Selenium là một nguyên tố hóa học mang ký hiệu nguyên tố Se. Trong bảng tuần hoàn, nó có số hiệu nguyên tử là 34 và nằm ở chu kỳ thứ 4 và nhóm chính thứ 6. Vì vậy, selen thuộc về chalcogens (“quặng rèn”). Trong vỏ trái đất, selen xảy ra ở dạng oxy hóa và khoáng hóa với nồng độ rất khác nhau, với lượng cao thường được tìm thấy trong đá có nguồn gốc núi lửa. Do hàm lượng selen trong đất khác nhau về mặt địa lý, nên selen tập trung thức ăn thực vật cũng có thể thay đổi theo từng vùng. Ở phần lớn Trung và Bắc Âu và nhiều khu vực khác trên thế giới, đất nghèo selen rõ rệt, đó là lý do tại sao ở Đức, nguồn selen từ thực vật chỉ đóng góp một chút vào việc cung cấp selen. Kim loại nặng, Chẳng hạn như cadmium, thủy ngân, dẫn và Asenvà axit hóa đất bằng phân bón có chứa amoni sunfat hoặc axit lưu huỳnh mưa có thể làm giảm hơn nữa tỷ lệ các hợp chất selen có sẵn trong đất và do đó hàm lượng selen trong thực vật bằng cách hình thành các phức chất kém hòa tan - selen. Ngược lại, selen tập trung trong thực phẩm có nguồn gốc động vật đôi khi rất cao và không chịu biến động lớn, đó là do việc cho ăn phổ biến hỗn hợp khoáng giàu selen - lên đến 500 µg selen / kg thể trọng / ngày - ở các nước EU, đặc biệt là đối với lợn và gia cầm vì lý do tăng trưởng tốt hơn, sức khỏe và hiệu suất sinh sản (tiềm năng sinh sản). Selen tập trung thực phẩm không chỉ phụ thuộc vào nguồn gốc (thực vật, động vật) và nguồn gốc địa lý, mà còn phụ thuộc vào hàm lượng protein của nó, vì selen trong nguyên liệu sinh học chủ yếu có trong phần protein - liên kết với một số amino axit. Theo đó, các loại thực phẩm giàu selen bao gồm, cụ thể là các sản phẩm động vật giàu protein, chẳng hạn như cá, thịt, nội tạng và trứng. Tương tự như vậy, các loại đậu (xung), các loại hạt, chẳng hạn như quả hạch Brazil, hạt như vừng, và nấm, ví dụ như nấm porcini, có thể là nguồn cung cấp selen tốt vì đôi khi hàm lượng protein cao của chúng. Ngũ cốc nhập khẩu từ Bắc Mỹ cũng là nguồn cung cấp selen dồi dào do đất có nhiều selen. Là một nguyên tố vi lượng thiết yếu, selen có liên quan về mặt hóa học với khoáng chất lưu huỳnh. Trong thực vật và động vật, selen được kết hợp vào axit amin methionine (Gặp) hoặc cystein (Cys) thay vì lưu huỳnh. Vì lý do này, selen được tìm thấy trong thực phẩm tốt nhất là ở dạng hữu cơ vì có chứa selen amino axit - trong thực phẩm thực vật và nấm men giàu selen như selenomethionine (SeMet) và trong thực phẩm động vật là selenocysteine (SeCys). Như protein amino axit, SeMet và SeCys được sử dụng trong cơ thể người để sinh tổng hợp protein, với SeMet được kết hợp vào protein thay vì methionine và SeCys là axit amin tạo protein thứ 21. Các hợp chất selen vô cơ, chẳng hạn như natri selente (Na2SeO3) và natri selenat (Na2SeO4), ít đóng vai trò hơn trong thực phẩm tiêu dùng thông thường và đóng nhiều vai trò hơn trong chế độ ăn bổ sung và các loại thuốc mà chúng được thêm vào để bổ sung (bổ sung dinh dưỡng) và điều trị.
Hấp thụ
Hấp thụ (hấp thu qua ruột) selen chủ yếu xảy ra ở phần trên ruột non–tá tràng (tá tràng) và hỗng tràng gần (hỗng tràng), tùy thuộc vào phương thức liên kết. Selen trong chế độ ăn uống được cung cấp chủ yếu ở dạng hữu cơ như selenomethionine và selenocysteine. Vì selenomethionine theo con đường trao đổi chất của methionine, nó được tích cực đưa vào tá tràng (ruột non) bởi một natri- Chất vận chuyển axit amin trung tính phụ thuộc vào các tế bào ruột (tế bào của ruột non biểu mô). Cho đến nay, người ta còn biết rất ít về cơ chế phân tử của ruột hấp thụ (hấp thu) selenocysteine. Tuy nhiên, có bằng chứng cho thấy selenocysteine không được hấp thụ giống như axit amin cystein, nhưng theo sau hoạt động natri cơ chế vận chuyển phụ thuộc gradient đối với amin cơ bản axit như là lysine và arginine. Selenat vô cơ (SeO42-) được cung cấp qua chế độ ăn uống bổ sung or thuốc sử dụng cùng một con đường vận chuyển như sulfat (SO42-) do sự tương đồng về mặt hóa học và do đó được hấp thụ tích cực theo cơ chế trung gian chất mang phụ thuộc natri. Ngược lại, ruột hấp thụ của selen vô cơ (SeO32-) xảy ra bằng cách khuếch tán thụ động. Tỷ lệ hấp thụ selen phụ thuộc vào loại (hữu cơ, vô cơ), số lượng và nguồn (thực phẩm, đồ uống, bổ sung) của các hợp chất selen được cung cấp và tương tác (tương tác) với các thành phần thực phẩm. Tình trạng selen riêng lẻ không ảnh hưởng đến tốc độ hấp thụ. Về nguyên tắc, sinh khả dụng của các dạng hữu cơ của selen cao hơn của các dạng vô cơ. Trong khi selenomethionine và selenocysteine có tỷ lệ hấp thụ từ 80% đến gần như 100%, các hợp chất selen vô cơ là selenat và selente chỉ được hấp thụ 50-60%. Selen từ thức ăn thực vật có giá trị sinh học cao hơn (85-100%) so với thức ăn động vật (~ 15%). Mặc dù cá cực kỳ giàu selen, nhưng chỉ 50% nguyên tố vi lượng được hấp thụ từ cá ngừ. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, tỷ lệ hấp thụ từ cá là <25%. Nhìn chung, một sinh khả dụng của selen từ 60-80% có thể được mong đợi từ hỗn hợp chế độ ăn uống. So với chế độ ăn uống, sự hấp thụ selen từ nước chậm. Tương tác (tương tác) với các thành phần thực phẩm khác hoặc thuốc xảy ra ít hơn với các dạng selen liên kết với axit amin so với các dạng selen và selenat vô cơ. Do đó, hàm lượng cao của lưu huỳnh (sunfat, thiosunfat, v.v.) và kim loại nặng, chẳng hạn như molypden, cadmium, thủy ngân, dẫn và Asen, Trong chế độ ăn uống, ví dụ, thông qua ô nhiễm (ô nhiễm) cây trồng do mưa axit, v.v., có thể làm giảm sinh khả dụng của selen, làm giảm sinh khả dụng của selenat (SeO42-) bằng cách tạo thành các phức hợp không hòa tan - selen - hoặc bằng cách ngăn chặn sự vận chuyển protein của màng biên giới bàn chải của các tế bào ruột (tế bào của ruột non biểu mô). Sự hấp thụ selen ở ruột (SeO32-) được thúc đẩy bởi cystein (axit amin chứa lưu huỳnh), glutathione (GSH, chất chống oxy hóa bao gồm ba amin axit glutamate, cysteine và glycine), và lượng sinh lý (bình thường cho quá trình trao đổi chất) vitamin C (axit ascorbic), và bị ức chế bởiliều vitamin C quản lý (≥ 1 g / ngày) do giảm selen. Cuối cùng, các tác nhân điều trị có chứa selen không nên được sử dụng cùng với caoliều các chế phẩm axit ascorbic.
Vận chuyển và phân phối trong cơ thể
Sau khi hấp thụ, selen di chuyển đến gan qua cổng thông tin tĩnh mạch. Ở đó, selen tích tụ trong protein để tạo thành selenoprotein-P (SeP), được tiết (tiết ra) vào máu và vận chuyển nguyên tố vi lượng đến ngoại gan (“bên ngoài gan“) Các mô, chẳng hạn như não và thận. SeP chứa khoảng 60-65% selen được tìm thấy trong máu huyết tương. Tổng lượng selen tồn kho trong cơ thể ở một người trưởng thành là khoảng 10-15 mg (0.15-0.2 mg / kg thể trọng). Selen được tìm thấy trong tất cả các mô và cơ quan, mặc dù phân phối là không đồng đều. Nồng độ cao nhất được tìm thấy trong gan, thận, tim, tụy (tuyến tụy), lá lách, não, gonads (tuyến sinh dục) - đặc biệt là tinh hoàn (tinh hoàn), hồng cầu (đỏ máu ô) và tiểu cầu (tiểu cầu trong máu) [6-8, 10, 16, 28, 30, 31]. Tuy nhiên, cơ xương có tỷ lệ selen lớn nhất do trọng lượng cao. Ở đó, 40-50% dự trữ selen của cơ thể được lưu trữ. Hàm lượng selen cao của thận thường là kết quả của việc lắng đọng các selenua không hòa tan (hợp chất kim loại-selen) do tăng tiếp xúc với kim loại nặng, Chẳng hạn như thủy ngân (tiếp xúc với hỗn hợp) và cadmium. Trong nội bào (bên trong tế bào) và ngoại bào (bên ngoài tế bào), selen chủ yếu hiện diện ở dạng liên kết với protein và hầu như không bao giờ ở dạng tự do. hồng cầu, bạch cầu hạt trung tính (trắng máu tế bào, như là tế bào thực bào ("tế bào xác thối") một phần của hệ thống phòng thủ miễn dịch bẩm sinh với tác dụng kháng khuẩn), tế bào lympho (Tế bào bạch cầu bảo vệ miễn dịch có được → Tế bào B, tế bào T, tế bào tiêu diệt tự nhiên nhận biết các chất lạ, chẳng hạn như vi khuẩn và virusvà loại bỏ chúng bằng các phương pháp miễn dịch học) và tiểu cầu, chức năng như một thành phần tích hợp của nhiều enzyme và protein, chẳng hạn như glutathione peroxidase (GSH-Px, chất chống oxy hóa hoạt động → khử hữu cơ peroxit đến nước) và selenoprotein-W (SeW, thành phần của cơ và các mô khác), nó được liên kết trong không gian ngoại bào với các protein huyết tương, chẳng hạn như selenoprotein-P (chất vận chuyển selen chính đến các mô đích), beta-globulin, và albumin. Nồng độ selen trong huyết tương thường thấp hơn trong hồng cầu. Đồng vị phân phối các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi thiếu hụt selen, sự phân bố lại các bể chứa selen sẽ xảy ra, do đó sự kết hợp của selen trong một số selenoprotein xảy ra ưu tiên trong một số mô và cơ quan nhất định so với những người khác - “hệ thống phân cấp của selenoprotein” [1, 7-9, 25] . Trong quá trình này, selen được huy động nhanh chóng từ gan và cơ có lợi cho các mô nội tiết, cơ quan sinh sản (cơ quan sinh sản) và trung tâm hệ thần kinh, ví dụ, để tăng hoạt tính của phospholipid hydroperoxide-GSH-Px (PH-GSH-Px, chất chống oxy hóa hoạt động → giảm peroxit đến nước) hoặc deiodase (kích hoạt và vô hiệu hóa tuyến giáp kích thích tố → chuyển đổi prohormone thyroxin (T4) thành triiodothyronine hoạt động (T3) và T3 và đảo ngược T3 (rT3) thành diiodothyronine không hoạt động (T2)) cho các chức năng quan trọng của cơ thể. Do sự phân phối lại selen giữa các cơ quan và các loại tế bào dưới nguồn cung cấp biên, một số selenoenzyme vẫn được ưu tiên hoạt động trong khi những người khác cho thấy sự mất hoạt tính tương đối nhanh chóng. Theo đó, các protein phản ứng muộn với việc giảm hoạt động khi thiếu selen và có thể được kích hoạt lại nhanh hơn bằng cách thay thế selen (chế độ ăn bổ sung selen) dường như có liên quan cao hơn so với các selenoprotein khác trong cơ thể. Để xác định tình trạng selen, cả nồng độ selen trong huyết tương (phạm vi bình thường: 50-120 µg / l; chỉ số thay đổi ngắn hạn - tình trạng selen cấp tính) và nồng độ selen trong hồng cầu (thông số dài hạn) liên quan đến huyết cầu tố nội dung được sử dụng. Vì selen trong huyết tương chủ yếu liên kết với selenoprotein-P, là một protein pha cấp tính âm tính (protein có nồng độ huyết thanh giảm trong quá trình viêm cấp tính), rối loạn chức năng gan, phản ứng viêm hoặc giải phóng các cytokine tiền viêm (thúc đẩy viêm), chẳng hạn như như interleukin-1, interleukin-6, hoặc khối u hoại tử yếu tố alpha (TNF-alpha), có thể can thiệp vào việc xác định tình trạng selen trong huyết tương. Tương tự, suy dinh dưỡng, hạ albumin máu (giảm nồng độ của protein huyết tương albumin), mãn tính lọc máu (quy trình lọc máu mãn tính suy thận), và truyền máu (truyền tĩnh mạch tinh chất cô đặc hồng cầu), có thể gây ra kết quả sai trong phân tích tình trạng selen trong máu.
Sự trao đổi chất
Selenomethionine có nguồn gốc từ chế độ ăn uống, sau khi hấp thụ, có thể được chuyển hóa không đặc hiệu thay cho axit amin methionine chứa lưu huỳnh thành các protein như albumin (protein của huyết tương), selenoprotein-P và -W, và huyết cầu tố (ủi-còn lại, ôxy (O2) - vận chuyển sắc tố hồng cầu của hồng cầu), đặc biệt là của cơ xương, mà còn của hồng cầu, gan, tụy, thận, và dạ dày. Sự trao đổi methionine thành SeMet trong sinh tổng hợp protein phụ thuộc vào tỷ lệ selenomethionine-methionine trong chế độ ăn và dường như không được kiểm soát nội môi. Trong quá trình phân giải protein và axit amin, selen được giải phóng từ các protein chứa SeMet và selenomethionine, và được sử dụng cho quá trình sinh tổng hợp selenocysteine - quá trình chuyển đổi gia tốc. Selenomethionine được hấp thụ chưa được kết hợp vào protein được chuyển đổi trực tiếp thành selenocysteine trong gan bằng cách hấp thụ. Selenocysteine được cung cấp bằng đường uống hoặc selenocysteine được hình thành bởi chuyển đổi SeMet bị phân hủy trong gan bởi một pyridoxal cụ thể phốt phát (PALP, dạng hoạt động của pyridoxine (vitamin B6)) - lyase phụ thuộc vào axit amin serine và selenua (hợp chất của selen và H2S). Trong khi serine được liên kết bởi một RNA vận chuyển đặc hiệu SeCys (tRNA, viết tắt axit ribonucleic phân tử cung cấp amino axit trong quá trình sinh tổng hợp protein), selen trải qua quá trình chuyển đổi thành selenophosphat, phản ứng với serine để tạo thành selenocysteine. Kết quả tRNA được nạp SeCys làm cho selenocysteine có sẵn để kết hợp vào chuỗi peptit của các protein phụ thuộc vào selen và enzyme. Khả năng chuyển các SeCys hoặc SeCys ăn vào miệng do sự thoái hóa của SeMet trực tiếp thành các tRNA tương ứng và sử dụng chúng để tổng hợp selenoprotein không tồn tại trong cơ thể người. Selen vô cơ được hấp thụ thụ động - không có quá trình lưu trữ trung gian - bị khử trực tiếp thành selen ở gan do tác động của glutathione reductase (enzyme làm giảm glutathione disulfide thành hai GSH phân tử) và NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phốt phát). Selen vô cơ đi vào máu bằng cách hấp thụ tích cực trước tiên phải được chuyển hóa trong gan thành dạng selenua oxy hóa ổn định hơn trước khi nó có thể bị khử thành selen. Sự chuyển đổi selenua thành selenophosphat và phản ứng của nó với serine liên kết với tRNA dẫn đến sự hình thành selenocysteine, được kết hợp vào các protein phụ thuộc selen và enzyme bằng tRNA. Selenite và selenate rất sẵn có làm tiền chất để tổng hợp selenocysteine và do đó được sử dụng để bổ sung nhằm bù đắp cho những thiếu hụt cấp tính, ví dụ như trong y học chăm sóc đặc biệt hoặc các ứng dụng lâm sàng khác. Ngược lại, SeMet và SeCys không sẵn có trực tiếp do sự suy thoái và tái tạo của chúng, tương ứng, cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp SeCys. Do đó, không có tác động cấp tính nào được mong đợi từ các dạng selen hữu cơ, đó là lý do tại sao SeMet, ví dụ như trong nấm men, phù hợp hơn để bổ sung phòng ngừa và lâu dài. Tất cả các protein phụ thuộc selen có ý nghĩa về mặt chức năng của cơ thể người đều chứa selenocysteine - dạng hoạt động sinh học của selen. Ngược lại, selenomethionine không thực hiện bất kỳ chức năng sinh lý nào đã biết trong cơ thể. SeMet chỉ hoạt động như một nhóm selen không hoạt động chuyển hóa (lưu trữ selen), kích thước của nó (2-10 mg) phụ thuộc vào lượng cung cấp thêm (thông qua thực phẩm) và không phải tuân theo quy định nội môi. Vì lý do này, SeMet được giữ lại (giữ lại) trong cơ thể lâu hơn selenocysteine và selen vô cơ, được chứng minh, ví dụ, bởi thời gian bán hủy dài hơn - SeMet: 252 ngày, selen: 102 ngày - và nồng độ selen cao hơn trong huyết thanh và hồng cầu sau khi uống SeMet so với lượng selen vô cơ bằng nhau.
Bài tiết
Sự bài tiết selen phụ thuộc vào cả tình trạng selen của cá nhân và lượng cung cấp qua đường uống. Selen được bài tiết chủ yếu qua thận trong nước tiểu dưới dạng ion trimetylselenium (Se (CH3) 3+), được hình thành từ selenua bằng cách metyl hóa nhiều lần (chuyển nhóm metyl (CH3)). Ở các vùng nghèo selen ở Châu Âu, có thể ghi nhận mức bài tiết selen qua thận là 10-30 µg / l, trong khi ở các khu vực cung cấp tốt, chẳng hạn như Hoa Kỳ, có thể đo được nồng độ selen trong nước tiểu là 40-80 µg / l. Ở phụ nữ cho con bú, lượng selen mất thêm - tùy thuộc vào lượng uống vào - có thể dự kiến từ 5-20 µg / l thông qua sữa mẹ. Khi lượng selen cao hơn được ăn vào, việc thải qua phổi trở nên quan trọng hơn, với các hợp chất metyl selen dễ bay hơi, chẳng hạn như tỏi-xem thấm đimetyl selenua (Se (CH3) 2) có nguồn gốc từ selen, được giải phóng qua hơi thở (“hơi thở của tỏi”) - một dấu hiệu ban đầu của nhiễm độc (ngộ độc). Ngược lại với khác nguyên tố vi lượng, Chẳng hạn như ủi, đồngvà kẽm, mà cân bằng nội môi được kiểm soát chủ yếu bởi sự hấp thụ ở ruột, điều hòa nội môi của selen xảy ra chủ yếu thông qua bài tiết của thận (ảnh hưởng đến thận), và trong trường hợp dư thừa selen, bổ sung qua hô hấp. Do đó, trong trường hợp cung cấp không đủ selen, bài tiết qua thận (bài tiết) sẽ giảm và trong trường hợp cung cấp selen tăng, loại bỏ qua nước tiểu hoặc hô hấp được tăng lên.
