Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Селен (Se)
|
|
До недавнього часу селенвідносили до токсичних мікроеле-ментів, але останніми десятиріччями погляд на роль селену в метаболічних процесах в організмі людини та тварин змінився. Установлено, що Se – незамінний мікрокомпонент харчування адекватне надходження якого забезпечує здоров′ я людини. Він виконує важливі біологічні функції, але у великій кількості викликає інтоксикацію організму.
Поширення у природі та добова потреба
Біологічними формами Se, у вигляді яких він знаходиться у тканинах тварин та рослин, є селенові аналоги сірковмісних амінокислот– Se-Метіонін (Se-Мет) – переважає у тканинах тварин, Se-Цистеїн (Se-Цис), Se-Цистин – у рослинних. Найбільша кількість їх зосереджена у печінці, нирках, менше – у м'язах, кістках, крові, жировій тканині.
Джерела:
· продукти тваринного походження: найбільш багаті джерела Se – внутрішні органи тварин, свиняче сало, морепродукти, м′ ясо, молочні продукти;
· продукти рослинного походження: зернові, часник, бобові, пшеничні висівки, маслини, горіхи, оливкова олія, морські водорості;
· дріжджі. білі гриби;
Вміст Se у продуктах рослинного походження залежить від кількості його у ґрунтах, на яких ці сільськогоподарські куль-тури вирощені. Головним джерелом селену у харчуванні населення багатьох країн, і України в тому числі, є зернові, переважно пшениця.
Добова потреба у селені для дорослої людини становить від 50 до 200 мкг. Верхня межа безпечного споживання встановлю-ється у окремих регіонах на підставі досліджень вмісту доступного для рослин Se у ґрунтах. Безпечним рівнем спожи-вання селену вважають такий, за якого активність глутатіон-пероксидази-І досягає максимального рівня. Ця кількість відпо-відає 70 мкг/добу для дорослих чоловіків, 55 мкг/добу для жінок. У багатьох країнах світу населення недостатньо забезпе-чене селеном, тому вжито заходів для «селенізації» – збагачення продуктів харчування мікроелементом.
Рекомендовані норми добового споживання:
· дорослі: 55, 0 – 70, 0 мкг;
· новонароджені: 10, 0 – 15, 0 мкг;
· діти 1–10 років: 20, 0 – 30, 0 мкг;
· діти 11–18 років: 40, 0 – 50, 0 мкг;
· вагітні: 65, 0 мкг;
· у період лактації: 75, 0 мкг.
Метаболізм
Всмоктування. Продукти харчування є єдиним джерелом надходження селену в організм людини з навколишнього середовища. Новонароджені отримують мікроелемент лише з молоком матері. У їжі Se міститься переважно у формі Se-вміс-них амінокислот. З рослинної їжі він засвоюється більш ефек-тивно, ніж із тваринної, вітаміни А, Е, С сприяють його абсорбції. Всмоктування селену відбувається переважно у тонкій кишці шляхом активного транспорту. За необхідності для збагачення раціону селеном застосовують селеніт чи селенат натрію, які легко всмоктуються у ШКТ.
Нормальна концентрація Se у крові коливається від 115 до 130 мкг/л і корелює з надходженням мікроелемента з їжею.
У крові селентранспортується у комплексі з білками плазми, переважно β -ліпопротеїнами.
Поширення у тканинах та обмін. Підраховано, що в організмі людини міститься від 4 до 10 мг селену, який поширений у всіх тканинах. Найбільша кількість його виявлена у нирках, печінці, кістковому мозку, підшлунковій залозі, серцевому м'язі, легенях, волоссі, шкірі. На відміну від рослин Se-метіонін не може синтезуватися у тканинах людини і тварин. Він надходить в організм у складі тваринних селено-протеїнів і може у незмінному вигляді депонуватися, з’єдную-чись з міоглобіном, цитохромом С, міозином, нуклеопротеїдами, альдолазою. У зв′ язку з тим що Se-Мет має подібні фізико-хімічні властивості з метіоніном, він заміщує останній у тканинних білках, чим більше залишків Мет і Цис у первинній структурі білка. Se-Мет утворює у тканинах малолабільний пул. Частина Se-Мет, що вивільняється з білків, трансамінується з утворенням аланіну та метилгідроселеніду. Останній може метилюватися та виводитися з організму або деметилюватися, перетворюючись на селеноводень (рис.17).
Se-Цистеїн безпосередньо не входить до структури білків, він здатен заміщувати Цис у первинній структурі тканин-них протеїнів. Частина Se-Цис «деселенізується» з вивільненням селеніту чи селеноводнюпід дією В6-залежної селеноцистеїн-ліази. Включення Se-Цис і Se-Мет у тканинні білки залежить від забезпечення організму сірковмісними амінокислотами.
У невеликій кількості Se включається у сірковмісні сполуки на кшталт глутатіону, тіаміну, біотину, таурину.
Метаболізм органічного та неорганічного селену в організмі людини суттєво різниться. Селенат- та селенітаніони, які абсор-буються у кишечнику, відновлюються за участі білка тіоредок-сину до селеноводню через утворення проміжної сполуки селен-диглутатіону (рис. 17).
Тіоредоксин Антиоксидантні
Se Глутатіон-S-Se-S- Глутатіон властивості
2Глутатіон-SНСелендиглутатіон
Пул Se-Фосфат→ Se-Протеїни
селеноводню
НSe- → (-СН3)
(-СН3)→ Se-Мет
Метилгідроселенід
(-СН3)→
Диметилгідроселенід Виділення з сечею,
(-СН3)→ потом
Триметилгідроселенід
Рисунок 17 – Схема метаболізму неорганічного селену в організмі
При фізіологічних значеннях рН селеноводень існує у формі гідроселеніт-аніону (HSe-). Відновлений глутатіон є кофермент-том цієї реакції. Пул селеноводнювикористовується для утво-рення селенофосфатів, останні йдуть на синтез селенопротеїнів. Надлишок селеноводнюповільно метилюється до метилгідро-селеніду → диметилгідроселеніду → триметилгідроселеніду. Про-дукти метилюванняекскретуються з сечею, диметилселенід та-кож екскретується з потом. Механізм утилізації селеноводнюдуже обмежений, тому потрапляння надлишку неорганічного Se в організм призводить до накопичення у тканинах токсичного гідро селенід-аніону.
Токсичність органічного селену (Se-Мет) значно нижче, ніж неорганічного через обмежену можливість утилізації основного токсичного проміжного метаболіту селеноводню(гідроселенід-аніону). Неорганічний селенможе входити до складу Se-Цис і ніколи у Se-Мет.
Екскреція. Основна кількість селену виводиться з сечею, незначна частка – з фекаліями, потом та повітрям, що видихається.
Біологічна роль Se
· Антиоксидантні властивості.
1.Селен – кофактор«антиоксидантнихферментів» глутатіон пероксидазІ-ІV, що знаходяться у цитозолі та мітохондріях клітин. Ензими регулюють відновлення органічних пероксидів – похідних пероксиду водню (НО-ОН) у молекулі якого один (гідропероксиди - R-О-О-Н) або два атоми водню (алкілпероксиди - R-О-О-Н) заміщені на алкільні радикали. У резульаті взаємодії глутатіонуз гідропероксидом утворюються нетоксичні органічні спирти, які далі окиснюються:
Se
R-О-О-Н + 2 (Глутатіон-SН) → R-ОН + Н2О + Глутатіон-S-S-Глутатіон
Ця реакція має велике значення для захисту поліненасичених жирних кислот у структурі мембранних фосфоліпідіввід вільно- радикального окиснення.
Глутатіонпероксидази – частина мультикомпонентної анти-оксидантної системи клітини. Вони доповнюють дію вітаміну Еі є основним механізмом знешкодження активних форм киснюта вільних радикалівполіненасичених жирних кислот, які вини-кають як проміжні продукти перекисного окиснення ліпідів.
2. Селен входить до складу Se-залежної пероксидазинейтро-філів; тіоредоксинредуктази, яка каталізує відновлення білка тіоредоксину; йодтиронін-5-дейодиназ(І-ІІІ), які регулюють утворення гормону трийодтироніну (Т3).
3. Селен – антиоксидантнепрямої дії. Сам по собі він не має антиоксидантнихвластивостей і у великій кількості проявляє прооксидантну дію. Антиоксидантами є лише селено-протеїни, які утворюються в організмі.
· Компонент Se-протеїнів. Селеніти та селеновмісні амінокислоти входять до складу різних селенопротеїнів, які поділяють на 3 основні групи:
а) неспецифічні тканинні селеновмісні білки на кшталт селеногемоглобіну та ін;
б) Se-зв′ язувальні протеїни, які з′ єднуються з неорганічними формами селену при його надходженні в організм (Se-протеїн сперми, Se-вмісний білок, що зв′ язує жирні кислоти та інші тканинні білки). Біологічна роль цих білків полягає у створенні своєрідного депо неорганічного селену у тканинах і виконанні інших, часто ще не вивчених функцій. Негемінові Se-залізо-протеїни – інтегральні білки мікросомальних та інших клітинних мембран. Вірогідно вони пов′ язані з мікросомальною системою оксидаззі змішаними функціями;
в) Se-специфічні селенопротеїни. Особливістю цих білків є: 1) ковалентне включення Se-Цис у строго визначені місця поліпептидного ланцюга;
2) залежність синтезу цих протеїнів від надходження в організм селену.
До цієї групи відносять: глутатіонпероксидази (І-ІV), білок крові – селенопротеїн Р, білок м′ язів – селенопротеїн W, білки щитоподібної залози– йодтиронін-5-дейодинази (І-ІІІ), тіоре-доксинредуктазу та ін.
· Взаємодія з вітаміном Е. Селен сприяє збереженню та знижує потреби організму у вітаміні Е і навпаки, токоферолнеобхіден для відновлення селену і підтримання його у активному стані.
· Взаємодія з важкими металами. Селен разом із сіркою мають спорідненість до таких важких металів, як кадмій, ртуть, срібло. Добавки селену захищають організм від токсичної дії вищезазначених важких металів.
· Інші функції. Селен має імуномоделювальні властивості; регулює швидкість окисно-відновних процесів; бере участь у метаболізмі гормонів, нуклеотидів, реакціях біоло-гічного та мікросомального окиснення, окисного фосфори-лювання, синтезі білків та макроергічних сполук; регулює засвоєння та використання вітамінів Е, А, С, К; підтримує властивості та функції мембран.
Причини та ознаки надлишку та дефіциту селену
Надлишок селену. Значне надходження селену з їжею спостерігається у людей, які проживають у регіонах світу із забрудненими селеном ґрунтами. Рослини, що ростуть на таких ґрунтах, накопичують значну кількість селену, тому постійне вживання їх у їжу призводить до інтоксикації організму людини та тварин. Селенова інтоксикація також може виникати у робіт-ників хімічної, фармацевтичної, ливарної, скляної, лакофарбо-вої та інших галузей промисловості, у яких використовують сполуки селену. Токсична доза для людини становить 5 мг/день.
Ознаки надлишку селену. При гострій інтоксикації селеном спостерігаютьсянудота, блювання, діарея, судоми, дихальна недостатність, геморагії, некроз та набряки тканин. Гостра інтоксикація рідко виникає при вживанні у їжу багатої на селенрослинної їжі, оскільки такі рослини несмачні.
Хронічне отруєння селеном можливе при довготривалому вживанні надмірної кількості селену з їжею. Хронічна інтоксикація супроводжується нестабільним емоційним станом, часниковим запахом від шкіри, хронічним дерматитом, порушенням зору, руху, некрозом печінки, атрофією міокарда, набряком легенів, випадінням волосся, ламкістю нігтів, паралічем.
Недостатність селену виникає при надходженні в організм п′ яти і менше мікрограмів мікроелемента на день, при довготри-валому паренеральному харчуванні, спеціальній дієті при феніл-кетонурії, алкоголізмі, порушенні обміну селену в організмі. У ендемічних регіонах світу з низьким вмістом селену у їжі спостерігається розвиток у дітей та молодих жінок ендемічної кардіоміопатії – (Кешанська хворобау Китаї), остеоартропатії (синдром Кашин-Бека).
Дефіцит селену може виникати внаслідок захворювань шлунка, печінки, панкреатиту через неефективну абсорбцію та утилізацію мікроелемента, а також при його надмірному використанні внаслідок хронічної інтоксикації важкими метала-ми, дії іонізуючого випромінювання, лікування парацетамолом, сульфатами та іншими фармацевтичними препаратами.
Дослідження останніх років довели, що існує кореляція між дефіцитом селену і розвитком злоякісних захворювань. Зменшення надходження мікроелемента в організм людини підвищує ризик розвитку раку шлунка, простати, молочної залози, товстої кишки, а також вірогідність інфекційних та серцево-судинних патологій.
Ознаки дефіциту селену. Недостатність мікроелемента супроводжується розвитком дерматитів, екземою, випадінням волосся, некрозом клітин печінки, дегенерацію підшлункової залози, м′ язовою дистрофією, міопатією, серцевою недостат-ністю, безплідністю у чоловіків, сповільненням росту у дітей, зниженням імунітету, порушенням обміну гормонів щитоподібної залози.