Тутельян В.А. и др. Селен в организме человека

Подождите немного. Документ загружается.

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ СЕЛЕНОМ

Методы оценки

обеспеченности селеном

Обеспеченность организма селеном принципиально возможно

оценивать несколькими способами, базирующимися на известной схе-

ме метаболизма микроэлемента. Каждый из этих путей имеет свои

преимущества и недостатки.

Установление количества селена, потребляемого с пищей.

Для снижения ошибки, связанной с большими суточными вариация-

ми в потреблении селена, необходимо использовать смешанные про-

бы пищи, собираемые по крайней мере в течение недели [1].

Определение уровня селена в крови. Этот способ позволяет

оценить среднюю величину поступления селена с пищей за период

от нескольких дней до нескольких недель. Показатель характеризует

общее содержание активных форм селена (ферментов, селенперено-

сящего белка) и депонированного селена. В целом данный показатель

хорошо коррелирует с величиной потребления селена, однако в ряде

случаев он оказывается или слишком лабильным, например, вслед-

ствие влияния приема фармакологических препаратов, или нечувстви-

тельным, например, если источником селена служит рыба или горох

[2]. Прямая корреляция между уровнем селена в сыворотке крови и

величиной потребления микроэлемента отмечена при использовании

пшеницы, богатой селеном, селенобогащенных дрожжей (основная

форма — Se-Met). Существенно медленнее изменяются показатели со-

держания селена в плазме и эритроцитах при приеме неорганичес-

ких соединений селена [3] (рис. 18).

Содержание селена в плазме крови зависит от наличия патоло-

гического процесса в организме и меняется в разные периоды жиз-

мкг/л

200

160

120

Срок наблюдения, нед

Рис. 18. Влияние различных источников селена на уровень микроэлемента в эри-

троцитах (а) и плазме крови (б).

1 — пшеница, 2 — селенобогащенные дрожжи, 3 — селенат натрия, 4— плацебо.

, "б

мкг/л

200

* * - •

160

•

120

• *

80 J

П-

' •>

40 г -i

г ,

10 12 0 4 8 12 16 20 24

ГЛАВА 2. ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ СЕЛЕНОМ ЧЕЛОВЕКА

ни: повышается в пубертатном возрасте, что связано с функциониро-

ванием соматотропного гормона, снижается во время беременности

и быстро восстанавливается в период лактации [4].

Оценка накопления селена в ногтях и волосах. Данные по-

казатели отражают величину потребления микроэлемента в течение

более длительного периода, чем уровень селена в сыворотке крови (от

нескольких недель до нескольких лет). Являясь неинвазивным, этот

метод имеет существенные преимущества перед использованием проб

плазмы. Метод удобен при существенных различиях в обеспеченнос-

ти селеном населения внутри исследуемого региона. Так, он обеспе-

чивает высокую корреляцию с величиной потребления микроэлемента

для Китая и Японии. Показатели сильно зависят от поступления в орга-

низм тяжелых металлов [5] и отражают уровень потребления преиму-

щественно органических форм селена [6]. Это, по-видимому, объясняет

отсутствие прямого соответствия между величиной потребления дие-

тического селена и уровнем селена в ногтях ног (рис. 19).

Накопление селена в ногтях рук и ног зависит от возраста

(рис. 20) [7]. Кроме того, волосы и ногти необратимо адсорбиру-

ют селен из селенобогащенных шампуней [8]. С другой стороны, оп-

ределение содержания селена по длине пряди волос открывает уни-

кальную возможность оценивать динамику поступления селена в

организм человека за значительный период времени (рис. 21) [9].

В ряде случаев этот показатель может быть использован для выяв-

ления приема анаболических стероидов, увеличивающих накопле-

ние селена волосами (рис. 22) [10].

Определение активности GPX крови и содержания SelP

плазмы [11]. Активность GPX отражает уровень накопления Sec и яв-

ляется характерным показателем селенового статуса при дефиците

микроэлемента. Чрезвычайно чувствительна к уровню потребления

селена активность GPX крови, однако этот параметр достигает мак-

симума для плазмы при потреблении 50 мкг/сут, для эритроцитов —

мкг/кг

3000

2000

1000 |

.,Illll

11 зо 43 5610066125240425196

Потребление селена, мкг/сут

Рис. 19. Содержание селена в ногтях ног в зависимости от величины его потребле-

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ СЕЛЕНОМ

мкг/кг

800-

старшс

Возраст, годы

Рис. 20. Возрастная динамика содержания селена в ногтях рук (светлые столбики)

и ног (темные столбики).

мкг/кг

800 ; 1996 1995 1994

700 -|

600 '

500

4 8 12 14 16

Длина волос, см

Рис. 21. Сезонные изменения накопления селена волосами.

мкг/кг

1100

900

700 ;

7 6 5 4 3 2 1

Длина волос от корня, см

Рис. 22. Влияние приема метандростенолона на накопление селена волосами.

Период приема препарата указан стрелками.

120 мкг/сут [12]. Активность фермента в тромбоцитах и плазме отра-

жает уровень потребления микроэлемента в течение нескольких дней.

В то же время активность GPX эритроцитов является более интеграль-

ным показателем, связанным со скоростью их обновления. Метод оп-

ГЛАВА 2. ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ СЕЛЕНОМ ЧЕЛОВЕКА

ределения активности GPX представляется относительно простым [13].

Недостатком такого подхода является отсутствие возможности стан-

дартизации активности GPX, в связи с чем возникают трудности срав-

нения результатов анализа, полученных разными лабораториями или

одной лабораторией в разные периоды времени.

Для лабораторных животных можно использовать дополнитель-

ные биохимические показатели обеспеченности селеном: концентра-

цию глутатиона в плазме, активность глутатион-Б-трансферазы пече-

ни. Однако следует помнить, что в условиях глубокого дефицита эти

показатели возрастают [14]. Концентрация мРНК селенопротеина так-

же зависит от величины обеспеченности и может быть использова-

на для оценки тяжести дефицита [15,16].

Оценка экскреции селена с мочой. Экскреция с мочой — ос-

новной путь выведения селена из организма, линейно зависящий от

количества потребляемого с пищей селена в относительно большом

интервале концентраций. Величина экскреции зависит также от хи-

мической формы селена диеты.

Известны несколько методов определения содержания селена,

отличающихся высокой чувствительностью, в частности, флюоромет-

рический, атомно-адсорбционный, нейтроноактивационный анализы,

масс-спектрометрия. Наиболее дешевым, простым в исполнении и

обеспечивающим высокую воспроизводимость результатов и точность

анализа является флюорометрический метод, основанный на мокром

сжигании образца смесью азотной и хлорной кислот и измерении

величины флюоресценции комплекса селенистой кислоты с 2,3-ди-

аминонафталином. Модификация последнего метода [17] позволяет

проводить массовые анализы, используя для определения не более

0.5 мл плазмы и 0.1 г ткани. Этот метод можно считать универсаль-

ным, т.к. он применим для установления содержания селена практи-

чески во всех природных объектах: почве, продуктах питания, биоло-

гических жидкостях и тканях [17,18]. Атомная адсорбция на графито-

вом электроде [19] с модификацией никелем, в отличие от других

методов, позволяет исключить из анализа селена самую сложную ста-

дию мокрого сжигания, однако такая модификация применима только

для сыворотки крови.

Таким образом, при оценке селенового статуса организма все-

гда желательно осуществлять комплексный анализ, включающий оп-

ределение нескольких показателей: уровня селена в сыворотке и эрит-

роцитах, величины выведения селена с мочой, активности GPX.

Литература

1. Trace elements in human nutrition and health. Geneva: WHO, 1996. Р. 233-261.

2. Meltzer HM., Bibow К. Can serum selenium be used as an indicator of selenium intake?

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ СЕЛЕНОМ

// Ргос. Згс1 Meeting on nutritional epidemiology «Вютагкеге of dietary ехровиге» / Eds.

Kok et al. L., 1991. Р. ПО.

3. Alfthan

G.,

Aro

A.,

Anilommi

H.,

Huttnnen JK Selenium metabolism and platelet glutathione

peroXidase actiVity in healthy Finnish men: effects of selenium yeast, selenite and selenate

// Am. J. Clin. Nutr. 1991. Vol. 53. Р. 120-125.

4. Lockitch G. Clinieal significance and analitical concepts // Crit. Rev. Lab. Sei. 1989. Vol. 27,

N 6. Р. 483-541.

5. Salbe АЛ., Morris VC., Levander OA. Selenium content of rat hair, nails and other tis-

sues as affected by eoneurrent eXposure to tOXic elements // Nutr. Res. 1993. VoL

13. Р. 31-36.

6. Alfthan G., Aro А, Arvilommi H., Huttunen JK Deposition of selenium in toenails is de-

pendent on the form of dietary selenium // Ргос. of the Srd Meeting on nutritional ep-

idemiology «Вютагкегв of dietary ехровиге» / Eds. FJ

Kok et al. L., 1991. Р. 110.

7. Alfthan G., Bogye G., Aro А, Feher

The human selenium status in Hungary // J. Trace

Elem. Electrolytes Health Dis. 1992. Vol. 6. Р. 233-238.

8. VanH Veer Р., Alfthan G. Biomarkers of selenium: Workshop report // Ргос. Srd Meeting

on nutritional epidemiology «Вютагкегэ of dietary ехроэиге» / Eds. FJ^ok et al. L., 1991.

Р. 106-109.

9- Голубкина НА., Сомарриба О., Соколов ЯА. Селен волос как информативный пока-

затель обеспеченности организма // Вопр. питания. 1996. № 3. С. 14-18.

10. Голубкина НА., Соколов ЯА., Емельянов Б А. и др. Способ допинг-контроля. Свидетель-

ство на изобретение №96112576/14 (Россия). Приоритет от 20.06.1996.

11. YangJG., Hill KE., Burk RE. Dietary selenium controls rat plasma selenoprotein P соп-

centration //J. Nutr. 1989. VoL 119. Р. 1010-1012.

12.Levander О., Burk RE. Selenium // Present knoWledge in nutrition / Eds. E^Ziegler,

LJJiler. 7Ш ed. NX: Acad. Press, 1998. Р. 320-328.

13. Levander OA., DeLoach DP., Morris VC., Moser PB. Platelet glutathione peroXidase as ап

indeX of selenium status in rats //J. Nutr. 1983. Vol 113. Р. 55-63.

14. Hill KE., Burk RF., Lane JM. Effect of selenium depletion and repletion on plasma glu-

tathione and glutathione-dependent enZymes in the rat // Ibid. 1987. Vol. 117. Р. 99-104.

15. Hill KE., Lyon PR., Burk RF. Differentiai regulation of rat Iiver selenoprotein mRNAs in

selenium deficiency // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1992. Vol. 195. Р. 260-263.

16. Sunde RA., DyerJA., Moran ТУ. Phospholipid hydroperoXide glutathione peroXidase: full-

length pig blastocyst cDNA Sequence and regulation by selenium status // Ibid. 1991.

Vol. 193. Р. 905-911.

17.

Alfthan G. A micromethod for the determination of selenium in tissues and biological

fluids by Single-IeSt-Iube fluorimetry // Anal Chim. Acta. 1984. Vol. 165. Р. 187-194.

18. Голубкина НА Флуорометрпческий метод определения селена // Журн. аналит. хи-

мии. 1995. Т. 50, № 5. С. 492-498.

19.Alfthan

G.,

Kumpulainen

Determination of selenium in small Volumes of blood plasma

and serum by electrotermal atomic absorption spectrometry // Anal. Chim. Acta. 1982.

Vol. 140. Р. 221-227.

ГЛАВА 2. ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ СЕЛЕНОМ ЧЕЛОВЕКА

Обеспеченность селеном

населения мира

Пищевая цепь переноса селена

из

почвы через продукты расте-

ниеводства

животноводства человеку определяет зависимость уров-

ня обеспеченности населения

от

географического положения. Дей-

ствительно, колебания содержания микроэлемента

продуктах пита-

ния (10-700 мкг/кг в пшенице, 100-1500 мкг/кг в мясных, 10-300 мкг/кг

в молочных продуктах [1]) определяют средний интервал величины

потребления селена человеком

от

до

300 мкг/сут,

а с

учетом дан-

ных

для

эндемичных регионов мира этот интервал расширяется

до 11-5000 мкг/сут, что проявляется значительными колебаниями

со-

держания селена

крови человека

—

21-3200 мкг/л. Лишь

неболь-

шом числе стран уровень потребления селена достигает рекомендуе-

мой

США суточной нормы

[2]

(табл. 11),

широкий интервал, рас-

считанный для Китая, Канады

США, свидетельствует

наличии

этих странах районов

низким

высоким потреблением микроэле-

мента населением (рис.

23).

В соответствии

разными уровнями потребления селена разли-

чаются показатели обеспеченности населения этим микроэлементом.

Предельные значения содержания селена

плазме крови человека за-

Таблица 11. Уровень суточного потребления селена (мкг) жителями отдельных

ре-

гионов мира

Страна Потребление селена

Китай

[3]

10-1438

Венесуэла[4] 326

США

[5]

60-250

Канада

[6]

80-224

Япония

[7]

Финляндия 1994

г.,

Норвегия [8,9] 80

Швейцария

[8]

Нидерланды

[8]

Испания, Иран, Бразилия

[8]

Таиланд, Италия

[8]

Бельгия

[8]

45-55

Франция

[8]

40-55

Англия

[10]

30-40

Германия

[11]

Швеция

[8]

Финляндия

до

1985

г.,

Турция

[8]

Новая Зеландия

[12]

20-30

ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ СЕЛЕНОМ НАСЕЛЕНИЯ МИРА

Таблица 12. Потребление селена и его содержание в крови жителей разных стран

мира

Страна

Содержание селена

в крови, мкг/л

Потребление селена,

мкг/сут

Китай

районы селенового дефицита 13

районы селенового токсикоза 4990

3180

Новая Зеландия 28

Финляндия (до 1985 г.)

США

108

211

Венесуэла 218

335

регистрированы в Китае: для селендефицитной области — 17 мкг/л,

для района селеноза (провинция Енши) — 494 мкг/л [13,14] (табл. 12).

Различия наблюдаются как между странами, так и внутри одной стра-

ны (Венесуэла — 62-335 мкг/л, США — 91-198 мкг/л) [4,15].

Показатели обеспеченности селеном жителей Европы (рис. 24)

свидетельствуют о том, что в этом регионе мира наименьшие концен-

трации селена в крови населения характерны для Сербии (41 мкг/л)

[16], Болгарии (52 мкг/л) [17], Венгрии (71 мкг/л) [18] и Австрии

(77 мкг/л) [19]. Наиболее высокое содержание селена в сыворотке

крови выявлено в Норвегии (115-132 мкг/л) [8].

Концентрация селена в ногтях жителей разных стран мира ко-

леблется от 300 до 2700 мкг/кг (рис. 19). Среднему уровню потреб-

ления соответствует концентрация 750 мкг/кг. Результаты эпиде-

миологических исследований обеспеченности селеном населения раз-

мкг/л

200

160- I

120 I

Illll

1 2 3 4 5

Рис. 23. Минимальное (светлые столбики) и максимальное (темные столбики) со-

держание селена в сыворотке крови жителей США ( /), Англии (2), Германии (J) и

Финляндии в 1979 (4) и 1985 г. (5).

ГЛАВА 2. ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ СЕЛЕНОМ ЧЕЛОВЕКА

Й- юо-117

•

118-130

Рис. 24. Содержание селена в сыворотке крови населения Европы (мкг/л).

ных стран позволяют выделить три группы по этому показателю — с

низкой (11-56 мкг/сут), средней (66-125 мкг/сут) и высокой

(196-250 мкг/сут) величиной потребления, которым соответствует со-

держание селена в ногтях 100-400, 450-1100 и более 1300 мкг/кг.

Литература

1. International programme of chemical safety. Selenium. Environmental health criteria 58.

Geneva: WHO, 1987.

2. Levander OA. Scientifie rationale for the 1989 recommended dietary alloWance for se-

lenium //J. Am. Diet Assoc. 1991. Vol. 91. Р. 1572-1576.

3. YangJG., Zhu L-Z., Liu S-J. Human selenium Tequirements in China // Selenium in bio-

Iogy and medicine / Eds. G-F-Combs et al. NT.: Van Nostrand Reinhold, 1987. Р. 589-607.

4- Longnecker MP., Taylor PR., Levander OA. et al. Selenium tissue Ievels and dietary intake

in relation to human health in а selenoferous area // Am. J. Clin. Nutr. 1991. Vol. 53.

Р. 1288-1294.

Welsh SS.,

Holden JW., WolJWP., Levander OA. Selenium intake of Maryland residents соп-

suming Self-Selected diets //J. Am. Diet Assoc. 1981. Vol. 79. Р. 277-285.

6. Thompson

JJV.,

Erdody Р., Smith

И.С.

Selenium content of foods consumed by Canadians

//]. Nutr. 1975. Vol. 105. Р. 274-277.

7. Ryoichi

А.

Urinary selenium Ievels in Japanese males and females // Bull. Environ. Con-

tam. Toxicol. 1990. Vol. 44, N 4. Р. 501-507.

8. Alfthan

G.,

Neve

Selenium intake and plasma selenium Ievels in Various populations //

Natural antioXidants and food quality in atherosclerosis and cancer preVention / Eds.

JTKumpulainen

JXSalonen. Cambridge: Royal SocietyofChemistr)', 1996. Р. 161-167.

ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ СЕЛЕНОМ ЖИТЕЛЕЙ РОССИИ, СТРАН СНГ

БАЛТИИ

9. Bibow

К,

Meltzer HM., Holtn H., Norheitn С,. Blood selenium Ievels

Norwegians

сот-

pared

their selenium intake // Selenium

biology and medicine

Ed. AWendel. Ber-

lin: Springer-Verlag, 1989.

Р.

234-237.

10 Bunker VW., Lawson MS., Stansfield MF., Clayton

BF.

Selenium balance studies

арра-

rently healthy

and

housebound elderly people eating Self-Seleeted diets

Br.

Nutr.

1988. Vol. 59.

Р.

171-189.

11. Oster О., Prellwitz W.

Are

Germans selenium deficient?

Selenium

biology and

me-

dicine

Ed. AWendel. Berlin: Springer-Verlag, 1989.

Р.

229-233.

12. Thomson СЛ., Ong LK., Robinson VF. Effects

supplementation With high selenium Wheat

bread

selenium, glutathione peroXidase

and

related enZymes

blood components

OfNew Zealand residents //Am. J. Clin. Nutr. 1985. Vol. 41.

Р.

1015-1022.

13. Che X., Yang G., Chen

al. Studies

on the

relation

selenium

and

Keshan disease

Biol. Trace Elem. Res. 1980. Vol.

2. Р.

91-107.

14.

Xia

Y.,

Zhao X.,

Zhu

L., Whanger

РЛ.

Distribution

selenium

erythrocytes, plasma

and

urine

Chinese

теп of

different selenium status //J. Nutr. Biochem. 1992. Vol.

3. Р. 211-

216.

15 Lane M., Warren D., Martin Е. Selenium status

industrial Workers

Nutr. Res.

1983.

Vol.

3. Р.

805-817.

16. Maksimovic

Z.,

Dijic

1.,

Jovic

V.,

Rsumovie М. Selenium defieieney

Yugoslavia // Biol. Trace

Elem. Res. 1992. Vol. 33.

Р.

187-196.

17. Tzatehev К., Georgiou Z., Gentehev G. Reference limits

selenium concentration

blood

serum

healthy bulgarian Sub-Population // Metal ions

biology and medicine

Eds.

JAnastassopoulou

al. Paris: JXibbey

1992.

Р.

420-425.

18 Alfthan G., Bogye G.,

Aro

A., Feher

The

human selenium status

Hungary // J. Trace

Elem. Electrolytes Health Dis. 1992.

Vol 6. Р.

233-238.

19. Tiran В., Tiran A., Petek W.

al. Selenium status

healthy children and adults

Styria

(Austria) // Trace Elem. Med. 1992.

Vol 9. Р.

75-79.

Обеспеченность селеном жителей

России, стран СНГ и Балтии

До недавнего времени оценку обеспеченности селеном населе-

ния России, стран СНГ

Балтии проводили на основании определен-

ного экспериментально

теоретически уровня селена

почвах,

от-

дельных данных

по

содержанию микроэлемента

растениях

и жи-

вотных

и по

частоте зарегистрированных случаев болезни Кешана

Кашина—Бека [1]. Известными биогеохимическими провинциями глу-

бокого дефицита селена

России являются Читинская обл., Бурятия,

Хабаровский край,

токсические концентрации элемента найдены

Барыкинской долине Тувы (Улук-Гемская биогеохимическая провинция;

рис. 25) [2]. Предполагают, что аномально высокие концентрации мик-

роэлемента могут возникать локально

регионах, связанных

с про-

мышленными выбросами предприятий

по

производству меди, нике-

ля (Мончегорский металлургический комбинат, Сибайское месторож-

дение меди на Урале).

Теоретически можно предполагать значительный дефицит селена

у населения Эстонии, Латвии, Литвы, Беларуси, Ленинградской

Ap-

ГЛАВА 2. ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ СЕЛЕНОМ ЧЕЛОВЕКА

хангельской областей, Карелии [3,4], Ярославской обл. [2]. В целом дан-

ные такого прогноза позволяют относить большую часть России к

селендефицитным регионам. Действительно, к районам высокого рис-

ка дефицита селена относят также центральные районы Нечернозе-

мья, Вологодскую, Кировскую и Свердловскую обл., Башкортостан, Уд-

муртию и Чувашию. Случаи «беломышечной болезни» встречаются на

всей территории бывшего СССР, охватывая его южную часть (Алтай,

Тува, Иркутская, Читинская, Амурская области. Хабаровский край, рай-

оны Дальнего Востока, Усть-Каменогорская обл. Казахстана, централь-

ная часть Азербайджана [5], долина озера Иссык-Куль [6,7], Северный

Казахстан и Кокчетавская обл. [8]; рис. 25). Положение усугубляется

распространенностью дефицита йода в рассматриваемых регионах,

поскольку селен и йод входят в состав одних и тех же ферментов щи-

товидной железы. Умеренный дефицит селена в почвах обнаружен в

Московской обл. [9]. Анализ представленных данных показывает, что

подобная оценка сделана на основе предположения о линейной кор-

реляции между уровнем биологически доступного селена в почвах и

величиной обеспеченности им населения.

Первые эпидемиологические исследования в России выявили су-

щественное несоответствие между предполагаемыми и фактически-

ми уровнями обеспеченности селеном населения. Так, в известной