Селен е химичен елемент, който носи символа на елемента Se. В периодичната система той има атомно число 34 и е в 4-ти период и 6-та основна група. По този начин, селен принадлежи към халкогените („рудообразуватели“). В земната кора, селен се среща в окислени и минерализирани форми в много различни концентрации, като големи количества обикновено се срещат в скали от вулканичен произход. Поради географски различното съдържание на селен в почвите, селенът концентрация на растителните храни също е обект на големи регионални вариации. В големи части от Централна и Северна Европа и много други региони по света почвите са значително бедни на селен, поради което в Германия растителните източници на селен допринасят само малко за снабдяването със селен. Тежки метали, Като кадмий, живак, олово намлява арсен, и подкисляване на почвата от торове, съдържащи амониев сулфат или сярна киселина дъждът може допълнително да намали дела на наличните селенови съединения в почвеното вещество и по този начин съдържанието на селен в растенията, като образува слабо разтворими комплекси - селениди. За разлика от тях, селен концентрация в храни от животински произход понякога е много висока и не подлежи на големи колебания, което се дължи на широкото хранене на богати на селен минерални смеси - до 500 µg селен / кг телесно тегло / ден - в страните от ЕС, особено за прасета и домашни птици от съображения за по-добър растеж, здраве и репродуктивни показатели (репродуктивен потенциал). Селенът концентрация на храната зависи не само от нейния произход (растителен, животински) и географски произход, но и от съдържанието на протеин, тъй като селенът в биологичния материал присъства най-вече в протеиновата фракция - свързан с определени аминокиселини. Съответно, богатите на селен храни включват по-специално богати на протеини животински продукти, като риба, месо, карантия и яйца. По същия начин, бобови растения (варива), ядки, например бразилски ядки, семена, като сусам, и гъби, например манатарки, могат да бъдат добър източник на селен поради понякога високото си съдържание на протеини. Зърната, внесени от Северна Америка, също са добър източник на селен поради богатите на селен почви. Като основен микроелемент, селенът е химически свързан с минерала сяра. При растенията и животните селенът е включен в аминокиселината метионин (Срещнат) или цистеин (Cys) вместо сяра. Поради тази причина селенът се намира в храната за предпочитане в органична форма като селен-съдържащ аминокиселини - в растителните храни и богатите на селен дрожди като селенометионин (SeMet) и в храните за животни като селеноцистеин (SeCys). Като протеиногенен аминокиселини, SeMet и SeCys се използват в човешкия организъм за биосинтез на протеини, като SeMet е включен в протеини вместо метионин и SeCys като 21-ва протеиногенна аминокиселина. Неорганични селенови съединения, като например натрий селенит (Na2SeO3) и натриев селенат (Na2SeO4), играят по-малка роля в конвенционалните храни с обща консумация и повече роля в диетичните добавки и лекарства, към които са добавени за допълване (хранителни добавки) и притежава.
Абсорбцията
Абсорбцията (поглъщане през червата) на селен се среща предимно в горната част тънко черво-дванадесетопръстник (дванадесетопръстник) и проксимална йеюнум (йеюнум), в зависимост от начина на свързване. Диетичният селен се предлага главно в органична форма като селенометионин и селеноцистеин. Тъй като селенометионинът следва метаболитния път на метионин, активно се възприема в дванадесетопръстник (тънко черво) от a натрий-зависим транспортер на неутрална аминокиселина в ентероцитите (клетки на тънките черва епителий). Към днешна дата е известно малко за молекулярния механизъм на червата абсорбция (поглъщане) на селеноцистеин. Има обаче доказателства, че селеноцистеинът не се абсорбира като аминокиселината цистеин, но следва активното натрий градиент-зависим транспортен механизъм за основна амино киселини , като лизин намлява аргинин.Неорганичен селенат (SeO42-), доставян чрез диета добавки or наркотици използва същия транспортен път като сулфата (SO42-) поради химически прилики и по този начин се абсорбира активно от механизъм, медииран от натрий-зависим носител. За разлика от тях, чревни абсорбция на неорганичен селенит (SeO32-) се получава чрез пасивна дифузия. Скоростта на усвояване на селен зависи от вида (органичен, неорганичен), количеството и източника (храна, напитки, допълнение) от селенови съединения, доставени и за взаимодействието (взаимодействието) с хранителните съставки. Индивидуалният статус на селен не влияе върху скоростта на абсорбция. По принцип бионаличност на органичните форми на селен е по-висока от тази на неорганичните форми. Докато селенометионинът и селеноцистеинът имат степен на абсорбция от 80% до почти 100%, неорганичните селенови съединения селенат и селенит се абсорбират само 50-60%. Селенът от растителни храни е по-бионаличен (85-100%), отколкото от животински храни (~ 15%). Въпреки че рибата е изключително богата на селен, само 50% от микроелемента се абсорбира от риба тон например. В повечето случаи обаче степента на усвояване от рибата е <25%. Като цяло, а бионаличност на селен между смесени може да се очаква между 60-80% диета. В сравнение с диета, абсорбция на селен от вода е ниско. Взаимодействия (взаимодействия) с други хранителни компоненти или наркотици се срещат по-малко при свързаните с аминокиселини форми на селен, отколкото при неорганичния селенит и селенат. По този начин, високо съдържание на сяра (сулфат, тиосулфат и др.) и тежки метали, като молибден, кадмий, живак, олово намлява арсен, В диетанапример чрез замърсяване (замърсяване) на култури от киселинен дъжд и др. може да намали бионаличност селен, намаляват бионаличността на селенат (SeO42-) чрез образуване на неразтворими комплекси - селениди - или чрез блокиране на транспорта протеини на граничната мембрана на четката от ентероцити (клетки на тънките черва епителий). Чревната абсорбция на селенит (SeO32-) се насърчава от цистеин (съдържаща сяра аминокиселина), глутатион (GSH, антиоксидант съставен от трите амино киселини глутамат, цистеин и глицин) и физиологични (нормални за метаболизма) количества от витамин С (аскорбинова киселина) и инхибира от високодоза витамин С администрация (≥ 1 g / ден) поради намаляване на селенита. И накрая, терапевтичните средства, съдържащи селенит, не трябва да се приемат заедно с високодоза препарати от аскорбинова киселина.
Транспорт и разпределение в тялото
След абсорбцията селенът се отвежда към черен дроб чрез портала вена. Там селенът се натрупва вътре протеини за образуване на селенопротеини-P (SeP), които се секретират (секретират) в кръвния поток и транспортират микроелемента до екстрахепаталната („извън черен дроб“) Тъкани, като например мозък намлява бъбрек. SeP съдържа приблизително 60-65% от селена, открит в кръв плазма. Общият телесен запас от селен при възрастен е около 10-15 mg (0.15-0.2 mg / kg телесно тегло). Селенът се намира във всички тъкани и органи, въпреки че е негов разпределение е неравномерно. Най - високи концентрации се откриват в черен дроб, бъбреци, сърце, панкреас (панкреас), далак, мозък, половите жлези (половите жлези) - особено тестисите (тестиси), еритроцити (червен кръв клетки) и тромбоцити (кръвни тромбоцити) [6-8, 10, 16, 28, 30, 31]. Скелетните мускули обаче имат най-голям дял селен поради голямото си тегло. Там се съхраняват 40-50% от запасите от селен в организма. Високо съдържание на селен в бъбрек често е резултат от отлагания на неразтворими селениди (метално-селенови съединения) в резултат на увеличеното излагане на тежки метали, Като живак (излагане на амалгама) и кадмий. Вътреклетъчно (вътре в клетката) и извънклетъчно (извън клетката) селенът присъства предимно в свързана с протеини форма и едва ли някога в свободна форма. Докато микроелементът в клетките, като напр. еритроцити, неутрофилни гранулоцити (бял кръв клетки, като фагоцити („клетки за почистване“) част от вродената имунна защита с антимикробен ефект) лимфоцити (бели кръвни телца на придобитата имунна защита → В клетки, Т клетки, естествени клетки убийци, които разпознават чужди вещества, като напр бактерии намлява вирусии ги отстранете чрез имунологични методи) и тромбоцити, функционира като интегрален компонент на многобройни ензими и протеини, като глутатион пероксидази (GSH-Px, антиоксидант активно → намаляване на органични пероксиди да се вода) и селенопротеини-W (SeW, компонент на мускулите и други тъкани), той е свързан в извънклетъчното пространство с плазмените протеини, като селенопротеин-Р (първичен селен транспортер до прицелните тъкани), бета-глобулин и албумин. Концентрацията на селен в кръвната плазма обикновено е по-ниска от тази в еритроцити. Изотоп разпределение проучвания показват, че при наличие на селенов дефицит се извършва преразпределение на селеновите пулове, така че включването на селен в някои селенопротеини се осъществява предимно в определени тъкани и органи пред други - „йерархия на селенопротеините“ [1, 7-9, 25] . В този процес селенът се мобилизира бързо от черния дроб и мускулите в полза на ендокринните тъкани, репродуктивните органи (репродуктивни органи) и централната нервната системанапример за увеличаване на активността на фосфолипид хидропероксид-GSH-Px (PH-GSH-Px, антиоксидант активно → намаляване на пероксиди да се вода) или дейодаза (активиране и дезактивиране на щитовидната жлеза хормони → конверсия на прохормона тироксин (T4) към активен трийодтиронин (T3) и T3 и обратно T3 (rT3) към неактивен дийодтиронин (T2)) за важни функции на тялото. Поради преразпределението на селен между органи и клетъчни типове при пределно доставяне, някои селеноензими остават преференциално активни, докато други показват относително бърза загуба на активност. Съответно, протеините, които реагират късно с намаляване на активността при дефицит на селен и могат да се реактивират по-бързо чрез заместване на селен (хранителни добавки със селен), изглеждат от по-голямо значение в сравнение с други селенопротеини в организма. За да се определи селеновият статус, както концентрацията на селен в кръвната плазма (нормален диапазон: 50-120 µg / l; индикатор за краткосрочни промени - остър селенов статус), така и концентрацията на селен в еритроцитите (дългосрочен параметър), свързани с хемоглобин съдържанието се използва. Тъй като селенът в плазмата се свързва предимно със селенопротеин-Р, който е отрицателен протеин с остра фаза (протеини, чиято серумна концентрация намалява по време на остро възпаление), чернодробна дисфункция, възпалителни реакции или освобождаване на провъзпалителни (стимулиращи възпалението) цитокини, като като интерлевкин-1, интерлевкин-6 или тумор некроза фактор-алфа (TNF-алфа), може да повлияе на определянето на състоянието на селен в кръвната плазма. По същия начин, недохранване, хипалбуминемия (намалена концентрация на плазмения протеин албумин), хронична диализа (процедура за пречистване на кръвта за хронична бъбречна недостатъчност) и кръвопреливането (интравенозна инфузия на концентрати на червени кръвни клетки), може да доведе до фалшиви резултати при анализ на състоянието на селен в кръвта.
Метаболизъм
Полученият от диета селенометионин, след неговата абсорбция, може да бъде неспецифично метаболизиран на мястото на съдържащата сяра аминокиселина метионин в протеини като албумин (протеин на кръвната плазма), селенопротеин-P и -W, и хемоглобин (желязо-съдържащ, кислород (O2) - транспортиране на червен кръвен пигмент на еритроцитите), особено на скелетните мускули, но също и на еритроцитите, черния дроб, панкреаса, бъбреците и стомах. Обменът на метионин за SeMet при биосинтеза на протеини зависи от съотношението на селенометионин към метионин в храната и изглежда не е хомеостатично контролиран. По време на разграждането на протеини и аминокиселини селенът се освобождава съответно от съдържащите SeMet протеини и селенометионин и се използва за биосинтез на селеноцистеин - процес на трансселенация. Абсорбираният селенометионин, който не е включен в протеините, се трансформира директно в селеноцистеин в черния дроб чрез транссулфуриране. Доставеният през устата селеноцистеин или селеноцистеин, образувани чрез конверсия на SeMet, се разграждат в черния дроб от специфичен пиридоксал фосфат (PALP, активна форма на пиридоксин (витамин В6)) - зависима лиаза към аминокиселината серин и селенид (съединение на селен и H2S). Докато серинът е свързан със специфична за SeCys трансферна РНК (тРНК, къса рибонуклеинова киселина молекула, която осигурява амино киселини в биосинтеза на протеини), селенидът претърпява превръщане в селенофосфат, който реагира със серин, образувайки селеноцистеин. Получената SeCys заредена тРНК прави селеноцистеин достъпен за включване в пептидната верига на селенозависими протеини и ензими. Възможността за трансфер на перорално погълнати SeCys или SeCys в резултат на разграждането на SeMet директно към съответните тРНК и използването им за синтеза на селенопротеини не съществува в човешкия организъм. Пасивно абсорбираният неорганичен селенит се - без междинно съхранение - директно редуцира до селенид в черния дроб чрез действието на глутатион редуктаза (ензим, който редуцира глутатион дисулфид до два GSH молекули) и NADPH (никотинамид аденин динуклеотид фосфат). Неорганичният селенат, който попада в кръвта чрез активна абсорбция, първо трябва да се превърне в черния дроб в по-стабилната окислителна форма на селенит, преди да може да се редуцира до селенид. Превръщането на селенид в селенофосфат и неговата реакция с тРНК-свързан серин води до образуването на селеноцистеин, който е включен в селенозависими протеини и ензими посредством тРНК. Селенитът и селенатът са на разположение като предшественици за синтеза на селеноцистеин и следователно се използват за добавки за компенсиране на остри дефицити, например в интензивната медицина или други клинични приложения. За разлика от тях, SeMet и SeCys не са пряко достъпни поради тяхното разграждане и ремоделиране, съответно, необходими за биосинтеза на SeCys. Съответно, не трябва да се очакват остри ефекти от органичните форми на селен, поради което SeMet, например в дрождите, е по-подходящ за превантивни и дългосрочни добавки. Всички функционално значими селенозависими протеини на човешкия организъм съдържат селеноцистеин - биологично активна форма на селен. За разлика от тях, селенометионинът не изпълнява никаква известна физиологична функция в организма. SeMet действа само като метаболитно неактивен пул от селен (съхранение на селен), чийто размер (2-10 mg) зависи от количеството, доставено алиментарно (чрез храната) и не подлежи на хомеостатична регулация. Поради тази причина SeMet се задържа (задържа) в организма по-дълго от селеноцистеин и неорганичен селен, както се вижда, например, от по-дълъг полуживот - SeMet: 252 дни, селенит: 102 дни - и по-високи концентрации на селен в кръвния серум и еритроцити след перорален прием на SeMet в сравнение с равни количества неорганични форми на селен.
отделяне
Екскрецията на селен зависи както от индивидуалното състояние на селен, така и от перорално количество. Селенът се екскретира главно през бъбрек в урината като триметилселениев йон (Se (CH3) 3+), който се образува от селенид чрез многократно метилиране (трансфер на метилови (СН3) групи). В бедни на селен региони на Европа може да се регистрира бъбречна екскреция на селен от 10-30 µg / l, докато в добре снабдени райони, като САЩ, може да се измери концентрация на селен в урината от 40-80 µg / l. При кърмещи жени може да се очаква допълнителна загуба на селен - в зависимост от приеманото през устата количество - от 5-20 µg / l чрез кърма. Когато се приемат по-големи количества селен, освобождаването през белите дробове става по-важно, с летливи метилселенови съединения, като чесън-топене на диметилселенид (Se (CH3) 2), получен от селенид, който се отделя чрез дишането („дъх на чесън“) - ранен признак на интоксикация (отравяне). За разлика от други микроелементи, Като желязо, мед, и цинк, чиято хомеостаза се контролира главно чрез чревна абсорбция, хомеостатичната регулация на селена се осъществява главно чрез бъбречна (засягаща бъбреците) екскреция, а в случай на излишък на селен, допълнително чрез дишане. По този начин, в случай на недостатъчно снабдяване със селен, бъбречната екскреция (екскреция) се намалява и, в случай на повишено снабдяване със селен, отстраняване чрез урината или дишането се увеличава.