Selen je kemijski element koji nosi simbol elementa Se. U periodnom sustavu ima atomski broj 34 i nalazi se u 4. razdoblju i 6. glavnoj skupini. Tako, selen pripada halkogenima („tvorci rude“). U zemljinoj kori, selen javlja se u oksidiranom i mineraliziranom obliku u vrlo različitim koncentracijama, s velikim količinama koje se obično nalaze u stijenama vulkanskog podrijetla. Zbog zemljopisno različitog sadržaja selena u tlima, selen koncentracija biljne hrane također podliježe velikim regionalnim varijacijama. U velikim dijelovima središnje i sjeverne Europe te u mnogim drugim regijama svijeta tla su izrazito siromašna selenom, zbog čega u Njemačkoj biljni izvori selena samo malo doprinose opskrbi selenom. Teški metali, Kao što su kadmium, živa, dovesti i arsen, i zakiseljavanje tla gnojivima koja sadrže amonijev sulfat ili sumporna kiselina kiša može dodatno smanjiti udio dostupnih selenovih spojeva u tlu tla, a time i sadržaj selena u biljkama stvarajući slabo topive komplekse - selenide. Nasuprot tome, selen koncentracija u hrani životinjskog podrijetla ponekad je vrlo visoka i ne podliježe velikim fluktuacijama, što je posljedica široko rasprostranjenog hranjenja mineralnim smjesama bogatim selenom - do 500 µg selena / kg tjelesne težine / dan - u zemljama EU, posebno za svinje i perad iz razloga boljeg rasta, zdravlje i reproduktivne performanse (reproduktivni potencijal). Selen koncentracija hrane ovisi ne samo o njezinom podrijetlu (biljnom, životinjskom) i zemljopisnom podrijetlu, već i o sadržaju proteina, budući da je selen u biološkom materijalu većinom prisutan u proteinskoj frakciji - vezan uz određene aminokiseline. Sukladno tome, hrana bogata selenom uključuje, posebno, životinjske proizvode bogate proteinima, poput ribe, mesa, iznutrica i jaja. Isto tako, mahunarke (mahunarke), orašasto voće, na primjer brazilski orašasti plodovi, sjemenke, poput sezama, i gljive, na primjer vrganje, mogu biti dobar izvor selena zbog ponekad visokog sadržaja proteina. Žitarice uvezene iz Sjeverne Amerike također su dobar izvor selena zbog tla bogatih selenom. Kao bitan element u tragovima, selen je kemijski povezan s mineralom sumpor. U biljkama i životinjama selen se ugrađuje u aminokiselinu metionina (Upoznali) ili cistein (Cys) umjesto sumpor. Iz tog razloga selen se nalazi u hrani po mogućnosti u organskom obliku kao selen koji sadrži aminokiseline - u biljnoj hrani i kvascima bogatim selenom kao selenomethionine (SeMet) i u životinjskoj hrani kao selenocistein (SeCys). Kao proteinogeni aminokiseline, SeMet i SeCys koriste se u ljudskom organizmu za biosintezu bjelančevina, a SeMet je ugrađen u proteini umjesto metionina i SeCys kao 21. proteinogena aminokiselina. Anorganski spojevi selena, kao što su natrij selenit (Na2SeO3) i natrijev selenat (Na2SeO4), igraju manje uloge u konvencionalnoj hrani opće potrošnje, a više u prehrani dodataka i lijekovi kojima se dodaju za nadopunu (dodatak prehrani) i terapija.
Apsorpcija
Apsorpcija (unos putem crijeva) selena javlja se pretežno u gornjem dijelu tankog crijeva-dvanaesnika (duodenum) i proksimalni jejunum (jejunum), ovisno o načinu vezivanja. Dijetalni selen isporučuje se uglavnom u organskom obliku kao selenometionin i selenocistein. Budući da selenometionin slijedi metabolički put metionina, aktivno se preuzima u dvanaesnika (tankog crijeva) od a natrij-zavisan transporter neutralne aminokiseline u enterocite (stanice tankog crijeva epitelijum). Do danas je malo poznato o molekularnom mehanizmu crijeva apsorpcija (unos) selenocisteina. Međutim, postoje dokazi da se selenocistein ne apsorbira poput aminokiseline cistein, ali slijedi aktivno natrij o gradijentu ovisni transportni mehanizam za osnovne amino kiseline kao što lizin i arginin.Neorganski selenat (SeO42-) opskrbljen prehranom dodataka or droge koristi isti transportni put kao i sulfat (SO42-) zbog kemijskih sličnosti i stoga se aktivno apsorbira mehanizmom posredovan o nosaču ovisno o natriju. Nasuprot tome, crijevni apsorpcija anorganskog selenita (SeO32-) nastaje pasivnom difuzijom. Brzina apsorpcije selena ovisi o vrsti (organska, anorganska), količini i izvoru (hrana, piće, dopuniti) opskrbljenih spojeva selena i o interakciji (interakciji) sa sastojcima hrane. Pojedinačni status selena ne utječe na brzinu apsorpcije. U principu, bioraspoloživost organskih oblika selena veći je od anorganskih oblika. Dok selenometionin i selenocistein imaju brzinu apsorpcije od 80% do gotovo 100%, anorganski spojevi selena i selenit apsorbiraju se samo 50-60%. Selen iz biljne hrane više je bioraspoloživ (85-100%) nego iz životinjske hrane (~ 15%). Iako je riba izuzetno bogata selenom, samo se 50% elementa u tragovima apsorbira iz tune, na primjer. Međutim, u većini slučajeva stopa apsorpcije ribe je <25%. Sve u svemu, a bioraspoloživost selena može se očekivati između 60-80% od miješanog dijeta. U usporedbi s dijeta, apsorpcija selena iz voda je nisko. Interakcije (interakcije) s ostalim sastojcima hrane ili droge javljaju se manje s aminokiselinskim vezanim oblicima selena nego s anorganskim selenitom i selenatom. Dakle, visok sadržaj sumpor (sulfat, tiosulfat itd.) i teški metali, kao što je molibden, kadmium, živa, dovesti i arsen, U dijetana primjer, kontaminacijom (onečišćenjem) usjeva kiselom kišom itd., može smanjiti bioraspoloživost selena, smanjiti bioraspoloživost selenata (SeO42-) stvaranjem netopivih kompleksa - selenida - ili blokiranjem transporta proteini rubne membrane četke enterocita (stanice tankog crijeva epitelijum). Crijevnu apsorpciju selenita (SeO32-) pospješuje cistein (aminokiselina koja sadrži sumpor), glutation (GSH, antioksidans sastavljen od tri amino kiseline glutamat, cistein i glicin) i fiziološke (normalne za metabolizam) količine Vitamin C (askorbinska kiselina), a inhibira se visokimdoza Vitamin C administraciju (≥ 1 g / dan) zbog smanjenja selenita. Konačno, terapijska sredstva koja sadrže selenit ne smiju se uzimati zajedno s visokodoza pripravci askorbinske kiseline.
Transport i raspodjela u tijelu
Nakon apsorpcije, selen putuje u jetra putem portala vena. Tamo se u njima nakuplja selen proteini za stvaranje selenoproteina-P (SeP), koji se izlučuju (izlučuju) u krvotok i transportiraju element u tragovima u ekstrahepatiku („izvan jetra“) Tkiva, poput mozak i bubreg. SeP sadrži otprilike 60-65% selena koji se nalazi u krv plazma. Ukupni inventar tijela selena u odrasloj osobi iznosi oko 10-15 mg (0.15-0.2 mg / kg tjelesne težine). Selen se nalazi u svim tkivima i organima, iako je njegov distribucija je neujednačen. Najveće koncentracije nalaze se u jetra, bubrezi, srce, gušterača (gušterača), slezena, mozak, spolne žlijezde (gonade) - posebno testisi (testisi), eritrociti (Crvena krv stanice) i trombociti (krvne pločice) [6-8, 10, 16, 28, 30, 31]. Međutim, koštani mišići imaju najveći udio selena zbog svoje velike težine. Tamo se pohranjuje 40-50% tjelesnih zaliha selena. Visok sadržaj selena u bubreg često je posljedica taloženja netopivih selenida (spojevi metal-selen) kao posljedice povećane izloženosti teški metali, Kao što su živa (izloženost amalgamu) i kadmium. Unutarstanično (unutar stanice) i izvanstanično (izvan stanice), selen je pretežno prisutan u obliku vezanom na proteine, a rijetko u slobodnom obliku. Iako element u tragovima u stanicama, kao što je npr. eritrociti, neutrofilni granulociti (bijela krv stanice, kao fagociti ("stanice čistača") dio urođene imunološke obrane s antimikrobnim učinkom), limfociti (bijele krvne stanice stečene imunološke obrane → B stanice, T stanice, prirodne stanice ubojice koje prepoznaju strane tvari, kao što su bakterija i virusii ukloniti ih imunološkim metodama) i trombociti, funkcionira kao sastavni dio mnogih enzimi i proteini, poput glutation peroksidaza (GSH-Px, antioksidans aktivan → redukcija organskog peroksidi do voda) i selenoproteini-W (SeW, komponenta mišića i drugih tkiva), vezan je u izvanstaničnom prostoru za proteine plazme, kao što su selenoprotein-P (primarni transporter selena u ciljana tkiva), beta-globulin i album. Koncentracija selena u krvnoj plazmi obično je niža nego u eritrociti. Izotop distribucija studije su pokazale da se u prisutnosti nedostatka selena događa preraspodjela selenskih bazena, tako da se ugradnja selena u neke selenoproteine daje prednost u određenim tkivima i organima nad drugima - „hijerarhija selenoproteina“ [1, 7-9, 25] . U tom se procesu selen brzo mobilizira iz jetre i mišića u korist endokrinih tkiva, reproduktivnih organa (reproduktivnih organa) i središnjeg živčani sustav, na primjer, za povećanje aktivnosti fosfolipid hidroperoksida-GSH-Px (PH-GSH-Px, antioksidans aktivan → smanjenje od peroksidi do voda) ili dejodaze (aktiviranje i deaktiviranje štitnjače hormoni → pretvorba prohormona tiroksina (T4) na aktivni trijodotironin (T3) i T3 i preokrenuti T3 (rT3) na neaktivni dijodotironin (T2)) za važne tjelesne funkcije. Zbog preraspodjele selena između organa i tipova stanica pod graničnom opskrbom, neki selenoenzimi ostaju preferirano aktivni, dok drugi pokazuju relativno brz gubitak aktivnosti. Sukladno tome, čini se da su proteini koji kasno reagiraju smanjenjem aktivnosti u nedostatku selena i mogu se brže reaktivirati zamjenom selena (dodatak prehrani selenom) od veće važnosti u usporedbi s ostalim selenoproteinima u organizmu. Da bi se odredio status selena, koncentracija selena u krvnoj plazmi (normalni raspon: 50-120 µg / l; pokazatelj kratkoročnih promjena - akutni status selena) i koncentracija selena u eritrocitima (dugoročni parametar) odnose se na hemoglobin koriste se sadržaji. Budući da je selen u plazmi pretežno vezan za selenoprotein-P, koji je negativni protein akutne faze (proteini čija se koncentracija u serumu smanjuje tijekom akutne upale), disfunkcija jetre, upalne reakcije ili oslobađanje proupalnih (koji potiču upalu) citokina, kao interleukin-1, interleukin-6 ili tumor nekroza faktor-alfa (TNF-alfa), može ometati određivanje statusa selena u krvnoj plazmi. Slično tome, pothranjenost, hipalbuminemija (smanjena koncentracija proteina u plazmi album), kronična dijaliza (postupak pročišćavanja krvi za kronične zatajenje bubrega) i transfuzija krvi (intravenska infuzija koncentrata crvenih krvnih zrnaca), mogu prouzročiti lažne rezultate u analizi statusa selena u krvi.
Metabolizam
Prehrambeni selenometionin, nakon njegove apsorpcije, može se nespecifično metabolizirati umjesto aminokiseline koja sadrži sumpor metionina u proteine poput album (protein krvne plazme), selenoprotein-P i -W, i hemoglobin (željezo-koji sadrži, kisik (O2) -transport crvenog krvnog pigmenta eritrocita), posebno koštanih mišića, ali i eritrocita, jetre, gušterače, bubrega i želudac. Izmjena metionina za SeMet u biosintezi proteina ovisi o prehrambenom omjeru selenometionin-metionin i čini se da nije homeostatski kontrolirana. Tijekom razgradnje proteina i aminokiselina, selen se oslobađa iz proteina koji sadrže SeMet, odnosno selenometionina, i koristi se za biosintezu selenocisteina - proces transselenacije. Apsorbirani selenometionin koji nije ugrađen u proteine izravno se pretvara u selenocistein u jetri transsulfuracijom. Oralno opskrbljeni selenocistein ili selenocistein nastali konverzijom SeMet razgrađuju se u jetri određenim piridoksalnim fosfat (PALP, aktivni oblik piridoksina (vitamin B6)) - liza ovisna o aminokiselini serinu i selenidu (spoj selena i H2S). Dok je serin vezan za SeCys-specifičnu prijenosnu RNK (tRNA, kratka ribonukleinska kiselina molekula koja daje amino kiseline u biosintezi bjelančevina), selenid prolazi kroz pretvorbu u selenofosfat, koji reagira sa serinom dajući se selenocistein. Rezultirajuća tRNA opterećena SeCys čini selenocistein dostupnim za ugradnju u peptidni lanac proteina ovisnih o selenu i enzimi. Mogućnost prijenosa oralno unesenog SeCys ili SeCys koji je rezultat razgradnje SeMet izravno na odgovarajuće tRNA i njihova upotreba za sintezu selenoproteina ne postoji u ljudskom organizmu. Pasivno apsorbirani anorganski selenit se - bez umjerenog skladištenja - izravno reducira u selenid u jetri djelovanjem glutation-reduktaze (enzima koji reducira glutation-disulfid na dva GSH molekule) i NADPH (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat). Anorganski selenat koji ulazi u krv aktivnom apsorpcijom mora se prvo pretvoriti u jetri u stabilniji oksidacijski oblik selenita prije nego što se može reducirati u selenid. Konverzija selenida u selenofosfat i njegova reakcija s tRNA vezanim serinom rezultira stvaranjem selenocisteina, koji se ugrađuje u proteine ovisne o selenu i enzimi pomoću tRNA. Selenit i selenat dostupni su kao prekursori za sintezu selenocisteina i stoga se koriste kao dodatak za nadoknađivanje akutnih nedostataka, na primjer u medicini intenzivne njege ili drugim kliničkim primjenama. Suprotno tome, SeMet i SeCys nisu izravno dostupni zbog njihove razgradnje, odnosno preoblikovanja, potrebnih za biosintezu SeCys. U skladu s tim, ne očekuju se akutni učinci od organskih oblika selena, zbog čega je SeMet, na primjer u kvascu, prikladniji za preventivne i dugoročne prihrane. Svi funkcionalno značajni selen-ovisni proteini ljudskog organizma sadrže selenocistein - biološki aktivan oblik selena. Suprotno tome, selenometionin ne obavlja niti jednu poznatu fiziološku funkciju u tijelu. SeMet djeluje samo kao metabolički neaktivan bazen selena (skladište selena), čija veličina (2-10 mg) ovisi o količini koja se alimentarno dostavlja (kroz hranu) i nije predmet homeostatske regulacije. Iz tog razloga, SeMet se zadržava (zadržava) u organizmu duže od selenocisteina i anorganskog selena, što dokazuje, na primjer, dulji poluživot - SeMet: 252 dana, selenit: 102 dana - i veće koncentracije selena u krvnom serumu i eritrociti nakon oralnog uzimanja SeMet-a u usporedbi s jednakim količinama anorganskih oblika selena.
izlučivanje
Izlučivanje selena ovisi i o pojedinačnom statusu selena i o oralnoj količini. Selen se izlučuje uglavnom kroz bubreg u mokraći kao trimetilselenijev ion (Se (CH3) 3+), koji nastaje iz selenida višestrukom metilacijom (prijenosom metilnih (CH3) skupina). U regijama siromašnim selenom u Europi može se zabilježiti bubrežno izlučivanje selena od 10-30 µg / l, dok se u dobro opskrbljenim područjima, poput SAD-a, može izmjeriti koncentracija selena u urinu od 40-80 µg / l. U dojilja se može očekivati dodatni gubitak selena - ovisno o oralno unesenoj količini - od 5-20 µg / l majčino mlijeko. Kada se unose veće količine selena, oslobađanje kroz pluća postaje važnije, s hlapljivim metil-spojevima selena, poput češnjak-mirisni dimetil selenid (Se (CH3) 2) izveden iz selenida, koji se oslobađa dahom ("dah češnjaka") - rani znak opijenosti (trovanja). Za razliku od ostalih elementi u tragovima, Kao što su željezo, bakari cink, čija se homeostaza kontrolira uglavnom crijevnom apsorpcijom, homeostatska regulacija selena javlja se uglavnom putem bubrežnog izlučivanja, a u slučaju suviška selena, dodatno disanjem. Dakle, u slučaju nedovoljne opskrbe selenom, bubrežno izlučivanje (izlučivanje) je smanjeno, a u slučaju povećane opskrbe selenom, eliminacija putem urina ili disanja se povećava.
