.8%) имели IgM к биотину, а среди 316 пожилых людей 10 (3,2%), как показано в таблице 1. Из четырех последних были доступны сыворотки для последующего наблюдения через 1-3 недели, и все они поддерживали сигнал IgM биотина на инвариантном уровне. интенсивность. Однако сотрудник института, который изначально был положительным с OD 2,5 в Bio-EIA, потерял свой IgM в течение шести месяцев без сероконверсии IgG. Среди 678 образцов от 349 детей в возрасте от 1 до 12 лет (медиана 2,5; среднее 3,2) только один образец сыворотки был положительным. В целом, на основании наших анализов, распространенность IgM к биотину среди взрослых всех возрастов составила 3.0%, а среди детей был существенно ниже (0,3%). Следует отметить, что ни один из био-IgM-положительных образцов не содержал антител IgG против биотина; также не был проанализирован ни один из 110 био-IgM-отрицательных образцов (данные не показаны).

Рисунок 4. Взаимодействие биотина IgM с биотинсодержащими антигенами в ИФА с µ-захватом IgM.

Образцы сыворотки, содержащие или не содержащие биотин IgM, применялись в ИФА с µ-захватом IgM, включая (I) биотинилированные MCVLP (в концентрациях 100 нг, 10 нг, 5 нг, 1 нг / 100 мкл), (II) биотинилированный BSA (при концентрации 20 мкг, 10 мкг, 1 мкг, 100 нг / 100 мкл) или (III) Растворимый биотин (при концентрациях 20 мкг, 10 мкг, 1 мкг, 100 нг / 100 мкл).Реакционная способность была нанесена на прямоугольную диаграмму. Пятиконечная звезда: конъюгаты HRP. P : положительная группа, включающая девять положительных по Bio-IgM сывороток. N : отрицательная группа, состоящая из девяти био-IgM-отрицательных сывороток.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0042376.g004

Рисунок 5. Конкурсные анализы.

(A) В собственном ИФА MCV IgM биотинилированные VLP MCV (10 нг / 100 мкл) смешивали с увеличивающимися концентрациями небиотинилированных VLP MCV или растворимого биотина и добавляли в планшеты для захвата µ-частиц (100 мкл / лунку).(B) На верхних рисунках показаны два образца сыворотки, положительные на биотин IgM; на нижних рисунках показаны два образца сыворотки, положительные на IgM к MCV. (C и D) В Bio-EIA четыре образца, положительные по биотину IgM, были совмещены с авидином и использовались для анализа. Пятиконечная звезда: конъюгаты HRP.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0042376.g005

Оценка влияния антител к биотину на анализ антител IgM

Чтобы оценить, влияет ли IgM биотина на антивирусные тесты IgM на основе биотинилирования, все доступные био-IgM-положительные образцы сыворотки были исследованы с помощью четырех собственных ИФА на вирусные IgM формата µ-захвата [MCV, Trichodysplasia-spinulosa polyomavirus (TSV), bocavirus 1 человека (HBoV), парвовирус B19 (B19V)] и одним коммерческим набором (B19V EIA of Biotrin).На рис. 3А показано, что 16 сывороток взрослых с OD от 0,312 до 1,118 в рамках внутреннего ИФА составляют 0,202–0,674 для MCV, 0,045–0,338 для TSV, 0,013–0,072 для HBoV и 0,066–0,309 для B19V и ОП 0,078–0,171 в коммерческом EIA B19V. Напротив, четыре образца (один старший образец и три из четырех ложноположительных образцов B19V-IgM) с реактивностью Bio-EIA, превышающей OD 3, показали повышенную реактивность во всех анализах (рис. 3B). Для каждой из этих сывороток OD в MCV EIA превышали OD в других EIA.Согласно пороговым значениям для каждого анализа среди этих 20 образцов сыворотки количество соответствующих образцов, которые были положительными, отрицательными и находились в пограничном диапазоне в каждом анализе, составляло 17, 3, 0 для MCV, 7, 11, 2 для TSV, 4, 16, 0 для HBoV, 7, 12, 1 для B19V (внутренний) и 1, 18, 1 для B19V (биотрин).

Рисунок 6. Конкурсные анализы био-IgM-положительных образцов сыворотки.

В Bio-EIA сыворотки предварительно инкубировали с возрастающими концентрациями растворимого биотина (5, 10, 20, 50, 75 мкг / 100 мкл) или витамина B5 (25, 50, 75 мкг / 100 мкл) в течение 1 часа при комнатной температуре. , и наносили на планшеты (100 мкл / лунку).Реактивность снизилась до неопределяемого уровня после предварительной инкубации сыворотки с биотином, но не с витамином B5.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0042376.g006

Рисунок 7. Измерение аффинности.

Разбавленные сыворотки инкубировали с возрастающими концентрациями биотина в течение ночи, а затем переносили в планшеты Bio-EIA. Измеряли количество антител, связанных с биотинилированным БСА в твердой фазе.

https://doi.org/10.1371 / journal.pone.0042376.g007

Конкуренция между IgM и стрептавидином / авидином за связывание с биотином

образцов сыворотки, 9 положительных по био-IgM и 9 отрицательных, были применены в ИФА с µ-захватом (внутренний ИФА, рис. 4) и в нем протестированы с одним из трех различных антигенов: биотинилированными вирусоподобными частицами MCV (MCVLP), биотинилированным BSA. и растворимый биотин. На фиг. 4B-I био-IgM-положительные образцы показали положительные результаты по IgM с биотинилированными MCVLP в минимальном количестве 5 нг / лунку с дозозависимым увеличением реактивности.Соответственно, они также дали положительные результаты на IgM (рис. 4B-II) с биотинилированным BSA в концентрации 10 мкг / лунку или выше, но отрицательные результаты с растворимым биотином независимо от концентрации (рис. 4B-III). Для сравнения, ни одна из био-IgM-отрицательных сывороток не показала какой-либо реактивности при использовании в качестве антигена биотинилированных MCVLP, биотинилированного BSA или двойного биотина. Конкурентные эксперименты (рис. 5A и B) были выполнены с образцами, реактивными с биотинилированными MCVLP, в ИФА с µ-захватом IgM (MCV inhouse EIA). С двумя Bio-IgM-положительными сыворотками реактивность блокировалась дозозависимо за счет увеличения концентрации растворимого биотина, но не небиотинилированных MCVLP.Соответственно, с двумя MCV-IgM-положительными сыворотками реактивность блокировалась MCVLP, но не биотином. Кроме того, как показано на фиг. 5C и D, реактивность положительной сыворотки с помощью био-EIA была эффективно устранена путем дозозависимого совпадения с авидином при увеличении концентрации.

Определение аффинности (полумаксимальная ингибирующая концентрация IC50)

Специфичность связывания и аффинность антител IgM к биотину были дополнительно изучены в конкурентных экспериментах (фиг. 6A), в которых связывание данного Bio-IgM с твердофазным биотинилированным БСА измерялось в присутствии гомологичного растворимого биотина и гетерологичного витамина B5. (Пантотеновая кислота, Sigma-Aldrich, P2250).На рисунке 6B реактивность шести образцов сыворотки ингибировалась биотином, но не витамином B5. На Фигуре 7 при шести разведенных образцах сыворотки связывание биотина IgM с биотинилированным БСА ингибировалось дозозависимым образом с IC50 в диапазоне от 2,1 × 10 ^-3 до 1,7 × 10 ^-4 моль / л.

Обсуждение

Мы впервые сообщаем о появлении антител IgM к биотину у людей из общей популяции. Показанный здесь биотин IgM нековалентно взаимодействует с биотином, в отличие от ранее описанных биотин-связывающих иммуноглобулинов (BBI), которые были образованы биотином, ковалентно связанным с константной областью IgM или IgG [19], [20].Для определения серологической распространенности мы разработали ИФА для этих антител. Пороговое значение для положительного результата в нашем анализе было установлено в соответствии с результатами иммуноблоттинга, в результате чего мы обнаружили распространенность серотипа 3% среди взрослых северных стран. Существующие данные о появлении человеческих антител к витаминам немногочисленны, за исключением антител IgG к витамину D, которые наблюдались в небольшой степени у пациентов с аутоиммунными заболеваниями [21]. Поскольку аутоантитела встречаются и у здоровых людей, например ревматоидный фактор (RF) у 1-3% населения в целом [22] — [24], возможность того, что биотин IgM имеет связь с аутоиммунитетом, заслуживает изучения в будущем.С другой стороны, играя важную роль в метаболизме, биотин может существовать в организме человека в различных формах, таких как биотинилированные карбоксилазы и метаболиты [1]. Другая интересная возможность проистекает из того факта, что биотин составляет только половину от общего количества связывающих авидин веществ в плазме человека, поскольку метаболиты биотина, происходящие из клеточного окисления, составляют остальную часть [25], [26]. Поскольку эти метаболиты по молекулярной структуре напоминают биотин [1], возможно, что биотин IgM является производным иммунного ответа на эти метаболиты, возможно, из-за дисбаланса метаболизма биотина.

Поскольку биотин IgM изначально был обнаружен в образце сыворотки с ложноположительным результатом в нашем внутреннем анализе IgM, мы определили восприимчивость к нему в нескольких анализах. Мы обнаружили, что образцы сыворотки с высоким уровнем биотина IgM отрицательно влияли на все анализы на IgM вируса, в то время как образцы с низким уровнем антител показали низкий уровень помех в большинстве анализов. Действительно, было показано, что биотин IgM вносит важный вклад в ложные положительные результаты в анализах на IgM вируса. Более того, наши результаты показали, что среди тестов µ-захвата IgM для четырех разных вирусов эффекты биотина IgM были разными.ИФА на IgM MCV оказался более чувствительным, чем другие. Это различие может зависеть от конформации вирусных частиц или степени их биотинилирования. Таким образом, появляются по крайней мере два способа ограничить эффект биотина IgM: один — оптимизировать количество биотина при обрезке VLP, а другой — использовать соответствующую пограничную зону при настройке пороговых значений в соответствии с ложной реактивностью, полученной из биотин IgM.

Мы подробно изучали, будут ли различные эффекты антител к биотину в анализах IgM быть связаны с конформациями биотинилированных антигенов.Поскольку VLP MCV были более чувствительны, чем BSA, возможно, что упорядоченные супрамолекулярные ансамбли более чувствительны, чем изолированные полипептиды. Следует отметить, что сам биотин в растворе никогда не давал положительного сигнала. Для объяснения этого существовали три возможности: (а) растворимый биотин не связывался с биотином IgM, захваченным на планшете; (b) связывание с IgM отменяет способность биотина связываться со стрептавидином; (c) IgM будет связывать длинное спейсерное плечо (LC) реагента биотинилирования (Sulfo-NHS-LC-Biotin) вместо самого биотина.Чтобы найти ответ, мы провели конкурентные анализы с растворимым биотином в ИФА MCV IgM. Тот факт, что растворимый биотин замещает биотинилированные VLP MCV, не вызывая при этом положительных результатов, доказывает, что биотин не может связывать антитела IgM и стрептавидин одновременно и что связывание специфично для самого биотина, а не для спейсерного плеча. Поскольку авидин является естественным компонентом рациона человека и связывается с биотином так же, как и стрептавидин [12], мы провели конкурентные анализы с авидином, которые подтвердили, что IgM и стрептавидин / авидин конкурируют друг с другом за связывание с биотином.Поскольку биотин представляет собой небольшую молекулу (244Da), IgM и стрептавидин / авидин, вероятно, имеют один и тот же сайт связывания на биотине. С другой стороны, поскольку авидин может предотвращать всасывание биотина в кишечнике [3], [7], [8], есть соблазн предположить аналогичную функцию биотина IgM в крови. Действительно, вопрос о том, может ли биотин IgM предотвращать поглощение биотина тканями или клетками, является захватывающей темой для дальнейшего изучения.

Мы также оценили силу связывания биотина IgM путем измерения IC50 [27]. Наблюдаемый уровень аффинности 10 ^-3 -10 ^-4 моль / л аналогичен таковому у многих природных антител с их соответствующими антигенами [28] — [32].Интересная возможность состоит в том, что биотин IgM принадлежит к группе иммуноглобулинов, кодируемых зародышевой линией, генерируемых без известной антигенной стимуляции. Большинство естественных антител действительно относятся к классу IgM и, как предполагается, управляются эндогенным антигеном хозяина [28], [30], [33]. Поскольку биотин обладает способностью взаимодействовать с белками-хозяевами [1], [2], [34], полученные комплексы могут управлять выработкой этих антител к лиганду. Тем не менее, биотин IgM казался специфическим, поскольку в нашем исследовании он не реагировал с витамином B5, витамином, настолько тесно связанным с биотином, что он может ингибировать кишечную абсорбцию последнего [35].

Поскольку наши исследователи проживают в Финляндии, было бы целесообразно изучить антитела к биотину в нефинских популяциях. С другой стороны, поскольку наши данные о серологической распространенности не являются популяционными, они не обязательно раскрывают точную распространенность антител IgM к биотину даже среди населения Финляндии. Тем не менее, обнаружение биотина IgM в сыворотке крови человека открывает новые возможности для исследования витаминно-направленного иммунитета. Потенциальное воздействие этих антител на здоровье человека требует изучения.Эти антитела могут отрицательно влиять на поглощение биотина из кровообращения или могут помочь в удалении избыточного биотина и его метаболитов в крови.

Материалы и методы

Протокол исследования был рассмотрен и одобрен комитетами по этике университетских больниц Турку и Хельсинки. Письменное информированное согласие было получено от всех участников. Если старший участник не был уверен в своем согласии или гериатр оценил его / ее как ограниченную способность давать согласие, письменное согласие было получено от ближайших родственников.Если участники были детьми, согласие было получено от родителей или опекунов.

Образцы

Встречаемость антител IgM к биотину была определена в 612 образцах сыворотки от двух групп взрослых и 678 образцах от детей. Первая группа, названная «Взрослые», включала 144 сыворотки от студентов университета и сотрудников нашего Института, а вторая группа, «Пожилые люди», включала 468 сывороток от 316 пожилых людей (средний возраст 82 года, диапазон 70–100). Все пожилые люди находились в стационаре городской больницы Турку и участвовали в исследовании Virel, целью которого является подробное изучение этиологии молекулярного вируса у пожилых людей и ее связи с тяжестью заболевания и долгосрочным исходом.В последнюю группу, «Дети», вошли сыворотки 349 детей в возрасте выборки 1–12 лет (медиана 2,5; среднее 3,2), которые ранее были исследованы на первичную инфекцию MCV и TSV [36], [37]. Кроме того, в настоящее исследование были включены четыре образца сыворотки, вызывающие ложную реактивность в нашем внутреннем анализе на B19V IgM из-за антител к биотину, но они были исключены из расчета серологической распространенности.

Косвенный иммуноферментный анализ на биотин IgM

Непрямой EIA был настроен для обнаружения биотина IgM в образцах сыворотки человека (Bio-EIA, рисунок 1A).Для использования в качестве антигена бычий сывороточный альбумин (BSA) (Sigma-Aldrich, A7906) был биотинилирован с использованием набора EZ-Link Sulfo-NHS-LC-Biotinylation (Pierce, Rockford, IL) в соответствии с инструкциями производителя, и диализовали против PBS. Полоски лунок для микротитрования помещали в рамки с замкнутыми лунками (модули и рамки Nunc-Immuno ™) и покрывали 200 нг / лунку биотинилированного БСА в PBS в течение 2,5 часов при 37 ° C. После 5 промывок PBS, содержащим 0,05% Tween-20 (PBST), лунки блокировали 5% BSA в PBS в течение 30 минут при 37 ° C, после чего следовало промывание.Образцы сыворотки, разведенные 1 × 100 в PBST, наносили в двух экземплярах (100 мкл / лунку) на 60 мин при комнатной температуре в качающемся (400 об / мин) инкубаторе EIA. После промывок PBST в каждую лунку (100 мкл) добавляли поликлональный кроличий конъюгат против человеческого IgM-пероксидазы хрена (DakoCytomation, Glostrup, Дания), разведенный 1-1000 в 3% BSA / PBST, и инкубировали в течение 60 минут. После промывок добавляли ортофенилендиамин и H ₂ O ₂ , реакцию останавливали через 25 мин с 0,5 M H ₂ SO ₄ и регистрировали оптическую плотность при 492 нм.Для определения фоновой реактивности проводили BSA-EIA путем покрытия планшетов небиотинилированным BSA и выполняли, как указано выше.

При определении порогового значения все сыворотки, дающие OD <0,15 единиц в Bio-EIA, считались отрицательными, а образцы с более высокой OD были повторно исследованы как с помощью Bio-EIA, так и BSA-EIA; и чистую OD получали вычитанием фона BSA-EIA. Образцы с чистым OD ≥0,3 считались положительными, образцы с чистым OD <0,2 считались отрицательными, а образцы с чистым OD между 0.2 и 0,3 считались пограничными.

Вестерн-блоттинг

Для определения IgM к биотину с помощью иммуноблоттинга 1 мкг / дорожку биотинилированного БСА (Био-БСА) или БСА разделяли с помощью 10% SDS-PAGE и переносили на нитроцеллюлозные мембраны (Whatman Protran BA 85), блокированные 5% БСА в Трис. забуференный физиологический раствор, содержащий 0,1% Твин 20 (TBST), в течение 30 минут при комнатной температуре (RT). Образцы сыворотки, разведенные в соотношении 1–100 или 1–50 в 5% BSA / TBST, хранили на блотах при 4 ° C в течение ночи. После промывки TBST, поликлональные кроличьи конъюгированные с пероксидазой антитела против человеческого IgM (DakoCytomation, Glostrup, Дания), разведенные 1-20000 в 5% BSA / TBST, наносили на 1 час при комнатной температуре.После промывок блоты проявляли с использованием набора SuperSignal West Dura Extended Substrate Detection (Pierce, Rockford, IL) и экспонировали на рентгеновских пленках (Fuji Super RX).

Иммуноферментный анализ на IgM

µ-захватов EIAs было выполнено по аналогии с нашими многочисленными антивирусными IgM EIAs (inhouse EIAs) [15] — [18]. Вкратце, образцы сыворотки, разведенные 1-200 в PBST, наносили в двух экземплярах в лунки планшетов, покрытых козьим антителом против человеческого IgM (Cappel / ICN Biomedicals), на 60 мин при комнатной температуре.После промывок наносили биотинилированные антигены и инкубировали 45 мин при 37 ° C. Затем планшеты обрабатывали стрептавидином, конъюгированным с пероксидазой хрена (Dako, Glostrup, Дания), при концентрации 1–12000 в PBST, содержащем 0,5% БСА, в течение 45 минут при 37 ° C, затем ортофенилендиамином и H ₂ O ₂ для 15 мин при 37 ° C. В конкурентном анализе биотинилированный антиген смешивали с небиотинилированным и добавляли в планшеты (рис. 5А).

Определение родства

На основе Bio-EIA был создан конкурентный анализ для измерения аффинности биотина IgM [27], [29], [38], [39].Вкратце, сыворотки разбавляли до OD от 0,4 до 1,2 и инкубировали с возрастающими концентрациями растворимого биотина (Sigma-Aldrich, B4501) в течение ночи для достижения равновесия. Затем смеси переносили в планшеты для EIA в пяти повторах и измеряли количество антитела, связанного с твердой фазой, как описано выше. Средние значения были нанесены на график, давая аппроксимирующую кривую с помощью программы нелинейной регрессии (GraphPad Prism). Затем рассчитывали IC50 по кривой, соответствующей аффинности [27], [39].

Благодарности

Мы благодарим Аруна Кумара за организацию образцов сыворотки.

Вклад авторов

Эксперимент задумал и спроектировал: TC KH. Проведены эксперименты: TC LH. Проанализированы данные: ТК Х. Предоставленные реагенты / материалы / инструменты анализа: PSM LJ TJ OR MS. Написал статью: ТК Х.

Ссылки

1. 1. Zempleni J, Mock DM (1999) Биохимия биотина и потребности человека. J Nutr Biochem 10 (3): 128–138.
2. 2. McMahon R (2002) Биотин в метаболизме и молекулярной биологии. Анну Рев Нутр 22: 221–239.
3. 3. Бальнаве Д. (1977) Клинические симптомы дефицита биотина у животных. Am J Clin Nutr 30 (9): 1408–1413.
4. 4. Шилс М.Э., Шике М., Ovid Technologies I (2006) Современное питание в условиях здоровья и болезней. Филадельфия: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. 2069 с.
5. 5. Wolf B (2010) Клинические проблемы и частые вопросы о недостаточности биотинидазы.Mol Genet Metab 100 (1) 6–: 10.1016 / j.ymgme.2010.01.003.
6. 6. Сиденстрикер В.П., Сингал С.А., Бриггс А.П., Девон Н.М., Исбелл Х. (1942) Предварительные наблюдения за «повреждением яичного белка» у человека и его лечением с помощью концентрата биотина. Science 95 (2459) 176–177: 10.1126 / science.95.2459.176.
7. 7. Peters JM (1967) Отделение прямых токсических эффектов диетического сырого яичного белка от его действия по выработке дефицита биотина. Br J Nutr 21 (4): 801–809.
8. 8.Peters JM, Boyd EM (1969) Токсические эффекты прогорклой диеты, содержащей большое количество сырого порошка яичного белка. Food Cosmet Toxicol 7 (3): 197–207.
9. 9. Grier RE, Heard GS, Watkins P, Wolf B (1990) Низкая активность биотинидазы в сыворотках пациентов с нарушенной функцией печени: доказательство того, что печень является источником биотинидазы сыворотки. Clin Chim Acta 186 (3): 397–400.
10. 10. Hofmann K, Wood SW, Brinton CC, Montibeller JA, Finn FM (1980) Аффинные колонки с иминобиотином и их применение для извлечения стрептавидина.Proc Natl Acad Sci U S. A 77 (8): 4666–4668.
11. 11. Sutton A, Vann WF, Karpas AB, Stein KE, Schneerson R (1985) ELISA на основе авидин-биотина для количественного определения антител к бактериальным полисахаридам. J Immunol Methods 82 (2): 215–224.
12. 12. Диамандис Е.П., Кристопулос Т.К. (1991) Система биотин- (стрепт) авидин: принципы и применение в биотехнологии. Clin Chem 37 (5): 625-636.
13. 13. Pengo P, Veggiani G, Rattanamanee K, Gallotta A, Beneduce L. и др.(2010) Твердофазное получение белковых комплексов. J Mol Recognit 23 (6) 551–558: 10.1002 / jmr.1095.
14. 14. Bratthauer GL (2010) Метод авидин-биотинового комплекса (ABC) и другие методы связывания авидин-биотин. Методы Мол биол. 588: 257–270. 10.1007 / 978–1–59745–324–0_26.
15. 15. Kaikkonen L, Lankinen H, Harjunpaa I, Hokynar K, Söderlund-Venermo M и др. (1999) Гептапептидный эпитоп, специфичный для острой фазы, для диагностики инфекции парвовирусом B19. J Clin Microbiol 37 (12): 3952–3956.
16. 16. Седерлунд-Венермо М., Лахтинен А., Джартти Т., Хедман Л., Кемппайнен К. и др. (2009) Клиническая оценка и улучшенная диагностика хрипов, вызванных бокавирусом, у детей, Финляндия. Emerg Infect Dis 15 (9): 1423–1430.
17. 17. Hedman L, Söderlund-Venermo M, Jartti T, Ruuskanen O, Hedman K (2010) Датирование человеческой бокавирусной инфекции с помощью анализов денатурирующей белок IgG-авидности — вторичные иммунные активации повсеместно встречаются у иммунокомпетентных взрослых. Дж. Клин Вирол 48 (1): 44–48: 10.1016 / j.jcv.2010.02.003.
18. 18. Лахтинен А., Кивела П., Хедман Л., Кумар А., Кантеле А. и др. (2011) Серодиагностика первичных инфекций парвовирусом человека 4, Финляндия. Emerg Infect Dis 17 (1): 79–82: 10.3201 / eid / 1701.100750.
19. 19. Muratsugu M, Yazawa A, Fujiwara S, Nishida S, Fukui T (2008) Количественное определение биотин-связывающих иммуноглобулинов G, A и M в сыворотке человека с использованием микропланшетов, покрытых античеловеческим иммуноглобулином F (ab ’) 2. Биол Фарм Булл 31 (3): 507–510.
20. 20.Muratsugu M, Muramoto E, Fukui T (2003) Количественное измерение биотин-связывающего иммуноглобулина G в сыворотке человека с использованием многолуночных планшетов, покрытых F (ab ’) 2 против человеческого IgG. Биол Фарм Булл 26 (11): 1605–1608.
21. 21. Карвалью Дж. Ф., Бланк М., Поцелуй Э., Тарр Т., Амитал Х и др. (2007) Анти-витамин D, витамин D при СКВ: предварительные результаты. Ann N Y Acad Sci 1109 550–557: 10.1196 / annals.1398.061.
22. 22. Ailus K, Melamies L, Tuomi T, Palosuo T, Aho K (1991) Измерение ревматоидного фактора у неревматоидных субъектов: сравнение иммунотурбидиметрического анализа, теста на латексном слайде и иммуноферментного анализа.Clin Chem 37 (10, часть 1): 1766–1769.
23. 23. Korpilähde T, Heliövaara M, Kaipiainen-Seppänen O, Knekt P, Aho K (2003) Региональные различия в Финляндии в распространенности ревматоидного фактора при наличии и отсутствии артрита. Энн Рум Дис 62 (4): 353–355.
24. 24. Шим CN, Хван Дж. У., Ли Дж., Кох Э. М., Ча ХС и др. (2012) Распространенность ревматоидного фактора и параметры, связанные с положительностью ревматоидного фактора у корейских субъектов скрининга здоровья и субъектов с поверхностным антигеном гепатита B.Мод Ревматол. 10.1007 / s10165–012–0603–3.
25. 25. Mock DM, Lankford GL, Mock NI (1995) Биотин составляет только половину от общего количества связывающих авидин веществ в сыворотке крови человека. J Nutr 125 (4): 941–946.
26. 26. Mock DM (1999) Статус биотина: какие индикаторы являются действительными и как мы узнаем? J Nutr 129 (2S Suppl): 498S – 503S.
27. 27. Бобровник С.А. (2003) Определение сродства антител с помощью ELISA. теория. J Biochem Biophys Methods 57 (3): 213–236.
28. 28. Ноткинс А.Л. (2004) Полиреактивность молекул антител. Тенденции Immunol 25 (4) 174–179: 10.1016 / j.it.2004.02.004.
29. 29. Burastero SE, Casali P, Wilder RL, Notkins AL (1988) Монореактивные ревматоидные факторы с высоким сродством и полиреактивные с низким сродством вырабатываются CD5 + B-клетками пациентов с ревматоидным артритом. J Exp Med 168 (6): 1979–1992.
30. 30. Тернинк Т., Аврамеас С. (1986) Мышиные природные моноклональные аутоантитела: исследование их полиспецифичности и сродства.Immunol Rev 94: 99–112.
31. 31. Casali P, Notkins AL (1989) Исследование репертуара B-клеток человека с помощью EBV: полиреактивные антитела и CD5 + B-лимфоциты. Анну Рев Иммунол 7513–535. 10.1146 / annurev.iy.07.040189.002501.
32. 32. Накамура М., Бурастеро С.Е., Уэки Ю., Ларрик Дж. У., Ноткинс А. Л. и др. (1988) Исследование репертуара нормальных и аутоиммунных В-клеток с помощью вируса Эпштейна-Барра. частота В-клеток, продуцирующих монореактивные высокоаффинные аутоантитела, у пациентов с болезнью Хашимото и системной красной волчанкой.J Immunol 141 (12): 4165–4172.
33. 33. Эренштейн MR, Notley CA (2010) Важность естественного IgM: мусорщик, защитник и регулятор. Nat Rev Immunol 10 (11) 778–786: 10.1038 / nri2849.
34. 34. Дакшинамурти К., Чаухан Дж. (1990) Нонавидин-биотин-связывающие белки. Методы Enzymol 184: 93–102.
35. 35. Chatterjee NS, Kumar CK, Ortiz A, Rubin SA, Said HM (1999) Молекулярный механизм процесса транспорта биотина в кишечнике. Am J Physiol 277 (4 Pt1): C605–13.
36. 36. Чен Т., Хедман Л., Маттила П.С., Джартти Т., Руусканен О. и др. (2011) Серологические доказательства первичных инфекций полиомавируса клеток Меркеля в детстве. Дж. Клин Вирол 50 (2) 125–129: 10.1016 / j.jcv.2010.10.015.
37. 37. Чен Т., Маттила П.С., Джартти Т., Руусканен О., Седерлунд-Венермо М. и др. (2011) Сероэпидемиология недавно обнаруженного полиомавируса, связанного с триходисплазией spinulosa. J Infect Dis. 10.1093 / infdis / jir614.
38. 38. Friguet B, Chaffotte AF, Djavadi-Ohaniance L, Goldberg ME (1985) Измерения истинной константы аффинности в растворе комплексов антиген-антитело с помощью иммуноферментного анализа.