Selen je chemický prvek, který nese symbol prvku Se. V periodické tabulce má atomové číslo 34 a je ve 4. období a 6. hlavní skupině. Tím pádem, selen patří mezi chalkogeny („tvůrci rudy“). V zemské kůře selen vyskytuje se v oxidovaných a mineralizovaných formách ve velmi různých koncentracích, přičemž vysoké množství se obvykle vyskytuje v horninách vulkanického původu. Vzhledem k geograficky se měnícímu obsahu selenu v půdách, selenu koncentrace rostlinných potravin také podléhá velkým regionálním rozdílům. Ve velkých částech střední a severní Evropy a v mnoha dalších oblastech světa jsou půdy na selen značně chudé, a proto v Německu rostlinné zdroje selenu přispívají k dodávce selenu jen nepatrně. Těžké kovy, Jako kadmium, rtuť, vést a arsena okyselování půdy hnojivy obsahujícími síran amonný nebo kyselina sírová déšť může dále snížit podíl dostupných sloučenin selenu v půdní látce a tím i obsah selenu v rostlinách vytvářením špatně rozpustných komplexů - selenidů. Naproti tomu selen koncentrace v potravinách živočišného původu je někdy velmi vysoká a nepodléhá velkým výkyvům, což je způsobeno rozšířeným krmením minerálních směsí bohatých na selen - až 500 µg selenu / kg tělesné hmotnosti / den - v zemích EU, zejména u prasat a drůbež z důvodu lepšího růstu, zdraví a reprodukční výkon (reprodukční potenciál). Selen koncentrace potravin závisí nejen na jejich původu (rostlinných, živočišných) a zeměpisném původu, ale také na jejich obsahu bílkovin, protože selen v biologickém materiálu je většinou přítomen v proteinové frakci - vázané na určité aminokyseliny. Potraviny bohaté na selen tedy zahrnují zejména živočišné produkty bohaté na bílkoviny, jako jsou ryby, maso, droby a vajíčka. Podobně luštěniny (luštěniny), ořechy, například para ořechy, semena, jako je sezam, a houby, například hříbky, mohou být dobrým zdrojem selenu kvůli jejich někdy vysokému obsahu bílkovin. Zrna dovážená ze Severní Ameriky jsou také dobrým zdrojem selenu kvůli půdám bohatým na selen. Jako základní stopový prvek selen chemicky souvisí s minerálem síra. U rostlin a zvířat je selen zabudován do aminokyseliny methionin (Met) nebo cystein (Cys) místo síra. Z tohoto důvodu se selen nachází v potravinách, přednostně v organické formě, obsahující selen aminokyseliny - v rostlinných potravinách a kvasnicích bohatých na selen jako selenomethionin (SeMet) a v živočišných potravinách jako selenocystein (SeCys). Jako proteinogenní aminokyseliny, SeMet a SeCys se používají v lidském organismu pro biosyntézu proteinů, přičemž SeMet je začleněn do Proteinů místo methionin a SeCys jako 21. proteinogenní aminokyselina. Anorganické sloučeniny selenu, jako např sodík seleničitan (Na2SeO3) a seleničnan sodný (Na2SeO4), hrají menší roli v konvenčních potravinách pro obecnou spotřebu a větší roli ve stravě doplňky a léky, ke kterým se přidávají pro doplnění (doplněk výživy) a terapie.
Vstřebávání
Vstřebávání (absorpce střevem) selenu se vyskytuje převážně v horní části tenké střevo-duodenum (duodenum) a proximální jejunum (jejunum), v závislosti na způsobu vazby. Dietní selen se dodává hlavně v organické formě jako selenomethionin a selenocystein. Vzhledem k tomu, že selenomethionin sleduje metabolickou cestu methionin, je aktivně přijímán v duodenum (tenké střevo) a sodík- nezávislý transportér neutrálních aminokyselin do enterocytů (buněk tenkého střeva epitel). Dosud je známo málo o molekulárním mechanismu střeva vstřebávání (absorpce) selenocysteinu. Existují však důkazy, že selenocystein se neabsorbuje jako aminokyselina cystein, ale sleduje aktivní sodík transportní mechanismus závislý na gradientu pro základní amino kyseliny jako lysin a argininAnorganický selenát (SeO42-) dodávaný prostřednictvím stravy doplňky or drogy používá stejnou transportní cestu jako síran (SO42-) kvůli chemickým podobnostem a je tak aktivně absorbován mechanismem zprostředkovaným nosičem závislým na sodíku. Naproti tomu střevní vstřebávání anorganického seleničitanu (SeO32-) nastává pasivní difúzí. Rychlost absorpce selenu závisí na typu (organickém, anorganickém), množství a zdroji (potraviny, nápoje, doplněk) dodávaných sloučenin selenu a na interakci (interakci) se složkami potravin. Stav individuálního selenu nemá vliv na rychlost absorpce. V zásadě biologická dostupnost organických forem selenu je vyšší než u anorganických forem. Zatímco selenomethionin a selenocystein mají absorpční rychlost 80% až téměř 100%, anorganické sloučeniny selenu seleničitan a seleničitan jsou absorbovány pouze 50-60%. Selen z rostlinných potravin je biologicky dostupnější (85-100%) než ze živočišných potravin (~ 15%). Ačkoli je ryba mimořádně bohatá na selen, například tuňáka je absorbováno pouze 50% stopového prvku. Ve většině případů je však míra absorpce z ryb <25%. Celkově lze říci, biologická dostupnost ze smíšeného lze očekávat mezi 60-80% selenu strava. Ve srovnání s stravaabsorpce selenu z voda je nízký. Interakce (interakce) s jinými složkami potravin nebo drogy vyskytují se méně u forem selenu vázaných na aminokyseliny než u anorganického seleničitanu a seleničitanu. Tedy vysoký obsah síra (síran, thiosíran atd.) a těžké kovy, jako je molybden, kadmium, rtuť, vést a arsen, V roce strava, například prostřednictvím kontaminace (znečištění) plodin kyselými dešti atd., může snížit biologická dostupnost selenu, snížit biologickou dostupnost selenátu (SeO42-) tvorbou nerozpustných komplexů - selenidů - nebo blokováním transportu Proteinů membrány okraje štětce enterocytů (buňky tenkého střeva epitel). Intestinální absorpci seleničitanu (SeO32-) podporuje cystein (aminokyselina obsahující síru), glutathion (GSH, antioxidant složený ze tří amino kyseliny glutamát, cystein a glycin) a fyziologické (normální pro metabolismus) množství vitamin C (kyselina askorbová) a inhibovánadávka vitamin C správa (≥ 1 g / den) v důsledku snížení seleničitanu. A konečně, terapeutická činidla obsahující selenit by neměla být užívána společně s vysocedávka přípravky kyseliny askorbové.
Transport a distribuce v těle
Po absorpci selen cestuje do játra přes portál žíla. Tam se selen hromadí Proteinů za vzniku selenoproteinů-P (SeP), které se vylučují (vylučují) do krevního řečiště a transportují stopový prvek do extrahepatálních („mimo játra") Tkáně, například mozek a ledvina. SeP obsahuje přibližně 60-65% selenu nalezeného v krev plazma. Celková tělesná zásoba selenu u dospělého je přibližně 10–15 mg (0.15–0.2 mg / kg tělesné hmotnosti). Selen se nachází ve všech tkáních a orgánech, i když je distribuce je nerovnoměrné. Nejvyšší koncentrace se nacházejí v játraledviny, srdce, slinivka břišní (pankreas), slezina, mozekgonády (pohlavní žlázy) - zejména varlata (varlata), erytrocyty (Červené krev buňky) a destičky (krevní destičky) [6-8, 10, 16, 28, 30, 31]. Nicméně, kosterní svaly mají největší podíl selenu kvůli jejich vysoké hmotnosti. Tam je uloženo 40-50% zásoby selenu v těle. Vysoký obsah selenu v ledvina často vyplývá z usazenin nerozpustných selenidů (sloučenin kov-selen) v důsledku zvýšené expozice těžké kovy, Jako rtuť (expozice amalgámu) a kadmium. Intracelulárně (uvnitř buňky) a extracelulárně (mimo buňku) je selen převážně přítomen ve formě vázané na bílkoviny a téměř nikdy ve volné formě. Zatímco stopový prvek v buňkách, jako je erytrocyty, neutrofilní granulocyty (bílý krev buňky, jako fagocyty („scavenger cells“), součást vrozené imunitní obrany s antimikrobiálním účinkem), lymfocyty (bílé krvinky získané imunitní obrany → B buňky, T buňky, buňky přirozeného zabíjení, které rozpoznávají cizí látky, jako je např bakterie a virya odstranit je imunologickými metodami) a destičky, funguje jako integrální součást mnoha enzymy a proteiny, jako jsou glutathionperoxidázy (GSH-Px, antioxidant aktivní → redukce organ peroxidy na voda) a selenoproteiny-W (SeW, složka svalů a dalších tkání), je v extracelulárním prostoru vázán na plazmatické proteiny, jako je selenoprotein-P (primární transportér selenu do cílových tkání), beta-globulin a albumin. Koncentrace selenu v krevní plazmě je obvykle nižší než v erytrocyty. Izotop distribuce studie ukázaly, že v případě nedostatku selenu dochází k redistribuci zásob selenu, takže k zabudování selenu do některých selenoproteinů dochází přednostně v určitých tkáních a orgánech před jinými - „hierarchie selenoproteinů“ [1, 7-9, 25] . V tomto procesu je selen rychle mobilizován z jater a svalů ve prospěch endokrinních tkání, reprodukčních orgánů (reprodukčních orgánů) a centrálního nervový systémnapříklad ke zvýšení aktivity fosfolipidhydroperoxidu-GSH-Px (PH-GSH-Px, antioxidant aktivní → snížení o peroxidy na voda) nebo deiodase (aktivace a deaktivace štítné žlázy hormonů → konverze prohormonu tyroxin (T4) na aktivní trijodtyronin (T3) a T3 a reverzní T3 (rT3) na neaktivní dijodtyronin (T2)) pro důležité tělesné funkce. Kvůli redistribuci selenu mezi orgány a buněčné typy pod mezní zásobou zůstávají některé selenoenzymy přednostně aktivní, zatímco jiné vykazují relativně rychlou ztrátu aktivity. Proto se proteiny, které reagují pozdě se snížením aktivity při deficitu selenu a mohou být reaktivovány rychleji substitucí selenem (doplněk stravy selenem), zdají být ve srovnání s jinými selenoproteiny v organismu důležitější. Ke stanovení stavu selenu se vztahuje jak koncentrace selenu v krevní plazmě (normální rozmezí: 50–120 µg / l; indikátor krátkodobých změn - akutní stav selenu), tak koncentrace selenu v erytrocytech (dlouhodobý parametr) související s hemoglobin používá se obsah. Vzhledem k tomu, že selen v plazmě je převážně vázán na selenoprotein-P, což je negativní protein akutní fáze (proteiny, jejichž sérová koncentrace klesá během akutního zánětu), dysfunkce jater, zánětlivé reakce nebo uvolňování prozánětlivých (zánět podporujících) cytokinů, jako jsou jako interleukin-1, interleukin-6 nebo nádor nekróza faktor-alfa (TNF-alfa), může interferovat se stanovením stavu selenu v krevní plazmě. Podobně, podvýživa, hypalbuminemie (snížená koncentrace plazmatického proteinu albumin), chronické dialýza (postup čištění krve pro chronické selhání ledvin) a krevní transfuze (intravenózní infuze koncentrátů červených krvinek), mohou způsobit falešné výsledky analýzy stavu selenu v krvi.
Metabolismus
Selenomethionin získaný z potravy může být po absorpci nespecificky metabolizován místo aminokyseliny methioninu obsahující síru na proteiny, jako je albumin (protein krevní plazmy), selenoprotein-P a -W a hemoglobin (železo-obsahující, kyslík (O2) - přenášející červený krevní pigment erytrocytů), zejména kosterního svalstva, ale také erytrocytů, jater, slinivky břišní, ledvin a žaludek. Výměna methioninu za SeMet v biosyntéze bílkovin závisí na dietním poměru selenomethioninu k methioninu a nezdá se, že by byla homeostaticky kontrolovaná. Během degradace proteinů a aminokyselin se selen uvolňuje z proteinů obsahujících SeMet, respektive selenomethioninu, a používá se k biosyntéze selenocysteinu - procesu transselenace. Absorbovaný selenomethionin, který nebyl inkorporován do proteinů, se přímo přeměňuje na selenocystein v játrech transsulfurací. Orálně dodávaný selenocystein nebo selenocystein vytvořený přeměnou SeMet se v játrech odbourává specifickým pyridoxalem fosfát (PALP, aktivní forma pyridoxin (vitamin B6)) - závislá lyáza na aminokyselinu serin a selenid (sloučenina selenu a H2S). Zatímco serin je vázán na přenosovou RNA specifickou pro SeCys (tRNA, krátká kyselina ribonukleová molekula, která poskytuje amino kyseliny v biosyntéze bílkovin) prochází selenid přeměnou na selenofosfát, který reaguje se serinem za vzniku selenocysteinu. Výsledná tRNA nabitá SeCys zpřístupňuje selenocystein pro zabudování do peptidového řetězce proteinů závislých na selenu a enzymy. Možnost přenosu orálně požitého SeCys nebo SeCys vzniklého degradací SeMet přímo na odpovídající tRNA a jejich použití pro syntézu selenoproteinů v lidském organismu neexistuje. Pasivně absorbovaný anorganický seleničitan je - bez meziskladu - přímo redukován na selenid v játrech působením glutathionreduktázy (enzym, který redukuje glutathion disulfid na dva GSH molekuly) a NADPH (nikotinamid adenin dinukleotid fosfát). Anorganický selenát, který vstupuje do krve aktivní absorpcí, musí být nejprve přeměněn v játrech na stabilnější oxidační formu selenit, než může být redukován na selenid. Konverze selenidu na selenofosfát a jeho reakce se serinem vázaným na tRNA má za následek tvorbu selenocysteinu, který je inkorporován do proteinů závislých na selenu a enzymy pomocí tRNA. Selenit a selenát jsou akutně dostupné jako prekurzory pro syntézu selenocysteinu, a proto se používají jako doplněk ke kompenzaci akutních nedostatků, například v medicíně intenzivní péče nebo v jiných klinických aplikacích. Naproti tomu SeMet a SeCys nejsou přímo akutně dostupné kvůli jejich degradaci a remodelaci, které jsou nutné pro biosyntézu SeCys. Proto nelze od organických forem selenu očekávat žádné akutní účinky, a proto je SeMet, například v kvasnicích, vhodnější pro preventivní a dlouhodobé doplňování. Všechny funkčně významné proteiny lidského organismu závislé na selenu obsahují selenocystein - biologicky aktivní formu selenu. Naproti tomu selenomethionin nevykonává žádnou známou fyziologickou funkci v těle. SeMet působí pouze jako metabolicky neaktivní směs selenu (skladování selenu), jejíž velikost (2–10 mg) závisí na množství dodávaném stravou (potravou) a nepodléhá homeostatické regulaci. Z tohoto důvodu je SeMet zadržován (zadržován) v organismu déle než selenocystein a anorganický selen, o čemž svědčí například delší poločas - SeMet: 252 dní, selenit: 102 dní - a vyšší koncentrace selenu v krevním séru a erytrocyty po perorálním podání SeMet ve srovnání se stejným množstvím anorganických forem selenu.
Vylučování
Vylučování selenu závisí jak na individuálním stavu selenu, tak na množství orálně dodávaného. Selen se vylučuje hlavně prostřednictvím ledvina v moči jako trimethylseleniový ion (Se (CH3) 3+), který je tvořen ze selenidu vícenásobnou methylací (přenos methylových (CH3) skupin). V evropských oblastech chudých na selen lze zaznamenat vylučování selenu ledvinami 10 - 30 µg / l, zatímco v dobře zásobených oblastech, jako jsou USA, lze měřit koncentraci selenu v moči 40 - 80 µg / l. U kojících žen lze očekávat další ztrátu selenu - v závislosti na orálně požitém množství - 5-20 µg / l prostřednictvím mateřské mléko. Při požití vyššího množství selenu se uvolňování do plic stává důležitějším, protože těkavé sloučeniny methyl selenu, jako je česnekvonící dimethyl selenid (Se (CH3) 2) odvozený od selenidu, který se uvolňuje dechem („česnekový dech“) - časný příznak intoxikace (otravy). Na rozdíl od ostatních stopové prvky, Jako železo, měď, a zinek, jehož homeostáza je řízena hlavně intestinální absorpcí, k homeostatické regulaci selenu dochází hlavně vylučováním ledvinami (ovlivňujícími ledviny) a v případě přebytku selenu dodatečně dýcháním. V případě nedostatečného přísunu selenu je tedy sníženo vylučování (vylučování) ledvinami a v případě zvýšeného přísunu selenu odstranění močí nebo dýcháním se zvyšuje.
