Selen er et kjemisk element som bærer elementssymbolet Se. I det periodiske systemet har det atomnummer 34 og er i 4. periode og 6. hovedgruppe. Dermed, selen tilhører kalkogenene (“malmdannere”). I jordskorpen, selen forekommer i oksyderte og mineraliserte former i svært forskjellige konsentrasjoner, med store mengder som vanligvis finnes i bergarter av vulkansk opprinnelse. På grunn av det geografisk varierende seleninnholdet i jord, selen konsentrasjon av vegetabilsk mat er også gjenstand for store regionale variasjoner. I store deler av Sentral- og Nord-Europa og mange andre regioner i verden er jordsmonnet markant fattig med selen, og det er grunnen til at plantekilder av selen i Tyskland bare bidrar litt til selentilførselen. Tungmetaller, Eksempel kadmium, kvikksølv, føre og arsen, og forsuring av jord med ammoniumsulfatholdig gjødsel eller svovelsyre regn kan ytterligere redusere andelen tilgjengelige selenforbindelser i jordstoffet og dermed seleninnholdet i planter ved å danne dårlig oppløselige komplekser - selenider. Derimot selen konsentrasjon i matvarer av animalsk opprinnelse er noen ganger veldig høye og ikke utsatt for store svingninger, noe som skyldes utbredelse av selenrike mineralblandinger - opptil 500 µg selen / kg kroppsvekt / dag - i EU-land, spesielt for griser og fjærfe på grunn av bedre vekst, Helse og reproduksjonsytelse (reproduksjonspotensial). Selen konsentrasjon av mat avhenger ikke bare av opprinnelse (plante, dyr) og geografisk opprinnelse, men også av proteininnholdet, siden selen i biologisk materiale hovedsakelig er til stede i proteinfraksjonen - bundet til visse aminosyrer. Følgelig inkluderer selenrike matvarer spesielt proteinrike animalske produkter, slik som fisk, kjøtt, slakteavfall og egg. På samme måte belgfrukter (pulser), nøtter, for eksempel paranøtter, frø, som sesam og sopp, for eksempel porcini sopp, kan være en god kilde til selen på grunn av deres noen ganger høye proteininnhold. Korn importert fra Nord-Amerika er også en god kilde til selen på grunn av selenrik jord. Som et essensielt sporstoff er selen kjemisk relatert til mineralet svovel. I planter og dyr er selen innlemmet i aminosyren metionin (Met) eller cystein (Cys) i stedet for svovel. Av denne grunn finnes selen i mat, fortrinnsvis i organisk form, som selenholdig aminosyrer - i vegetabilsk mat og selenrike gjær som selenometionin (SeMet) og i animalsk mat som selenocystein (SeCys). Som proteinogen aminosyrer, SeMet og SeCys brukes i den menneskelige organismen for proteinbiosyntese, med SeMet innlemmet i proteiner istedenfor metionin og SeCys som den 21. proteinogene aminosyren. Uorganiske selenforbindelser, slik som natrium selenitt (Na2SeO3) og natriumselenat (Na2SeO4), spiller mindre en rolle i konvensjonelle matvarer med generelt forbruk og mer en rolle i kosthold kosttilskudd og medisiner som de tilsettes for tilskudd (ernæringstilskudd) og terapi.
Absorpsjon
Absorpsjon (opptak via tarmen) av selen forekommer hovedsakelig i øvre del tynntarm-tolvfingertarmen (tolvfingertarm) og proksimal jejunum (jejunum), avhengig av bindingsmåten. Selen i kosten leveres hovedsakelig i organisk form som selenometionin og selenocystein. Siden selenometionin følger den metabolske banen til metionin, blir det aktivt tatt opp i tolvfingertarmen (tynntarm) av a natrium-avhengig nøytral aminosyretransportør inn i enterocytter (celler i tynntarmen epitel). Det er hittil lite kjent om tarmens molekylære mekanisme absorpsjon (opptak) av selenocystein. Imidlertid er det bevis for at selenocystein ikke absorberes som aminosyren cystein, men følger det aktive natrium gradientavhengig transportmekanisme for grunnleggende amino syrer slik som lysin og argininUorganisk selenat (SeO42-) leveres via diett kosttilskudd or narkotika bruker samme transportvei som sulfat (SO42-) på grunn av kjemiske likheter og absorberes dermed aktivt av en natriumavhengig bærermediert mekanisme. Derimot tarm absorpsjon av uorganisk selenitt (SeO32-) oppstår ved passiv diffusjon. Absorpsjonshastigheten til selen avhenger av typen (organisk, uorganisk), mengde og kilde (mat, drikke, supplere) av leverte selenforbindelser og om interaksjon (interaksjon) med matingredienser. Individuell selenstatus påvirker ikke absorpsjonshastigheten. I prinsippet er biotilgjengelighet av organiske former av selen er høyere enn for uorganiske former. Mens selenometionin og selenocystein har en absorpsjonshastighet på 80% til nesten 100%, absorberes de uorganiske selenforbindelsene selenat og selenitt bare 50-60%. Selen fra plantefôr er mer biotilgjengelig (85-100%) enn fra animalsk mat (~ 15%). Selv om fisk er svært rik på selen, absorberes bare 50% av sporstoffet fra tunfisk, for eksempel. I de fleste tilfeller er imidlertid absorpsjonsgraden fra fisk <25%. Samlet sett a biotilgjengelighet selen mellom 60-80% kan forventes fra en blandet kosthold. Sammenlignet med kosthold, selenabsorpsjon fra Vann er lav. Interaksjoner (interaksjoner) med andre næringsmiddelkomponenter eller narkotika forekommer mindre med aminosyrebundne selenformer enn med uorganisk selenitt og selenat. Dermed et høyt innhold av svovel (sulfat, tiosulfat, etc.) og tungmetaller, slik som molybden, kadmium, kvikksølv, føre og arsen, I kosthold, for eksempel gjennom forurensning (forurensning) av avlinger med surt regn, etc., kan redusere biotilgjengelighet av selen, reduser biotilgjengeligheten til selenat (SeO42-) ved å danne uoppløselige komplekser - selenider - eller ved å blokkere transporten proteiner av penselgrensemembranen til enterocytter (celler i tynntarmen epitel). Tarmabsorpsjon av selenitt (SeO32-) fremmes av cystein (svovelholdig aminosyre), glutation (GSH, antioksidant sammensatt av de tre amino syrer glutamat, cystein og glycin), og fysiologisk (normal for metabolisme) mengder av vitamin C (askorbinsyre), og hemmes av høy-dose vitamin C administrasjon (≥ 1 g / dag) på grunn av reduksjon av selenitt. Til slutt bør ikke terapeutiske midler som inneholder selenitt tas sammen med høy-dose askorbinsyrepreparater.
Transport og distribusjon i kroppen
Etter absorpsjon reiser selen til leveren via portalen blodåre. Der akkumuleres selen i proteiner for å danne selenoproteiner-P (SeP), som utskilles (utskilles) i blodet og transporterer sporelementet til ekstrahepatisk ("utenfor leveren“) Vev, som f.eks hjerne og nyre. SeP inneholder omtrent 60-65% av selen som finnes i blod plasma. Den totale kroppsbeholdningen av selen hos en voksen er ca. 10-15 mg (0.15-0.2 mg / kg kroppsvekt). Selen finnes i alle vev og organer, selv om det er distribusjon er ujevn. De høyeste konsentrasjonene finnes i leveren, nyrer, hjerte, bukspyttkjertel (bukspyttkjertel) milt, hjerne, gonader (gonader) - spesielt testikler (testiklene), erytrocytter (rød blod celler) og blodplater (blodplater) [6-8, 10, 16, 28, 30, 31]. Skjelettmuskulaturen har imidlertid den største andelen selen på grunn av den høye vekten. Der lagres 40-50% av kroppens selenlager. Et høyt seleninnhold i nyre skyldes ofte avleiringer av uoppløselige selenider (metall-selenforbindelser) som en konsekvens av økt eksponering for tungmetaller, Eksempel kvikksølv (amalgameksponering) og kadmium. Intracellularly (inne i cellen) og extracellularly (utenfor cellen) er selen overveiende tilstede i proteinbundet form og nesten aldri i fri form.Mens sporstoff i cellene, som f.eks. erytrocytter, nøytrofile granulocytter (hvit blod celler, som fagocytter ("scavenger celler") er en del av det medfødte immunforsvaret med antimikrobiell effekt), lymfocytter (hvite blodceller av det ervervede immunforsvaret → B-celler, T-celler, naturlige drapsceller som gjenkjenner fremmede stoffer, som f.eks bakterie og virus, og fjern dem ved immunologiske metoder) og blodplater, fungerer som en integrert komponent av mange enzymer og proteiner, slik som glutationperoksidaser (GSH-Px, antioksidant aktiv → reduksjon av organisk peroksider til Vann) og selenoproteiner-W (SeW, komponent i muskel og annet vev), er det bundet i det ekstracellulære rommet til plasmaproteiner, slik som selenoprotein-P (primær selentransporter til målvev), beta-globulin og albumin. Selenkonsentrasjonen i blodplasma er vanligvis lavere enn i erytrocytter. Isotop distribusjon studier har vist at i nærvær av selenmangel forekommer omfordeling av selenbassenger, slik at innblanding av selen i noen selenoproteiner fortrinnsvis forekommer i visse vev og organer fremfor andre - "hierarki av selenoproteiner" [1, 7-9, 25] . I denne prosessen mobiliseres selen raskt fra lever og muskler til fordel for endokrine vev, reproduktive organer (reproduktive organer) og sentrale nervesystemetfor eksempel for å øke aktiviteten til fosfolipid hydroperoksid-GSH-Px (PH-GSH-Px, antioksidant aktiv → reduksjon av peroksider til Vann) eller deiodase (aktivering og deaktivering av skjoldbruskkjertelen hormoner → konvertering av prohormon tyroksin (T4) til aktivt triiodothyronine (T3) og T3 og revers T3 (rT3) til inaktivt diiodothyronine (T2)) for viktige kroppsfunksjoner. På grunn av omfordelingen av selen mellom organer og celletyper under marginal tilførsel, forblir noen selenoenzymer fortrinnsvis aktive mens andre viser et relativt raskt tap av aktivitet. Følgelig synes proteiner som reagerer sent med en reduksjon i aktivitet i selenmangel og kan reaktiveres raskere ved selen-substitusjon (kosttilskudd med selen) å ha høyere relevans sammenlignet med andre selenoproteiner i organismen. For å bestemme selenstatus, både selenkonsentrasjon i blodplasma (normalområde: 50-120 µg / l; indikator for kortsiktige endringer - akutt selenstatus) og selenkonsentrasjon i erytrocytter (langvarig parameter) relatert til hemoglobin innhold brukes. Siden selen i plasma hovedsakelig er bundet til selenoprotein-P, som er et negativt akuttfaseprotein (proteiner hvis serumkonsentrasjon synker under akutt betennelse), leverdysfunksjon, inflammatoriske reaksjoner eller frigjøring av proinflammatoriske (betennelsesfremmende) cytokiner, slik som som interleukin-1, interleukin-6 eller tumor nekrose faktor-alfa (TNF-alfa), kan forstyrre bestemmelsen av selenstatus i blodplasma. På samme måte, underernæring, hypalbuminemi (redusert konsentrasjon av plasmaproteinet albumin), kronisk dialyse (blodrensingsprosedyre for kronisk nyresvikt) og blodtransfusjoner (intravenøs infusjon av røde blodlegemer), kan føre til falske resultater i blodselenstatusanalyse.
metabolisme
Kostholdsavledet selenometionin kan, etter dets absorpsjon, metaboliseres ikke spesifikt i stedet for den svovelholdige aminosyren metionin til proteiner som f.eks. albumin (protein av blodplasma), selenoprotein-P og -W, og hemoglobin (jern-inneholder, oksygen (O2) -transport av rødt blodpigment av erytrocytter), spesielt av skjelettmuskulatur, men også av erytrocytter, lever, bukspyttkjertel, nyrer og mage. Utvekslingen av metionin mot SeMet i proteinbiosyntese avhenger av forholdet selenometionin-til-metionin og ser ikke ut til å være homeostatisk kontrollert. Under nedbrytning av protein og aminosyre frigjøres selen fra henholdsvis SeMet-holdige proteiner og selenometionin og brukes til selenocysteinbiosyntese - transseleneringsprosess. Absorbert selenometionin som ikke er innlemmet i proteiner omdannes direkte til selenocystein i leveren ved transsulfurering. Oralt tilført selenocystein eller selenocystein dannet ved SeMet-konvertering nedbrytes i leveren av en spesifikk pyridoksal fosfat (PALP, aktiv form for pyridoksin (vitamin B6)) - avhengig lyase til aminosyren serin og selenid (forbindelse av selen og H2S) Mens serin er bundet av et SeCys-spesifikt overførings-RNA (tRNA, kort ribonukleinsyre molekyl som gir amino syrer i proteinbiosyntese), gjennomgår selenid en konvertering til selenofosfat, som reagerer med serin og danner selenocystein. Det resulterende SeCys-lastede tRNA gjør selenocystein tilgjengelig for inkorporering i peptidkjeden av selenavhengige proteiner og enzymer. Muligheten for å overføre oralt inntatt SeCys eller SeCys som følge av nedbrytning av SeMet direkte til tilsvarende tRNAer og bruke dem til syntese av selenoproteiner eksisterer ikke i den menneskelige organismen. Passivt absorbert uorganisk selenitt er - uten mellomlagring - direkte redusert til selenid i leveren ved virkningen av glutationreduktase (enzym som reduserer glutationdisulfid til to GSH molekyler) og NADPH (nikotinamidadenindinukleotid fosfat). Det uorganiske selenatet som kommer inn i blodet ved aktiv absorpsjon, må først omdannes i leveren til den mer stabile oksidasjonsformen selenitt før det kan reduseres til selenid. Omdannelse av selenid til selenofosfat og dets reaksjon med tRNA-bundet serin resulterer i dannelsen av selenocystein, som er innlemmet i selenavhengige proteiner og enzymer ved hjelp av tRNA. Selenitt og selenat er akutt tilgjengelig som forløpere for syntesen av selenocystein og brukes derfor som tilskudd for å kompensere for akutte mangler, for eksempel i intensivmedisin eller andre kliniske anvendelser. I kontrast er SeMet og SeCys ikke direkte tilgjengelig på grunn av henholdsvis nedbrytning og ombygging, som kreves for SeCys biosyntese. Følgelig kan det ikke forventes noen akutte effekter fra de organiske selenformene, og derfor er SeMet, for eksempel i gjær, mer egnet for forebyggende og langvarig tilskudd. Alle funksjonelt signifikante selenavhengige proteiner fra den menneskelige organismen inneholder selenocystein - biologisk aktiv form av selen. Derimot utfører selenometionin ingen kjent fysiologisk funksjon i kroppen. SeMet fungerer bare som et metabolisk inaktivt selenbasseng (selenlagring), hvis størrelse (2-10 mg) avhenger av mengden som tilføres alimentært (gjennom mat) og er ikke underlagt homeostatisk regulering. Av denne grunn beholdes (beholdes) SeMet i organismen lenger enn selenocystein og uorganisk selen, som det fremgår for eksempel av en lengre halveringstid - SeMet: 252 dager, selenitt: 102 dager - og høyere selenkonsentrasjoner i blodserum og erytrocytter etter oralt inntak av SeMet sammenlignet med like store mengder uorganiske former av selen.
utskillelse
Selenutskillelse avhenger av både individuell selenstatus og oralt tilført mengde. Selen utskilles hovedsakelig gjennom nyre i urinen som trimetylseleniumion (Se (CH3) 3+), som er dannet av selenid ved multippel metylering (overføring av metyl (CH3) grupper). I selenfattige regioner i Europa kan en nyreselenutskillelse på 10-30 µg / l registreres, mens i velforsynte områder, som i USA, kan en selenkonsentrasjon i urinen på 40-80 µg / l måles. Hos ammende kvinner kan det forventes et ekstra selenstap - avhengig av den oralt inntaksmengden - på 5-20 µg / l via morsmelk. Når høyere mengder selen inntas, blir frigjøring via lungene viktigere, med flyktige metylselenforbindelser, slik som hvitløk- luktende dimetylselenid (Se (CH3) 2) avledet fra selenid, som frigjøres via pusten ("hvitløkspust") - et tidlig tegn på rus (forgiftning). I motsetning til andre sporstoffer, Eksempel jern, kobberog sink, hvis homeostase hovedsakelig kontrolleres av tarmabsorpsjon, forekommer den homeostatiske reguleringen av selen hovedsakelig gjennom renal (påvirker nyrene) utskillelse, og i tilfelle selenoverskudd, i tillegg gjennom respirasjon. I tilfelle utilstrekkelig selentilførsel reduseres nyreutskillelse (utskillelse), og i tilfelle økt selentilførsel eliminering via urinen eller respirasjonen økes.
