Свойства селена, механизм транспорта и биохимических превращений в

II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся Старт в науке

Свойства селена, механизм транспорта и биохимических превращений в
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке “Файлы работы” в формате PDF

Введение

В последнее время интенсивно изучается роль селена в биохимических процессах, протекающих в живых организмах, поскольку он является необходимым ультрамикроэлементом, входящим в состав ферментов, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях [1-3].

В настоящее время многие хронические заболевания человека, такие как рак, атеросклероз, сердечно-сосудистые, артрит и др., связывают с недостаточностью селена [4-8].

Известно, что селен, входящий в состав глутатионпероксидазы, оказывает защитное действие от окислительного воздействия свободных радикалов, катализируя распад перекиси водорода или разложение гидроперекисей липидов, т.е. выполняет функции антиоксиданта [9,10].

Обнаружено [11], что неорганические соединения селена, используемые в качестве пищевых добавок, обладают политропным действием и способны поражать такие органы, как печень, почки, а также органы центральной нервной системы.

Соединения селена влияют на заживление органов и гомогенатов органов. Установлено, что накопление селена в мембранах субклеточных органелл определяется, прежде всего, высоким уровнем содержания витамина Е. Доказана вовлеченность селена в процесс фоторецепции. Селен определяет нормальное течение эмбриогенеза.

Для селена выявлено ДНК-тропное действие. Так, при внесении в реакционную среду различных соединений селена происходит ингибирование синтеза РНК.

Было установлено, что рак чаще диагностировали у людей с низкими концентрациями селена в крови. Вероятно, при снижении концентрации селена в крови активируется процесс транскрипции и связанный с ним процесс злокачественного роста.

Селен оказывает защитное действие против некоторых видов рака у экспериментальных животных.

Селен защищает против токсичности некоторых ксенобиотиков, например параквата, оказывающим свое токсическое действие через усиление переокисления липидов. Дефицит селена усугублял повреждение легких у крыс, вызываемое паракватом, и приводил к повреждению печени, которое не наблюдалось у контрольных животных, подвергавшихся воздействию этого соединения.

Селен оказывает защитное действие при острых и хронических отравлениях ртутью. Было показано, что удовлетворительные с позиций питания концентрации селена в рационе снижают хроническую токсичность метилртути.

  1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

    1. Роль селена в биохимических процессах

В возникновении многих патологических процессов значительную роль играет свободно-радикальное окисление липидов биологических мембран, которое приводит к нарушению клеточного метаболизма.

Своевременное ингибирование свободно-радикального окисления липидов может способство-вать предотвращению развития патологических процессов. Наиболее значимая биологическая функция селена в организме человека, животных и птиц состоит в обеспечении эффективной работы защитной антиоксидантной системы организма.

Cелен участвует в функционировании глутатионпероксидазы и каталазы, предохраняя клеточные мембраны от окислительной деструкции [12].

Обнаружено [13,14], что 4Н-cеленопираны обладают высокой анти-микробной ак­­тив­­ностью в от­ношении стафилококков и грибов рода Кандида. LD50, оп­ре­де­­ленная при од­но­крат­ном внутрибрюшинном введении белым мышам, бы­ла более 700мг/кг.

На клинических штаммах, выделенных от гнойносеп­ти­чес­­ких боль­ных в хирургических клиниках, которые были устойчивы к пенициллину, стреп­томицину, левометицину, ампицил­лину, мономицину, а штаммы Кандида к нистатину, леворину, амфотерицину МБСК для ука­зан­ных объек­тов нахо­дит­ся в пределах 0,78-6 мкг/мл [13,14]. Высокую противоста­фило­кок­ковую и антигриб­ко­вую активность проявляют соли селенопирилия, которые также могут подавлять репродукцию фагов и зна­чи­тельно превос­хо­дят та­кие противоопухолевые ан­ти­био­­тики, как рубомицин и блеомицин [15,16].

В последние годы найдена взаимосвязь в орга­низмах человека и животных между селеном и другими микроэле­мен­тами такими как: цинк, иод, медь и др.[17, 18].

Изучение различных аспектов биологического действия селенорга-нических соединений позволит выяснить вероятный механизм антибакте-риального, а также антиоксидантного действия изучаемых соединений и на основе полученной информации синтезировать новые более эффективные малотоксичные препараты селена. Структура халькогенсодержащих арил-алифатических 1,5 – дикетонов позволяет рассматривать их как потен-циальные антиоксиданты, взаимодействующие как с гидроперекисями, так и, при условии монооксигеназной модификации, с органическими радика-лами:

1,5-дифенил-3-селенапентандион-1,5 (ДАФС – 25)

Введение некоторых селенсодержащих соединений (селенит и селенат натрия) в организм снижает токсическое действие ряда тяжелых металлов, однако эти соединения обладают высокой токсичностью [19,20].

Цель данного исследования – изучить возможность применения селенсодержащих 1,5- дикетонов при лечении ожогов на подопытных животных.

Объектами исследования, используемыми в работе, являлись:

ДАФС-25 диацетофенонилселенид 1

Хлорид 2,4,6- трипараметоксифенилселенопирилия 2,

9-парахлорфенил-симм.-октагидроселеноксантен 3,

9-парафторфенил-симм.-октагидроселеноксантен 4,

9-фенил-1 -оксопергидроселеноксантен 5.

1,5-дифенил-3,3-дихлор-3-селенапентандиона-1,5 6

  1.  
    1.  
      1. Методика лечения подопытных животных селенсодержащими соединениями

При работе с животными использовали фиксирующее устройство (Рис. 1). Растворы препаратов с помощью зонда вводили в пищевод. Объемы растворов (10 мкл) дозировали с помощью микродозатора («Gilson», Франция).

Учитывая растворимость препаратов в гидрофобных веществах (оливковое масло), их вводили подопытным животным растворенными в соответствующем объеме масла (16 мкг препарата на 10 мкл масла) при помощи «Ленпипета».

Для проведения процедуры перорального введения вещества в организм подо-пытных животных, их кормления, животных помещали в фиксирующее устройство. При проведении эксперимента животные содержались в специальных клетках и получали, в соответствии с диетой, дневной рацион пищи.

Для проведения опытов по принципу аналогов из беспородных белых мышей-самцов были сформированы четыре опытные и одна контрольная группа животных по 5 особей в каждой.

Животным первой группы после ожога наносилась повязка с мазью Левомеколь.

Животным второй группы после ожога перорально вводили препарат ДАФС-25 из расчета 0,8 мг/кг.

Животным третьей группы после ожога наносилась повязка с препаратом ДАФС-25.

Животным четвертой группы после ожога перорально вводили 1,5-ди-(п-хлорфенил)-З-селенапентандион-1 ,5 из расчета 0,8 мг/кг.

Животным пятой группы после ожога наносилась повязка с 1,5-ди-(п-хлорфенил)-3-селенапентандионом-1,5 из расчета 0,8 мг/кг.

Перед проведением эксперимента животное необходимо было ввести в наркоз, для этого внутримышечно вводили смесь калипсола и дропередола (из расчёта соответственно калипсола – 70 мг/ кг массы тепа животного, дропередола -1 мг/кг).

После введения в наркоз на спине у животного ножницами срезали шерсть, а остатки волос выбривали, чтобы выбритая поверхность была в 2 раза больше, чем диаметр горлышка пробирки.

Рис. 1. Схема фиксирующего устройства.

  1.  
    1.  
      1. Методика нанесения ожогов

Затем кипяток наливали в чистую тёплую пробирку до половины, плотно при-жав животное к горлышку, пробирку переворачивали дном вверх, чтобы кипяток соприкасался с кожей животного, и удерживали её в таком положении 15 секунд (предполагается получение модели ожога III A степени).

Вздувшийся на образовавшейся ране пузырь или отслоившуюся кожу срезали ножницами. С четырёх сторон от раны кожу животного прошивали шелковыми нитками, швами на расстоянии 3-5 мм от краёв раны, и образовавшиеся нитки связали попарно над марлей, туго прижав её к поверхности раны.

Смену повязок осуществляли первый раз через 2 дня, затем 3 раза в неделю.

Наблюдения проводили с помощью микроскопа и снимки делали с помощью цифрового фотоаппарата с выводом результатов на монитор компьютера.

  1.  
    1.  
      1. Методика исследования цитотоксической активности селеноорганических соединений

В экспериментах исследовались штаммы Е.соli НВ-101, С-600, К-12.

Единичная колония выращивалась в 1,5 мл LВ-среды (10 г бактотриптона фирмы “Рronadisa”, 5 г дрожжевого экстракта фирмы “Рronadisa”, 10 г NаС1, 50 мг NаОН фирмы “Sigma”, рН 7,5 и до 1 л дистиллированной водой) в пронумерованных пробирках объемом 2 мл фирмы “Ерреndorf” при 37 °С в течение 12 ч до оптической плотности 0,2 – 0,4 о.е. (λ = 600 нм).

Оптическая плотность соответствовала логарифмической фазе роста клеток и измерялась на спектрофотометре Sресоrd М40.

Твердая питательная среда готовилась из питательного агара в пропорции 5,5 г порошка на 100 мл дистиллированной воды, автоклавировалась в течение 60 минут при 1 атм, разливалась на чашки Петри диаметром 60 мм (10 мл), чашки стерилизовались ультрафиолетовым излучением в течение 30 минут. В экспериментах использовались только свежеприготовленные твердые питательные среды.

https://www.youtube.com/watch?v=vmuOlyZZbys

Непосредственно перед проведением опытов готовили серию разведений исследуемых соединений концентрацией от 10-2 М до 10-5 М, при этом растворы концентрацией 10-2 М готовили в диметилформамиде, а остальные в дистиллированной воде.

В полипропиленовых пробирках объемом 0,5 мл фирмы “Ерреndorf” смешивали 10 мкл раствора исследуемого соединения с 10 мкл LВ-среды, содержащей около 500 бактериальных клеток, и выдерживали при 20°С в течение 15 минут.

Затем 20 мкл бактериальной культуры с помощью автоматической пипетки с полипропиленовым наконечником наносили на слой агара в центре чашки тщательно растирали по всему слою агара изогнутой стеклянной палочкой. Агар не содержал антибиотика.

Чашки выдерживали 18 часов при 37°С и подсчитывали абсолютное число выросших колоний. Концентрацию бактериальных клеток подбирали таким образом, чтобы иметь до 500 колоний на чашке.

1.3.1. Исследование возможности применения селенсодержащих 1,5 – дикетонов для лечения ожогов

Для применения ДАФС-25 и хлорсодержащих 1,5-дикетонов в качестве препаратов для лечения ожогов необходимо было испытать его действие на животных, которые имели обожженные участки кожи. В качестве объекта исследования были взяты беспородные белые мыши-самцы со средней массой 20 г.

Для проведения опытов по принципу аналогов из беспородных белых мышей-самцов были сформированы четыре опытные и одна контрольная группы животных.

Первая группа белых мышей была контрольной, им после ожогананосилась повязка с мазью «Левомеколь».

На следующей день после нанесения ожога у мышей контрольнойгруппы отмечалась вялость, сильная заторможенность. Рана покрылась плотным ожоговым струпом. Площадь поверхности ожога составила 1,7 см2. Смерть наступила на 3-й день экперимента. Таким образом, применяемая для лечения ожогов мазь «Левомеколь» не оказывает достаточно эффективного влияния на процесс заживления ран.

Для изучения свойства препаратов 1,5-дифенил-3,3-дихлор-3-селена-пентадиона-1,5 (ДАФС-25) и 1,5-ди-(п-хлорфенил)-3-селенапентандиона-1,5 нивелировать эффект, вызванный контактным ожогом, сформировали 4 опытные группы.

Животным первой опытной группы (рис.1) наносился контактный ожог III степени. Затем через 1 час эксперимента перорально вводили препарат ДАФС-25, растворенный в соответствующем объеме масла (800 мкг/кг). После этого на рану накладывалась чистая сухая марля и перевязка не проводилась, по мере заживления ожога марля отваливалась сама.

На следующий день после нанесения ожога у мышей первой опытной группы отмечалась вялость, заторможенность, затруднение дыхания. Площадь поверхности ожога составила 1,7 см2. На 3-й день эксперимента рана покрылась ожоговым струпом и наступила смерть.

Рис. 1. – Группа № 1(1-й день эксперимента)Рис.2. – Группа № 2.(1-й день эксперимента)
Рис.3. – Группа № 3.(1-й день эксперимента)Рис.4. – Группа № 1.(2 – й день эксперимента)

Животным второй опытной группы наносился контактный ожог III степени, а на перевязках накладывалась повязка с препаратом ДАФС-25.

У этих животных на следующий день после нанесения ожога наблюдалась относительная бодрость. Рана покрылась тонким ожоговым струпом. На 3-й день эксперимента вокруг раны хорошо была видна краевая эпителизация.

Площадь поверхности ожога составила 1,4 см2. На 4-й день эксперимента наступила смерть.

Животным третьей опытной группы, в количестве 5 мышей самцовнаносился контактный ожог III степени.

Затем через 1 час экспериментаперорально вводили препарат 5-ди-(п-хлорфенил)-3-селенапентандион-1,5, растворенный в соответствующем объеме масла (800 мкг/кг).

У мышей третьей опытной группы отмечалась вялость, заторможенность, рана покрылась ожоговым струпом. Площадь поверхности ожога составила 1,6 см2. На 2-й день эксперимента наступила смерть.

Животным четвёртой опытной группы в количестве 5 мышей самцовнаносился контактный ожог III степени, а на перевязках наносилась повязка с препаратом 5-ди-(п-хлорфенил)-3-селенапентандиона-1,5.

Рис.5. – Группа № 2. (2 – день эксперимента)Рис.6. – Группа № 3.(2 – день эксперимента)

У этих животных на следующей день после нанесения ожога наблюдалась заторможенность, затруднение дыхания, на ране вздулся пузырь, заполненный темной жидкостью. На 3-й день эксперимента наступила смерть, на ране хорошо был заметен тонкий ожоговый струп. Отмечалось начало краевой эпителизации. Площадь поверхности ожога составила 1,5 см2.

Рис.7. – Группа № 1(3-й день эксперимента)Рис.8. – Группа № 2.(3-й день эксперимента)

Таким образом, применение селеноорганических препаратов ДАФС-25 и 5-ди-(п-хлорфенил)-3-селенапентандиона-1,5 с нанесением на ожоговую поверхность положительно влияет на заживление кожи беспородных белых мышей-самцов. Однако при пероральном использовании этих препаратов положительных результатов не наблюдалось.

1.3.2. Исследование цитотоксической активности некоторых солей тяжелых металлов на клетки

Нами также проведены исследования цитотоксической активности некоторых селеноорганических соединений, так как бактериальные клетки являются одной из простых и надежных живых тест-систем.

Рис.9. – Группа № 3 (3-й день эксперимента)

Рис. 10. – Группы № 1,2,3 (сравнение). 3-й день эксперимента

Следует отметить, что вероятность критерия соответствия для исследуемых соединений при концентрациях 10-5 – 10-4 моль/л была больше 0,75 в случае клеток Е.соli С-600 и К-12, что указывает на отсутствие выраженного цитотоксического действия изученных селеноорганических соединений. Таким образом, для Е.

соli НВ-101 достоверно обнаруживается антибактериальное действие препаратов 2, 3, 5 при концентрациях 10-2 – 10-5 М и соединения 4 при концентрациях 10-2 – 10-4 М. Для штаммов Е.

соli С-600 антибактериальным действием обладали соединения: 2 при концентрациях 10-2 – 10-4 М; 3, 5 и 4 при концентрации 10-2 М; 1 в концентрациях 10-2 -10-4М. Клетки Е.

соli К-12 подвержены антибактериальному действию соединения 2 при концентрациях последнего 10-2 – 10-5 М, соединения 3(10-2 -10-4 М), вещества 5 (10-2 – 10-3 М), соединения 4 (10-2 – 10-4 М), препарата 1 при концентрации 10-2 М.

Таким образом, обнаружена взаимосвязь между строением селено-органического соединения и его цитотоксическим действием.

В случае Е.соli К-12 большей активностью обладало соединение 2.Антибактериальная активность соединений 3 и 4 на всех клетках Е.соli НВ-101, С-600, и К-12 отличалась незначительно и была низкой.

Можно предположить, что различия в цитотоксическом действиисоединений 2 и 5 на разные штаммы Е.соli зависит от строения клеточнойстенки и от возможности проникновения внутрь клетки.

Обнаруженная цитотоксическая активность соединений селеноксантилия и селенопирилия предполагает разработку новых препаратов, которые обладали бы выраженными антибактериальными свойствами и были бы лишены факторов мутагенности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время селеноорганические соединения применяются в качестве биологически-активных добавок для восполнения недостатка селена в организме человека, в качестве энтеросорбентов.

Широко их применение в технике в качестве фотоактивных и фоточувствительных материалов. Однако область применения их в составе ранозаживляющих покрытий только развивается.

Поэтому в дальнейшем целесообразно работать над созданием препаратов меньшей токсичности для применения в комбустиологии.

ВЫВОДЫ

Обнаружено, что препарат ДАФС-25 оказывает положительное влияние при лечении ожогов, причем эффективно его применение в виде мази, при пероральном введении препарата не обнаружено положительного эффекта. Для более эффективного лечения ожогов препаратом ДАФС-25 необходима разработка лекарственной формы с большим кожно-резорбтивным действием.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Барабой В.А. Механизмы стресса и перекисное окисление липидов// Успехи соврем. биол. – 1991. – Т 111, вып. 6. – С. 923-931.

2. Тутельян В.А., Княжев В.А., Хотимченко С.А. и др. Селен в организме человека: метаболизм, антиоксидантные свойства, роль в канцерогенезе. М.: Изд-во РАМН, 2002. – 221 с.

3. Burk R.F., Hill K.E., Motley A.K. Selenoprotein metabolism and function: evidence for more then one function for selenoprotein P// J. Nutr. – 2003. – Vol. 133, № 5. – P. 15175-15205.

4. Gamble S.C., Wiseman A., Goldfarb P.S. Selenium-dependent glutathione peroxidase and other selenoproteins – their synthesis and biochemical role // J. Chem. Techn. Biotechn. – 1997. – Vol. 68. – P. 123-134.

5. Lee B.J., Park J.M. et al. Molecular biology of selenium and its role in human health // Mol. Cells. – 1996. – Vol. 6. – P. 509-520.

6. Islam F., Zia S., Sageed I. et al. Effect of selenium on lipids, lipid peroxidation, and sulfhydryl group in neuroendocrine centers of rats // Biol. Trace Elem. Res. – 2004. – Vol. 97, № 1. – P. 71-81.

7. Longnecker M.P., Stram D.O., Taylor P.R. et al. Use of selenium concentration in whole blood, serum, toenails or urine as a surrogate measure of selenium intake // Epidemiology. – 1996. – Vol. 7. – P. 384-390.

8. Low S.C., Harney J.W. Cloning and functional characterization of human selenophosphate synthetase, an essential component of selenoprotein synthesis // J. Biol. Chem. – 1995. – Vol. 270. – P. 21 659 – 21 664.

9. Книжников В.А., Комлева В.А., Тутельян В.А. и др. Влияние повышенного поступления органического селена с диетой на резистентность крыс воздействию ионизирующего излучения, афлатоксина В1 и инфекции // Вопр. Питания. 1991, № 4, С. 52 – 55.

10. Traulsen H., Steinbrenner H., Buchezyk D.P. et al. Selenoprotein P protects low-density lipoprotein aganst oxidation // Free Radic. Res. – 2004. – Vol. 38, № 2. – P. 123-128.

11. Salble A.D., Morris V.C. Selenium content of rat hair, nails and other tissues is affected by concurrent exposure to toxik elements // Nutr. Res. 1993, Vol.13, P. 31-36.

12. Swanson C.A., Patterson B.H. et al. Human [74Se]selenomethionine metabolism: a kinetik model // Am. J. Clin. Nutr. 1991, Vol. 54, P. 917-926.

13. Голубкина Н.А., Мазо В.К., Гмошинский И.В. и др. Гомеостаз селена при экспериментальной анафилаксии у крыс на фоне приема восстановленного глутатиона и селенообогащенной спирулины// Вопр. мед. химии. – 2000. – № 1. – С 28-32.

14. Голубкина Н.А., Соколов Я.А., Хотимченко С.А. и др. Селенообогащенные дрожжи Saccharomyces cerevisiae // Биотехнология. – 1996. – № 5. – С. 52-56.

15. Пат. № 2171110 РФ. А 61 К 33/04. Средство для лечения и профилактики инфекционных за­болеваний и отравлений / Древко Б.И., Древко Р.И., Антипов В.А., Чернуха Б.А., Яковлев А.Н. / Опублик. в Бюл. № 21 за 2001.

16. Патент 2051681 РФ А 61К 33/04. Средство для лечения и профилактики болезней, вызываемых недостаточностью селена / Древко Б.И., Антипов В.А., Жуков О.И. и др./ Опублик. в Бюлл. №1 за 1996 г.

17. Руденко С.С., Бондарь Б.М., Кухаркин О.Л. и др. Влияние селена на функциональное состояние почек крыс при отравлении алюминием и кадмием // Укр. Биохим. журн. – 1998. – Т. 70, № 6. – С. 98-105.

18. Stewart M.S., Spallbolz J.E., Neldner K.H., Pence B.C. Selenium compounds have disparate abilities to impose oxidative stress and induce apoptosis // Free Radic. Biol. Med. – 1999. – Vol. 26, № 1-2. – P. 42-48.

19. Гигиенические критерии состояния окружающей среды.58. Селен. –Женева: Всемирная организация здравоохранения. – 1989. – 270 с.

20. Владимиров Ю.А., Шерстнев М.П., Азимбаев Т.К. Оценка антиокислительной и антирадикальной активности веществ биологических объектов // Биофизика. – 1992. – Т. 37. – С. 1041-1047.

17

Источник: https://school-science.ru/2/13/31302

Обмен селена в организме и его нарушение

Свойства селена, механизм транспорта и биохимических превращений в
и распределение селена в организме. Количество селена в организме человека значительно отличается в различных географических регионах, что обусловлено его содержанием в почве и растениях.

Концентрация селена в плазме крови, где он находится в виде органических и неорганических соединений, в различных регионах составляет от 50 до 820 мкг/л. В почках, которые являются основным органом выведения селена, его содержание варьируется от 640 до 6170 мкг/кг.

В других органах и тканях селен находится в составе белков, и его уровень более стабильный. Так, в мышцах он составляет 110—430 мкг/кг, в легких и сердце — 570—800 мкг/кг, а в печени — 370—720 мкг/кг.

Большое количество селена содержится в клетках иммунной системы, сперматозоидах и головного мозга, где он сохраняется даже в условиях дефицита. У новорожденных и детей первых месяцев жизни уровень селена довольно низкий и с возрастом постепенно повышается.

Источники и формы поступления селена в организм человека.

Хотя селен может проникать в организм через кожу и легкие, преобладающее его количество поступает с пищей. Он может усваиваться в форме неорганических соединений, таких как натрия селенит (Na2Se3) и натрия селенат (Na2Se4). Тем не менее органические формы селена обладают большей биодоступностью и меньшей токсичностью.

Продукты животного происхождения и грудное молоко содержат селен преимущественно в виде селеноцистеина. Большое его количество отмечается в пивных дрожжах, злаковых, хлебе и бобовых, где он находится преимущественно в виде селенометионина, который является основной формой поступления селена в организм взрослых и детей старшего возраста.

Механизмы всасывания селена. Растворимые формы селена всасываются в тонкой кишке на 80—100 %.

Селенометионин и селеноцистеин абсорбируются с помощью натрийзависимой аминокислотной транспортной системы.

Неорганические соединения селена в кишечнике частично восстанавливаются из селенатов в селениты, а последние — в натрия селенид (Na2Se) и абсорбируются вторично путем активного транспорта.

Пути биотрансформации и выведения селена.

Поскольку организм высших млекопитающих не способен синтезировать и отличать друг от друга селенометионин и метионин, часть селенометионина, абсорбированного в кишечнике, неспецифически встраивается в различные белки на места, предназначенные для метионина. Такая замена метионина селенометионином существенно не влияет на функции белков, но может быть способом депонирования селена в организме.

Биологическая функция селена осуществляется лишь теми селенопротеинами, которые содержат в своей первичной структуре селеноцистеин. Эта 21-я аминокислота входит в состав активных центров селеноэнзимов.

Включение селеноцистеина осуществляется на основе генетической экспрессии с помощью уникальной селеноцистоинил-тРНК, распознаваемой специфическими УГА-кодонами в мРНК. Таким образом, селен является единственным микроэлементом, который находится под прямым генетическим контролем.

Хотя большая часть селенометионина путем транссульфатирования превращается в селеноцистеин, он непосредственно не включается в белки, а трансформируется в печени в серин и водорода селенид (H2Se) с помощью фермента β-лиазы.

Селениты, в свою очередь, при участии глутатионовой системы превращаются в H2Se в эритроцитах и плазме крови через селенодиглутатион и глутатионселено-персульфид.

Водорода селенид является ключевым метаболитом, который или образует активную форму селенофосфата для включения в селенопротеины в виде селеноцистеина, или метилируется с помощью селенаденозилметионина до метил-селенола (CH3Se), диметилселенида ((CH3)2Se) и триметилселенониума ((CH3)3Se+).

Диметилселенид может выводиться с выдыхаемым воздухом, а триметилселенониум — с мочой. Незначительная часть селена выводится через кишечник, но в нормальных условиях гомеостаз этого микроэлемента регулируется в основном экскрецией его производных с мочой.

Роль селена в организме человека. На сегодняшний день идентифицировано свыше 30 селенопротеинов, которые содержат в своей первичной структуре селеноцистеин. Около половины из них очищены, а для 9 селенопротеинов секвенированы и клонированы ДНК, что позволило изучить и охарактеризовать их функцию.

Первыми были изучены ферменты семейства глугатионпероксидаз, среди которых различают гастроинтестинальную, цитозольную, внеклеточную и связанную с плазматическими мембранами.

Все селеносодержащие глутатионпероксидазы при участии восстановленного глутатиона катализируют реакцию восстановления и детоксикации пероксида водорода, органических пероксидов и гидропероксидов до нетоксических соединений:H2O2 + 2Г-SH → 2Н2О + S-S-Г;R2O2 + 2Г-SH → 2ROH + S-S-Г;

ROOH + 2Г-SH → ROH + H2O + S-S-Г.

Вместе с тем субстратом каталазы и глутатионпероксидазы, которая не содержит в своей структуре селен, является лишь пероксид водорода.Гастроинтестинальная селенсодержащая глутатионпероксидаза образуется исключительно в пищеварительном канале и функционирует как барьер, предотвращающий всасывание гидропероксидов из пищи.

Причем низкой, но стабильной концентрации этого фермента, которая наблюдается при дефиците селена, достаточно для предотвращения абсорбции гидропероксидов и повреждения ими эпителия.

Цитозольная глутатионпероксидаза защищает внутриклеточные белки печени, сердца, головного мозга, легких и клеток крови от повреждения пероксидом водорода, липопероксидами и липогидропероксидами, восстанавливая их до нетоксических соединений.

Внеклеточная глутатионпероксидаза является секреторным ферментом, который восстанавливает органические пероксиды и гидропероксиды в материнской децидуальной оболочке, эмбриональной энтодерме, желточном мешке, миокарде плода, участках окостенения, эмбриональной жировой ткани, эпителии и коже.

Дефицит селена у женщин служит причиной бесплодия и спонтанных абортов, что свидетельствует о защитной роли селенопротеинов в процессе эмбрионального развития.

У детей и взрослых внеклеточная глутатионпероксидаза в большом количестве определяется в проксимальных почечных канальцах, в меньшей концентрации — в миокарде предсердии, кишечнике, коже и жировои ткани.Связанная с плазматическими мембранами глутатионпероксидаза защищает их от пероксидного окисления мембранных липидов.

Тиоредоксинредуктаза, как и глутатионпероксидаза, представляет собой селеносодержащий антиоксидантный фермент. С помощью НАДФН она восстанавливает тиоредоксин и другие соединения. Выделяют три изоформы тиоредоксинредуктазы: цитозольную, митохондриальную и внеклеточную, расположенную преимущественно в яичках.

Этот фермент защищает клетки от оксидативных повреждений, ингибирует апоптоз, влияя на сигнальную киназу 1 апоптоза, регулирует клеточные процессы, предотвращая повреждение различных транскрипционных факторов и восстанавливая нуклеотиды до дезоксинуклеотидов. В целом селенсодержащие тиоредоксинредуктазы способствуют выживанию клеток.

Три типа селенсодержащих йодтирониндейодиназ катализируют преобразование тетрайодтиронина (тироксина) в более активный трийодтиронин.

Селенопротеин P, молекула которого содержит 10 атомов селена, переносит селен из печени в другие органы, в первую очередь в головной мозг и яички. В период беременности он транспортирует селен в организм плода. Приблизительно 60 % селена плазмы крови содержится в этом белке. Отсутствие селенопротеина P у животных вызывает накопление селена в печени и снижение его концентрации в плазме и других органах. Кроме транспортной функции он выполняет еще и антиоксидантную. Считается, что недостаток этого селенопротеина может быть патогенетической основой одного из субтипов шизофрении.

Селенопротеин W необходим для нормального метаболизма мышц.

Селенопротеин капсулы сперматозоидов с молекулярной массой 17 000 кДа принимает участие в формировании жгутиков и стабилизирует их целостность, что, вероятно, обусловливает свойство селена поддерживать высокую фертильность (плодовитость) мужчин.

Кроме того, с помощью неизвестных до сих пор селенопротеинов или низкомолекулярных неорганических форм селена стимулируется мембранный транспорт глюкозы благодаря увеличению количества ГЛЮТ-1 в плазматических мембранах адипоцитов и фибробластов, даже в случае их инсулинорезистентности.

Селен также оказывает инсулиноподобное действие, угнетая липолиз в жировой ткани и глюконеогенез в печени, стимулируя гликолиз, пентозофосфатный цикл и синтез жирных кислот. Механизм инсулиноподобного действия селена еще не до конца изучен, тем не менее установлено, что он активирует ключевые белки, входящие в каскад инсулиновых сигналов.

Селен регулирует функцию иммунной системы, а также способен защищать организм от воспалительных факторов, в частности при бронхиальной астме. Физиологический уровень селена угнетает активность транскрипционного ядерного фактора NF-kB, который контролирует экспрессию генов, кодирующих синтез воспалительных цитокинов.

Это приводит, например, к значительному угнетениют селеном синтеза СРП в печени в ответ на действие ФНО-α.

Антиканцерогенное действие селена. Благодаря многочисленным эпидемиологическим наблюдениям, исследованиям на животных и культурах опухолевых клеток было установлено антиканцерогенное действие селена.

Статистический анализ зависимости между содержанием селена в почве и пище, его суточным потреблением и концентрацией в крови, с одной стороны, и частотой возникновения рака, с другой, убедительно доказал отрицательную их корреляцию. В частности Б.П. Сучков еще в 1981 г.

установил, что значительно повышенная заболеваемость злокачественными опухолями сельского населения предгорной лесостепной зоны в Черновицкой области связана с пониженным содержанием селена в почве местных полей и пастбищ.

Позднее в Великобритании и других странах было выявлено, что дополнительное употребление соединений селена людьми в виде пищевых добавок способствует значительному снижению общей заболеваемости раком. Причем антиканцерогенный эффект селена оказался намного сильнее, чем ретинола, β-каротина или витамина Е.

Недавно установлено, что антибластомное действие этого микроэлемента не связано с синтезом селенопротеинов и их антиоксидантным действием. Среди всех химических соединений селена наибольшим канцеропревентивным эффектом обладает монометилированная его форма — метилселенол (CH3Se), образующийся при метилировании водорода селенида.

Любопытно, что такие растения, как астрагалы, особенно Astragalus genus, и хорошо известный нам чеснок кроме селенометионина синтезируют селенметилселеноцистеин, причем в 100—1000 раз больше, чем другие растения; последний с помощью β-лиазной реакции превращается в метилселенол.

Метилселенол в микромолярных дозах индуцирует апоптоз трансформированных клеток независимо от повреждения ДНК и без участия белка р53.

Это действие селена, возможно, связано с тем, что его монометилированная форма способна ингибировать протеинкиназу клеточного цикла cdk-2 и протеинкиназу С по механизму модификации цистеиновых остатков с образованием производных селена (селенотрисульфида или селенилсульфида) или посредством катализации образования дисульфида.

Дефицит селена.

Основная причина дефицита селена у человека и животных — недостаточное его поступления с пищей в регионах с низким содержанием селенитов и селенатов в почве. Сельскохозяйственная деятельность человека служит причиной постепенного снижения концентрации селена в почве, растениях и, соответственно, в крови человека. У детей дефицит селена также может быть обусловлен искусственным или парентеральным вскармливанием либо возникает в результате мальабсорбции.

Дефицит селена приводит к развитию кардиомиопатии и значительно повышает риск смерти от инфаркта миокарда. Эндемическая форма миокардиопатии известна в некоторых провинциях Китая еще с 1935 г. как болезнь Кешана. Она сопровождается образованием очагов некроза в миокарде, аритмиями и развитием сердечной недостаточности.

Прием натрия селенита предупреждает развитие этой патологии, наиболее типичной для детей и беременных. Кроме того, при болезни Кешана обнаруживают дегенеративные изменения мышц нижних конечностей, что напоминает алиментарную мышечную дистрофию (беломышечную болезнь) теляг, жеребят, поросят, ягнят и молодняка домашних птиц, которая также возникает при дефиците селена.

Дегенерация сердечной и скелетных мышц обусловлена свободнорадикальным повреждением мембран и белков в условиях недостаточного образования селенсодержащих антиоксидантных ферментов, а также, возможно, связана с нехваткой селенопротеина W.

Дефицит селена уменьшает количество и функциональную активность Т-лимфоцитов и, как упоминалось выше, в 2—3 раза повышает вероятность заболевания раком, служит причиной внутриутробной гибели плода, а у мужчин вызывает азооспермию или снижает подвижность сперматозоидов вследствие отрыва хвоста (жгутика) от головки.

Дефицит селена в перинатальный период приводит к развитию муковисцидоза у детей младшего возраста. Это заболевание характеризуется кистозно-фиброзным перерождением выводных протоков поджелудочной железы.При недостатке селена наблюдаются также гепатоз и некроз печени, возможны эмоциональные и психические расстройства.

Избыток селена оказывает токсическое действие в регионах с высоким его содержанием в почве и воде в том случае, если суточное потребление этого микроэлемента превышает рекомендованную дозу более чем в 5 раз.

При хроническом отравлении селеном его концентрация в моче может увеличиваться в 100 раз по сравнению с таковой у лиц с оптимальным потреблением этого микроэлемента, в 400 раз — по сравнению с концентрацией селена в моче при болезни Кешана, что свидетельствует о значительной адаптационной способности почек в поддержании гомеостаза указанного микроэлемента. Для селенового токсикоза наиболее характерны поражение ногтей и выпадение волос. Также наблюдают нарушение формирования у детей эмали и костей. Возможны хронические дерматит, артрит, анемия, дегенерация печени, гастроэнтерит, депрессивные состояния.

Хотя механизмы цитотоксического действия селенита и других неорганических соединений селена остаются невыясненными, допускается, что они основываются на способности этих соединений катализировать окисление тиолов и одновременно продуцировать супероксидный анион-радикал. Это обусловливает гибель клеток посредством апоптоза или некроза. Кроме того, H2Se способен связываться с металлами с образованием нерастворимых комплексов. Данное свойство селена можно использовать при детоксикации отравлений тяжелыми металлами. Однако токсические дозы селена могут приводить к высвобождению металлов из металлопротеинов, что вызывает нарушение их функций.

Источник: http://sunmuseum.ru/patofiziologiya/1533-obmen-selena-v-organizme-i-ego-narushenie.html

8. Селен

Свойства селена, механизм транспорта и биохимических превращений в

Селенбыл открыт химиком Берцелиусом ещё в1817 году, однако и в нынешнее время учёныеполучают всё новые и новые данные о ролиэтого микроэлемента в биохимическихреакциях в организме человека. Начинаясо второй половины ХХ века, изучениюбиохимических функций селена былопосвящено огромное количествоэкспериментальных исследований.

Учёнымудалось установить, что некоторые типыпочвы очень бедны этим микроэлементом,соответственно мало селена будетсодержать и выращенная там продукциярастениеводства и животноводства.Поэтому люди, проживающие в удалённыхдруг от друга частях даже одной и тойже страны, в разной степени обеспеченыбиологически доступными формами селена.

Дефицит этого химического элементаспособен вызвать серьёзные нарушенияфункций органов человеческого тела.

Суточнаяпотребность

Ежедневнаядозировка селена для взрослого человекасоставляет примерно 50-60 мкг. Потребностьв этом микроэлементе возрастает убеременных и кормящих женщин (до 70-75 мкгв сутки).

Призанятиях спортом организм человекадолжен получать гораздо большееколичество селена. В период интенсивныхтренировок дозировка может увеличиватьсядо 200 мкг в сутки.

Превышение этогоколичества способно привести к развитиюпобочных эффектов, поэтому самостоятельныйнеконтролируемый приём селенсодержащихпрепаратов представляет собой угрозудля здоровья человека.

При возрастающейпотребности организма в этом химическомэлементе выбор и дозировкуминерально-витаминных комплексов сбиологически активными формами селенаследует осуществлять только с учётомрекомендаций врача.

Функциив организме.

Ворганизме человека селен в наибольшихконцентрациях обнаружен в печени,сердце, поджелудочной железе, лёгких,почках, а также в кожных покровах, волосахи ногтях.

Влияние этого микроэлементана физиологические процессы довольноразнообразно. Селен способствуетукреплению иммунитета и стимулируетобразование белковых молекул, обладающихзащитными свойствами.

Многие важныеферменты содержат в своём составе атомыэтого элемента.

Особоговнимания заслуживают антиоксидантныесвойства селена. Учёными установлено,что в основе многих заболеваний лежатнарушения биохимических процессов,обусловленные действием вредных частиц– свободных радикалов. Предполагается,что эти нежелательные воздействияявляются также причиной старенияорганизма.

Селен защищает клеткичеловеческого тела от пагубного влияниятаких частиц, то есть проявляетантиоксидантные свойства. Благодаряэтому микроэлементу значительнопродлевается срок активной жизнедеятельностиклеток и нейтрализуются опасные дляорганизма вещества. Именно по этойпричине селен можно рассматривать какмикроэлемент, обеспечивающий долголетие.

Антиоксидантный эффект также лежит воснове способности селена предотвращатьразвитие злокачественных опухолей.

Установлено,что при нормальной обеспеченностиорганизма человека этим микроэлементомрезко снижается вероятность появлениязаболеваний сердечнососудистой системы.Недостаточное количество селена впотребляемой пище провоцирует ухудшениеснабжения клеток сердца кислородом иведёт к риску наступления внезапнойсмерти вследствие нарушения сердечногоритма.

Селеннеобходим для биосинтеза белковыхмолекул и носителей наследственнойинформации – нуклеиновых кислот.Стабильная работа нервной системы такжево многом зависит от обеспеченностичеловека биологически доступнымиформами селена. Этот микроэлемент надолжном уровне поддерживает остротузрения и концентрацию внимания.

Обеспечиваянормальный ход созревания мужскихполовых клеток, селен способствуетвыполнению половой функции у мужчин.Доказано также противовоспалительноедействие селена.

Работащитовидной и поджелудочной железы вомногом зависит от поддержания нормальнойконцентрации селена в организме.

Дефицитселена.

Проживаяна территории, почвы которой бедныселеном, и употребляя в пищу преимущественнопродукты питания местного производства,люди неминуемо подвергают себя рискуразвития дефицита этого химическогоэлемента в организме.

Косновным признакам недостаткаселена относятся: постоянное чувствоусталости даже при отсутствии каких-либонагрузок, подавленное настроение,слабость и болевые ощущения в различныхгруппах мышц, выпадение волос, нарушенияструктуры ногтей, ослабление защитныхсил организма, развитие заболеванийподжелудочной железы, нарушение половойфункции у мужчин, замедление темповроста и развития у детей и подростков,преждевременное старение, подверженностьразвитию злокачественных опухолей.

Дефицитселена во время беременности чреватнаступлением преждевременных родов,развитием тяжёлых форм токсикоза ипоявлением различных аномалий у малышей.

Однако,если вы узнали, что проживаете в регионес невысокой концентрацией селена впочве – это ещё не повод бросаться впанику. При современном уровне развитияторговли практически в любом магазинепредставлены продукты питания чуть лине со всех уголков нашей планеты.

Поэтому,даже проживая в областях с небольшимсодержанием селена в природной среде,люди имеют возможность употреблять впищу самые разнообразные продуктыпитания из других географических широт,где содержание этого микроэлемента впочве (а следовательно, и в продукциирастениеводства и животноводства) гораздо выше.

Встречаемыев наши дни случаи дефицита селена чащеобусловлены не столько употреблениемв пищу продуктов, произведённых на однойи той же территории, сколько скудным иоднообразным питанием. Пожилым людямв этом отношении следует быть вдвойнеосторожнее: учёными доказано, что свозрастом в нашем организме содержаниеданного химического элемента неуклонноснижается.

Передозировка.

Избыточноепоступление селена с пищей тоже способнопричинить человеку множество неприятностей.

Чрезмерная концентрация этогомикроэлемента в организме ведёт кприступам тошноты и рвоты, нарушениямфункций печени, ломкости ногтей,покраснению и шелушению кожных покровов.

Такое патологическое состояние,наступление которого обусловленоизбытком селена в пищевых продуктахили неконтролируемым приёмом лекарственныхпрепаратов, получило название селеноз.

Источникиселена.

Наиболеебогаты этим микроэлементом такие пищевыепродукты как гречневая и овсяная крупа,кукуруза, грибы, чеснок, мясо и субпродукты,пивные и пекарские дрожжи, креветки,кальмары, устрицы, морская капуста.

Однако следует уточнить, что одни и теже продукты растительного либо животногопроисхождения, полученные в различныхрегионах страны, могут довольносущественно (в разы) отличаться посодержанию селена вследствие различнойконцентрации этого химического элементав почвах.

Вдомашних условиях можно очень простымспособом получить источник легкоусваиваемой формы селена – для этогодостаточно прорастить в блюдце с водойзёрна пшеницы. В такой полученнойестественным путём биологически активнойдобавке, помимо интересующего насмикроэлемента, содержится ещё целыйнабор других очень полезных для организмавеществ.

Взаимодействиеселена с другими веществами.

Селенвходит в состав аминокислоты селеноцистеина,благодаря которой ряд важных длячеловеческого организма белков могутнормально выполнять свои биологическиефункции.

Несмотря на участие селена вряде важнейших биохимических реакций,его некоторые соединения являютсядовольно токсичными (например,селеноводород и селеновая кислота).

Дляобогащения почвы разработаны особыеселенсодержащие удобрения, благодарякоторым растениеводческая продукциянасыщается этим микроэлементом.

Например,в Финляндии, где ранее отмечалась низкаяприродная концентрация селена в почвахи были нередки случаи развития дефицитныхсостояний, такие меры способствовалиувеличению содержания этого химическогоэлемента в крови людей до нормальногоуровня. В животноводстве тоже в настоящеевремя используют специальные кормовыедобавки, в которых питательные веществасодержат биологически доступные формыселена.

Аскорбиноваякислота и витамин Е способствуют лучшемуусвоению селена клетками человеческоготела.

Попадаяв организм, селен защищает ткани оттоксического воздействия солей тяжёлыхметаллов – ртути, свинца, кадмия.

Источник: https://studfile.net/preview/5845388/page:5/

Биохимические аспекты действия на организм минеральных компонентов пищи. Цинк, селен

Свойства селена, механизм транспорта и биохимических превращений в

Данная лекция является составной частью и продолжением цикла лекций, объединяющим общей проблематикой “микронутриентология”. Поэтому мы опускаем ряд общих вопросов, касающихся роли микронутриентов в системе питания и оздоровления населения. Они были освещены в лекциях проф. Гичева Ю.П.

Среди весьма многочисленных природных соединений, относящихся к микронутриентам и представляющих собой необходимую составляющую нормального жизнеобеспечения организма, важное место занимают минеральные компоненты, т.е. катионы металлов и некоторые неорганические анионы.

Эта тема исключительно широка, так как по мнению специалистов, практически все элементы Периодической таблицы Д.И.Менделеева являются структурными и функциональными компонентами организма или тем или иным путем поступают в его системы.

Это положение едва ли является сколько-нибудь значительным преувеличением и лишь вопрос времени подтвердить его справедливость. Достаточно вспомнить элемент селен, который долгое время рассматривался только как экзогенный токсикант I группы опасности, а сегодня входит в число эссенциальных, т.е.

незаменимых, компонентов питания. Значимость этого микронутриента мы подробно обсудим ниже.

Доказаны важные физиологические функции германия, бора, кремния, а в составе тканей зуба – стронция, бария, ванадия, алюминия, фтора и других, которые в более высоких дозах токсичны, тогда как в микро- и ультрамикродозах являются необходимыми для процессов минерализации.

Естественно, что при рассмотрении столь многоплановой проблемы мы сознательно идем на неизбежную при этом фрагментарность изложения, понимая под этим ограничение круга рассматриваемых компонентов, но сохраняя стремление глубже проанализировать молекулярные аспекты их действия.

Минеральные компоненты в зависимости от их содержания в организме и пищевых продуктах делятся на макроэлементы и микроэлементы. макроэлементов составляет десятки и сотни миллиграммов на 100 г живой ткани или продукта.

К ним относятся ионы кальция Са2+, магния Мg2+, калия К+, натрия Na+, фосфор (в виде фосфатов и эфиров фосфорной кислоты), сера (в виде тиолов, ди- и полисульфидов, сульфатов, изотиоцианатов), хлор (главным образом в виде хлорид-иона).

Концентрации микроэлементов определяются величинами от микрограммов (10-6 г или 10-3 мг) до единиц миллиграммов. В настоящее время 16 микроэлементов признаны необходимыми для жизнедеятельности.

К ним относятся ионы железа Fe3+, меди Си2+, цинка Zn2+, марганца Мn2+, кобальта Со2+, хрома Сr3+, молибдена, ванадия, никеля Ni2+, а также иод J, фтор F, кремний Si, селен Se, германий Ge, бор В.

Со временем их перечень, безусловно, расширится.

Форма минеральных компонентов в организме может быть 1) ионной (часто в виде координационно связанных комплексов и хелатов), например, железо в геме, комплексы ионов металлов с белками; 2) ковалентной, чаще с атомом углерода, например, Se в селенсодержащих белках и ферментах в виде селено-метионина.

Возможно, так же связаны кремний, бор идругие элементы. Такие соединения имеют характер элементорганических, поскольку микроэлемент ковалентно связан непосредственно с углеродом.

Уже само по себе такое многообразие минеральных компонентов свидетельствуе об их важной роли в обеспечении процессов жизнедеятельности.

К сожалению, даже среди врачей нет полного и убежденного понимания роли и значимости этих факторов в обмене веществ. Если роль витаминов в жизнеобеспечении организма стала медицинской (да и бытовой парадигмой), то значение минеральных веществ, особенно микроэлементов, и необходимость их обязательного поступления в организм явно недооценивается.

Дефицит минеральных компонентов в питании называется гипоэлементозами (аналогично, гиповитаминозам) и в условиях России носит тотальный характер.

А между тем, биологическое значение минералов нисколько не меньше, чем витаминов, и организм человека и животных нуждается в постоянном обеспечении и теми, и другими в полном наборе. Это становится особенно понятным даже из самых общих, ставших уже хрестоматийными, биохимических представлений.

Достаточно вспомнить, что минералы являются кофакторами (небелковой частью) ферментов, и в этом аспекте их функция ничем не отличается от витаминов, которые являются предшественниками органических кофакторов ферментов – коферментов.

Если учесть, что 99,9% всех протекающих в организме процессов являются ферментативными, то роль всех кофакторов в процессах метаболизма становится однозначно очевидной: при дефиците минеральных компонентов значительная часть ферментных систем организма функционирует неэффективно. Другими словами, ситуация совершенно адекватна той, которая имеет место и при дефиците витаминов.

Однако роль минералов не ограничивается коферментными функциями. Более того, некоферментные функции минералов также чрезвычайно широки.

Например, ион кальция является важнейшим внутриклеточным сигнальным фактором, (вторичным посредником), контролирующим, наряду с органическими посредниками (в частности, ц-АМФ), а часто опосредуя действие последних, процессы внутриклеточной сигнализации и управление функциями клетки.

Ионы кальция являются компонентом каскадного механизма свертывания крови, фактором сократительной способности мышечной ткани, в том числе сердечной мышцы, оказывают противовоспалительное и антиаллергическое действие, воздействуют на функции эндокринных желез, усиливают действие вазопрессина, регулирующего тонус сосудов.

Наконец, следует подчеркнуть, что комплексы кальция и фосфатов в виде так называемых гидроксиапатитов, включающие как непременный компонент и магний, а функционирующие только при наличии таких микроэлементов, как цинк, фтор, бор, кремний и другие, являются основой костной ткани, в том числе зубов, составляющей значительную часть массы тела.

Ион магния является и синергистом, и антагонистом кальция, и оба должны поступать в организм сбалансированно в соотношении Са2+: Мg2+ = 2:1. Магний является необходимым фактором функционирования АТФ – универсального аккумулятора и передатчика энергии (по существу в клетке функционирует комплекс АТФ-Мg2+).

Поэтому магний является важным фактором в процессах активации в углеводном, фосфорном, жировом и других видах обмена. Минерал в комплексе с АТФ контролирует энергетический потенциал клеток, тканей, органов.

Это один из важнейших механизмов влияния магния на возбудимость нервной системы и нейромышечную активность, в том числе и сердечной мышцы, антиспастического и сосудорасширяющего действия, влияние на функционирование сердечно-сосудистой системы, холестериновый обмен и т.д.

К сожалению, Северо-Западный регион, в том числе Санкт-Петербург характеризуется дефицитом кальция и магния (а также калия) в питьевой воде, с чем связан высокий процент заболеваемости сердечно-сосудистой и костной систем, в том числе повышенная ломкость костей у детей, остеопороз у пожилых людей и т.д.

Завершая эту краткую общую часть, следует подчеркнуть еще один важный аспект значимости нормального поступления минералов в организм.

В связи с загрязненностью окружающей среды радиоактивными элементами, особенно в зонах риска, нормальный (а в ряде случаев лучше повышенный) уровень обеспеченности организма минералами создает конкуренцию радиоактивным формам этих же элементов, препятствуя их связыванию тканями организма или, возможно, даже вытесняя их. В сочетании с использованием других средств (энтеросорбенты, антиоксиданты) это важный фактор профилактики радиационного повреждения организма.

Приведенные примеры носят лишь иллюстративный характер значимости минералов для протекания отдельных, хотя и очень важных процессов, или формирования структурных образований организма.

Далее мы перейдем к рассмотрению биохимических основ действия отдельных микроэлементов, сфокусировав свое внимание на цинке и селене, в которых население подавляющего большинства регионов России испытывает дефицит.

ЦИНК

Биологическая роль цинка была установлена приблизительно 120 лет назад, хотя ранозаживляющие свойства цинковой мази были известны древним египтянам (около 5000 лет назад). Однако и сегодня биохимические свойства этого микроэлемента продолжают изучаться, и эти исследования приносят новые, порой неожиданные сведения.

Ион цинка входит в структуру активного центра широкого круга ферментов, так называемых металло-ферментов. Мы назовем те, функция которых относительно хорошо изучена. Среди них:

  1. щелочная фосфатаза [показать] .

    Щелочная фосфатаза. Этот термин объединяет группу ферментов, осуществляющих гидролиз, либо перенос фосфорного остатка, например, в реакциях фосфорных эфиров сахаров.

    Фермент широко распространен в тканях, особенно в слизистой оболочке кишечника, стенках желчных протоков печени, извитых канальцах почек, плаценте, лактирующей молочной железе, в остеобластах, т.е. в основном тех тканях, для которых большое значение имеет активный транспорт. Фермент принимает участие в процессах кальцифицирования костной ткани.

    Здесь щелочная фосфатаза выполняет также функции пирофосфатазы, что является важным для регуляции указанного выше процесса.

    Фермент является димерным белком, каждая из субъединиц которых содержит 2 атома цинка. Поэтому активность щелочной фосфатазы снижается в результате уменьшения содержания цинка в диете, что приводит к нарушению транспорта фосфатов, а также процессов кальцификации костной ткани и зубов.

    По мнению ряда авторов, (Sammonseta, 1996 г) активность щелочной фосфатазы эритроцитов может быть маркером обеспеченности организма цинком.

  2. δ-аминолевулинатсинтетаза [показать] .

    δ-Аминолевулинатсинтетаза – фермент, катализирующий ключевую реакцию биосинтеза порфиринового ядра гема, является Zn-зависимым.

    Значимость для организма соединений, включающих гем, трудно переоценить, поскольку он входит в структуру таких белков как гемоглобин, миоглобин, каталаза, и, наконец, столь важной ферментной системы, как цитохром Р-450, функции которого были рассмотрены в предыдущей лекции. Таким образом, для обеспечения организма указанными выше белками и реализации всех связанных с ними программ необходим цинк.

  3. карбоангидраза [показать] .

    Ионы цинка являются кофакторами фермента карбоангидразы, связанного с обменом бикарбонатов и углекислоты в эритроцитах с участием опять-таки гемоглобина, а также в клетках ЖКТ, продуцирующих и транспортирующих бикарбонаты для защитного бикарбонатно-слизистого слоя органов пищеварения. Таким образом,на функцию обеспечения организма кислородом и газообмен углекислоты влияние цинка проявляется, по крайней мере, в двух звеньях.

  4. алкогольдегидрогеназа [показать] .

    Ионы цинка входят в состав алкогольдегидрогеназы – фермента, участвующего в процессах окислительно-восстановительного превращения функциональной спиртовой группы в органических субстратах и лекарственных препаратах, содержащих таковую.

    И, разумеется, этот фермент является одним из ключевых в метаболизме этилового спирта (окисление до ацетальдегида).

    Поскольку от обеспеченности цинком зависит не только активность фермента, но и его количество, можно предположить, что цинк в этом случае является не только кофактором, но и индуктором алкогольдегидрогеназы.

    Проблема взаимосвязи цинка с алкогольдегидрогеназой может представлять интерес с точки зрения влияния цинка на последствия воздействия алкоголя на организм, в частности, устойчивость к его воздействию.

    Наоборот, избыточное потребление алкоголя может приводить к дефициту цинка (кстати, как и витамина B1) со всеми вытекающими отсюда последствиями (см.ниже).

    Таким образом, возникает некий порочный круг – потребление алкоголя приводит к дефициту цинка, а это, в свою очередь, к снижению уровня и активности фермента, расщепляющего алкоголь.

  5. лактатдегидрогеназа [показать] .

    Цинк является структурным и функциональным компонентом одного из ферментов углеводного обмена – лактатдегидрогеназы

Источник: http://bono-esse.ru/blizzard/RPP/O/Vitamin/VitProfi/MNE/07_mineral_Zn_Se.html

Роль селена в организме

Свойства селена, механизм транспорта и биохимических превращений в

Селен является эссенциальным микроэлементом для человека и животных. Он является одним из биологически важных микроэлементов, присутствующих в организме человека и участвующих в метаболических, биофизических и энергетических реакциях организма, обеспечивающих жизнеспособность и функции клеток, тканей, органов и организма в целом.

Особенно важна роль селена для функциональной активности таких органов как сердце, печень, почки и др.Селен – элемент 4 группы главной подгруппы периодической системы Менделеева, во многом повторяющий химические свойства серы.

Селен способен замещать серу в серосодержащих аминокислотах с образованием селеноаминокислот, которые активнее в биологическом отношении, и являются более сильными протекторами ионизирующей радиации, чем серосодержащие аминокислоты. Кроме того, селеноаминокислоты способствуют уменьшению количества свободных радикалов, нарушающих активность и свойства ферментов и аминокислот.

Селен поступает в организм человека из почвы с продуктами растениеводства и животноводства, что определяет зависимость уровня обеспеченности микроэлементом от геохимических условий проживания.Однако не весь селен почвы доступен для растений. Так, в кислых, сильно заболоченных почвах биодоступность микроэлемента низка, хотя общее содержание может быть и значительным.

С учётом того, что оптимальный уровень потребления селена, соответствующий максимальной активности глютатионпероксидазы (GPX) тромбоцитов или содержанию селена в сыворотке крови 115-120 мкг/л, составляет 120 мкг/сут, установленные концентрации селена соответствуют умеренной обеспеченности населения микроэлементом на большинстве исследованных территорий, причём ни в одном из регионов не зарегистрированы случаи глубокого дефицита селена – содержание в сыворотке крови менее 50 мкг/л. В России средние концентрации селена в сыворотке составляют от 62 мкг/л на западе, до 145 мкг/л на востоке [81, 84, 85].У растений важнейшей химической формой селена является селенометионин. Большая часть селена в животных тканях присутствует в виде селенометионина и селеноцистеина.Биохимические функции селена определяют селенсодержащие белки (СБ). Недостаток микроэлемента может приводить к нарушению клеточной целостности, изменению метаболизма тиреоидных гормонов, активности биотрансформирующих ферментов, усилению токсического действия тяжёлых металлов, повышению концентрации глютатиона в плазме.Характерной особенностью СБ млекопитающих является то, что они, по-видимому, связаны с окислительно-восстановительными процессами, проходящими внутри клетки и вне ее. К настоящему времени охарактеризованы 12 СБ, содержащих в активном центре селен.- GPX1 (cCPX) – клеточная глутатионпероксидаза – предполагается её наличие во всех клетках организма млекопитающих, по-видимому используется как селеновое депо, антиоксидант.- GPX2 (CPX-СI) – локализуется в клетках эпителия желудка- GPX3 (рCPX) – межклеточная GPX или GPX плазмы, контролирует уровень перекисей вне клетки, функция фермента не выяснена, однако показано, что активность рCPX восстанавливается быстрее, чем cCPX, что может говорить о большей значимости этого фермента.- GPX4 (РНCPX) – фосфолипид, локализуется в основном в семенниках, однако найден в мембранах, цитозоле. Восстанавливает гидроперикиси холестерина, его эфиров, фосфолипидов, играет важную роль в репродуктивной системе мужчины.- ID – группа 3 оксидоредуктаз, регулируют активность тироксина. В экспериментах на животных показано, что одновременный дефицит селена и йода приводит к более сильному гипотиреоидизму, чем дефицит одного йода. Некоторые авторы предполагают, что кретинизм у новорожденных может быть следствием комбинированного дефицита этих 2 элементов у матери.- ID1 – фермент, участвует в метаболизме тироксина и трийодтиронина. Это микросомальный фермент локализован в печени, почках, щитовидной железе и ЦНС.- ID2 – катализирует превращение тироксина в трийодтиронин- ID3 – дезактивурует тироксин и трийодтиронин, локализован в ЦНС, коже, плаценте. Участвует в метаболизме энергии.- TR млекопитающих – основная функция – катализирует NADPH – зависимое восстановление в цитозоле.- SPS2 – фермент, катализирует АТФ-зависимую активацию селена с образованием селенофосфата.- SelP – гликопротеин, может выполнять роль антиоксиданта и селенового депо. Быстро синтезируется при введении селеновых добавок. Участвует в дезактивации тяжёлых металлов.- Селенопротеин W (SelW) – межклеточный белок, присутствует во многих тканях преимущественно в мышцах и мозге. Предполагается его участие в окислительно-востановительных реакциях, влияние на развитие онкологических заболеваний.Данные изотопного анализа и результаты теоретических исследований позволяют предполагать, что в организме млекопитающих может насчитываться от 20 до 100 СБ.Повышение заболеваемости раком и сердечно-сосудистыми заболеваниями при дефиците селена, бесплодие у мужчин и увеличение риска смерти от СПИДа могут быть связаны со снижением биосинтеза СБ и нарушением соответствующих биохимических процессов.Согласно современным представлениям, общей регулируемой формой селена в организме является селенид, который образуется из селеноцистеина под действием Sec-β-лиазы. Предшественником селеноцистеина может являться селенометионин. Неорганический селен (селенит) реагирует с восстановленной формой глутатиона (GSH) также с образованием селенида. Последний частично включается в биосинтез СБ и тРНК в результате реакции с селенфосфатсинтетазой (SPS), частично экскретируется из организма преимущественно в виде метилированных форм с мочой и дыханием. Фосфорилирование селенида осуществляется с участием АТФ. Регулирование реакции фосфорилирования селенида определяет возможность депонировать селен – явление, наблюдаемое при дефиците микроэлемента. Ингибирование реакции приводит к увеличению концентрации селенида и как следствие, к увеличению экскреции селена. Эта ситуация наблюдается, когда селен доступен в количествах больших, чем необходимо для синтеза селенопротеинов.Абсорбирование селена организмом происходит в тонкой кишке, среди сегментов которой несколько большую скорость транспорта обеспечивает двенадцатиперстная кишка, откуда низкомолекулярные формы селена способны перейти в кровь уже через 1 минуту после поступления в кишку. Абсорбция селенита натрия происходит отлично от органических соединений. Экспериментальные данные указывают на то, что селен вступает в неферментативную реакцию с GSH с образованием селенидиглутатиона, который может служить субстратом для γ-глутамилтрансферазы и таким образом переносится через мембраны клеток. Поскольку селеновый статус экспериментальных животных почти не влияет на величину абсорбирования вводимого селенита, следует предположить, что для этого соединения регуляторный механизм абсорбции отсутствует. Количество и распределение СБ в органах и тканях млекопитающих зависит от специфичности их экспрессии, селенового статуса организма, длительности приёма селена и химической формы селена в рационе.При дефиците селена уровень СБ снижен, однако включение микроэлемента осуществляется в первую очередь в наиболее важные белки и ткани – репродуктивные и эндокринные органы, мозг. Скелетные мышцы и сердце снабжаются селеном медленнееM. Wenzel и соавт. (1971) определили биологические полупериоды существования селена в тканях. В частности, для мышц этот срок составил 100 сут, для печени – 50 сут, почек – 32 сут и для сыворотки крови – 28 сут.В условиях выхода из селендефицитного состояния активность GPX-GI достигает максимума уже через 10 часов после начала введения селена, тогда как активность cGPX начинает возрастать только через 24 часа и не достигает максимума даже через 3 дня.Гомеостатическое регулирование уровня селена в различных органах и тканях приводит к тому, что при введении высоких доз селена уровень СБ превышает достигаемый при адекватном потреблении. У человека активность pGPX достигает максимума при потреблении всего 50 мкг селена в сутки.При введении селенита натрия животным в высоких дозах не наблюдали увеличения активности фермента, несмотря на значительное возрастание концентрации микроэлемента в плазме и эритроцитах, но отмечали даже некоторое его снижение.При снижении общего содержания селена в плазме и эритроцитах увеличивается доля PHGPX, а в эритроцитах возрастает уровень сGРХ и гемоглобина.После введения радиоактивного селена значительная его часть связывается белками плазмы крови. При этом оказалось, что эритроцитам в данном процессе принадлежит ведущая роль, так как 75Se в виде селенита чрезвычайно быстро, в пределах нескольких секунд проникает через их мембраны. Уже через 1-2 минуты в эритроцитах концентрируется 50-70% всего селена крови. На модели in vitro показана временная зависимость перераспределения селена между элементами крови. Есть основания полагать, что к 4 минуте концентрация микроэлемента достигает максимума. Затем в течение 15-20 мин почти весь селен выходит из эритроцитов, связываясь сначала с альбуминами, а затем с глобулинами плазмы крови.В эритроцитах присутствует селеновый «насос» у человека и ряда животных. Под влиянием системы глутатион – глутатионпероксидаза селенит подвергается превращению с образованием комплекса селена с глутатионом. При последущем восстановлении селен катализирует транспорт электронов к кислороду. Выйдя из эритроцита, возможно, в составе селеноглутатионового комплекса, этот микроэлемент фиксируется в белках плазмы. Кроме того, сниженная активность глутатионпероксидазы в эритроцитах, по-видимому, способствует образованию окислительных форм белков, например гемоглобина (HbSSG). Дефицит селена может приводить к гемолизу эритроцитов.У соединений селена выявлена различная биодоступность. Установлено, что селен, содержащийся в большинстве исследованных соединений обладает меньшей биодоступностью по сравнению с селенитом натрия.Селен выводится из организма в основном с мочой, фекалиями и выдыхаемым воздухом (чесночный запах). Среди путей выведения доминирующим является первый, а последний характерен при остром и хроническом отравлении. При токсикозах альтернативным путём выведения селена можно считать его накопление в волосах и ногтях.Концентрация селена в моче в течение суток значительно меняется, однако большая часть вводимого селена экскретируется в течение 24 часов, что позволяет использовать этот показатель в качестве критерия обеспеченности селеном, т.к. он хорошо коррелирует с уровнем потребления этого микроэлемента. Обычно этим путём выводится около 40-50% потребляемого селена, однако в некоторых случаях эта величина может достигать 60%. В зависимости от потребляемой дозы концентрация селена в моче может варьировать от 0,9 мкг/л (эндемические зоны Китая) до 3900 мкг/кг (Венесуэла).Фактором, влияющим на уровень выведения, является химическая форма селена. Обычно неорганические соли легче выводятся из организма, что делает их более безопасными при потреблении, чем органические соединения. Есть данные, свидетельствующие о низком уровне выведения органических форм селена и, следовательно, о наибольшей опасности отравления при потреблении аномально высоких доз.У здоровых добровольцев в нагрузочном тесте при ежедневном двукратном увеличении уровня потребления микроэлемента приём селенита натрия в дозах 100 – 800 мкг/сут. приводит к активной экскреции избытка селена с мочой, достигающей 80-90% от величины потребления.При приёме препаратов органического происхождения предел выведения селена с мочой достигается при дозе 400 мкг/кг.Дефицит селена вызывает ряд эндемических заболеваний у человека и животных. «Беломышечная» болезнь (алиментарная мышечная дистрофия) характеризуется очаговой дегенерацией различной степени тяжести и некрозом скелетной и сердечной мышц невоспалительного характера, она предупреждается включением в рацион селена. Патоморфологические изменения при этом заболевании характеризуются глубокими нарушениями скелетных мышц и миокарда. В частности, наблюдается пёстрая патогистологическая картина за счёт неравномерного полнокровия, дистрофических и некробиотических изменений кардиомиоцитов, нередко с явлениями дистрофического обызвествления. По мнению А.П. Авцына (1972), белая окраска мышц обусловлена исчезновением миоглобина и вторичным коагуляционным некрозом миоцитов. Изменения миокарда и скелетных мышц имеют дегенеративно-некробиотический характер. Болезнь «Кешана» представляет собой эндемическую фатальную кардиомиопатию, для которой характерны аритмии, увеличение размеров сердца, фокальные некрозы миокарда, за которыми следует сердечная недостаточность. У больных, страдающих данной болезнью выявляются аномалии мембран эритроцитов. В эритроцитах больных детей уровень селена, активность Na+, К+-АТФазы, текучесть липидов и их мембран отличаются от показателей детей контрольной группы, проживающих в том же регионе.При проведении в Финляндии в течение 5 лет эпидемиологических исследований на 11000 мужчин и женщин в возрасте 35-59 лет было установлено, что за этот период 252 перенесли инфаркт миокарда и 131 умерло от сердечно-сосудистых заболеваний. Во всех случаях уровень селена составил 52 мкг/л, в контроле 55 мкг/л. Ряд работ проведённых в ещё в 80-х годах продемонстрировал, что при концентрации селена в сыворотке ниже 0,4 мкмоль/л вероятность возникновения инфаркта миокарда увеличивается в 7 раз, а при содержании 0,4-0,6 мкмоль/л – в 3 раза.В другом исследовании, проведённом в тех же условиях, для группы умерших уровень селена составил 62 мкг/л. В контроле 68 мкг/л. Относительный риск смерти при концентрации селена в плазме менее 45 мкг/л составил 3.2.В районах Центральной Африки, дефицитных одновременно по селену и йоду зарегистрирован эндемический микседематоидный кретинизма.Экспериментальные и клинические исследования показали, что этиология кистозного фиброза поджелудочной железы (муковисцидоз) обусловлена дефицитом ряда элементов, особенно селена, в перинатальном периоде. Это заболевание распространенно среди детей младшего возраста. Кроме того, при дефиците селена наблюдается алиментарный гепатоз – некротические изменения печени, обширный отёк и отложение цероидного пигмента в жировой ткани и очаговая и диффузная инфильтрация в кишечнике, желудке, брыжейке и регионарных лимфатических узлах – идиопатическая эозинофильная инфильтрация.Первые сведения о селене связаны с проявлениями его токсичности, обусловленной аномально высоким потреблением. Выделяют несколько степеней токсичности.Острая токсичность проявляется при кратковременном потреблении высоких доз селена и быстро приводит к смерти. Признаки: чесночное дыхание, летаргия, избыточное выделение слюны, дрожание мышц, миокардит и т.д.Подострая токсичность связана с потреблением высоких доз селена в течение значительного времени. Признаки: слепота, атаксия, дезориентация, затруднение дыхания.Хронический селеноз развивается при потреблении умеренно-повышенного количества селена в течение нескольких недель или месяцев.Оценка степени токсичности соединений селена для человека затрудняется отсутствием селективного и чувствительного индикатора избыточного поступления селена в организм человека. Одним из возможных показателей является алопеция и изменение ногтей, а также преимущественное накопление селена эритроцитами по сравнению с плазмой.Безопасный и достаточный уровень суточного потребления селена составляет 50 – 200 мкг/сут. Минимальная потребность в селене установлена по данным для эндемических регионов Китая: наименьшая величина потребления микроэлемента, при которой не наблюдалось развитие болезни Кешана, составила 19 и 14 мкг/сут для мужчин и женщин соответственно.Физиологическая потребность в селене установлена по показателю потребления, обеспечивающему максимальную активность GPX плазмы. Для жителей биогеохимических провинций Китая с глубоким дефицитом селена эта величина составляет 40 мкг/сут. Для европейцев этот уровень составляет 70 мкг для мужчин и 55 мкг для женщин.В Финляндии с учётом многолетнего опыта использования обогащённых селеном удобрений предполагается значительно более высокий уровень потребления селена, отвечающий физиологической потребности, а именно 120 мкг/сут, этому значению соответствует максимальная активность GPX тромбоцитов.

При расчёте РД (референт дозы) исходя из данных полученных при изучении эндемического селеноза в Китае берут 853 мкг/сут при массе тела 55 кг. Введение дополнительного коэффициента (х3) для учёта индивидуальной чувствительности даёт значение 5 мкг селена на 1 кг массы тела в сутки, что соответствует 350 мкг/сут при массе тела 70 кг.

Фармакологическая характеристика селенсодержащих соединений

Биологические функции селена огромны. Антиоксидантные свойства селена определяют перспективность использования препаратов микроэлемента при оксидантном стрессе.

Окислительное повреждение тканей играет ключевую роль в развитии многих заболеваний: атеросклероза, ишемической болезни сердца, диабетических ангиопатий, нейродегенеративных и аутоиммунных заболеваний, рака, лучевой болезни, псориаза, ожогов, катаракты и др. Для фармакологической коррекции окислительного стресса широко используются антиоксиданты различной химической природы. По мнению В.

Г Зайцева, О.В. Островского, В.И. Закревского наибольшие перспективы клинического применения имеют представители групп катализаторов и ловушек радикалов. Антиоксиданты – катализаторы не расходуются в ходе защитных реакций, а значит, могут быть использованы в существенно меньших дозах, чем АО других групп.

Их эффект в организме будет сохраняться более длительное время, а вероятность побочного действия у них гораздо меньше. Кроме того, пока нет данных о возможности проявления АО данной группы прооксидантного действия в условиях близких к физиологическим. Наибольшие перспективы в медицинском применении имеют имитаторы глутатионпероксидазы, к которым относят селенсодержащие соединения.

Известно, что ГП катализирует превращение опасных для организмов гидропероксидов (ROOH) и Н2О2 в инертные гидроксисоединения (RОН) и воду соответственно при участии глутатиона. Глутатионпероксидаза – первый селеносодержащий фермент, найденный в организме млекопитающих.

Фермент не обладает строгой специфичностью по отношению к перекисям и нуждается в качестве кофактора в глутатионе, который в ходе ферментативной реакции подвергается окислению:Н2О2 + 2GSH → H2O + GSSGROOH + 2GSH → ROH + H2O + GSSGВ этой реакции электрон переносится на перекись не с восстановленного глутатиона, а с селенола, который при этом переходит в селенистую кислоту, а затем последняя регенерирует в селенол восстановленным глутатионом. Имитаторы ГП эффективны в основном для снижения интенсивности ПОЛ.Изучение терапевтического влияния селена на течение экспериментального инфаркта миокарда у крыс позволило чётко установить его благотворное действие. Заживление инфаркта миокарда продемонстрировано в эксперименте на крысах, у которых инфаркт воспроизводили лигированием венечной артерии (120 животных). В течение недели после инфаркта крысам подкожно вводили водный раствор селенита натрия из расчёта 30 мкг/кг в сутки. Для потенцирования эффекта селена одновременно внутримышечно вводили α-токоферол в дозе 50 мг/кг в сутки. Крыс забивали через 2 ч, 1, 3, 7, 14, 30 суток. У леченых крыс отмечено уменьшение зоны инфаркта миокарда, особенно выраженное в ишемической стадии (4,52% против 31,7% в контроле, р

Источник: http://www.moscowuniversityclub.ru/home.asp?artId=15478

Физиологическая роль селена

Свойства селена, механизм транспорта и биохимических превращений в

Было показано, что селен – необходимый для экспериментальных животных микроэлемент; он не может быть полностью заменен другими веществами, такими, как витамин Е, который имеет сходные функции.

Если при одновременной недостаточности витамина Е и селена у цыплят наблюдается экссудативный диатез, то недостаточность одного селена у птиц обусловливает нарушение роста, скудость оперения и фиброзное перерождение поджелудочной железы. Кормление человекообразных обезьян пищей, бедной селеном, приводит к потере массы, поредению волос, апатии и смерти.

При этом наблюдается некроз печени, нефроз и дегенеративные изменения сердечной мышцы и скелетной мускулатуры. Недостаток селена в окружающей среде способствует повышению риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний.

Оптимальной интенсивностью поступления селена в организм считают 20-70 мкг/день. Дефицит селена в организме развивается при поступлении этого элемента в количестве 5 мкг/день и менее, порогом токсичности является 5 мг/день.

Очевидно, потребность мужчин в селене больше, чем у женщин, т.к. почти половина его запаса в их организме находится в яичках и часть в семенных канатиках, прилегающих к предстательной железе. Кроме того селен теряется со спермой.

Естественным источником селена для человека являются пищевые продукты. Высоко содержание селена в чесноке, свином сале, пшеничных отрубях и белых грибах. Также много селена содержится в оливковом масле, морских водорослях, пивных дрожжах, бобовых, маслинах, кокосах, фисташках и кешью.

Биологическая активность селена зависит от той химической формы, в которой он содержится в пище и в организме. Элементарный селен практически инертен в отношении питания и токсичности, а вот в органических соединениях селен в организме превращается в так называемый фактор3 (биологически активная форма).

Концентрация селена в продуктах, необходимая для предупреждения недостаточности селена, зависит от содержания в пище витамина Е.

Всасывание селена происходит в дистальном отделе тонкого кишечника, где из растворимых соединений селена, образуются соединения селена с метионином и цистеином. Накапливается селен, прежде всего, в почках и печени, костном мозге, сердечной мышце, поджелудочной железе, легких, коже и волосах.

При парентеральном питании в организм человека должно поступать не менее 30 мкг селена в сутки.

В организме селен стимулирует процессы обмена веществ. Его важной биохимической функцией является участие в построении и функционировании глутатионпероксидазы, глицинредуктазы и цитохрома С — основных антиоксидантных соединений.

Селен участвует как в первой фазе биохимической адаптации (окисление чужеродных веществ с образованием органических окисей и перекисей), так и во второй (связывание и выведение активных метаболитов).

Селен является основным компонентом фермента пероксидазы глютатиона, который защищает организм от вредных веществ, образующихся при распаде токсинов. Селен антагонист ртути и мышьяка, способен защитить организм от кадмия, свинца, таллия.

Селен участвует и в других формах антиоксидантной защиты.

Селен является элементом, выполняющим многочисленные защитные функции в организме. Селен усиливает иммунную защиту организма, способствует увеличению продолжительности жизни.

Значение селена в механизмах поддержания гомеостаза хорошо иллюстрируется эффективностью применения препаратов селена при самых разнообразных патологических процессах.

Селен оказывает лечебный эффект при кардиопатиях различной этиологии, при гепатитах, панкреатитах, заболеваниях кожи, уха, горла и носа. Общеизвестна роль селена в профилактике и лечении злокачественных новообразований.

Особенно эффективен селен в сочетании с витамином Е и β-каротином, с которыми проявляет синергичность, что делает их важными компонентами антиоксидантных программ.

Селен помогает в сохранении эластичности тканей, устраняет горячие приливы и недомогания во время менопауз, предупреждает появление перхоти.

Дефицит селена устраняется потреблением биологически активных добавок в сочетании с витамином Е. Дефицит селена легко определяется появлением розовых пятен на руках и лице. Прием коллоидных форм селена позволяет устранить эти пятна, что свидетельствует о нормализации нарушенного недостатком селена гомеостаза внутренних органов (мозг, сердце, печень, почки).

Чрезмерное потребление селена (более 5 мг/кг) может вызвать токсическую реакцию. Токсическое действие селена связывают с его способностью замещать в белковых молекулах серу.

Образуются селенсодержащие аминокислоты, что приводит к нарушению окислительно-восстановительных процессов в организме.

В результате в организме накапливаются недоокисленные продукты обмена ( ПВК, молочная кислота и др. ).

Токсичность селена для животных может быть уменьшена под воздействием белка пищи, мышьяка, соединений серы, льняного масла. Ни метионин, ни витамин Е в высоких дозах не обеспечивают защиты от токсичности селена, но их одновременный прием уменьшает токсическое действие селенитов на печень.

Следует иметь в виду, что селен заменяет серу в цистеине и метионине у многих растений, растущих на почве, богатой селеном.

Права на статью принадлежат ООО “Электронная Медицина”.

Источник: http://www.elm.su/articles/micro/fiz_role_Se.html

Medic-studio
Добавить комментарий