Selén je chemický prvok, ktorý nesie symbol prvku Se. V periodickej tabuľke má atómové číslo 34 a je vo 4. perióde a 6. hlavnej skupine. Preto selén patrí medzi chalkogény („tvorcovia rúd“). V zemskej kôre, selén vyskytuje sa v oxidovaných a mineralizovaných formách vo veľmi rozdielnych koncentráciách, pričom veľké množstvo sa zvyčajne nachádza v horninách vulkanického pôvodu. Z dôvodu geograficky sa meniaceho obsahu selénu v pôdach, selénu koncentrácie rastlinných potravín tiež podlieha veľkým regionálnym zmenám. Vo veľkých častiach strednej a severnej Európy a v mnohých ďalších regiónoch sveta sú pôdy výrazne chudobné na selén, a preto v Nemecku rastlinné zdroje selénu prispievajú k dodávkam selénu iba mierne. Ťažké kovy, Ako sú kadmium, ortuť, viesť a arzéna okyslenie pôdy hnojivami obsahujúcimi síran amónny alebo kyselina sírová dážď môže ďalej znižovať podiel dostupných zlúčenín selénu v pôdnej látke a tým aj obsah selénu v rastlinách tvorbou zle rozpustných komplexov - selenidov. Naproti tomu selén koncentrácie v potravinách živočíšneho pôvodu je niekedy veľmi vysoká a nepodlieha veľkým výkyvom, čo je spôsobené rozsiahlym kŕmením minerálnymi zmesami bohatými na selén - až 500 µg selénu / kg telesnej hmotnosti / deň - v krajinách EÚ, najmä pre ošípané a hydina z dôvodu lepšieho rastu, zdravie a reprodukčný výkon (reprodukčný potenciál). Selén koncentrácie potravín závisí nielen od ich pôvodu (rastlín, zvierat) a geografického pôvodu, ale aj od ich obsahu bielkovín, pretože selén v biologickom materiáli je väčšinou prítomný v bielkovinovej frakcii - viazanej na určité aminokyseliny. Potraviny bohaté na selén teda zahŕňajú najmä živočíšne produkty bohaté na bielkoviny, ako sú ryby, mäso, droby a vajcia. Rovnako tak strukoviny (strukoviny), orechy, napríklad para orechy, semená, ako je sezam, a huby, napríklad hríbové hríby, môžu byť dobrým zdrojom selénu pre niekedy vysoký obsah bielkovín. Zrná dovezené zo Severnej Ameriky sú tiež dobrým zdrojom selénu kvôli pôdam bohatým na selén. Ako základný stopový prvok selén chemicky súvisí s minerálom síra. V rastlinách a zvieratách je selén zabudovaný do aminokyseliny metionín (Met) alebo cysteín (Cys) namiesto síra. Z tohto dôvodu sa selén nachádza v potravinách, prednostne v organickej forme ako obsahujúci selén aminokyseliny - v rastlinných potravinách a kvasinkách bohatých na selén ako selenometionín (SeMet) a v živočíšnych potravinách ako selenocysteín (SeCys). Ako proteinogénne aminokyseliny, SeMet a SeCys sa používajú v ľudskom organizme na biosyntézu bielkovín, pričom SeMet je začlenený do proteíny MIESTO metionín a SeCys ako 21. proteinogénna aminokyselina. Anorganické zlúčeniny selénu, ako napr sodík seleničitan (Na2SeO3) a seleničnan sodný (Na2SeO4) hrajú menej dôležitú úlohu v konvenčných potravinách na všeobecnú konzumáciu a viac hrajú úlohu v stravovacích návykoch. doplnky a lieky, do ktorých sa pridávajú na doplnenie (doplnok výživy) a terapie.
Vstrebávanie
Vstrebávanie (príjem cez črevo) selénu sa vyskytuje prevažne v hornej časti tenké črevo-dvanástnik (duodenum) a proximálne jejunum (jejunum), v závislosti od spôsobu väzby. Diétny selén sa dodáva hlavne v organickej forme ako selenometionín a selenocysteín. Pretože selenometionín sleduje metabolickú dráhu metionín, je aktívne prijímaný do systému dvanástnik (tenké črevo) a sodíknezávislý transportér neutrálnych aminokyselín do enterocytov (bunky tenkého čreva epitel). O molekulárnom mechanizme čriev je doposiaľ známe iba málo vstrebávanie (absorpcia) selenocysteínu. Existujú však dôkazy, že selenocysteín sa neabsorbuje ako aminokyselina cysteín, ale sleduje aktívne sodík transportný mechanizmus závislý od gradientu pre základnú amino kyseliny ako lyzín a arginín. Anorganický selenát (SeO42-) dodávaný prostredníctvom stravy doplnky or drogy využíva rovnakú transportnú cestu ako síran (SO42-) kvôli chemickým podobnostiam a je tak aktívne absorbovaný mechanizmom sprostredkovaným nosičom závislým od sodíka. Naproti tomu črevné vstrebávanie anorganického seleničitanu (SeO32-) nastáva pasívnou difúziou. Rýchlosť absorpcie selénu závisí od typu (organického, anorganického), množstva a zdroja (potraviny, nápoje, doplnok) dodávaných zlúčenín selénu a o interakcii (interakcii) s potravinovými zložkami. Individuálny stav selénu nemá vplyv na rýchlosť absorpcie. V zásade platí, že biologická dostupnosť organických foriem selénu je vyššia ako anorganických foriem. Zatiaľ čo selenometionín a selenocysteín majú absorpčnú rýchlosť 80% až takmer 100%, anorganické zlúčeniny selénu seleničitan a seleničitan sú absorbované iba 50-60%. Selén z rastlinných potravín je biologicky dostupnejší (85 - 100%) ako zo živočíšnych potravín (~ 15%). Aj keď sú ryby mimoriadne bohaté na selén, napríklad z tuniaka sa absorbuje iba 50% stopových prvkov. Vo väčšine prípadov je však miera absorpcie z rýb <25%. Celkovo a biologická dostupnosť zo zmiešaného materiálu možno očakávať obsah selénu v rozmedzí 60 - 80% strava. V porovnaní s stravaabsorpcia selénu z voda je nízky. interakcie (interakcie) s inými zložkami potravy alebo drogy vyskytujú sa menej u foriem selénu viazaných na aminokyseliny ako u anorganického seleničitanu a seleničitanu. Teda vysoký obsah síra (síran, tiosíran atď.) a ťažké kovy, ako je molybdén, kadmium, ortuť, viesť a arzén, V roku strava, napríklad kontamináciou (znečistením) plodín kyslými dažďami atď., môže znížiť biologická dostupnosť selénu znížiť biologickú dostupnosť seleničitanu (SeO42-) tvorbou nerozpustných komplexov - selenidov - alebo blokovaním transportu proteíny membrány hraníc kefky enterocytov (bunky tenkého čreva epitel). Črevnú absorpciu seleničitanu (SeO32-) podporuje cysteín (aminokyselina obsahujúca síru), glutatión (GSH, antioxidant zložený z troch amino kyseliny glutamát, cysteín a glycín) a fyziologické množstvá (normálne pre metabolizmus) vitamín C (kyselina askorbová) a inhibovanádávka vitamín C správa (≥ 1 g / deň) v dôsledku zníženia seleničitanu. A nakoniec, terapeutické látky obsahujúce seleničitan by sa nemali brať spolu sdávka prípravky kyseliny askorbovej.
Transport a distribúcia v tele
Po absorpcii selén putuje do pečeň cez portál žila. Tam sa selén hromadí dovnútra proteíny tvoriť selenoproteíny-P (SeP), ktoré sa vylučujú (vylučujú) do krvi a transportujú stopový prvok do extrahepatálnych („mimo pečeň„) Tkanivá, ako napríklad mozog a oblička. SeP obsahuje približne 60-65% selénu nájdeného v krv plazma. Celková zásoba selénu v tele je u dospelých asi 10 - 15 mg (0.15 - 0.2 mg / kg telesnej hmotnosti). Selén sa nachádza vo všetkých tkanivách a orgánoch, hoci distribúcia je nerovný. Najvyššie koncentrácie sa nachádzajú v pečeň, obličky, srdce, pankreas (pankreas), slezina, mozog, pohlavné žľazy (pohlavné žľazy) - najmä semenníky (semenníky), erytrocyty (červená krv bunky) a doštičky (krvné doštičky) [6-8, 10, 16, 28, 30, 31]. Avšak kostrové svaly majú najväčší podiel selénu kvôli ich vysokej hmotnosti. Tam je uložených 40-50% zásob selénu v tele. Vysoký obsah selénu v oblička často vzniká v dôsledku usadenín nerozpustných selenidov (zlúčenín kov-selén) v dôsledku zvýšeného vystavenia účinkom ťažké kovy, Ako sú ortuť (expozícia amalgámu) a kadmium. Intracelulárne (vo vnútri bunky) a extracelulárne (mimo bunky) je selén prevažne prítomný vo forme viazanej na bielkoviny a takmer vôbec nie vo voľnej forme. Zatiaľ čo stopový prvok v bunkách, ako napr. erytrocyty, neutrofilné granulocyty (biely krv bunky ako fagocyty („zachytávajúce bunky“) súčasť vrodenej imunitnej obrany s antimikrobiálnym účinkom), lymfocyty (biele krvinky získanej imunitnej obrany → B bunky, T bunky, prirodzené zabíjačské bunky, ktoré rozpoznávajú cudzie látky, ako napr baktérie a vírusya odstrániť ich imunologickými metódami) a doštičky, funguje ako integrálna súčasť mnohých enzýmy a proteíny, ako sú glutatiónperoxidázy (GSH-Px, antioxidant aktívny → redukcia organ peroxidy na voda) a selenoproteíny-W (SeW, zložka svalov a iných tkanív), je v extracelulárnom priestore viazaný na plazmatické bielkoviny, ako je selenoproteín-P (primárny transportér selénu do cieľových tkanív), beta-globulín a bielkovina. Koncentrácia selénu v krvnej plazme je zvyčajne nižšia ako v erytrocyty. Izotop distribúcia štúdie ukázali, že pri nedostatku selénu dochádza k redistribúcii zásob selénu, takže k zabudovaniu selénu do niektorých selenoproteínov dochádza prednostne v určitých tkanivách a orgánoch pred ostatnými - „hierarchia selenoproteínov“ [1, 7-9, 25] . V tomto procese je selén rýchlo mobilizovaný z pečene a svalov v prospech endokrinných tkanív, reprodukčných orgánov (reprodukčných orgánov) a centrálnej nervový systémnapríklad na zvýšenie aktivity fosfolipidhydroperoxidu-GSH-Px (PH-GSH-Px, antioxidant aktívny → zníženie o peroxidy na voda) alebo dijodáza (aktivácia a deaktivácia štítnej žľazy hormóny → premena prohormónu tyroxín (T4) na aktívny trijódtyronín (T3) a T3 a reverzne T3 (rT3) na neaktívny dijódtyronín (T2)) pre dôležité funkcie tela. V dôsledku redistribúcie selénu medzi orgánmi a bunkovými typmi, ktoré sú obmedzené, ostávajú niektoré selenoenzýmy prednostne aktívne, zatiaľ čo iné vykazujú pomerne rýchlu stratu aktivity. V súlade s tým sa proteíny, ktoré reagujú neskoro so znížením aktivity pri deficite selénu a môžu sa rýchlejšie reaktivovať substitúciou selénom (doplnok stravy so selénom), zdajú byť dôležitejšie v porovnaní s inými selenoproteínmi v organizme. Na stanovenie stavu selénu sa koncentrácia selénu v krvnej plazme (normálne rozmedzie: 50 - 120 µg / l; indikátor krátkodobých zmien - akútny stav selénu) a koncentrácia selénu v erytrocytoch (dlhodobý parameter) vzťahovali na hemoglobín obsahu. Pretože selén v plazme sa viaže predovšetkým na selenoproteín-P, čo je negatívny proteín akútnej fázy (bielkoviny, ktorých koncentrácia v sére klesá počas akútneho zápalu), dysfunkcia pečene, zápalové reakcie alebo uvoľňovanie prozápalových (zápal podporujúcich) cytokínov, ako sú napr. ako interleukín-1, interleukín-6 alebo nádor nekróza faktor-alfa (TNF-alfa), môže interferovať s určením stavu selénu v krvnej plazme. Podobne podvýživa, hypalbuminémia (znížená koncentrácia plazmatického proteínu bielkovina), chronické dialýza (postup čistenia krvi pri chronickom zlyhanie obličiek) a krvné transfúzie (intravenózna infúzia koncentrátov červených krviniek) môžu spôsobiť nesprávne výsledky analýzy stavu selénu v krvi.
metabolizmus
Selenometionín pochádzajúci z potravy môže byť po absorpcii nešpecificky metabolizovaný namiesto aminokyseliny metionínu obsahujúcej síru na proteíny, ako sú napr. bielkovina (proteín krvnej plazmy), selenoproteín-P a -W a hemoglobín (železo-obsahujúce, kyslík (O2) - prenášajúci červený krvný pigment erytrocytov), najmä kostrového svalstva, ale aj erytrocytov, pečene, pankreasu, obličiek a žalúdok. Výmena metionínu za SeMet v biosyntéze bielkovín závisí od potravinového pomeru selenometionínu k metionínu a nezdá sa, že by bol homeostaticky kontrolovaný. Počas degradácie proteínov a aminokyselín sa selén uvoľňuje z proteínov obsahujúcich SeMet a selenometionínu a používa sa na biosyntézu selenocysteínu - proces transselenácie. Absorbovaný selenometionín, ktorý nebol inkorporovaný do proteínov, sa priamo premieňa na selenocysteín v pečeni transsírovaním. Orálne dodávaný selenocysteín alebo selenocysteín tvorený konverziou SeMet sa odbúrava v pečeni špecifickým pyridoxalom. fosfát (PALP, aktívna forma pyridoxín (vitamín B6)) - lyáza závislá od aminokyseliny serínu a selenidu (zlúčenina selénu a H2S). Zatiaľ čo je serín viazaný na špecifickú transferovú RNA SeCys (tRNA, krátka kyselina ribonukleová molekula, ktorá poskytuje amino kyseliny v biosyntéze bielkovín) prechádza selenid premenou na selenofosfát, ktorý reaguje so serínom za vzniku selenocysteínu. Výsledná tRNA nabitá SeCys sprístupňuje selenocysteín na zabudovanie do peptidového reťazca proteínov závislých od selénu a enzýmy. V ľudskom organizme neexistuje možnosť prenosu perorálne požitého SeCys alebo SeCys, ktorý je výsledkom degradácie SeMet, priamo na zodpovedajúce tRNA a ich použitia na syntézu selenoproteínov. Pasívne absorbovaný anorganický seleničitan je - bez medziskladu - priamo redukovaný na selenid v pečeni pôsobením glutatiónreduktázy (enzým, ktorý redukuje glutatión disulfid na dva GSH molekuly) a NADPH (nikotínamid adenín dinukleotid fosfát). Anorganický seleničnan, ktorý vstupuje do krvi aktívnou absorpciou, sa musí najskôr v pečeni previesť na stabilnejšiu oxidačnú formu seleničitanu, aby sa mohol redukovať na selenid. Konverzia selenidu na selenofosfát a jeho reakcia s tRNA-viazaným serínom vedie k tvorbe selenocysteínu, ktorý je inkorporovaný do proteínov závislých od selénu a enzýmy pomocou tRNA. Selenit a selenát sú akútne dostupné ako prekurzory syntézy selenocysteínu, a preto sa používajú ako doplnok na kompenzáciu akútnych nedostatkov, napríklad v medicíne intenzívnej starostlivosti alebo v iných klinických aplikáciách. Naproti tomu SeMet a SeCys nie sú priamo akútne dostupné z dôvodu ich degradácie a remodelácie, ktoré sú potrebné pre biosyntézu SeCys. Preto sa neočakávajú žiadne akútne účinky organických selénových foriem, a preto je SeMet, napríklad v kvasniciach, vhodnejší na preventívne a dlhodobé dopĺňanie. Všetky funkčne významné proteíny závislé od selénu v ľudskom organizme obsahujú selenocysteín - biologicky aktívnu formu selénu. Na rozdiel od toho selenometionín nevykonáva v tele žiadnu známu fyziologickú funkciu. SeMet pôsobí iba ako metabolicky neaktívny zásobník selénu (skladovanie selénu), ktorého veľkosť (2 - 10 mg) závisí od množstva dodávaného potravou (potravou) a nepodlieha homeostatickej regulácii. Z tohto dôvodu je SeMet v tele zadržiavaný (zadržiavaný) dlhšie ako selenocysteín a anorganický selén, o čom svedčí napríklad dlhší polčas rozpadu - SeMet: 252 dní, selenit: 102 dní - a vyššie koncentrácie selénu v krvnom sére a erytrocyty po perorálnom podaní SeMetu v porovnaní s rovnakým množstvom anorganických foriem selénu.
vylučovanie
Vylučovanie selénu závisí ako od individuálneho stavu selénu, tak od množstva dodaného perorálne. Selén sa vylučuje hlavne oblička v moči ako trimetylseléniový ión (Se (CH3) 3+), ktorý je tvorený zo selenidu viacnásobnou metyláciou (prenos metylových (CH3) skupín). V európskych regiónoch chudobných na selén možno zaznamenať vylučovanie selénu obličkami 10 - 30 µg / l, zatiaľ čo v dobre zásobených oblastiach, ako napríklad USA, možno merať koncentráciu selénu v moči 40 - 80 µg / l. U dojčiacich žien možno očakávať ďalšiu stratu selénu - v závislosti od perorálne prijatého množstva - 5-20 µg / l prostredníctvom materské mlieko. Pri požití väčšieho množstva selénu sa stáva dôležitejším uvoľňovanie cez pľúca, a to prchavými zlúčeninami metyl-selénu, ako je napr. cesnakpáchnuci dimetylselenid (Se (CH3) 2) odvodený od selenidu, ktorý sa uvoľňuje dychom („cesnakový dych“) - skorý príznak intoxikácie (otravy). Na rozdiel od iných stopové prvky, Ako sú železo, meďa zinok, ktorých homeostáza je riadená hlavne intestinálnou absorpciou, dochádza k homeostatickej regulácii selénu hlavne vylučovaním obličkami (ovplyvňujúcimi obličky) a v prípade nadbytku selénu dodatočne dýchaním. Teda v prípade nedostatočného prísunu selénu je vylučovanie (vylučovanie) obličkami znížené a v prípade zvýšeného prísunu selénu eliminácia močom alebo dýchaním sa zvyšuje.
