Селен: молодість, активність, продуктивність
В організмі людини селен стимулює імунітет, запобігає порушенням серцевої діяльності та онкозахворюванням, він необхідний для нормальної функції щитовидної залози та нормальної роботи нервової системи.
Добова потреба організму людини – 20–70 мкг. Дефіцит селена в організмі розвивається при введенні цього елемента в кількості 5 мкг/день і менше. При парентеральному харчуванні в організм людини повинно надходити не менше 30 мкг селена на добу.
У розрахунках Food and Drug Administration уряду США використовується інший підхід. Безпечним рівнем споживання Se вважається такий, при якому активність глутатіонпероксидази I (GPX–I) досягає максимального рівня (плато). Ця кількість – 70 мкг/день для дорослих чоловіків і 55 мкг/день – для жінок.
Тут слід зазначити, що глутатіонпероксидаза I стала першим відкритим у еукаріот селен–специфічним білком і каталізує реакцію:
H2O2 + 2 GSH = GSSG + 2H2O
Під дією GPX–I утворюється окислений глутатіон (GSSG), який відразу ж відновлюється присутньою тут флавіновою глутатіонредуктазою за рахунок НАДН.
Головна біологічна роль GPX–I, таким чином, полягає в детоксикації реакційно-спроможного оксиданта – перекису водню, що утворюється в еритроцитах під час транспорту кисню до тканин.
Класична GPX–I – це білок з молекулярною масою близько 80 кД, утворений чотирма однаковими субодиницями з молекулярною масою 23 кД, організованими в комплекс квадратної форми. Кожна субодиниця містить 1 атом селена в складі селенометионіну.
Верхня межа області безпечного споживання Se визначається, головним чином, на основі епідеміологічних спостережень за населенням надмірних за рівнем Se регіонів. Так, було показано, що в ряді популяцій Латинської Америки при рівнях споживання Se в їжі до 400 мкг/день яких-небудь виражених несприятливих наслідків не спостерігається. Тому величина 350–400 мкг/день і приймається багатьма авторами за верхню межу області.
В звичайних умовах Se надходить в організм людини і тварин, головним чином, у вигляді амінокислот, що містять селен, – селенометіоніну (Se–Met) і селенцістеїну (Se–Cys). Штучне забезпечення організму селеном при його аліментарному дефіциті може здійснюватися у формі селеніту або селенату натрію. Як органічний, так і неорганічний селен легко всмоктується в шлунково-кишковому тракті.
Накопичується селен, перш за все, у нирках і печінці, кістковому мозку, серцевому м’язі, підшлунковій залозі, легенях, шкірі та волоссі.
Частка органічного та неорганічного селена в організмі суттєво різниться.
Селенат– і селеніт–аніони, які надходять з їжею, швидко відновлюються під дією білка тіоредоксину до селеноводню, присутнього при фізіологічних значеннях рН, в основному, у вигляді гідроселенид-аніону (HSe–). Необхідним кофактором цього процесу є відновлений глутатіон (GSH), причому припускається, що як інтермедіат утворюється селенодиглутатіон (GS–Se–SG).
Деяка кількість утворюваного селеноводню приєднується до особливих селен–зв’язуючих білків. Ємність цього пулу досить обмежена. Надмірні кількості селеноводню повільно підлягають ферментативному метилюванню з утворенням, послідовно, метилгідроселеніду, диметилселеніду та катіона триметилселенонію. Ці сполуки Se екскретуються з сечею, а диметилселенід – у великих кількостях також і з потом.
Строго визначена кількість селена, що входить до складу пулу селеноводню, через стадію селенофосфата включається в високоспецифічний процес синтезу так званих Se–специфічних селенопротеїнів, до числа яких входять компоненти життєво важливих антиоксидантних систем та інші ензими.
Перераховані можливості утилізації селеноводню в організмі обмежені в кількісному відношенні, і при введенні в організм надмірних кількостей неорганічного селена він може накопичуватися в тканинах у формі вільного гідроселенид–аніону. Ця форма Se надзвичайно токсична.
Біологічна роль в організмі людини. Роль мікроелемента селен в організмі визначається, перш за все, його включенням до складу одного з найважливіших антиоксидантних ферментів – Se–залежної глутатіонпероксидази, яка захищає клітини від накопичення продуктів перекисного окислення, запобігаючи, таким чином, пошкодженню її ядерного та білоксинтезуючого апарату. Селен є синергистом вітаміну E і сприяє підвищенню його антиоксидантної активності. Селен входить до складу ферменту – йодтиронін–5–дейодинази (ферменту, який контролює утворення трийодтироніну), до складу білків м’язової тканини і, що особливо важливо, білків міокарда. У вигляді селенопротеїна є складовою частиною тестикульної тканини. Тому дефіцит селена призводить до ослаблення антиоксидантного статусу, антиканцерогенної захисту, обумовлює міокардіодистрофію, порушення сексуальної функції, імунодефіцити.
Крім того, селен проявляє антимутагенний, антитератогенний, радіопротекторний ефекти, стимулює антитоксичну захист, нормалізує обмін нуклеїнових кислот і білків, покращує репродуктивну функцію, нормалізує обмін ейкозаноїдів (простагландинів, простациклів, лейкотрієнів), регулює функцію щитовидної та підшлункової залоз. Таким чином, селен відноситься до геропротекторів – речовин, що захищають від старіння.
Синергісти та антагоністи селену. При дефіциті селену в організмі відбувається посилене накопичення миш’яку, кадмію та ртуті. Селен є антагоністом ртуті та миш’яку, здатний захистити організм від надмірного накопичення кадмію, свинцю, талію та срібла.
Вітамін E сприяє засвоєнню селену. Однак важливо врахувати, що вітамін E у високих дозах викликає підвищення кров’яного тиску.
Надмірне надходження ртуті, міді, миш’яку, сульфатів, парацетамолу, фенацетину, антималярійних препаратів можуть призвести до дефіциту селену в організмі.
Ознаки недостатності селена. Ракові та серцеві захворювання, упадок сил, сповільнення росту, підвищений рівень холестерину, інфекції, ослаблення функцій печінки, панкреатична недостатність, безпліддя.
Існує висока ступінь кореляції між дефіцитом селена та пухлинними захворюваннями, такими як рак шлунка, простати, товстої кишки, молочної залози.
Результат дефіциту селена – підвищення активності глутатіон–S–трансферази печінки, нирок і легень. Спостерігаються зміни в метаболізмі гормонів щитовидної залози. Сполучення дефіциту селена та вітаміну E служить в експерименті причиною некрозу печінки та ексудативного діатезу.
Так, раціон, редукований по селену та вітаміну E, призводить до втрати волосся, затримки росту та нездатності до репродукції у тварин. У тих тварин, які недоотримують селен, розвивається так звана «білом’язова хвороба», при якій спостерігаються дистрофія м’язів, некроз печінки, дефіцит білка.
Недостатність селена в організмі людини веде до порушення цілісності клітинних мембран, значного зниження активності згрупованих на них ферментів, накопиченню кальцію всередині клітин, порушенню метаболізму амінокислот та кетонових кислот, зниженню енергопродукуючих процесів.
У 1979 р. китайські вчені вперше описали взаємозв’язок споживання селена та хвороби Кешана – ендемічної кардіоміопатії у дітей та молодих жінок. Хвороба пов’язана з низьким дієтичним споживанням селена та низьким рівнем селена в крові та волоссі паралельно з критичним до дефіцитного статусом вітаміну E. Довгий час вважалося, що дефіцит селена – єдина причина розвитку даного захворювання. В даний час доведено, що причина захворювання – ентеровірусна інфекція (віруси Коксакі В3) на фоні глибокого селенодефіциту та недостатнього надходження кальцію з їжею. Причому харчовий оксидативний стрес (недостаток селена та вітаміну E) дозволяє вірусу мутувати в вірулентний штам, що викликає ураження серця.
Для хвороби Кешана характерні аритмії, збільшення розмірів серця, фокальні некрози міокарда, за якими слідує серцева недостатність. Іноді спостерігаються ознаки тромбоемболії. Захворювання має високий відсоток летальності.
У багатьох країнах є регіони з недостатнім вмістом селену в навколишньому середовищі. До таких країн, в першу чергу, відносяться Китай, Нова Зеландія, країни Північної та Центральної Європи.
За даними співробітників Інституту харчування РАМН та результатами кліматичних досліджень, практично на всій території Російської Федерації спостерігається дефіцит селена. В Росії до найбільш селен–дефіцитних регіонів відносяться, перш за все, Північно–Західний регіон, Верхнє Поволжя, Удмуртія та Забайкалля. Понижене забезпечення селеном населення Росії проявляється підвищенням захворюваності рядом інфекційних, серцево–судинних, онкологічних та гастроентерологічних захворювань. Таким чином, актуальним є питання збагачення селеном харчування населення цих регіонів.
Обговорюючи забезпеченість організму людини селеном, слід враховувати, що його асиміляція може бути різко знижена при деяких патологічних станах. При виразці шлунка, гострому панкреатиті, хронічному панкреатиті та гепатиті (в т.ч. – алкогольного походження), цирозі печінки, муковісцидозі, кистозному фіброзі, целіакії, синдромі укороченої кишки навіть на фоні нормального надходження Se з дієтою може розвиватися порушення його статусу через неефективність функціонування механізмів утилізації або абсорбції селена. В інших випадках, наприклад, при впливі підвищеного фону іонізуючої радіації, при хронічній інтоксикації сполуками Hg та Cd можливе розвиток дефіциту Se, внаслідок різкого зниження його ретенції. Тому рядом авторів розглядається можливість тривалого прийому цими категоріями хворих добавок селена (особливо органічного) у дуже високих дозуваннях (до 400–700 мкг/день).
У ряді країн (Фінляндія, Швеція) питання збагачення раціону людей селеном було вирішено шляхом внесення в ґрунт добрив, що містять селен.
Надмірне надходження селена та його сполук відзначається у робітників, зайнятих в електронній, литейній, мідеплавильній, скляній, лакофарбовій, нафтопереробній, хімічній (виробництво пестицидів) та фармацевтичній (виробництво сульфіду селена, селеніту натрію) промисловості.
Описані випадки селенотоксикозу у тварин та людей, обумовлені надмірним надходженням цього елемента в організм разом з рослинами, які є концентраторами селена (астрагал шерстистоцвітковий, стенлея периста, гаплопаппус клейкий та ін.). У китайській провінції Хубей зафіксовані випадки отруєння селеном, що надходить з навколишнього середовища в кількостях 3–7 мг на день. Підвищений вміст селена в ґрунті спостерігається на значних територіях Австралії та США.
В Росії надлишок селена в навколишньому середовищі зустрічається в Туві, Якутії, на Уралі.
Основні прояви надлишку селена: нестабільні емоційні стани; часниковий запах з рота та від шкіри (утворення диметилселенида), нудота та блювання, порушення функції печінки; еритема шкіри; нежить, бронхопневмонія, набряк легень (при вдиханні парів селена) випадіння волосся; ламкість нігтів.
Селен необхідний: при захворюваннях серцево–судинної системи, хронічних захворюваннях печінки та жовчовивідних шляхів, гіперліпідемії, захворюваннях підшлункової залози, безплідді.
Харчові джерела селену: часник, зелень часнику; гриби, особливо білі гриби, маслюки та печериці; свиняче сало, м’ясо; злакові та бобові: боби, горох, гречка, кукурудза, вівсянка, пшоно, пшениця м’яка, пшениця тверда, рис білий довгозерний, рис нешліфований, жито, соя, квасоля, сочевиця, ячмінь; фрукти: калина, горобина чорноплідна; оливки; морські водорості; горіхи та насіння: дуже високим вмістом селену характеризується горіх бразильський (в 100 г міститься 1554% необхідної для організму людини добової норми), високим – арахіс, кеш’ю, кокос, кунжут, мак, горіх кедровий, насіння соняшника, насіння гарбуза, фісташки; рослинні олії: гарбузова олія.
Концентрація селену залежить від його рівня в ґрунті місцевості, в якій вирощені тварини та рослини.
Одним з найкращих джерел селена в легкозасвоюваній та біологічно активній формі вважаються дріжджі, особливо пивні. Корисні також звичайні пекарські дріжджі (Saccharomyces cerevisiae).