Seleniu este un element chimic care poartă simbolul elementului Se. În tabelul periodic, are numărul atomic 34 și se află în a 4-a perioadă și a 6-a grupă principală. Prin urmare, seleniu aparține calcogenilor („formatori de minereu”). În scoarța terestră, seleniu apare în forme oxidate și mineralizate în concentrații foarte diferite, cu cantități mari de obicei găsite în roci de origine vulcanică. Datorită conținutului de seleniu variabil din punct de vedere geografic al solurilor, seleniul concentrare a alimentelor vegetale este, de asemenea, supusă unor mari variații regionale. În părți mari din Europa Centrală și de Nord și multe alte regiuni ale lumii, solurile sunt semnificativ sărace în seleniu, motiv pentru care în Germania sursele vegetale de seleniu contribuie doar puțin la aprovizionarea cu seleniu. Metale grele, Cum ar fi cadmiu, mercur, conduce și arsenic, și acidificarea solului prin îngrășăminte care conțin sulfat de amoniu sau acid sulfuric ploaia poate reduce și mai mult proporția compușilor de seleniu disponibili în substanța solului și astfel conținutul de seleniu din plante prin formarea de complexe slab solubile - selenide. În schimb, seleniul concentrare în alimentele de origine animală este uneori foarte mare și nu este supusă unor fluctuații mari, care se datorează alimentării pe scară largă a amestecurilor minerale bogate în seleniu - până la 500 µg de seleniu / kg greutate corporală / zi - în țările UE, în special la porci și păsări de curte din motive de creștere mai bună, sănătate și performanță reproductivă (potențial reproductiv). Seleniul concentrare hrana depinde nu numai de originea sa (vegetală, animală) și de originea geografică, ci și de conținutul său de proteine, deoarece seleniul din materialul biologic este prezent în cea mai mare parte în fracțiunea proteică - legată de anumite aminoacizi. În consecință, alimentele bogate în seleniu includ, în special, produse de origine animală bogate în proteine, precum pește, carne, organe și ouă. La fel, leguminoasele (leguminoase), nuci, de exemplu, nucile din Brazilia, semințele, cum ar fi susanul și ciupercile, de exemplu ciupercile porcini, pot fi o sursă bună de seleniu datorită conținutului lor uneori ridicat de proteine. Boabele importate din America de Nord sunt, de asemenea, o sursă bună de seleniu datorită solurilor bogate în seleniu. Ca un oligoelement esențial, seleniul este legat chimic de mineral sulf. La plante și animale, seleniul este încorporat în aminoacid metionină (Met) sau cisteină (Cys) în loc de sulf. Din acest motiv, seleniul se găsește în alimente, de preferință sub formă organică, care conține seleniu aminoacizi - în alimentele vegetale și drojdiile bogate în seleniu ca selenometionină (SeMet) și în alimentele de origine animală ca selenocisteină (SeCys). Ca proteinogen aminoacizi, SeMet și SeCys sunt utilizate în organismul uman pentru biosinteza proteinelor, SeMet fiind încorporat în proteine în loc de metionină și SeCys ca al 21-lea aminoacid proteinogen. Compuși anorganici de seleniu, cum ar fi sodiu selenitul (Na2SeO3) și selenatul de sodiu (Na2SeO4) joacă mai puțin un rol în alimentele convenționale de consum general și mai mult un rol în alimentație suplimente și medicamente la care se adaugă pentru suplimentare (supliment nutritiv) și terapie.
Absorbție
Absorbție (absorbția prin intestin) a seleniului apare predominant în partea superioară intestinului subtire-duoden (duoden) și jejun proximal (jejun), în funcție de modul de legare. Seleniul alimentar este furnizat în principal sub formă organică ca selenometionină și selenocisteină. Deoarece selenometionina urmează calea metabolică a metionină, este preluat activ în duoden (intestinului subtire) de către sodiu-transportor de aminoacizi neutru dependent în enterocite (celule ale intestinului subțire epiteliu). Până acum se știe puțin despre mecanismul molecular al intestinului absorbție (absorbția) selenocisteinei. Cu toate acestea, există dovezi că selenocisteina nu este absorbită ca aminoacidul cisteină, dar urmează activul sodiu mecanism de transport gradient-dependent pentru amino de bază acizi precum lizină și arginină.Selenat anorganic (SeO42-) furnizat prin dietă suplimente or medicamente folosește aceeași cale de transport ca sulfatul (SO42-) datorită similitudinilor chimice și este astfel absorbit activ de un mecanism mediator purtător dependent de sodiu. În schimb, intestinal absorbție de selenit anorganic (SeO32-) apare prin difuzie pasivă. Rata de absorbție a seleniului depinde de tip (organic, anorganic), cantitate și sursă (alimente, băuturi, completa) a compușilor de seleniu furnizați și asupra interacțiunii (interacțiunii) cu ingredientele alimentare. Starea individuală de seleniu nu influențează rata de absorbție. În principiu, biodisponibilitate a formelor organice de seleniu este mai mare decât a formelor anorganice. În timp ce selenometionina și selenocisteina au o rată de absorbție de 80% până la aproape 100%, compușii anorganici de seleniu selenat și selenit sunt absorbiți doar 50-60%. Seleniul din alimentele vegetale este mai biodisponibil (85-100%) decât din alimentele de origine animală (~ 15%). Deși peștele este extrem de bogat în seleniu, doar 50% din oligoelementul este absorbit din ton, de exemplu. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, rata de absorbție din pești este <25%. Per total, a biodisponibilitate de seleniu între 60-80% poate fi de așteptat dintr-un amestec dietă. Comparativ cu dietă, absorbția seleniului din de apă este scăzut. Interacţiuni (interacțiuni) cu alte componente alimentare sau medicamente apar mai puțin cu formele de seleniu legate de aminoacizi decât cu selenitul și selenatul anorganic. Astfel, un conținut ridicat de sulf (sulfat, tiosulfat etc.) și metale grele, cum ar fi molibdenul, cadmiu, mercur, conduce și arsenic, În dietă, de exemplu, prin contaminarea (poluarea) culturilor prin ploi acide etc., poate reduce biodisponibilitate de seleniu, reduce biodisponibilitatea selenatului (SeO42-) prin formarea de complexe insolubile - selenide - sau prin blocarea transportului proteine a membranei de margine perie a enterocitelor (celule ale intestinului subțire epiteliu). Absorbția intestinală a selenitei (SeO32-) este promovată de cisteină (aminoacizi care conțin sulf), glutation (GSH, antioxidant compus din cei trei amino acizi glutamat, cisteină și glicină) și cantități fiziologice (normale pentru metabolism) de vitamina C (acid ascorbic) și inhibat dedoză vitamina C administrare (≥ 1 g / zi) datorită reducerii selenitei. În cele din urmă, agenții terapeutici care conțin selenit nu trebuie luați împreună cudoză preparate de acid ascorbic.
Transportul și distribuția în organism
După absorbție, seleniul se deplasează către ficat prin portal nervură. Acolo, seleniul se acumulează în proteine pentru a forma selenoproteine-P (SeP), care sunt secretate (secretate) în fluxul sanguin și transportă oligoelementul către extrahepatic („în afara ficat„) Țesuturi, cum ar fi creier și rinichi. SeP conține aproximativ 60-65% din seleniul găsit în sânge plasmă. Inventarul total de seleniu corporal la un adult este de aproximativ 10-15 mg (0.15-0.2 mg / kg greutate corporală). Seleniul se găsește în toate țesuturile și organele, deși este distribuire este inegală. Cele mai mari concentrații se găsesc în ficat, rinichi, inimă, pancreas (pancreas), splină, creier, gonade (gonade) - în special testicule (testicule), eritrocite (roșu sânge celule) și trombocite (trombocite din sânge) [6-8, 10, 16, 28, 30, 31]. Cu toate acestea, mușchii scheletici au cea mai mare proporție de seleniu datorită greutății lor mari. Acolo, 40-50% din stocul de seleniu al organismului este stocat. Un conținut ridicat de seleniu al rinichi deseori rezultă din depozitele de selenide insolubile (compuși metal-seleniu) ca o consecință a expunerii crescute la metale grele, Cum ar fi mercur (expunerea la amalgam) și cadmiu. Intracelular (în interiorul celulei) și extracelular (în afara celulei), seleniul este prezent predominant în formă legată de proteine și aproape niciodată în formă liberă. În timp ce oligoelementul din celule, cum ar fi eritrocite, granulocite neutrofile (alb sânge celule, ca fagocite („celule scavenger”), parte a apărării imune înnăscute cu efect antimicrobian), limfocite (celule albe a apărării imune dobândite → celule B, celule T, celule ucigașe naturale care recunosc substanțe străine, precum bacterii și viruși, și îndepărtați-le prin metode imunologice) și trombocite, funcționează ca o componentă integrală a numeroase enzime și proteine, cum ar fi glutation peroxidazele (GSH-Px, antioxidant activ → reducerea organice peroxizi la de apă) și selenoproteinele-W (SeW, component al mușchilor și al altor țesuturi), este legată în spațiul extracelular de proteinele plasmatice, cum ar fi selenoproteina-P (transportor primar de seleniu către țesuturile țintă), beta-globulină și albumină. Concentrația de seleniu în plasma sanguină este de obicei mai mică decât în eritrocite. Izotop distribuire studiile au arătat că, în prezența deficitului de seleniu, are loc redistribuirea bazinelor de seleniu, astfel încât încorporarea seleniului în unele selenoproteine are loc preferențial în anumite țesuturi și organe față de altele - „ierarhia selenoproteinelor” [1, 7-9, 25] . În acest proces, seleniul este mobilizat rapid din ficat și mușchi în favoarea țesuturilor endocrine, a organelor de reproducere (organe de reproducere) și a centralelor sistem nervos, de exemplu, pentru a crește activitatea hidroperoxidului de fosfolipid-GSH-Px (PH-GSH-Px, antioxidant activ → reducerea de peroxizi la de apă) sau deiodază (activarea și dezactivarea tiroidei hormoni → conversia prohormonului tiroxina (T4) la triiodotironină activă (T3) și T3 și inversează T3 (rT3) la diiodotironină inactivă (T2)) pentru funcții importante ale corpului. Datorită redistribuirii seleniului între organe și tipuri de celule sub aprovizionare marginală, unele selenoenzime rămân preferențial active, în timp ce altele prezintă o pierdere relativ rapidă de activitate. În consecință, proteinele care reacționează târziu cu o scădere a activității în deficiența de seleniu și pot fi reactivate mai rapid prin substituirea seleniului (suplimentarea alimentară cu seleniu) par a fi de relevanță mai mare în comparație cu alte selenoproteine din organism. Pentru a determina starea seleniului, atât concentrația de seleniu în plasma sanguină (interval normal: 50-120 µg / l; indicator al modificărilor pe termen scurt - starea acută de seleniu), cât și concentrația de seleniu în eritrocite (parametru pe termen lung) legate de hemoglobină se utilizează conținut. Deoarece seleniul din plasmă este legat în principal de selenoproteina-P, care este o proteină de fază acută negativă (proteine a căror concentrație serică scade în timpul inflamației acute), disfuncție hepatică, reacții inflamatorii sau eliberarea de citokine proinflamatorii (care promovează inflamația), precum ca interleukină-1, interleukină-6 sau tumoră necroză factor-alfa (TNF-alfa), poate interfera cu determinarea stării de seleniu în plasma sanguină. În mod similar, subnutriţie, hipalbuminemie (scăderea concentrației proteinelor plasmatice albumină), cronică dializă (procedura de purificare a sângelui pentru cronic insuficiență renală) și transfuziile de sânge (perfuzia intravenoasă de concentrate de globule roșii din sânge), pot provoca rezultate false în analiza stării de seleniu sanguin.
Metabolism
Selenometionina derivată din dietă, după absorbția acesteia, poate fi metabolizată nespecific în locul aminoacidului metionină care conține sulf în proteine precum albumină (proteina plasmei sanguine), selenoproteina-P și -W și hemoglobină (de fier-conținând, oxigen (O2) -transportarea pigmentului de sânge roșu al eritrocitelor), în special a mușchilor scheletici, dar și a eritrocitelor, ficatului, pancreasului, rinichilor și stomac. Schimbul de metionină cu SeMet în biosinteza proteinelor depinde de raportul dietetic selenometionină-metionină și nu pare să fie controlat homeostatic. În timpul degradării proteinelor și aminoacizilor, seleniul este eliberat din proteinele care conțin SeMet și, respectiv, selenometionina, și este utilizat pentru biosinteza selenocisteinei - proces de transselenare. Selenometionina absorbită care nu a fost încorporată în proteine este transformată direct în selenocisteină în ficat prin transsulfurare. Selenocisteina administrată oral sau selenocisteina formată prin conversia SeMet este degradată în ficat de un piridoxal specific fosfat (PALP, formă activă de piridoxină (vitamina B6)) - liasă dependentă de aminoacidul serină și selenidă (compus din seleniu și H2S). În timp ce serina este legată de un ARN de transfer specific SeCys (ARNt, scurt Acid ribonucleic moleculă care furnizează amino acizi în biosinteza proteinelor), selenida se transformă în selenofosfat, care reacționează cu serina pentru a forma selenocisteină. ARNt-ul încărcat cu SeCys rezultat face selenocisteină disponibilă pentru încorporare în lanțul peptidic al proteinelor dependente de seleniu și enzime. Posibilitatea de a transfera SeCys sau SeCys ingerate oral rezultate din degradarea SeMet direct la tRNA corespunzătoare și de a le folosi pentru sinteza selenoproteinelor nu există în organismul uman. Selenitul anorganic absorbit pasiv este - fără stocare intermediară - redus direct la selenidă în ficat prin acțiunea glutation reductazei (enzimă care reduce glutation disulfura la două GSH molecule) și NADPH (nicotinamidă adenină dinucleotidă fosfat). Selenatul anorganic care intră în sânge prin absorbție activă trebuie mai întâi transformat în ficat în forma de oxidare mai stabilă selenit înainte de a putea fi redus la selenidă. Conversia selenidei în selenofosfat și reacția acesteia cu serina legată de ARNt duce la formarea selenocisteinei, care este încorporată în proteinele dependente de seleniu și enzime prin intermediul ARNt. Selenitul și selenatul sunt disponibile în mod acut ca precursori pentru sinteza selenocisteinei și, prin urmare, sunt utilizați pentru suplimentarea pentru a compensa deficiențele acute, de exemplu în medicina de terapie intensivă sau alte aplicații clinice. În schimb, SeMet și SeCys nu sunt disponibile în mod direct acut datorită degradării și respectiv remodelării lor, necesare pentru biosinteza SeCys. În consecință, nu sunt de așteptat efecte acute din formele organice de seleniu, motiv pentru care SeMet, de exemplu în drojdie, este mai potrivit pentru suplimentarea preventivă și pe termen lung. Toate proteinele dependente de seleniu din punct de vedere funcțional ale organismului uman conțin selenocisteină - formă activă biologic de seleniu. În schimb, selenometionina nu îndeplinește nicio funcție fiziologică cunoscută în organism. SeMet acționează doar ca o piscină de seleniu inactivă din punct de vedere metabolic (stocare de seleniu), a cărei dimensiune (2-10 mg) depinde de cantitatea furnizată alimentar (prin alimente) și nu este supusă reglării homeostatice. Din acest motiv, SeMet este reținut (reținut) în organism mai mult decât selenocisteina și seleniul anorganic, dovadă, de exemplu, printr-un timp de înjumătățire mai lung - SeMet: 252 zile, selenit: 102 zile - și concentrații mai mari de seleniu în serul sanguin. și eritrocite după administrarea orală de SeMet comparativ cu cantități egale de forme anorganice de seleniu.
Excreţie
Excreția de seleniu depinde atât de starea individuală de seleniu, cât și de cantitatea furnizată oral. Seleniul se excretă în principal prin rinichi în urină sub formă de ion trimetilseleniu (Se (CH3) 3+), care se formează din selenură prin metilare multiplă (transferul grupărilor metil (CH3)). În regiunile europene sărace în seleniu, poate fi înregistrată o excreție renală de seleniu de 10-30 µg / l, în timp ce în zonele bine aprovizionate, cum ar fi SUA, poate fi măsurată o concentrație urinară de seleniu de 40-80 µg / l. La femeile care alăptează, se poate aștepta o pierdere suplimentară de seleniu - în funcție de cantitatea ingerată oral - de 5-20 µg / l prin lapte matern. Când sunt ingerate cantități mai mari de seleniu, eliberarea prin plămâni devine mai importantă, cu compuși volatili de metil seleniu, cum ar fi usturoi- mirosind dimenil selenid (Se (CH3) 2) derivat din selenid, eliberat prin respirație („respirație de usturoi”) - un semn precoce de intoxicație (otrăvire). Spre deosebire de altele oligoelemente, Cum ar fi de fier, cupru, și zinc, a cărui homeostazie este controlată în principal prin absorbția intestinală, reglarea homeostatică a seleniului are loc în principal prin excreție renală (care afectează rinichii), iar în cazul excesului de seleniu, suplimentar prin respirație. Astfel, în cazul unei cantități insuficiente de seleniu, excreția renală (excreția) este redusă și, în cazul unei cantități crescute de seleniu, eliminare prin urină sau respirație este crescută.
