Selēns: definīcija, sintēze, absorbcija, transports un izplatīšana

Selēns ir ķīmiskais elements, uz kura ir elementa simbols Se. Periodiskajā tabulā tam ir atomu skaitlis 34, un tas ir 4. periodā un 6. galvenajā grupā. Tādējādi selēns pieder halogēniem (“rūdas veidotāji”). Zemes garozā selēns notiek oksidētās un mineralizētās formās ļoti dažādās koncentrācijās, lielu daudzumu parasti atrodot vulkāniskas izcelsmes iežos. Sakarā ar ģeogrāfiski atšķirīgo selēna saturu augsnēs selēns koncentrācija augu pārtikas produkti ir pakļauti arī lielām reģionālām atšķirībām. Lielā daļā Centrāleiropas un Ziemeļeiropas un daudzos citos pasaules reģionos augsnē ir izteikti slikti selēna, tāpēc Vācijā augu selēna avoti tikai nedaudz veicina selēna piegādi. Smagie metāli, Piemēram, kadmijs, dzīvsudrabs, vadīt un arsēnsun augsnes paskābināšana ar amonija sulfātu saturošiem mēslošanas līdzekļiem vai sērskābe lietus var vēl vairāk samazināt pieejamo selēna savienojumu daļu augsnes vielā un līdz ar to selēna saturu augos, veidojot slikti šķīstošus kompleksus - selenīdus. Turpretī selēns koncentrācija dzīvnieku izcelsmes pārtikas produktos dažreiz ir ļoti augsts un nav pakļauts lielām svārstībām, kas ir saistīts ar plašu barošanu ar selēnu saturošiem minerālu maisījumiem - līdz 500 µg selēna / kg ķermeņa svara / dienā - ES valstīs, īpaši cūkām un mājputnus labākas augšanas nolūkos, veselība reproduktīvā veiktspēja (reproduktīvais potenciāls). Selēns koncentrācija pārtikas produkts ir atkarīgs ne tikai no tā izcelsmes (auga, dzīvnieka) un ģeogrāfiskās izcelsmes, bet arī no tā olbaltumvielu satura, jo selēns bioloģiskajā materiālā pārsvarā atrodas olbaltumvielu frakcijā - saistīts ar noteiktiem aminoskābes. Attiecīgi ar selēnu bagāti pārtikas produkti jo īpaši ietver olbaltumvielām bagātus dzīvnieku izcelsmes produktus, piemēram, zivis, gaļu, subproduktus un olas. Tāpat pākšaugi (pākšaugi), rieksti, piemēram, Brazīlijas rieksti, sēklas, piemēram, sezams, un sēnes, piemēram, cūkas, var būt labs selēna avots, jo to olbaltumvielu saturs dažkārt ir liels. Graudi, kas ievesti no Ziemeļamerikas, arī ir labs selēna avots, jo augsnē ir daudz selēna. Selēns kā būtisks mikroelements ir ķīmiski saistīts ar minerālu sērs. Augos un dzīvniekos selēns tiek iekļauts aminoskābē metionīns (Met) vai cisteīns (Cys) vietā sērs. Šī iemesla dēļ selēns pārtikas produktos ir vēlams organiskā veidā kā selēnu saturošs aminoskābes - augu pārtikas produktos un ar selēnu bagātajos raugos kā selenometionīns (SeMet) un dzīvnieku barībā kā selenocisteīns (SeCys). Kā proteīnogēns aminoskābes, SeMet un SeCys tiek izmantoti cilvēka organismā olbaltumvielu biosintēzei, SeMet iekļaujot proteīni vietā metionīns un SeCys kā 21. proteīnogēnā aminoskābe. Neorganiskie selēna savienojumi, piemēram, nātrijs selenītam (Na2SeO3) un nātrija selenātam (Na2SeO4) ir mazāka nozīme vispārpieņemtajos tradicionālajos pārtikas produktos un lielāka loma uztura bagātinātāji un medikamenti, kuriem tos pievieno papildināšanai (uztura bagātinātājiem) un terapija.

Absorbcija

Absorbcija (uzņemšana caur zarnām) selēns notiek galvenokārt augšdaļā tievā zarnā-divpadsmitpirkstu zarnas (divpadsmitpirkstu zarnas) un proksimālās tukšās zarnas (tukšās zarnas), atkarībā no saistīšanās veida. Uztura selēns tiek piegādāts galvenokārt organiskā formā kā selenometionīns un selenocisteīns. Tā kā selenometionīns seko metabolisma ceļam metionīns, tas tiek aktīvi izmantots divpadsmitpirkstu zarnas (tievā zarnā) autors nātrijs- atkarīgs neitrālu aminoskābju transportieris enterocītos (tievās zarnas šūnās epitēlijs). Līdz šim ir maz zināms par zarnu molekulāro mehānismu absorbcija (uzņemšana) selenocisteīna. Tomēr ir pierādījumi, ka selenocisteīns netiek absorbēts tāpat kā aminoskābe cisteīns, bet seko aktīvajam nātrijs no gradienta atkarīgs transporta aminoskābes transports skābes piemēram, lizīna un arginīnsNeorganiskais selenāts (SeO42-), ko piegādā ar uzturu bagātinātāji or narkotikas ķīmisko līdzību dēļ izmanto to pašu transportēšanas ceļu kā sulfāts (SO42-), un tādējādi to aktīvi absorbē nātrija atkarīgais nesēja starpniecības mehānisms. Turpretī zarnu absorbcija neorganiskā selenīta (SeO32-) daudzums notiek pasīvās difūzijas ceļā. Selēna absorbcijas ātrums ir atkarīgs no veida (organiskā, neorganiskā), daudzuma un avota (pārtika, dzēriens, papildināt), kā arī par mijiedarbību (mijiedarbību) ar pārtikas sastāvdaļām. Individuālais selēna statuss neietekmē absorbcijas ātrumu. Principā biopieejamība organisko formu selēns ir augstāks nekā neorganisko formu. Kamēr selenometionīna un selenocisteīna absorbcijas ātrums ir no 80% līdz gandrīz 100%, neorganiskie selēna savienojumi selenāts un selenīts tiek absorbēti tikai 50-60%. Augu pārtikas selēns ir vairāk biopieejams (85–100%) nekā dzīvnieku izcelsmes pārtikas produkts (~ 15%). Lai gan zivis ir ārkārtīgi bagātas ar selēnu, tikai 50% mikroelementu absorbē, piemēram, tunzivis. Tomēr vairumā gadījumu zivju absorbcijas līmenis ir <25%. Kopumā a biopieejamība no selēna var sagaidīt no jauktas uzturs. Salīdzinot ar uzturs, selēna absorbcija no ūdens ir zems. Mijiedarbība (mijiedarbība) ar citiem pārtikas komponentiem vai narkotikas ar aminoskābēm saistītās selēna formās notiek mazāk nekā ar neorganisko selenītu un selenātu. Tādējādi augsts sērs (sulfāts, tiosulfāts utt.) un smagie metāli, piemēram, molibdēns, kadmijs, dzīvsudrabs, vadīt un arsēns, Kas uzturs, piemēram, kultūraugu piesārņošana (piesārņošana) ar skābu lietu utt., var samazināt biopieejamība samazinātu selenāta (SeO42-) biopieejamību, veidojot nešķīstošus kompleksus - selenīdus - vai bloķējot transporta proteīni enterocītu (tievās zarnas šūnas) otas robežas membrāna epitēlijs). Selenīta (SeO32-) absorbciju zarnās veicina cisteīns (sēru saturoša aminoskābe), glutations (GSH, antioksidants sastāv no trim amino skābes glutamāts, cisteīns un glicīns) un fizioloģiskais (normāls metabolismam) C vitamīna (askorbīnskābe), un to inhibē augstadeva C vitamīna pārvalde (≥ 1 g / dienā) selenīta samazināšanās dēļ. Visbeidzot, terapeitiskos līdzekļus, kas satur selenītu, nedrīkst lietot kopā ar augstudeva askorbīnskābes preparāti.

Transports un izplatīšanās organismā

Pēc absorbcijas selēns nonāk pie aknas izmantojot portālu vēnas. Tur selēns uzkrājas proteīni veidot selenoproteīnus-P (SeP), kas tiek izdalīti (izdalīti) asinīs un pārvieto mikroelementu uz ārpushepatisko (“ārpus aknas“) Audi, piemēram, smadzenes un niere. SeP satur aptuveni 60-65% selēna, kas atrodams asinis plazma. Kopējais selēna ķermeņa daudzums pieaugušajam ir aptuveni 10-15 mg (0.15-0.2 mg / kg ķermeņa svara). Selēns ir atrodams visos audos un orgānos, kaut arī tā sadale ir nevienmērīga. Visaugstākā koncentrācija ir atrodama aknas, nieres, sirds, aizkuņģa dziedzeris (aizkuņģa dziedzeris), liesa, smadzenesdzimumdziedzeri (dzimumdziedzeri) - īpaši sēklinieki (sēklinieki), eritrocīti (sarkans asinis šūnas) un trombocīti (asins trombocīti) [6-8, 10, 16, 28, 30, 31]. Tomēr skeleta muskuļos ir vislielākais selēna īpatsvars to lielā svara dēļ. Tur tiek uzglabāti 40-50% ķermeņa selēna krājumu. Augsts selēna saturs niere bieži rodas nešķīstošo selenīdu (metāla selēna savienojumu) nogulsnēšanās rezultātā palielinātas iedarbības uz smagie metāli, Piemēram, dzīvsudrabs (amalgamas iedarbība) un kadmijs. Intracelulāri (šūnas iekšienē) un ārpusšūnu (ārpus šūnas) selēns pārsvarā atrodas ar olbaltumvielām saistītā formā un gandrīz nekad nav brīvā formā. Kaut arī mikroelements šūnās, piemēram, eritrocīti, neitrofilo granulocītu (balts asinis šūnas, kā fagocīti (“attīrīšanas šūnas”) ir iedzimtas imūnās aizsardzības sastāvdaļa ar pretmikrobu iedarbību), limfocīti (baltās asins šūnas no iegūtās imūnās aizsardzības → B šūnas, T šūnas, dabiskās šūnas-šūnas, kas atpazīst svešas vielas, piemēram, baktērijas un vīrusiun noņemiet tos ar imunoloģiskām metodēm) un trombocīti, darbojas kā daudzu neatņemama sastāvdaļa fermenti un olbaltumvielas, piemēram, glutationa peroksidāzes (GSH-Px, antioksidants aktīvs → organisko samazināšana peroksīdi uz ūdens) un selenoproteīni-W (SeW, muskuļu un citu audu sastāvdaļa), tas ārpusšūnu telpā ir saistīts ar plazmas olbaltumvielām, piemēram, selenoproteīnu-P (primārais selēna nesējs mērķa audiem), beta-globulīnu un albumīns. Selēna koncentrācija asins plazmā parasti ir zemāka nekā eritrocīti. Izotops sadale pētījumi ir parādījuši, ka selēna deficīta klātbūtnē notiek selēna baseinu pārdale, tāpēc selēna iekļaušanās dažos selenoproteīnos galvenokārt notiek noteiktos audos un orgānos, salīdzinot ar citiem - “selenoproteīnu hierarhija” [1, 7-9, 25] . Šajā procesā selēns tiek ātri mobilizēts no aknām un muskuļiem par labu endokrīnajiem audiem, reproduktīvajiem orgāniem (reproduktīvajiem orgāniem) un centrālajiem nervu sistēmaspiemēram, lai palielinātu fosfolipīdu hidroperoksīda-GSH-Px (PH-GSH-Px, antioksidants aktīvs → samazinājums peroksīdi uz ūdens) vai dejodāze (vairogdziedzera aktivizēšana un dezaktivēšana hormoni → prohormona pārveidošana tiroksīns (T4) uz aktīvo trijodtironīnu (T3) un T3 un reverso T3 (rT3) uz neaktīvo diiodotironīnu (T2)) svarīgām ķermeņa funkcijām. Sakarā ar selēna pārdali starp orgāniem un šūnu tipiem ar nelielu piegādi daži no selenoenzīmiem paliek prioritāri aktīvi, bet citi uzrāda relatīvi strauju aktivitātes zudumu. Attiecīgi olbaltumvielām, kas novēloti reaģē ar selēna deficīta aktivitātes samazināšanos un kuras var ātrāk aktivizēt ar selēna aizstāšanu (uztura bagātināšana ar selēnu), šķiet, ir lielāka nozīme salīdzinājumā ar citiem organisma selenoproteīniem. Lai noteiktu selēna statusu, gan selēna koncentrācija asins plazmā (normāls diapazons: 50-120 µg / l; īstermiņa izmaiņu indikators - akūts selēna statuss), gan selēna koncentrācija eritrocītos (ilgtermiņa parametrs), kas saistīta ar hemoglobīns saturs tiek izmantots. Tā kā selēns plazmā pārsvarā ir saistīts ar selenoproteīnu-P, kas ir negatīvs akūtas fāzes proteīns (olbaltumvielas, kuru seruma koncentrācija samazinās akūta iekaisuma laikā), aknu disfunkcija, iekaisuma reakcijas vai proinflammatorisku (iekaisumu veicinošu) citokīnu izdalīšanās, piemēram, kā interleikīns-1, interleikīns-6 vai audzējs nekroze alfa faktors (TNF-alfa), var traucēt selēna statusa noteikšanu asins plazmā. Līdzīgi nepietiekams uzturs, hipalbuminēmija (samazināta plazmas olbaltumvielu koncentrācija albumīns), hroniska dialīze (asins attīrīšanas procedūra hroniskām nieru mazspēja) un asins pārliešana (sarkano asins šūnu koncentrātu intravenoza infūzija) var izraisīt nepatiesus rezultātus selēna statusa analīzē asinīs.

Vielmaiņa

No uztura iegūto selenometionīnu pēc tā absorbcijas sēru saturošās aminoskābes metionīna vietā var specifiski metabolizēt tādos proteīnos kā albumīns (asins plazmas olbaltumvielas), selenoproteīni-P un -W un hemoglobīns (dzelzs- satur, skābeklis (O2) - eritrocītu sarkano asins pigmentu), īpaši skeleta muskuļu, bet arī eritrocītu, aknu, aizkuņģa dziedzera, nieru un kuņģis. Metionīna apmaiņa pret SeMet olbaltumvielu biosintēzē ir atkarīga no uztura selenometionīna un metionīna attiecības un, šķiet, nav homeostatiski kontrolēta. Olbaltumvielu un aminoskābju noārdīšanās laikā selēns izdalās attiecīgi no SeMet saturošiem proteīniem un selenometionīna un tiek izmantots selenocisteīna biosintēzei - transselenācijas procesam. Absorbētais selenometionīns, kas nav iestrādāts olbaltumvielās, transsulfurācijas ceļā aknās tiek tieši pārveidots par selenocisteīnu. Perorāli ievadīts selenocisteīns vai selenocisteīns, kas veidojas SeMet konversijas rezultātā, aknās noārdās ar noteiktu piridoksālu fosfāts (PALP, aktīvā GTA forma) piridoksīna (vitamīns B6)) - atkarīgā liāze no aminoskābes serīna un selenīda (selēna un H2S savienojums). Kamēr serīnu saista SeCys specifiskā pārneses RNS (tRNS, īss ribonukleīnskābe molekula, kas nodrošina amino skābes olbaltumvielu biosintēzē) selenīds tiek pārveidots par selenofosfātu, kas reaģē ar serīnu, veidojot selenocisteīnu. Iegūtā SeCys ielādētā tRNS padara selenocisteīnu pieejamu iekļaušanai selēna atkarīgo olbaltumvielu peptīdu ķēdē un fermenti. Cilvēka organismā nav iespēju pārnest iekšķīgi uzņemtus SeCys vai SeCys, kas rodas SeMet degradācijas rezultātā, tieši uz atbilstošajām tRNS un izmantot tos selenoproteīnu sintēzei. Pasīvi absorbētais neorganiskais selenīts bez starpposma uzglabāšanas aknās tiek tieši reducēts par selenīdu, darbojoties glutationa reduktāzei (fermentam, kas reducē glutationa disulfīdu līdz diviem GSH molekulas) un NADPH (nikotīnamīda adenīna dinukleotīds fosfāts). Neorganiskais selenāts, kas asinīs nonāk aktīvās absorbcijas ceļā, vispirms aknās jāpārveido par stabilāku oksidācijas formu selenītu, pirms to var reducēt par selenīdu. Selenīda pārveidošana par selenofosfātu un tā reakcija ar serumu, kas saistīts ar tRNS, rada selenocisteīna veidošanos, kas tiek iekļauts selēnā atkarīgos proteīnos un fermenti izmantojot tRNS. Selenīts un selenāts ir akūti pieejami kā prekursori selenocisteīna sintēzei, un tāpēc tos lieto papildināšanai, lai kompensētu akūtus trūkumus, piemēram, intensīvās terapijas medicīnā vai citos klīniskos pielietojumos. Turpretim SeMet un SeCys nav tieši akūti pieejami to degradācijas un pārveidošanas dēļ, kas nepieciešami SeCys biosintēzei. Attiecīgi no organisko selēna formām nav sagaidāma akūta ietekme, tāpēc SeMet, piemēram, raugā, ir piemērotāks profilaktiskai un ilgstošai papildināšanai. Visi funkcionāli nozīmīgie cilvēka organisma selēna atkarīgie proteīni satur selenocisteīnu - bioloģiski aktīvu selēna formu. Turpretī selenometionīns organismā neveic nekādas zināmas fizioloģiskas funkcijas. SeMet darbojas tikai kā metaboliski neaktīvs selēna baseins (selēna uzglabāšana), kura lielums (2–10 mg) ir atkarīgs no uztura (ar pārtiku) piegādātā daudzuma un uz to neattiecas homeostatiskā regulēšana. Šī iemesla dēļ SeMet organismā tiek saglabāts (aizturēts) ilgāk nekā selenocisteīns un neorganiskais selēns, par ko liecina, piemēram, ilgāks pussabrukšanas periods - SeMet: 252 dienas, selenīts: 102 dienas - un augstāka selēna koncentrācija asins serumā un eritrocīti pēc perorālas SeMet uzņemšanas, salīdzinot ar vienādu neorganisko selēna formu daudzumu.

Izdalīšanās

Selēna izdalīšanās ir atkarīga gan no individuālā selēna statusa, gan no iekšķīgi ievadītā daudzuma. Selēns izdalās galvenokārt caur niere urīnā kā trimetilselēna jons (Se (CH3) 3+), kas veidojas no selenīda, veicot daudzkārtēju metilēšanu (pārnesot metilgrupas (CH3)). Selēna nabadzīgajos Eiropas reģionos var reģistrēt selēna izdalīšanos caur nierēm 10-30 µg / l, savukārt labi apgādātās vietās, piemēram, ASV, var izmērīt selēna koncentrāciju urīnā 40-80 µg / l. Sievietēm, kas baro bērnu ar krūti, var sagaidīt papildu selēna zudumu - atkarībā no iekšķīgi uzņemtā daudzuma - 5-20 µg / l, izmantojot mātes piens. Kad tiek uzņemts lielāks selēna daudzums, izdalīšanās caur plaušām kļūst svarīgāka ar gaistošajiem metilselēna savienojumiem, piemēram, ķiploki- smaržojošs dimetil-selenīds (Se (CH3) 2), kas iegūts no selenīda, izdalās caur elpu (“ķiploku elpa”) - agrīna reibuma (saindēšanās) pazīme. Pretstatā citiem mikroelementi, Piemēram, dzelzs, varš, un cinks, kuras homeostāzi kontrolē galvenokārt zarnu absorbcija, selēna homeostatiskā regulēšana notiek galvenokārt caur nierēm (kas ietekmē nieres), un selēna pārpalikuma gadījumā papildus ar elpošanu. Tādējādi nepietiekama selēna piegādes gadījumā tiek samazināta izdalīšanās caur nierēm (izdalīšanās) un, palielinoties selēna daudzumam, Eliminācijas caur urīnu vai elpošana ir palielināta.