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Centro de Información de Micronutrientes

Biotina


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La biotina es una vitamina hidrosoluble que se clasifica generalmente como una vitamina del complejo B. Después del descubrimiento inicial de la biotina, se necesitaron cerca de 40 años de investigación para establecerla como una vitamina (1). Todos los organismos requieren biotina; sin embargo, ésta sólo puede ser sintetizada por bacterias, levaduras, hongos, algas, y algunas especies de plantas (2).

Función

La biotina se une al sitio activo de cinco enzimas de mamíferos conocidas como carboxilasas (3). La unión de la biotina a otra molécula, como a una proteína, es conocida como "Biotinilación." La holocarboxilasa sintetasa (HCS) cataliza la biotinilación de apocarboxilasas (la forma catalíticamente inactiva de la enzima) y de histonas (ver abajo). La biotinidasa cataliza la liberación de la biotina desde las histonas y de los productos peptídicos de la degradación de la carboxilasa.

Cofactor de enzimas

Cada carboxilasa cataliza una reacción metabólica esencial:

  • Acetil-CoA carboxilasa I y II catalizan la unión de bicarbonato a acetil-CoA para formar malonil-CoA. Malonil-CoA es necesaria para la síntesis de ácidos grasos. La primera es crucial en la síntesis citosólica de ácidos grasos, y la segunda funciona regulando la oxidación mitocondrial de ácidos grasos.
  • Piruvato carboxilasa es una enzima crítica en la gluconeogénesis—la formación de glucosa desde otras fuentes además de carbohidratos, por ejemplo, aminoácidos.
  • Metilcrotonil-CoA carboxilasa cataliza un paso esencial en el catabolismo de leucina, un aminoácido esencial.
  • Propionil-CoA carboxilasa cataliza pasos esenciales en el metabolismo de ciertos aminoácidos, colesterol, y ácidos grasos de cadena impar (ácidos grasos con un número impar de moléculas de carbono) (4).

Biotinilación de histonas

Las histonas son proteínas que se unen al ADN y lo empacan en estructuras compactas para formar nucleosomas—componentes estructurales integrales de los cromosomas. El empaquetamiento compacto del ADN debe ser distendido de alguna forma para que la replicación y transcripción del ADN pueda ocurrir. La modificación de histonas a través de la adhesión de grupos acetilo o metilo (acetilación o metilación) afecta la estructura de las histonas, por lo tanto, afectando la replicación y transcripción del ADN. La evidencia acumulada indica que la biotinilación de histonas juega un papel en la replicación y transcripción del ADN, como también en la proliferación celular y otras respuestas celulares (5-7).

Deficiencia

Aunque una deficiencia severa de biotina es muy rara, la necesidad de biotina en la dieta del ser humano ha sido demostrada en dos situaciones diferentes: alimentación intravenosa (parenteral) prolongada sin suplementación de biotina y consumo de clara de huevo cruda por un período prolongado (de varias semanas a varios años). La avidina es una proteína antimicrobiana encontrada en la clara de huevo que se une a la biotina y previene su absorción. El cocinar la clara de huevo desnaturar la avidina, haciéndola susceptible a la digestión y por lo tanto, incapaz de impedir la absorción de la biotina en la dieta (8).

Se han validado tres medidas como indicadores del estado de la biotina: (1) Alta excreción de un ácido orgánico (ácido 3-hidroxi isovalérico) que refleja actividad disminuida de la enzima dependiente de biotina, metilcrotonil-CoA caboxilasa; (2) excreción reducida de biotina urinaria; y (3) actividad de propionil-CoA carboxilasa en linfocitos de sangre periférica (4, 9-11).

Signos y síntomas

Los signos de deficiencia severa de biotina incluyen pérdida de cabello y erupciones escamosas de color rojo alrededor de los ojos, nariz, boca, y área genital. Síntomas neurológicos en adultos han incluido depresión, letargo, alucinaciones, y entumecimiento y cosquilleo de las extremidades. Las erupciones faciales características, junto con distribución inusual de la grasa facial, han sido llamado "Rasgos carentes de biotina" por algunos investigadores (8). Personas con desordenes hereditarios del metabolismo de la biotina que resultan en deficiencia de biotina funcional, a menudo tienen hallazgos físicos similares, así como también, evidencia de función deteriorada del sistema inmune y susceptibilidad aumentada a infecciones bacterianas y fúngicas (12).

Condiciones de pre-disposición

Hay varias formas en las cuales el desorden hereditario, deficiencia de biotinidasa, conduce a deficiencia de biotina. La absorción intestinal es reducida porque una falta de biotinidasa inhibe la liberación de la biotina de las proteínas de la dieta. El reciclaje de la biotina unida a proteínas propias se encuentra deteriorado, y la pérdida urinaria de biotina aumenta porque los riñones excretan más rápidamente la biotina que no está unida a biotinidasa (5, 8). El individuo con deficiencia de biotinidasa responde uniformemente a una suplementación moderada de bioitina. Algunas veces es necesaria la suplementación oral de 5 a 10 miligramos (mg) de biotina diaria, aunque a menudo dosis más pequeñas son suficientes. Algunas formas de deficiencia de Holocarboxilasa sintetasa (HCS) responden a la suplementación con biotina en grandes dosis. La deficiencia de HCS resulta en una enzima que cataliza el acoplamiento de biotina a las cuatro enzimas carboxilasas (véase Función). La deficiencia de HCS resulta en formación reducida de todas las holocarboxilasas a niveles sanguíneos normales de biotina; por lo tanto, se hace necesaria una suplementación de biotina en dosis elevadas (40 mg a 100 mg de biotina al día). El error innato, deficiencia de transportadores de biotina, también responde a dosis elevadas de suplementación de biotina (13). La prognosis de estos tres desórdenes es con frecuencia, pero no siempre, bueno, si la terapia de biotina se introduce tempranamente (infancia o niñez) y continúa de por vida (12).

Aparte del consumo prolongado de clara de huevo cruda o soporte intravenoso total carente de biotina, existen otras condiciones que pueden aumentar el riesgo de una disminución de biotina. La rápida división celular del feto en desarrollo requiere biotina para la biotinilación de histonas y síntesis de carboxilasas esenciales; por consiguiente, los requerimientos de biotina comúnmente aumentan durante el embarazo. Investigaciones sugieren que un número substancial de mujeres desarrolla una deficiencia de biotina marginal o subclínica durante un embarazo normal (6, 14). No obstante, la ingesta adecuada recomendada no cambia para las embarazadas (ver abajo). Adicionalmente, algunos tipos de enfermedades hepáticas pueden disminuir la actividad de la biotinidasa y teóricamente aumentar el requerimiento de biotina. Un estudio de 62 niños con enfermedad hepática crónica y 27 controles sanos describió que la actividad de biotinidasa sérica estaba anormalmente baja en aquellos individuos con función hepática severamente deteriorada debido a cirrosis (15). Sin embargo, este estudio no aportó evidencia de la deficiencia de biotina. Además, medicamentos anticonvulsivos, usados para prevenir convulsiones en personas con epilepsia, aumentan el riesgo de una disminución de biotina (16, 17). Véase Seguridad para más información acerca de biotina y anticonvulsivos.

La Ingesta Adecuada (IA)

En 1988, a la Junta de Nutrición y Alimentos del Instituto de Medicina le pareció que la evidencia científica existente era insuficiente para calcular una IDR de biotina, por lo que estableció un nivel de Ingesta Adecuada (IA). La IA de biotina presume que el consumo promedio de biotina (35 mcg a 60 mcg al día) cumple con los requerimientos dietéticos (1).

Ingesta Adecuada (IA) de Biotina
Etapa de la Vida Edad Hombres
(mcg/día)
Mujeres
(mcg/día)
Infantes 0-6 meses 5 5
Infantes 7-12 meses 6 6
Niños 1-3 años 8 8
Niños 4-8 años 12 12
Niños 9-13 años 20 20
Adolescentes 14-18 años 25 25
Adultos 19 años y más 30 30
Embarazo Todas las edades - 30
Amamantamiento Todas las edades - 35

 

Prevención de Enfermedades

Defectos de nacimiento

Investigaciones indican que la biotina se descompone más rápidamente durante el embarazo y que el estado nutricional de la biotina disminuye durante el transcurso del embarazo (6). Un estudio reportó que la excreción de biotina calló bajo el límite normal durante los últimos meses del embarazo en 6 de 13 mujeres, sugiriendo que su nivel de biotina era anormalmente bajo. Más de la mitad de las mujeres embrazadas tienen una excreción anormalmente alta de un metabolito (ácido 3-hidroxi isovalérico) y se piensa que refleja la disminución de la actividad de una enzima dependiente de biotina. Un estudio en 26 mujeres embarazadas describió que la suplementación con biotina disminuía la excreción de este metabolito comparado con el placebo, sugiriendo que una deficiencia marginal de biotina puede ser relativamente común en el embarazo (14). En un estudio, la incidencia de actividad disminuida de propionil-CoA carboxilasa linfocitaria (un marcador de deficiencia de biotina) en el embarazo era mayor al 75% (18). Aunque el nivel de disminución de biotina no es lo suficientemente severa como para causar signos o síntomas de diagnósticos, tales observaciones son fuentes de preocupación porque se ha demostrado que una deficiencia subclínica de biotina es causa de defectos de nacimiento en varias especies de animales (16). Actualmente, se estima que al menos un tercio de las mujeres desarrolla deficiencia marginal de biotina durante el embarazo (8). Evidencia indirecta sugiere también que una deficiencia marginal de biotina causa defectos de nacimiento en humanos. A fin de cuentas, el riesgo potencial de teratogénesis (desarrollo anormal del embrión o del feto) por una deficiencia de biotina indica que es prudente asegurar una adecuada ingesta de biotina durante todo el embarazo. Dado que se les aconseja a las mujeres embarazadas consumir acido fólico suplementario antes y durante el embarazo (véase Ácido Fólico) para prevenir defectos del tubo neural, sería más sencillo consumir biotina suplementaria (al menos 30 mcg/día) en la forma de un multivitamínico que también contenga al menos 400 mcg de ácido fólico. Nunca se ha descrito ningún grado de toxicidad a este nivel de consumo de biotina (véase Seguridad)

Tratamiento de Enfermedades

Diabetes mellitus

Se sabe de muchos años que una manifiesta deficiencia de biotina empeora la utilización de glucosa en ratas (19). En un estudio en humanos, los niveles de biotina sanguínea eran significativamente más bajos en 43 pacientes con diabetes mellitus insulina-independiente (DMNDI; Diabetes tipo 2) que en sujetos control no diabéticos, y niveles más bajos de glicemia en ayunas fueron asociados con niveles más altos de biotina en la sangre. Luego de un mes de suplementación con biotina (9,000 mcg/día), los niveles de glicemia en ayunas disminuyeron en un promedio de 45% (20). Por el contrario, un estudio en 10 pacientes diabéticos tipo 2 y siete controles no diabéticos reportó que la suplementación con biotina (15,000 mcg/día) por 28 días no disminuyó los niveles de glicemia en ayuno en ningún grupo (21). Un estudio más reciente controlado con doble ciego y placebo, ejecutado por el mismo grupo de investigadores encontró que el mismo protocolo de tratamiento de biotina disminuyó los niveles de triglicéridos plasmáticos tanto en pacientes diabéticos como en no diabéticos con hipertrigliceridemia (22). En este estudio, la administración de biotina no afectó las concentraciones de glucosa sanguínea ni en pacientes diabéticos ni en pacientes no diabéticos. Adicionalmente, algunos estudios han mostrado que la co-suplementación con biotina y picolinato de cromo puede ser una terapia adjunta beneficiosa para pacientes con diabetes tipo 2 (23-26). Sin embargo, varios estudios han reportado que la aplicación de picolinato de cromo por si sólo mejora el control glicémico en sujetos diabéticos (27).

Se encontró una reducción en los niveles de glucosa sanguínea en siete diabéticos insulino-dependientes (tipo 1) luego de una semana de suplementación con 16,000 mcg de biotina diaria (28). Varios mecanismos podrían explicar un posible efecto hipoglicemiante de la biotina. La biotina puede aumentar la utilización de glucosa para la síntesis de grasas dado que es un cofactor de enzimas requerido para la síntesis de ácidos grasos. Se ha encontrado que la biotina estimula la glucoquinasa, una enzima hepática que aumenta la síntesis de glicógeno, la forma almacenada de la glucosa. También se ha encontrado que la biotina estimula la secreción de insulina en el páncreas de las ratas, la que también tiene el efecto de disminuir la glicemia (29). Un efecto sobre transportadores celulares de glucosa (GLUT) está actualmente bajo investigación. En la actualidad, estudios del efecto de biotina suplementaria sobre los niveles de glicemia en humanos son extremadamente limitados, pero destacan la necesidad de seguir investigando.

Uñas quebradizas

El descubrimiento de que los suplementos con biotina eran efectivos en el tratamiento de las anormalidades de las pezuñas de caballos y cerdos, llevo a especular que los suplementos de biotina podrían también ser beneficiosos en el fortalecimiento de uñas quebradizas en humanos. Se han publicado tres ensayos no controlados que examinan los efectos de la suplementación con biotina (2.5mg/día por hasta 6 meses) en mujeres con uñas quebradizas (29-31). En dos de los ensayos, se encontró evidencia subjetiva de mejora clínica en 67-91% de las participantes disponibles para seguimiento al final del período de tratamiento (29, 30). Un ensayo que utilizó microscopía electrónica de barrido para evaluar el grosor y resquebrajamiento de las uñas encontró que el grosor de las uñas aumentó en 25% y el resquebrajamiento disminuyó después de la suplementación con biotina (31). Aunque los resultados de estos pequeños ensayos no controlados sugieren que los suplementos de biotina pueden ser beneficiosos en el fortalecimiento de uñas quebradizas, es necesario evaluar con ensayos mas grandes y controlados con placebo, la eficacia de altas dosis de suplementación con biotina para el tratamiento de uñas quebradizas.

Pérdida de cabello

Aunque la pérdida de cabello es un síntoma de deficiencia de biotina severa (véase Deficiencia), no existen estudios científicos publicados que apoyen la aseveración de que suplementos de alta dosis de biotina sean efectivos en la prevención o tratamiento de la pérdida del cabello en hombres o en mujeres.

Fuentes

Fuentes alimenticias

La biotina se encuentra en muchos alimentos, pero generalmente en menor cantidad que otras vitaminas hidrosolubles. Yema de huevo, hígado, y levaduras son fuentes ricas en biotina. Grandes encuestas nutricionales nacionales en EE.UU. fueron incapaces de estimar la ingesta de biotina debido a la escasez de información respecto al contenido de biotina en los alimentos. Estudios más pequeños estiman que la ingesta promedio diaria de biotina es entre 40 y 60 mcg/día en adultos (1). La siguiente tabla muestra algunos alimentos ricos en biotina, junto con su contenido en microgramos (mcg) (32). Sin embargo, una publicación reciente que empleó ensayos químicos en vez de microbiológicos reportó un contenido muy diferente para algunos alimentos comunes (33).

Alimento Porción Biotina (mcg) (32, 33)
Levadura 1 paquete (7 gramos) 1.4-14
Pan, trigo entero 1 rebanada 0.02-6
Huevo, cocido 1 grande 13-25
Queso, cheddar 1 onza 0.4-2
Hígado, cocido 3 onzas* 27-35
Cerdo, cocido 3 onzas* 2-4
Salmón, cocido 3 onzas* 4-5
Palta (aguacate) 1 entera 2-6
Frambuesas 1 taza 0.2-2
Coliflor, cruda 1 taza 0.2-4

*Una porción de tres onzas de carnes es del tamaño de una baraja de cartas.

Síntesis bacteriana

La mayoría de las bacterias que normalmente colonizan el intestino delgado e intestino grueso (colon) sintetizan biotina. Aún se desconoce si la biotina es liberada y absorbida por los humanos en cantidades significativas. Sin embargo, se ha identificado un proceso especializado para la captación de biotina en células en cultivo derivadas de la mucosa de intestino delgado y colon (34), sugiriendo que los humanos tal vez sean capaces de absorber la biotina producida por las bacterias entéricas—un fenómeno documentado en porcinos.

Seguridad

Toxicidad

Se desconoce si la biotina es tóxica. Suplementación con biotina oral es bien tolerada en dosis de hasta 200,000 mcg/día en personas con desórdenes hereditarios en el metabolismo de la biotina (1). En personas sin desordenes del metabolismo de la biotina, dosis de hasta 5,000 mcg/día por dos años no han sido asociadas con efectos adversos (35). No obstante, existe un caso reportado de derrame pleuropericárdico eosinofílico en una mujer de edad avanzada que tomó una combinación de 10,000 mcg/día de biotina y 300 mg/día de ácido pantoténico por dos meses (36). Debido a la falta de informes de efectos adversos de la biotina cuando se estableció la Ingesta Recomendada de Nutrientes (IRN) de biotina en 1998, el Instituto de Medicina no estableció un nivel máximo de ingesta tolerable (NM) para biotina (1). Nota: 1 mg = 1,000 mcg.

Interacciones con nutrientes

Grandes dosis de ácido pantoténico (vitamina B5) tienen el potencial de competir con la biotina por la captación intestinal y celular debido a que poseen una estructura similar (37). Además, se ha encontrado que dosis muy altas (farmacológicas) de ácido lipoico disminuyen la actividad de carboxilasas dependientes de biotina en ratas, pero tales efectos no han sido demostrados en humanos (4, 38).

Interacción con drogas

Personas en terapia anticonvulsiva (anti-convulsiones) a largo plazo, según se informa, han reducido los niveles sanguíneos de biotina así como también incrementado la excreción de ácidos orgánicos que indican descenso en la actividad carboxilasa (39). Los anticonvulsivos primidona y carbamazepina inhiben la absorción de biotina en el intestino delgado. Terapia crónica con fenobarbital, fenitoína, o carbamazepina parece aumentar la excreción urinaria de ácido 3-hidroxi isovalérico. El uso del anticonvulsivo ácido valproico ha sido asociado con disminución de la actividad de la biotinidasa en niños (17). Tratamiento a largo plazo con drogas sulfa u otros antibióticos pueden reducir la síntesis bacteriana de biotina, teóricamente aumentando la necesidad de biotina en la dieta.

Recomendación del Instituto Linus Pauling

Poco se sabe acerca de la cantidad de biotina dietética requerida para promover una salud óptima o prevenir enfermedades crónicas. El Instituto Linus Pauling apoya la recomendación dada por la Junta de Nutrición y Alimentos de 30 microgramos (mcg) de biotina/día para adultos. Una dieta variada debería proveer biotina suficiente para la mayor parte de la gente. Sin embargo, siguiendo la recomendación del Instituto Linus Pauling de tomar un suplemento multivitamínico-mineral diariamente proveerá generalmente de una ingesta de al menos 30 mcg de biotina/día.

Adultos mayores (> 50 años)

En la actualidad, no existe indicación de que los adultos mayores tengan un requerimiento de biotina aumentado. Si la ingesta dietaría de biotina no es suficiente, un suplemento multivitamínico-mineral diariamente proveerá generalmente de una ingesta de al menos 30 mcg de biotina/día.

Referencias


Escrito en Junio de 2004 por:
Jane Higdon, Ph.D.
Instituto Linus Pauling de la Universidad Estatal de Oregon

Actualizado en Agosto de 2008 por:
Victoria J. Drake, Ph.D.
Instituto Linus Pauling de la Universidad Estatal de Oregon

Actualizado y revisado en Agosto de 2008 por:
Donald Mock, M.D., Ph.D.
Profesor
Departamentos de Bioquímica y Biología Molecular y Pediatría
Universidad de Arkansas para las Ciencias Médicas

Traducido al Español en 2012 por:
Guillermo Sandoval, Facultad de Odontologia, Universidad de Chile;
Revisado y editado en Diciembre 2012 por:
Andrew F.G. Quest, Ph.D. y Lisette Leyton, Ph.D.,
Profesores Titulares del Instituto de Ciencias Biomédicas,
Facultad de Medicina, Universidad de Chile,
en el marco del proyecto Anillo #ACT1111, grupo NEMESIS.

La traducción de el MIC del Inglés al Español fue asegurado, en parte, por una subvención de Bayer Consumer Care AG, Basel, Switzerland.

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