|
Гмошинский И.В.
НИИ питания РАМН, Москва
Выбор темы данного доклада определяется двумя обстоятельствами: во-первых,
важной ролью селена как микроэлемента в процессах жизнедеятельности, и,
во-вторых, тем, что проблема недостаточности селена в питании привлекает в
настоящее время повышенное об-щественное внимание. В задачи настоящего сообщения
входит представить современное со-стояние проблемы о роли селена в организме и
об использовании селенсодержащих биоло-гически активных добавок в питании.
Общеизвестно, что селен является одним из важных пищевых антиоксидантов, то
есть агентом, способствующим детоксикации реакционноспособных производных
кислорода в организме. При этом, однако, важно учитывать следующее. Во-первых,
селен является анти-оксидантом непрямого действия, то есть те
его соединения, которые поступают с пищей, сами по себе свойствами
антиоксидантов не обладают. Более того, некоторые из соединений селена, особенно
при их передозировке, могут проявлять прооксидантное действие. Активными
биоантиоксидантами являются только селенопротеины, синтезируемые в
организме. Во-вторых, наряду с антиоксидантным действием, ряд
селеноэнзимов обладает и другими, весьма важными видами биологической
активности.
Селен (Se) - 34-й элемент в Периодической системе элементов Д.И.Менделеева,
находится в 4-м периоде, 6-й (главной) подгруппе и является химическим
“двойником” серы. Подобно ей, он образует ряды неорганических соединений, в
которых проявляет валентность –2 (селениды), +4 (селениты) и +6 (селенаты). В
своих элементоорганических соединениях се-лен двухвалентен и близок по
ковалентному радиусу к сере; связь селен-углерод малополярна.
Кларк селена (содержание в земной коре) составляет 1.10-5%(0,1 ppm)
[4]. Уровень селена в основных тканях и биологических жидкостях организма
человека незначительно превосходит это значение. С другой стороны, некоторые
представители растительного царства, например астрагал [8] могут накапливать до
0,1% (1000 ppm) Se. Токсичность некоторых дикорастущих растений и мухоморов
может быть обусловлена наличием в них соединений селена в очень больших
количествах. Много селена при высоком уровне этого элемента в среде обитания
могут накапливать дрожжи и прокариоты, в частности спирулина.
В естественных условиях Se поступает в организм человека и животных, главным
образом, в виде селенсодержащих аминокислот - селенометионина (Se-Met) и
селеноцистеина (Se-Cys). Искусственное снабжение организма селеном при его
алиментарном дефиците может осуществляться в форме селенита или селената натрия.
Как органический, так и неорганический селен легко всасывается в
желудочно-кишечном тракте. Однако судьба органиче-ского и неорганического селена
в организме оказывается существенно различной [11].
Селенат- и селенитанионы, поступающие с пищей, быстро восстанавливаются под
действием белка тиоредоксина до селеноводорода, присутствующего при
физиологических значениях рН, в основном, в виде гидроселениданиона (HSe-).
Необходимым кофактором данного процесса является восстановленный глутатион (GSH),
причем предполагается, что в качестве интермедиата образуется селенодиглутатион
(GS-Se-SG).
Некоторое количество образующегося селеноводорода присоединяется к особым
се-ленсвязывающим белкам. Емкость этого пула довольно ограничена. Избыточные
количества селеноводорода медленно подвергаются ферментативному метилированию с
образованием, последовательно, метилгидроселенида, диметилселенида и катиона
триметилселенония. Эти соединения Se экскретируются с мочой, а диметилселенид -
в больших количествах также и с потом. Строго определенное количество селена,
входящего в состав пула селеноводорода, через стадию селенофосфата включается в
высокоспецифический процесс синтеза т.н. Se-специфических селенопротеинов, в
числе которых находятся компоненты жизненно важных антиоксидантных систем и
другие энзимы. В состав этих белков Se входит у позвоночных исключительно в виде
остатка селеноцистеина.
Перечисленные возможности утилизации селеноводорода в организме ограничены в
количественном отношении и при поступлении в организм избыточных количеств
неоргани-ческого селена он может накапливаться в тканях в форме свободного
гидроселенид аниона.
Эта форма Se чрезвычайно токсична!
В отличие от животных, растительные организмы способны синтезировать
селенометионин. При потреблении в пищу растительных селенопротеинов
селенометионин всасывается и ассимилируется организмом [11,14]. Ввиду большого
сходства физико-химических свойств метионина и селенометионина последний
способен замещать первый в различных тканевых белках, включаясь по
специфическому для метионина механизму. При этом селенометионин тем больше
встраивается в белки, чем большее количество остатков Met и Cys имеется в их
первичной последовательности. Кроме того, количество включаемого Se-Met (и
ретенция Se в тканях, особенно в мышцах) в сильной степени зависит от количества
поступающего с пищей метионина. Так, у крыс, получавших рацион с дефицитом
метионина, относительно большая доля селена из Se-Met включалась в
неспецифические белки (гемо-глобин) и меньшая - в глутатионпероксидазу [14].
Со способностью Se-Met депонироваться в тканевых белках, образуя мало
лабильный пул, связана, по всей видимости, гораздо его меньшая токсичность в
сравнении с селенитом и селенатом при пероральном поступлении.
Часть высвобождаемого из белков тканей Se-Met трансаминируется с образованием
аланина и метилгидроселенида, который далее либо метилируется и экскретируется,
либо деметилируется до селеноводорода. Другой путь метаболизма -
транссульфурация с образованием селеноцистеина. Последний может далее,
во-первых, неспецифически включаться в тканевые белки вместо цистеина.
Во-вторых, часть селеноцистеина деселенируется с образованием селенита, либо
селеноводорода под действием зависимой от витамина В6 селено-цистеинлиазы. Хотя
в состав Se-специфических селенопротеинов Se входит именно в соста-ве
селеноцистеина, последний в сколько-нибудь заметных количествах
непосредственно в эти белки не включается. Включение Se-Cys в тканевые
белки зависит от обеспеченности организма серусодержащими аминокислотами так же,
как и включение Se-Met.
Представленные данные объясняют различия в эффективности органического и
неор-ганического селена для человека. При физиологических поступлениях Se с
пищей (0,1-0,3 ppm) и нормальной обеспеченностью серой эффективность Se-Met,
селенита и селената как источников для синтеза селен-специфических
селенопротеинов одинакова. Однако, если уровень потребления Se низок (менее 0,05
ppm) или организм плохо обеспечен метионином, эффективность добавки
неорганического Se выше, чем Se-Met [14]. Однако токсичность Se-Met
(органического селена) гораздо ниже, чем неорганического, то есть гораздо меньше
опасность передозировки. Кроме этого, ретенция органического селена в организме
как пра-вило выше, чем неорганического. Поэтому, большинство авторов рекомендуют
органиче-скую форму селена как предпочтительную при снабжении организма селеном
в профилактических целях [1,3].
Таким образом, важно подчеркнуть 2 обстоятельства.
- Соединения неорганического Se обладают сравнительно низким порогом
токсичности ввиду ограниченных возможностей утилизации их главного
токсического метаболита - селеноводорода (аниона гидроселенида).
- Неорганический селен в организме человека и животных может включаться в
селеноци-стеин, но никогда не включается в селенометионин.
Селен, поступая в организм в виде селенита или селенсодержащих аминокислот,
включается в большое число белков - селенопротеинов. Современная классификация
разделяет все селенопротеины на 3 группы [11].
1). Неспецифические тканевые селенсодержащие белки. К ним относится
селеногемоглобин и многие другие, в которые включается метка при введении в
организм [75Se]-Met. Их роль в депонировании органического селена
была рассмотрена выше.
2). Селенсвязывающие протеины, активно соединяющиеся с селеном при его
поступлении в неорганической форме. Их главной особенностью является
отсутствие экспрессии их синтеза в широком диапазоне доз селена диеты (от 0,02
до 2 мг/кг). У млекопитающих в их числе - 17 кД селенопротеин спермы, 14 кД
связывающий жирные кислоты белок и 56 и 58 кД тканевые селенопротеины.
Высказывается предположение, что селен может быть присоединен в некоторых из
белков этого класса посредством образования смешанной селенсуль-фидной (Se-S)
связи. Количество включаемого селена на моль белка в определенных пределах
произвольно, но не может превосходить некоторого максимума.
Биологическая роль селенсвязывающих белков, помимо того, что они могут в
ограниченных пределах служить депо неорганического селена в тканях, точно не
установлена. Предполагается, однако, что 17 кД белок ответственен за
поддержание жизнеспособности сперматозоидов, а 56 кД белок печени участвует в
предотвращении развития опухолей под действием химических канцерогенов.
Считается, что селен, включающийся в эти белки, может проявлять функции
своеобразной простетической группы при реализации этих видов активности.
3). Селен-специфические селенопротеины. Надежно идентифицировано и выделено
в чистом виде (по состоянию на 2000 г.) от 10 до 12 селен-специфических
селенопротеинов эукариот1 . Их общей особенностью является,
во-первых, строго стехиометрическое ковалентное включение селена (и всегда в
виде селеноцистеина) в строго определенные места в полипептидной цепи и,
во-вторых, особый характер экспрессии под воздействием селена пищи.
При глубоком дефиците селена (менее 0,02 мг/кг диеты) синтез этих
белков глубоко подавлен, причем, как правило, отсутствует не только активная
форма фермента, но и антигенный полипептид и его мРНК. По мере возрастания
содержания селена в рационе их синтез увеличивается вплоть до некоего
оптимального его уровня (это для разных белков составляет от 0,1 до 0,2 мг/кг
диеты). Далее уровень экспрессии большинства селен-специфических селенопротеинов
выходит на плато и при последующем увеличении потребления селена не
увеличивается.
Первым открытым у эукариот селен-специфическим белком оказался
фермент глутатионпероксидаза (GPX) эритроцитов, известная в
настоящее время как глутатионпероксидаза I (GPX-I). Она катализирует равновесие
следующей основной реакции:
H2O2 + 2 GSH= GSSG+ 2H2O
Образующийся под действием GPX-I
окисленный глутатион сразу же восстанавливается присутствующей тут же флавиновой
глутатионредуктазой за счет НАДН, и равновесие приведенной реакции поэтому
практически полностью смещено вправо. Главная биологическая роль GPX-I, таким
образом, состоит в детоксикации реакционноспособного оксиданта- перекиси
водорода, образующейся в эритроцитах в ходе транспорта кислорода к тканям. В
недавних исследованиях было показано, что GPX-I обладает “побочной”
окислительно-восстановительной активностью пероксинитритредуктазы.
Классическая GPX-I - это белок с
кажущейся молекулярной массой около 80 кД, образованный четырьмя одинаковыми
субъединицами молекулярной массой 23 кД, организованными в комплекс квадратной
формы. Каждая субъединица содержит 1 атом селена в составе селеноцистеина.
Окрестности этого остатка представляют собой очень консервативную в межвидовом
отношении последовательность, что подчеркивает важность остатка селеноци-стеина
в формировании активного центра.
Глутатионпероксидаза II (GPX-II) - это
тканевой фермент (главным местом ее синтеза являются печень и сердце). Ее
специфичность иная, чем у GPX-I. А именно, катализируется реакция:
ROOH + 2 GSH= GSSG+ ROH+H2O , где R- алкильный радикал (обычно, фосфолипид).
Таким образом, это пероксидаза гидроперекисей липидов, функция которой состоит в
обезвреживании этих токсичных производных. GPX-II имеет молекулярную массу 22 кД
и в естественных условиях мономерна. Механизм включения Se-Cys в нее тот же, что
и в GPX-I.
Согласно недавно полученным данным,
большие количества GPX-II входят в состав сперматид млекопитающих в виде
модифицированного полимеризованного матрикса, обладающего по-видимому
определенной структурной функцией. Рассматриваемый селенопротеин, наряду с
вышеупомянутым 17-кД белком, таким образом, играет важную роль в процессе
сперматогенеза.
Глутатионпероксидаза III (GPX-III) - это
фермент, циркулирующий в плазме крови. Это тетрамер из 4 субъединиц по 23 кД,
однако в отличие от GPX-I, GPX-III является гликопротеином. Местом синтеза
GPX-III является печень (гепатоциты), а также слизистая обо-лочка тонкой кишки.
В последнее время в тканях позвоночных
была обнаружена глутатионпероксидаза IV (GPX-IV), по своей специфичности
тождественная GPX-II, но отличающаяся от нее по своей первичной
последовательности. Экспрессия этого фермента, так же как и GPX I-III, является
селензависимой.
В составе гранулоцитов человека недавно
был идентифицирован селенопротеин, представляющий собой пероксидазу, для которой
донором водорода является не глутатион, а различные органические восстановители,
в частности, о-дианизидин. Белок состоит из 2 идентичных субъединиц по 15 кД, и
селен входит в их состав в виде селеноцистеина.
Селенопротеин Р был
открыт в 1977 г., а выделен в чистом виде и подробно изучен в 1987 году. Белок
циркулирует в плазме крови; его биосинтез осуществляется, по-видимому, в ряде
органов, включая легкие, почки, печень, сердечную мышцу и др. Молекулярная масса
основной изоформы селенопротеина Р- 57 кД, и в его составе - 10 или 11 атомов
селена. Присутствующий в сыворотке крови крысы селенопротеин Р представлен
основной (57 кД) и дополнительной, “укороченной” с С-конца изоформами. Каждая из
них, в свою очередь, подразделяется на 2-3 субфракции, различающиеся своими
углеводными компонентами. Нормальная концентрация селенопротеина Р в плазме -
51+-4 мкг/мл; при глубоком дефиците селена она падает ниже 5 мкг/мл.
Биологической функцией селенопротеина Р,
по современным представлениям, является, во-первых, защита организма от
воздействия перекисей (оксидантного стресса), осуществляемая по иному механизму,
нежели в случае глутатионопероксидаз. Во-вторых, данный белок выступает в роли
агента, способствующего нейтрализации токсического действия тяжелых металлов (Pb,
Hg).
Недавно был выделен, охарактеризован и
полностью секвенирован селенопротеин W. Это небольшой белок
(M=9,5 кД), экспрессированный, главным образом, в мышечной ткани.
Предполагается, что селенопротеин W , подобно селенопротеину Р, обладает
функци-ей антиоксиданта, но не в кровотоке, а на тканевом уровне.
В 1991 г было доказано, что один из
важных ферментов, ответственных за обмен тироидных гормонов- 5’-
йодтиронин дейодиназа щитовидной железы типа I является селеноэнзимом
[9]. Молекулярная масса этого белка равна 77 кД. В настоящее время установлено,
что эта дейодиназа I входит в семейство близкородственных ферментов, содержащих
в своем активном центре селеноцистеин. Роль селена в функционировании тканевых
дейодиназ подчеркивает тесную связь обмена этого микроэлемента с обменом йода.
Селен-зависимая
тиоредоксинредуктаза (ТР) была впервые выделена из культуры клеток
аденокарциномы человека в 1996 г [12]. ТР представляет собой гомодимер,
состоящий из двух субъединиц молекулярной массой 55-58 кД. В состав активного
центра фермента, наряду с Se-Cys, входит простетическая группа ФАД. Главной его
биологической функцией является, по-видимому, катализ окисления/восстановления
SH групп в специфическом белке тиоредоксине, основная роль которого состоит в
поддержании Red/Ox гомеостаза в клетке. Другой важной функцией системы
тиоредоксин/ТР является генерация восстановительного эквивалента (атома
водорода) для рибонуклеотидредуктазы, ответственной за ключевой этап синтеза
дезоксирибонуклеотидов, входящих в состав ДНК. Далее, система тиоре-доксин/ТР
участвует в процессах восстановления селенита до селенодиглутатиона и
селено-водорода. Наконец, ТР, как было недавно установлено, способна проявлять
in vivo свойства дегидроаскорбатредуктазы, участвующей в регенерации активной
формы витамина С. Исключительная полифункциональность ТР указывает на ее важное
биологическое значение. Многочисленные исследования на моделях in vivo и в
культурах клеток указывают на роль ТР в процессах регуляции внутриклеточной
передачи сигнала, апоптоза, что, тем самым, определяет участие этого фермента в
предполагаемом механизме противоопухолевого действия селена.
Активность ТР в органах и тканях
снижается при дефиците селена. Вместе с тем, чувствительность синтеза ТР к
дефициту селена значительно ниже по сравнению с GPX. В отсутствие селена
продолжается выработка мРНК для ТР, и происходит образование “укороченного”
полипептида, синтез которого останавливается на находящемся на предпоследнем
месте от С-конца остатке Se-Cys. Другой важной особенностью ТР, отличающей ее от
других селенспецифических селенопротеинов, является ее недавно обнаруженная
способность по-вышать свою активность при снабжении организма селеном
сверх физиологического оптимума потребности, когда экспрессия и
активность остальных белков этого класса достигает насыщения. Высказывается
предположение, что именно функция ТР лежит в основе эффектов, оказываемых
препаратами селена в фармакологических дозировках.
При анализе включения различных меченных
изотопами аминокислот в GPX-I удалось установить, что [14С] и [3Н]-
Se-Cys в этот белок практически совершенно не включаются. Однако в состав
остатка селеноцистеина глутатионпероксидазы активно включался [3Н]- и
[14С]-серин.
Секвенирование гена GPX-I человека
показало, что остаток Se-Cys в этих белках кодируется триплетом TGA, который в
огромном большинстве других случаев означает остановку трансляции [6]. Однако в
случае GPX и других селенопротеинов при этом происходит “перекодирование”
триплета под действием специальной структуры в составе мРНК, обозначенной как
SECYS. За счет этого происходит присоединение специфической тРНКuga,
ацилированной остатком серина, и его последующее встраивание в полипептидную
цепь, сопряженное с заменой ОН группы серина на SeH за счет остатка
селенофосфата. Процесс “перекодирования” опосредуется, как предполагают, особым
SECYS-связывающим белковым фактором SBP. Необходимым условием для этого является
также взаимодействие рибосомы со специфическим белком - фактором элонгации Sel-B
и “защищающим тРНК” фактором SePF.
В большинстве случаев синтез всех
необходимых компонентов системы включения Se-Cys в белки (т.е. тРНКuga,
мРНК селенопротеина, фактора элонгации Sel-B и др.) регули-руется поступлением
селена с рационом на транскрипционном уровне.
Рассмотрев физиологическую роль
соединений селена и механизмы их обмена, перейдем к обсуждению вопроса
обеспеченности селеном организма человека. Источником Se в обычном питании
человека являются различные продукты животного и растительного происхождения.
Весь этот Se находится в двухвалентной органической форме, причем в животных
продуктах преобладает селеноцистеин, а в растительных - селенометионин.
Главным источником Se в питании в нашей
стране являются зерновые, особенно пшеница [2,5]. Основным
фактором, определяющим накопление Se в зерне, является уровень и химическая
форма этого элемента в почвах. [2]. В рыхлых, щелочных, хорошо
аэрируемых почвах Se присутствует в значительной мере в форме селенатов, которые
хорошо растворимы и легко усваиваются растениями. В кислых, заболоченных почвах
Se находится в виде малорастворимых комплексов с Fe, обладающих крайне низкой
биодоступностью.
При глубоком недостатке соединений Se в
диете человека возможно развитие т.н. селенодефицитных состояний, таких как
болезнь Кешан (кардиомиопатия) и синдром Кашин-Бека (остеоартропатия).
Географическое распространение этой патологии достаточно однозначно коррелирует
с особенностями геохимического статуса Se. В первую очередь, поражается
население аграрных регионов, потребляющее в пищу по преимуществу зерновые
местного производства, выращенные на бедных усвояемыми соединениями селена
почвах. “Классическими” областями распространения болезни Кешан являются
некоторые провинции Ки-тая. Другим давно охарактеризованным регионом, пораженным
дефицитом Se, являлась (до начала государственной программы обогащения почв
соединениями селена) Финляндия. В Российской Федерации [10] случаи болезни Кешан
отмечаются в Бурятии и Читинской области, характеризуемых крайне низкими
уровнями Se в почвах. Получены данные и о возможности глубокого дефицита Se
среди части населения Иркутской области. Для значи-тельного числа других
регионов России и СНГ (Ленинградская, Псковская, Новгородская, Калужская,
Брянская, Ярославская области, Поволжье, Алтайский край, Северо-Запад Ук-раины,
Белоруссия, Киргизия) характерен “субоптимальный” статус Se, не сопровождающийся
специфической патологией, но способный привести к снижению общей
противоин-фекционной, противоопухолевой резистентности организма, его
устойчивости к стрессам. В пределах этих местностей могут быть выявлены
отдельные категории населения (беремен-ные женщины, дети, лица, пострадавшие от
радиации в Чернобыле), обеспеченность кото-рых Se оказывается еще значительно
ниже среднего уровня.
С другой стороны, чрезвычайно высокое
содержание селена в пище (зерновых) отмечается в некоторых районах США (Южная
Дакота), Венесуэлы. В этих условиях, по крайней мере у части популяции, может
развиться селеновая интоксикация (эндемичный селеноз). В нашей стране случаи
эндемичного селеноза отмечены в некоторых долинах республики Тува.
Во всем диапазоне возможных поступлений
Se можно выделить следующие интервалы [5,13]:
- Область дефицита.
- Маргинальная обеспеченность (удовлетворение основных потребностей при
сохра-няющемся риске некоторых побочных неблагоприятных эффектов).
- Область физиологического оптимума (диапазон безопасных поступлений).
- Область фармакологического действия.
- Токсичность.
Границы области №1 простираются у взрослого человека от предельно низких
уровней приема Se до приблизительно 16-21 мкг/день. Ниже этого предела потери Se
за счет экскреции не восполняются его поступлением с пищей и наступает
практически полная инактивация GPX и других, связанных с Se, ферментативных
систем. Согласно рекомендациям ФАО-ВОЗ, истинно безопасным уровнем потребления
Se является такой его прием, при котором активность GPX-I составляет 66% (2/3)
от максимальной. Для взрослых мужчин это, с учетом поправки на популяционную
вариабельность составляет 40 мкг/день2
В отличие от методологии ФАО-ВОЗ, в расчетах Food and Drug Administration
правительства США используется иной подход. Безопасным уровнем потребления Se
считается такой, при котором активность GPX-I достигает максимального
уровня (плато). Это количество 70 мкг/день для взрослых мужчин
и 55 мкг/день - для женщин.
Верхняя граница области безопасного потребления Se определяется, главным
обра-зом, на основании эпидемиологических наблюдений за населением избыточных по
уровням Se регионов. Так, было показано, что в ряде популяций Латинской Америки
при уровнях потребления Se пищи до 400 мкг/день каких-либо выраженных
неблагоприятных последствий не наблюдается. Поэтому величина 350 - 400 мкг/день
и принимается большим числом автором за верхнюю границу области № 3.
Верхняя граница области № 4 (фармакологические дозировки) для Se весьма
неопределенная. Она зависит, по-видимому, от формы Se: неорганический селен
токсичнее, чем Se-Met. Относительно последнего соединения имеются сообщения о
возможности его приема больными или испытателями добровольцами в течение
длительного времени на уровне 400-700 мкг/день без каких-либо отрицательных
последствий.
Обсуждая обеспеченность организма человека селеном, следует учитывать и то
обстоятельство, что его ассимиляция и ретенция могут быть резко понижены при
некоторых патологических состояниях. При язве желудка, остром панкреатите,
хронических панкреатите и гепатите (в т.ч. алкогольного происхождения), циррозе
печени, муковисцидозе, кистозном фиброзе, целиакии, синдроме укороченной кишки
даже на фоне нормального поступления Se с диетой может развиваться нарушение его
статуса из-за неэффективности функционирования механизмов утилизации или
абсорбции селена. В других случаях, например, при воздействии повышенного фона
ионизирующей радиации, при хронической интоксикации соединениями Hg и Cd
возможно развитие дефицита Se ввиду резкого снижения его ретенции. Поэтому рядом
авторов рассматривается возможность длительного приема этими кате-гориями
больных добавок селена (особенно органического) в весьма высоких дозировках
(вплоть до 400-700 мкг/день).
Наконец, отдельного рассмотрения заслуживают селенодефицитные состояния у
больных, получающих в течение длительного времени специализированные продукты
(как, например, при фенилкетонурии) или искусственное питание. Различные
диетические огра-ничения, налагаемые на больных с лечебными целями, способны
привести к ухудшению их обеспеченности селеном. Мы наблюдали, в частности,
значительное ухудшение обеспечен-ности селеном в группе больных диабетом,
находившихся в течение 21 дня на диете с резким ограничением, в числе других
источников углеводов, хлебобулочных, мучных и кондитерских изделий.
Значительное распространение среди населения нашей страны т.н. “маргинальной”
обеспеченности селеном, проявлением которой является неспецифическое повышение
забо-леваемости рядом инфекционных, сердечно-сосудистых, онкологических и
гастроэнтерологических заболеваний, ставит на повестку дня вопрос обогащения
селеном питания населе-ния [1]. В ряде стран, таких как Финляндия, этот вопрос
был решен путем внесения в почву селенсодержащих удобрений. Для нашей страны
более приемлемым представляется широкое использование селенсодержащих БАД
(биологически активных добавок к пище). Следует подчеркнуть, что использование
БАД рассматривается как массовая профилактическая мера, не подразумевающая
обязательной оценки статуса селена у каждого индивида. (В рамках данного
сообщения не представляется возможным рассмотреть методы мониторинга селено-вой
обеспеченности. Важно отметить, что эти методы достаточно сложны и в большинстве
своем инвазивны.) Вследствие этого обстоятельства целесообразно рекомендовать в
качест-ве профилактической меры прием таких селенсодержащих БАД, которые,
во-первых, наибо-лее эффективны в низких дозах (не более 60% от рекомендуемого
дневного потребления, то есть 40-45 мкг селена в день) и, во-вторых, сводят к
минимуму риск селеновой интоксикации при случайной передозировке потребителем. В
наибольшей степени этим условиям удовле-творяют БАД, содержащие органический
селен, то есть полученные путем его биологическо-го “встраивания” в белковые
макромолекулы в виде аминокислот селенометионина и селеноцистеина. Прием
препаратов неорганических солей селена можно рекомендовать только больным с
клинически подтвержденным селенодефицитом для его максимально быстрой и
эффективной коррекции3 .
В заключение данного сообщения имеет смысл остановиться на таком актуальном и
интенсивно исследуемом в мировой литературе вопросе, как связь селенодефицита с
вирусными инфекциями [7]. Известно, что некоторые особенности эпидемиологии
селенодефицитных состояний указывают на комплексный (полиэтиологический)
механизм их возникновения. В настоящее время активно разрабатывается гипотеза о
вирусной этиологии болезни Кешан. Исходным положением для этого была изоляция от
людей, страдающих болезнью Кешан, ряда патогенных вирусов, в особенности вируса
Коксаки серотипа В4. Последующая инокуляция этого вируса лабораторным животным
(мышам) показала, что он вызывает у них поражение сердечной мышцы, патологически
весьма сходное с наблюдаемым при болезни Кешан. Аналогичных поражений не
наблюдали у мышей, которых заражали вирусом Кокса-ки стандартного (“эталонного”)
штамма. На основании этих данных было высказано предположение, что вирулентность
вируса Коксаки изменяется в ходе пассивирования его через организмы людей и
животных, ослабленных дефицитом селена.
Инфекционный компонент в этиологии болезни Кешан удовлетворительно объясняет
известные особенности ее распространения (сезонность, семейный характер).
Считается, что в ходе развития вируса Коксаки в условиях дефицита селена в его
геноме происходят мутации под действием избыточных количеств реакционноспособных
форм кислорода и свободных радикалов на интенсивно реплицируемую вирусную ДНК. К
сходному эффекту приводит также дефицит других антиоксидантов.
В настоящее время рядом авторов высказывается гипотеза, что дефицит селена
может повысить и вирулентность вирусов других типов, например influenza. С
сочетанным дефицитом селена и йода связывается и эпидемическое распространение
ВИЧ в странах Центральной Африки. Предполагают даже, что именно алиментарный
дефицит такого типа способствовал в свое время переходу вируса иммунодефицита
обезьян через “видовой барьер” с образованием одной из форм вируса
иммунодефицита человека. Вторичный селенодефицит рассматривается как важное
звено патогенеза заболевания, вызываемого вирусом Эбола. В геноме данного вируса
обнаружен ген, содержащий 17 кодонов TGA (селеноцистеина). Такое огромное
количество селена, включающееся в вирусный белок, может приводить к резкому
ухудшению статуса этого микроэлемента у хозяина с последующим развитием явлений
глубокого оксидантного стресса.
Резюме.
Cелен представляет собой физиологически важный микроэлемент, незаменимый в
питании человека и животных. В настоящее время расшифрованы основные пути
метаболизма cелена в организме. Основной биологической ролью селена является его
участие в синтезе и активности антиоксидантных ферментов: глутатионпероксидаз I
- IV, селензависимой пе-роксидазы нейтрофилов, селенопротеинов P и W,
тиоредоксинредуктазы и др., а также 5’-йодотирониндейодиназ I, II и III.
Максимальной активность глутатионпероксидазы отмечает-ся при приеме селена на
уровне нижней границы физиологического оптимума потребления, что составляет
около 55-70 мкг в день для взрослого человека. Механизм действия селена на
уровне верхнего предела физиологической нормы потребления, а также в
фармакологическом диапазоне дозировок связывается рядом авторов со стимулирующим
действием избытка селена на активность тиоредоксинредуктазы. Маргинальная
недостаточность селена, на-блюдаемая у значительной части населения Российской
Федерации, способна приводить к повышению риска сердечно-сосудистых,
гастроэнтерологических, онкологических заболева-ний, снижению
противоинфекционной резистентности. В этой связи значительным группам населения,
подвергающимся риску недостаточности селена, может быть рекомендован прием БАД с
органической формой этого микроэлемента. Полученный в последние годы
клиниче-ский и экспериментальный материал свидетельствует о тесной связи
дефицита селена с уси-лением опасности определенных вирусных инфекций, в
частности, с возникновением новых модификаций вирулентных вирусов.
Литература
1. Гмошинский И.В., Мазо В.К. Селен в питании: краткий обзор.// Medicina
Altera.-1999.-№ 4.-С.18-22.
2. Голубкина Н.А. Содержание Se в пшеничной и ржаной муке России, стран СНГ и
Балтии // Вопр. питания.-1997.-№3.-17-20.
3. Гореликова Г.А., Маюрникова Л.А., Позняковский В.М. Нутрицевтик селен:
недостаточ-ность в питании, меры профилактики//Вопр. питания .-1997.-№5
.-С.18-21/
4. Некрасов Б.В. Основы общей химии.- М.: Химия.- 1973.- Т.1.- С.351.
5. Aaseth J. Optimum selenium levels in animal products for human consumption //
Nor-weg.J.Agr.Sci.-1993.-Suppl.11.-P.121-126
6. Amberg R., Mizutani T., Wu X.Q., Gross-H.J. Selenocysteine synthesis in
mammalia: an identity switch from tRNA(Ser) to tRNA(Sec)// J.Mol.
Biol.-1996.-V.263,N 1.-P.8-19
7. Beck M.A., Levander O.A. Dietary oxidative stress and the potentiation of
viral infection.//Annu. Rev. Nutr.-1998.-V.18.-P. 93-116.
8. Bedwal R.S., Nair N., Sharma M.P., Mathur R.S. Selenium - its biological
perspectives // Med. Hypotheses.-1993.-V.41.-P.150-159.
9. Berry M.J., Kieffer J.D., Harney J.W., e.a. Selenocysteine confers the
biochemical properties characteristic of the type I iodothyronine deiodinase.//J.
Biol.Chem.-1991.-V.266.-P.14155-14158.
10. Golubkina N.A., Alfthan G.V. The human selenium status in 27 regions of
Russia// J.Trace Elem. Med. Biol.-1999-.V.13.-P.15-20
11. Sunde R.A. Molecular biology of selenoproteins//Annu.Rev.Nutr.-1990.-V.10.-P.451-
474.
12. Tamura T., StadtmanT.C.A new selenoprotein from human lung adenocarcinoma
cells: purifica-tion, properties, and thioredoxin reductase activity//
Proc.Natl.Acad.Sci.USA.-1996.-V 93, N 3.- P.1006-1011.
13. Trace elements in human nutrition and health .-Geneva, WHO.- 1996 .-343P.
Waschulewski I.H., Sunde R.A. Effect of dietary methionine on utilization of
tissue selenium from dietary selenomethionine for glutathione peroxidase in the
rat // J. Nutr. -1988.- V.118, N 3.- P.367-374
Сноски:
1 У бактерий известно значительно больше специфических
селенопротеинов с четко определенными биологиче-скими функциями
2 Все оценки потребности для взрослых небеременных,
нелактирующих женщин ниже на 24-25%.
3 Имеющиеся в продаже БАД, представляющие собой смеси
неорганических солей селена с органическим на-полнителем (топинамбур, МКЦ и
т.п.) нельзя рассматривать как препараты органического селена, поскольку при
таком смешивании встраивание селена в органические соединения не происходит.
Лекция на XVI школе-семинаре «Современные проблемы физиологии и
патологии пищеварения, Пущино-на-Оке, 14-17 мая 2001 года, опубликовано в
Приложении №14 к Российскому журналу гастроэнтерологии, гепа-тологии,
колопроктологии «Материалы XVI сессии Академической школы-семинара имени А.М.
Уголева «Со-временные проблемы физиологии и патологии пищеварения», 2001, том
XI, №4, стр. 121-127
Статья опубликована на сайте
http://www.medolina.ru
|
