Тутельян В.А. и др. Селен в организме человека
Подождите немного. Документ загружается.
БИОДОСТУПНОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ СЕЛЕНА
бенно пришлым населением,
у
которого климатический стресс осо-
бенно резко увеличивает оксидантную нагрузку на организм. Очевид-
но также, что положительный эффект
от
приема селена следует ожи-
дать, когда организм
с
чисто углеводного обеспечения мышечных уси-
лий переходит на более долговременные источники энергетического
снабжения мускульных сокращений, т.е.
в
условиях переохлаждения
и
длительных мышечных перегрузок
Литература
1. Hartley WJ., Grant
AB. A
Teview
of
selenium resposiVe diseases
of New
Zealand Iive-
stoek
// Fed.
Proe. 1961.
Vol. 20. Р.
679-688.
2. Harthoorn AM., Young Е.
A
relationship betWeen Bcid^ase balance
and
capture
туо-
pathy
in
Zebra (Equus burchelli)
and an
apparent therapy
//
Vet.
Res. 1974 Vol. 95.
Р. 337-342.
3. Brady
PS., Ku PK.,
Ullrey
DE.
Lack
of
effect
of
selenium supplementation
on the
response
of the
Cquine erythrocyte glutathione system
and
plasma enZymes
to ех-
ercise
// J.
Anal.
Sci.
1978.
Vol. 47. Р.
492-496.
4. Brady
PS.,
Brady
LJ.,
Ullrey
DE.
Selenium, Vitamin
E and the
response
to
Swim-
ming stress
in the rat //J.
Nutr. 1979.
Vol. 109. Р.
1103-1109.
5. Авцын
АЛ.,
Жаворонков AA., Puui
MA.,
Строчкова Л.С. Микроэлементозы челове-
ка.
M.:
Медицина, 1991.
С.
204-205.
6. PfeiJfer JM., Askew
EW.,
Roberts
DE. et
ей. Effect
of
antiOXidant supplementation
оп
urine
and
blood markers
of
Oxidative stress during eXtended ITioderate-Bltitude train-
ing
//
Wilderness Environ. Med. 1999.
VoL 10, N 2. Р.
66-74.
соединении селена
KSchwartz
et
al. [1] были первыми, кто обратил внимание
на
раз-
ную биодоступность соединений селена
в
корме крыс. Так называемый
«фактор
3» из
почек свиньи обладал
в 3
раза более высокой биодоступ-
ностью, чем ШзЭеОз, обеспечивая предотвращение цирроза печени.
В
связи
с
этим
в
последующих работах предпринимались попытки уста-
новить взаимосвязь между биодоступностью соединений селена
и их
химическим строением [2-4].
Предложенные методы оценки биодоступности базируются
на
схеме утилизации селена организмом (рис. 41).
Органические
и
неорганические формы селена, абсорбируясь
организмом, претерпевают биохимические превращения. Часть экзо-
генного селена идет на восполнение потребности организма
в
физио-
логически важных формах селена,
в
частности селензависимой GPX,
часть образует селеновое депо организма
(в
основном в форме Se-Met),
а часть превращается
в
экскретируемые формы
(в
частности,
в
триме-
тилселенониевый ион мочи
и
диметилселенид, выделяющийся из лег-
ких при потреблении аномально высоких доз микроэлемента).
121
ГЛАВА 3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ СЕЛЕНА
Органические и неорганические
соединения селена пищи
А
Неабсорбированные формы
(элементарный селен,
отдельные селенсодержащие
белки — выведение с калом)
4 Метаболиты селена
Селен желчи < ^ ^
Респираторный ^
А
Биологически Депо селена
c
^
e
" активные формы (GPX) (Se-Met)
Селен мочи <
4
Абсорбированные формы
W
•
Рис. 41. Утилизация селена организмом.
Важнейшие методы оценки биодоступности селена основаны на
способности селена из разных источников предотвращать селендефи-
цитные состояния у животных, снижать частоту
7
или тяжесть опреде-
ленного селендефицитного синдрома (некроза печени у E- и Бе-дефи-
цитных крыс, экссудативного диатеза у витамин E- и Бе-дефицитных
цыплят, атрофии поджелудочной железы при глубоком дефиците ви-
тамина E и селена у цыплят, миопатии у витамин E- и Бе-дефицитных
овец, индюшек или телят, проявлений острой токсичности паракита у
цыплят); накапливаться кровью, плазмой, печенью, почками, сердцем,
скелетными мускулами, селезенкой, кожей, волосами, желудком, подже-
лудочной железой и другими органами; повышать активность селен-
зависимой GPX в плазме, печени, почках, эритроцитах, лимфоцитах,
тромбоцитах.
Предотвращение цирроза печени у витамин E- и Бе-дефицитных
крыс изучено наиболее подробно на синтетических производных се-
лена, что впервые позволило выявить периодичность биологического
действия препаратов в гомологичных рядах и дать рекомендации по
получению наиболее биодоступных форм селена [5,6]. Лишь у 16 из 281
органического соединения селена биодоступность оказалась несколь-
ко выше (до 20%) таковой ИагБеОз. Показано, что элементарный селен
неактивен, ЫагБеС^ усваивается несколько лучше (на 22%), чем NajSeO^,
а биодоступность селенсодержащих аминокислот сравнима с таковой
ШгБеОз. Результаты исследования являются практически единственным
примером мониторинга селенсодержащих соединений в целях изуче-
ния связи между их химическим строением и биодоступностью селе-
на. Установлена периодичность биологических свойств производных
селена (рис. 42).
Показательно, что в большинстве случаев соединения высокой и
низкой биологической доступности чередуются с удлинением углево-
122
БИОДОСТУПНОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ СЕЛЕНА
дородной цепи на один атом углерода. Видно, что доступность диал-
килселенидов в целом выше, чем монопроизводных селена (рис. 42).
При ликвидации экссудативного диатеза у цыплят с дефицитом
селена и витамина E исследовали преимущественно природные источ-
ники селена: мясо, зерно, дрожжи, корма. В таких условиях опыта не
исключено влияние других диетических факторов (витаминов, микро-
элементов и т.п.) [7-9]. Установлено, что селен, содержащийся в боль-
шинстве исследованных соединений и источников микроэлемента,
обладает меньшей биодоступностью по сравнению с селенитом на-
трия, причем мясные продукты характеризуются низкой биодоступно-
стью селена (9-25%), а биодоступность селена продуктов растительного
происхождения составляет около 79% от таковой NazSeOa. Исключение
составляет люцерна, биодоступность селена в которой может достигать
96%. В отличие от метода предотвращения цирроза печени в этом ме-
% LD % т
% И
250-
Рис. 42. Биодоступность (в % от биодоступности Na
2
SeO
3
) органических селенсодер-
жащих соединений.
а — селеновые производные карбоновых кислот R-Se-ICHzJn-COOH: светлые столбики — пентадека-
новая кислота, темные столбики — гексадекановая кислота; б — селенсодержащие карбоновые кис-
лоты: светлые столбики — HOOC-(C^)D-SeSe-(COOH), темные столбики — HOOC-(CH
2
Jn-Se-ICH
2
)-
СООН, штриховка —CjHsCH
2
-Se-(CH
2
)D-COOH; в — диакил ди- (светлые столбики) и моноселениды
(темные столбики) CH
3
-(CH
2
)D-Se-(Se)-(CH
2
)Fi-CH
3
.
По осям абсцисс — положение селена в углеродной цепи (о) и число атомов углерода в цепи (б, в).
123
ГЛАВА 3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ СЕЛЕНА
тоде биодоступность селената натрия и селенсодержащих аминокис-
лот была ниже (74 и 78% по сравнению с 81 и 92-110%).
Предотвращение атрофии поджелудочной железы у цыплят ока-
залось наиболее эффективным с помощью пшеницы и Se-Met
1
биодо-
ступность которых достигала 360 и 348-377% от биодоступности
NazSeOs. Поскольку атрофию поджелудочной железы у цыплят можно
предотвратить очень низкими диетическими уровнями селена, то оче-
видно, что метод пригоден для оценки продуктов питания и кормов
только с умеренным содержанием селена [10,11]. С другой стороны, на
практике оказывается чрезвычайно сложным создание сбалансирован-
ной диеты, содержащей не более 0.01 мкг селена на 1 кг. Следует от-
метить, что в опытах по предотвращению атрофии поджелудочной же-
лезы селен утилизируется легче, чем при ликвидации экссудативного
диатеза.
В опытах по предотвращению миопатии у различных сельскохозяй-
ственных животных получены гораздо более низкие значения биодоступ-
ности для селенсодержащих аминокислот (около 84%) [12]. Метод на ос-
нове предотвращения острой токсичности при рахите [13] давал значе-
ние 112% для Se-Met и 124% для селенобогащенных дрожжей.
Функциональный метод определения биодоступности селена
близок к методам, основанным на предотвращении селенового дефи-
цита, и заключается в определении количества селена, необходимого
для повышения активности селензависимой GPX [14-16]. Так, биодос-
тупность селенсодержащих аминокислот сравнима с биодоступностью,
зарегистрированной в опытах по ликвидации экссудативного диатеза
у цыплят. Функциональный метод дает несколько более низкие резуль-
таты, чем другие методы оценки биодоступности, основанные на пре-
дотвращении развития признаков селенового дефицита. При оценке
биодоступности селена на селендефицитных крысах по активности
селензависимой GPX в печени выявлено, что найденный ряд биодос-
тупности (в % по отношению к исходной активности фермента: кам-
бала
— 106%,
тунец — 101%, свинина — 86%, NazSeOj — 81%, Se-Met —
80%, говядина — 80%, курятина — 77%, телятина — 77%, баранина —
58%) неидентичен ряду, определяемому по накоплению селена сыворот-
кой крови [17], что говорит об условности выбранных критериев оцен-
ки биодоступности.
Определение биодоступности селена при использовании лишь
одной дозы селена менее точно, т.к. взаимосвязь между активностью
cGPX и дозой селена не является линейной и может быть выражена
формулой:
Активность сСРХ=/л[1од(диетический селен)]+/с,
где т и k — константы [18].
124
БИОДОСТУПНОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ СЕЛЕНА
% к контролю
250 и
%
к контролю
200-
! б
Рис. 43. Накопление селена разными органами мышей в норме (а) и на фоне кишеч-
ной инфекции (б).
Светлые столбики — потребление органического селена, темные — ЫагЗОл. 1 — семенники, 2 —
печень, 3 — почки, 4 — тимус, 5— селезенка. Контроль — здоровые (а) и зараженные (б) мыши, не
получавшие селеновых добавок.
% к контролю
200
-{
п I
i i
1 2 3 4 5
Рис. 44. Перераспределение селена между различными органами мышей, зараженных
кишечным сальмонеллезом.
1— семенники, 2— печень, 3— почки, 4— тимус, 5— селезенка.
Очевидно, что функциональный метод особенно важен для оцен-
ки биодоступности препаратов селена, предназначенных для срочной
ликвидации селенового дефицита в организме животных или человека.
Наконец, анализ накопления селена различными тканями и орга-
нами позволяет оценить способностью к накоплению суммарного се-
лена, вктючающего биологически активные формы и формы, состав-
ляющие селеновое депо [19-21]. В то же время следует подчеркнуть,
что накопление селена различными органами и тканями в значитель-
ной степени определяется наличием патологических процессов, ис-
пользованием различных фармакологических препаратов.
15о :
100 ]
50
H
!
о
125
ГЛАВА 3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ СЕЛЕНА
Так, потребление селената натрия и дрожжей, обогащенных селе-
ном, обеспечивает накопление микроэлемента различными органами
мышей в одинаковом соотношении, что не дает возможности отдать
предпочтение тем или другим препаратам (рис. 43, а), однако зараже-
ние животных кишечным сальмонеллезом существенно меняет картину
распределения (рис. 43, б, рис. 44).
Результаты оценки биодоступности пищевых источников селена
и его химических форм представленными выше методами сильно раз-
личаются. Это связано с тем, что в каждом из приведенных случаев не
удается оценить одновременно все процессы метаболизма селена.
Кроме того, результаты оценки сильно зависят от сопутствующих фак-
торов [22], к которым относятся потребление белка, тяжелых металлов,
природных и синтетических антиоксидантов, соединений серы, влия-
ющих на соотношение процессов расщепления/абсорбции и фазы
метаболизма/экскреции. По-видимому, именно многокомпонентностью
диеты и наличием множества факторов, влияющих на биодоступность,
объясняется то, что вопрос о преимуществе селената перед селени-
том для человека остается спорным [23,24].
Ниже предствлены данные сравнительной биодоступности раз-
личных соединений селена (табл. 27), а также селена из различных
пищевых продуктов (табл. 28).
Таким образом, хорошей биодоступностью обладает селен, содер-
жащийся в пшенице и других продуктах растениеводства, селенобога-
щенных дрожжах. Повышению биодоступности микроэлемента способ-
ствуют окисление в селенат или селенит, а также высокие дозы вита-
минов и других антиоксидантов, метионин. Плохой биодоступностью
обладает селен, содержащийся в мясе, рыбе, продуктах переработки
сои, горохе. К факторам, снижающим биодоступность селена, относят-
Таблица 27. Показатели биодоступности (в % от биодоступности Na
2
SeO
3
) различных
соединений селена
Соедине-
ние
Обьекг
иссле-
дования
Уровень
Se
в рационе
Био-
доступ-
ность,
%
Регистрируемый эффект
Se-Met Крысы
0-10 мкг/100 г
96 Защита от некроза печени [25]
Цыплята
75-500 мкг/кг 62-211 Накопление селена[19]
Крысы 78 мкг/кг
Se-Met+
93 мкг/кг
Na
2
SeO
3
115 Накопление селена мышечной
тканью [26]
126
БИОДОСТУПНОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ СЕЛЕНА
Окончание табл. 27.
Соедине-
ние
Обьект
иссле-
дования
YposeHbSe
в рационе
Био-
доступ-
ность,
%
Регистрируемый эффект
Цыплята 20-40 мкг/кг
213
Защита от панкреатического
фиброза [11]
20-60 мкг/кг 18-61
Защита от экссудативного
диатеза [7]
20-100 мкг/кг
78
Повышение активности
рСНХ[14]
Sec
Крысы 0-10 мкг/100 г
90
Защита от некроза печени [25]
Цыплята 20-60 мкг/кг 68-78
Защита от экссудативного
диатеза [7]
20-40 мкг/кг 110
Защита от панкреатического
фиброза [11]
Na
2
SeO
4
Крысы
1-4 мкг/100 г 122 Защита от некроза печени [25]
Цыплята
20-60 мкг/кг 58-89 Защита от экссудативного
диатеза [11]
Na
2
SeO
3
Цыплята 20-60 мкг/кг
42 Защита от экссудативного
диатеза [11]
ЧПОиАи*
ICmvIV
тарный
селен
Крысы 25-1000 мкг/кг 0.7
Защита от некроза печени [25]
Цыплята 20-60 мкг/кг
7 Защита от экссудативного
диатеза [7]
а-Фактор Крысы 25-1000 мкг/кг
314 Защита от некроза печени [25]
Таблица 28. Биодоступность селена (в % от биодоступности Na
2
SeO
3
) из различных
источников
Источник
селена
Обьект
иссле-
дования
Уровень Se
в рационе
Био-
доступ-
ность,
%
Регистрируемый эффект
Пшеница
Цыплята 20-80 43-78 Защита от экссудативного
диатеза [7]
10-20 187,287 Защита от панкреатического
фиброза [11]
127
ГЛАВА
3.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ СЕЛЕНА
Продолжение табл.
28.
Источник
селена
Объект
иссле-
дования
YpoeeHbSe
в
рационе
Био-
доступ-
ность,
%
Регистрируемый эффект
Крысы
200 83
Повышение активности
GPX
печени
[27]
50-150
217
То же [28]
142,238
66,110
То же [29]
73-134
79
То же [29]
Кукуруза
Цыплята 20-80 61-108 Защита
от
экссудативного
диатеза
[11]
20-100
26
Повышение активности pGPX
[4]
Соевый
корн Цыплята 20-80
34-89 Защита
от
экссудативного
диатеза[7]
Корме
ГР1ДГ1
ДМЦ
хлопчат-
ника Тоже
Тоже 43-132
То же [7]
Грибы Крысы
200
4
Повышение активности
GPX
печени
[30]
Пивные
дрожжи
Цыплята 20-80
37-109 Защита
от
экссудативного
диатеза[7]
Люцерна Тоже 250,50
78,80 Тоже
[31]
"
20,40 194,225
To же [7]
Крысы
10 53
Снижение смертности
[31]
Макрель Цыплята 20-100
34
Активность pGPX
[4]
Рыбный
корм Тоже
111 52
Накопление селена
[19]
Корм
с
амери-
канской
сельдью
. //.
20-80
»-29
Защита
от
экссудативного
диатеза
[7]
Тунец
- W
10,20
119,102
Защита
от
панкреатического
фиброза
[11]
20-80
9-34
Защита
от
экссудативного
диатеза[7]
128
БИОДОСТУПНОСТЬ СОЕДИНЕНИЙ СЕЛЕНА
Окончание табл. 28.
Источник
селена
Обьект
^следования
Уровень Se
в рационе
Био-
доступ-
ность,
%
Регистрируемый эффект
Крысы 200 57 Активность GPX печени [27]
50-150
22
To же [9]
Рыбный
экстракт
Цыплята 117 50 Накопление селена [19]
20-80 5-11 Защита от экссудативного
диатеза [7]
Сельдь
117 9-38 To же [7]
Японская
рыба
вареная Крысы 86,126
94,103
Уровень Se в печени [28]
Тоже Тоже
101,63
Активность GPX печени [28]
сухая
.„_„.
77,92
65,68
Уровень Se в печени [28]
Активность GPX печени [28]
Сельдь
балтий-
ская To же 100,200
88,91
Активность GPX печени [32]
Креветки
Тоже 57,90 To же [32]
Устрицы
.
22,53
- "-
Крабы
-" -
38,78
"
Форель
140,1000
112,115
Накопление селена [33]
Мясо-
костная
мука Цыплята 117 9-12
Защита от экссудативного
диатеза[7]
Почки Крысы
200 97
Активность GPX печени [27]
Мясо кур Цыплята 117
9-24 Защита от экссудативного
диатеза [7]
Молоко Крысы 48-94
95 Активность GPX печени [34]
ся восстановление в нерастворимый селенид или Se
0
, а также присут-
ствие тяжелых металлов (кадмия, ртути), мышьяка, избыток соединений
серы, дефицит витаминов.
Аихерахура
1. Schwarz
К.,
Foltz СМ. Selenium as an integral part of Faetor 3 against dietary necrot-
ic Iiver degeneration // J. Am. Chem. Soc. 1957. Vol. 79. Р. 3292.
129
ГЛАВА
3.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ СЕЛЕНА
2. Schwarz К., Fredga А. Biological potency of organic selenium compounds. Aliphatic
monoseleno- and diseleno-dicarbonic acids // J. Biol. Chem. 1969. Vol. 244. Р. 2103.
3. Schwarz К, Fredga A Biologieal potency of organic selenium compounds. II. Aliphatic
Seleno-Carboxylie acids and acid amides // Bioinorg. Chem. 1972. Vol. 2. Р. 47.
4. Sehwarz К., Fredga А. Biological potency of organic selenium compounds. III. Phe-
nyl-, benZyl- and Phenylethylseleno-CarboxyliC acids, and related compounds // Ibid.
Р. 171.
5. Sehwarz К, Fredga А. Biological potency of organic selenium compounds. V. Dis-
elenides of alcohols and amines, and some selenium containing ketones // Ibid.
1974. Vol. 3. Р. 153.
6. Sehwarz К, Foltz СМ., Bergson G. Factor 3 and 6-5е1епоис acid // Acta Chem. Scand.
1958. Vol. 12. Р. 1330.
7. Cantor АН., Seott MF., Noguehi Т. Biological aVailability of selenium in feedstuffs and
selenium compounds for preyention of Cxudative diathesis in chicks // J. Nutr. 1975.
VoI. 105. Р. 96-105.
8. Zhou YP., Combs GF. Effects of dietary protein Ievel and Ievel of feed intake оп
the apparent Woavailability of selenium for the chick // Poultry Sci. 1984. Vol. 63.
Р. 294.
9. Combs GF., Su Q., Wu KQ. Use of the Short-Ierm glutathione peroXidase response
in векпшт^еПает chicks for assessment of bioaVailability of dietary selenium //
Fed. Proc. 1984. Vol. 43. Р. 473.
IO-Bunk MJ., Combs GF. Relationship of selenшm-dependent glutathione peroXidase
actiVity and nutritional pancreatic atrophy in 5е1епшт^еНает chicks // J. Nutr.
1981. Vol. 111. Р. 1611.
11 .Cantor АН., Langevin ML., Noguehi Т., Seott MJ.. Efficacy of selenium in selenium
compounds and feedstuffs for preVention of pancreatic fibrosis in chicks // J. Nutr.
1975. Vol. 105. Р. 106-111.
1 !.Cantor АН., Moorhead PD., Musser MA. Comparative effects of sodium selenite and
selenomethionine upon nutritional muscular dystrophy, selenium-dependent glutath-
ione peroXidase, and tissue selenium concentration of turkey poults // Poultry Sci.
1982. Vol. 61. Р. 478.
13 Combs GF. The role of selenium in nutrition. NT.: Acad. Press, 1986. Р. 144.
14 Gabrielsen В.О., Opstvedt
J.
Availability of selenium in fish meal in comparison With
soybean meal, corn gluten meal and selenomethionine relatiVe to selenium in so-
dium selenite for restoring glutathione peroXidase actiVity in selenium-depleted
chicks // J. Nutr. 1980. Vol. 110. Р. 1096.
15.Gabrielsen В.О., Opstvedt
J.
A biological assay for determination of aVailability of se-
lenium for restoring blood plasma glutathione peroXidase actiVity in зе1ептт^е-
pleted chicks // Ibid. Р. 1089-1100.
16.Karle JA., Kull FJ., Shrift А. Uptake of ве1еп1ит-75 by PHA-Stimulated lymphocytes.
Effect on glutathione peroXidase // Biol. Trace Elem. Res. 1983. Vol. 5. Р. 17.
17. Won H-Y., Davis RL., Shi В. et al. Bioavailability of selenium from Veal. chicken, beef,
pork, lamb, flounder, tuna, selenium methionin, sodium selenit assessed in seleni-
um deficient rats // Ibid. 1997. Vol. 58, N 1, 2. Р. 43-53.
18.Patehing SG., Gardiner PHF. Recent deVelopements in selenium metabolism and
chemical speciation // J. Trace Elem. Med. Biol. 1999. Vol. 13. Р. 193-214.
19.Miller D., Soares JH., Baversfeld Р., Cuppett SL. Comparative selenium retention by
chicks fed sodium selenite, selenomethionine, fish meal and fish solubles // Poul-
try Sci. 1972. Vol. 51. Р. 1669-1673.
20.Alexander AR., Whanger PD., Miller LT. Bioavailability to rats of selenium in Vari-
ous tuna and Wheat products // J. Nutr. 1983. Vol. 113. Р. 196-204.
130