Seleniul – Oligoelement esential

Seleniul este un important antioxidant biologic, component al enzimei glutation-peroxidazaa, care, alaturi de alte enzime precum superoxid-dismutaza (S.O.D.), catalaza si vitamina E, contribuie la protejarea componentelor celulare de procesele oxidative, avand astfel beneficii majore pentru sanatatea umana.

Cuprins

Introducere
Rolul seleniului in organism
Necesarul zilnic de seleniu
Seleniul si aplicatiile lui in patologia umana
Functia imunitara
Functia cognitiva
Fertilitate si reproductie
Afectiuni tiroidiene
Seleniul si afectiunile tumorale
Seleniu pentru sanatate

Introducere

In 1817, renumitului chimist suedez Jöns J. Berzelius i-a atras atentia un reziduu de culoare rosie lasat in urma arderii sulfului, intr-o fabrica de acid sulfuric din Stockholm. Fabrica era detinuta partial de Berzelius si amicul sau Johann Gahn (cel ce a descoperit manganul). In septembrie 1817, Berzelius ii scrie prietenului sau din Londra, dr. Marcet, ca reziduul contine teluriu (Te), element deja cunoscut la vremea aceea. In februarie 1818, Berzelius il instiinteaza pe dr. Marcet, ca prezumtia initiala a fost o eroare si ca de fapt este un nou element. ” … ceea ce Gahn si cu mine am crezut ca este teluriu, este in realitate o noua substanta cu proprietati deosebit de interesante. Aceasta substanta are proprietatile unui metal, combinate in asa fel cu cele ale sulfului, incat ai zice ca este un nou tip de sulf. Asemanarea cu teluriul mi-a oferit ocazia sa numesc aceasta substanta seleniu.” *
*„Tellus” inseamna in latina ”zeita pamantului”; a fost denumit astfel in 1799 de chimistul german Martin Klaporth, care a declarat : „Pana acum, niciun element nu a fost numit dupa Terra. Era necesar!”. Deoarece seleniul este asemanator cu teluriul, Berzelius l-a denumit dupa cuvantul de origine greaca „selene” ce inseamna „zeita lunii”.

Rolul seleniului in organism

Seleniul (Se) este un nutrient esential de importanta fundamentala in biologia umana. Acest lucru a devenit evident in ultimii ani, pe masura ce noi studii descopera roluri neasteptate si de importanta majora ale acestui element.¹
Formele organice ale seleniului sunt selenocisteina si selenometionina, iar cele anorganice sunt selenitul si selenatul. Compusii organici ai seleniului (selenocisteina, selenometionina, Se-metilselenocisteina), cat si cei anorganici (selenit, selenat) sunt metabolizati de diferiti metaboliti ai seleniului. Dintre formele organice, selenometionina este forma predominanta in alimentatie. Atat formele organice, cat si cele anorganice par sa fie utilizate cu aceeasi eficacitate in organism pentru a produce selenoproteine (Shiobara et al., 1998), dar seleniul patrunde in metabolism in momente diferite, in functie de forma chimica. Ajuns in sange, seleniul este legat in proteine si este acumulat in eritrocite printr-un mecanism de transport activ, asa dupa cum demonstraza studiile in vitro. Seleniul este incorporat in selenoproteine ca selenocisteine. Majoritatea selenoproteinelor prezinta functii redox enzimatice diferite care le confera activitate antioxidanta si catalitica.¹,²
Selenoproteinele pot fi impartite in doua grupe:

• reductazele tioredoxinei Sel S (selenoproteina S), Sel R (selenoproteina R), Sel O (selenoproteina O), Sel I (selenoproteina I). Sec = L seril – tARN (Seleniu transferaza) se afla in regiunea C terminal;
• a doua grupa include restul selenoproteinelor, caracterizate prin prezenta Sec in regiunea N – terminal.

Selenoproteine umane

• Glutation peroxidaza – prezinta patru izoforme: citosolica (GPx1), gastrointestinala (GPx2), plasmatica (GPx3) si fosfolipid hidroperoxid glutation peroxidaza (GPx4).³
• Tioredoxin reductaza (TR) este o enzima recent identificata, care contine un rest de selenocisteina in secventa terminala si are trei izoforme (TR 1, TR 2, TR 3)(Koishi et al, 2000; Zhong et al, 2000).³, a´
• Iodotironin deiodinazele – iodotironin 5′-deiodinaza conÅ£ine seleniu sub forma de selenocisteina si are trei izoforme (DI 1, DI 2, DI 3)

Indiferent de forma de administrare, modelele de distributie sunt similare, dar concentratia atinsa este mai mare la administrarea de seleniu organic (selenometionina) decat la seleniul anorganic. Selenometionina nu este sintetizata de organismul uman, dar poate fiincorporata in proteine in locul metioninei. De aceea, selenometionina e pastrata mai mult timp in organism decat formele anorganice, putand sa reprezinte o forma de a depozita seleniul. Selenocisteina si seleniul anorganic sunt metabolizate.

Necesarul zilnic de seleniu

Aportul alimentar uman al seleniului variaza in functie de aria geografica. Multe dintre estimarile si recomandarile privind necesarul de seleniu au la baza cercetari facute in China, unde distributia seleniului in sol este variata (de la un continut foarte scazut la un continut crescut). Valorile de referinta ale seleniului au fost stabilite, in general, prin evaluarea cantitatii necesare pentru maximizarea activitatii GPx din sange sau plasma (Thomas, 2004).

Tabel 1. Aportul alimentar de Seleniu in cadrul unor tari europene

Tabel 2. Necesarul de seleniu conform WHO/FAO, 2004

Tabel 3. Doza zilnica recomandata de Seleniu conform Institutului de Medicina din cadrul Academiei Nationale de Stiinte din SUA





Surse. Deficit. Exces

Principala sursa de seleniu pentru organismul uman este reprezentata de alimentatie. Astfel continutul principalelor grupe alimentare in seleniu este urmatorul:

Tabel 4. Valoriile medii ale seleniului (ng/g)(10^-9g/g) in diferite grupe alimentare




Carenta de seleniu in organismul uman este responsabila unor dereglari si boli specifice: Boala Keshan – afectiune caracteristica provinciei Keshan, China, se manifestata prin aparitia unei cardiomiopatii cu evolutie variabila.

• Boala Kashin-Beck (boala Urov) – este o osteoartropatie endemica, ce se caracterizeaza prin necroza asociata cu degenerarea la nivelul epifizelor articulatiilor membrelor, la copii de 5-13 ani din China si Siberia de sud-est
• Boala cardiovasculara – acÅ£iunea protectoare in afectiunile cardiovasculare, a seleniului, se bazeaza pe abilitatea GPx de a combate modificarea oxidativa a lipidelor si de a reduce agregarea plachetara.
• Functia tiroidiana – in zonele cu deficit de seleniu, incidenta tiroiditelor este crescuta, datorita scaderii activitatii glutation peroxidazei. Carenta de Se asociata cu cea de iod exacerbeaza hipotiroidismul.

La polul opus se afla consumul unei cantitati excesive de seleniu. Efectele toxice ale seleniului sunt bine cunoscute la animale, in special printre rumegatoare, unde, consumul de plante acumulatoare de seleniu determina selenoza. La om, aportul toxic este de aproximativ 850-900µg/zi.

Seleniul si aplicatiile lui in patologia umana

Pe langa implicarea in functiile enzimatice, seleniul are un rol deosebit de important in buna functionare a sistemului imunitar, in special in generarea unui raspuns imun promt si eficace, a functiei cognitive, are rol in preventia procesului tumoral, a bolii cardiovasculare si a afectiunilor tiroidiene si ale functiei de reproductie.

Functia imunitara

Numeroase studii atesta faptul ca deficienta in seleniu este acompaniata de o pierdere a imunocompetentei (atat imunitatea mediata celular, cat si functia LB), seleniul gasindu-se in mod normal in tesuturile imune precum ficat, spilna si limfonoduri. In contrast, suplimentarea cu seleniu, a demonstrat o imunostimulare marcanta cu efecte precum proliferarea LT-activate, cunoscuta si sub denumirea de expansiune clonala. Limfocitele provenite de la subiecti suplimentati cu seleniu in doza de 200mcg/zi, au prezentat un raspuns imbunatatit la stimularea antigenica si o abilitate crescuta de transformare a acestora in limfocite citotoxice (CTL). Regimul de suplimentare a rezultat in cresterea cu 118% a citotoxicitatii tumorale CTL-mediata si a Celulelor NK cu 82% fata de valorile de referinta.^{9, 10, 11}

Functia cognitiva

Nu exista niciun dubiu ca seleniul este un microelement deosebit de important pentru buna functionare a sistemului nervos:

• Modelele animale cu afectiuni neurodegenerative au prezentat o crestere a pierderii neuronale consecutiv depletiei de seleniu.
• Inactivarea genetica a GPx celular creste sensibilitatea pentru neurotoxine si a ischemiei cerebrale, pe cand cresterea activitatii GPx ca rezultat al suplimentarii cu seleniu amelioreaza aceste rezultate.
• Inactivarea genetica a selenoproteinei-P conduce la reducerea cantitatii de seleniu de la nivel cerebral ce a determinat aparitia miscarilor necontrolate si a crizelor convulsive spontane.^{15, 16, 17, 18}

In cadrul unui studiu incrucisat dublu-orb, condus in Marea Britanie, administrarea unei cantitati de 100mcg/zi de seleniu a determinat scaderea anxietatii, a depresiei si a oboselii.19 Studiul InCHIANTI cu privire la asociatia concentratiilor scazute de Se plasmatic si forta musculara scazuta, efectuat la varstnicii italieni din Toscana (vasta medie 65 ani, 1012 barbati si femei) a evidentiat ca nivelul Se plasmatic este independent de forta musculara de la nivelul articulatiilor soldului si genunchiului (Lauretani s.c., 2007).

Fertilitate si reproductie

Suplimentarea cu 100mcg Se/zi timp de 3 luni, a determinat cresterea motilitatii spermatozoizilor in cazul barbatilor scotieni sub-fertili.5, 6 Una din cauzele neducerii la termen a unei sarcini este reprezentata de un nivel scazut al seleniului. Studiile realizate in Marea Britanie au concluzionat ca deoarece aportul zilnic de seleniu este de 29-39mcg/zi, cresterea acestuia la nivelul DZR-ului ar fi de bun augur in optimizarea functiei reproductive la femei.¹²

Afectiuni tiroidiene

Concentratia de seleniu este mai ridicata la nivelul glandei tiroide, fata de orice alt organ din corpul uman; si precum iodul, contribuie la sinteza si metabolismul hormonilor tiroidieni.^{7, 13} Concluzia unui studiu al organizaţiei internaţionale Cochrane Collaboration este ca administrarea a 200mcg seleniu (selenometionina) zilnic la femeile gravide contribuie la scaderea aparitiei tiroiditei postpartum. Un studiu randomizat, dublu-orb, placebo-controlat a comparat efectele administrarii a 200mcg/zi seleniu, a 1200mg/zi pentoxifilina (agent antiinflamator), sau placebo timp de 6 luni, la 159 de pacienti cu orbitopatie Graves. Fata de pacientii la care s-a administrat placebo si pentoxifilina, cei cu seleniu au raportat imbunatatirea calitatii vietii. Mai mult chiar, s-au atenuat semnele afectarii oftalmice la 61% dintre pacientii carora li s-a administrat seleniu comparativ cu 36% dintre cei cu placebo, iar la numai 7% din grupul cu seleniu boala a progresat, fata de 26% din grupul placebo.

Seleniul si afectiunile tumorale

Datorita efectelor reparatoare la nivelul ADN-ului, a apoptozei si al sistemelor endocrin si imunitar, dar si a altor mecanisme, inclusiv functia antioxidanta, poate juca un rol important in preventia cancerului.⁸

Exista un numar considerabil de dovezi conform carora seleniul are efect protector in afectiunile neoplazice. Numeroase studii epidemiologice realizate inca din 1970 indica existenta unei relatii invers proportionale intre aportul de seleniu si mortalitatea in cancer. Studii de perspectiva publicate in anii ’80 si la inceputul anilor ’90, cu implicarea a 9-11.000 de subiecti, privind statusul scazut al seleniului a fost asociat cu un risc crescut al incidentei neoplasmelor si/sau al mortalitatii. Studii mai recente intaresc efectele benefice ale unui status ridicat al seleniului. Un exemplu in acest sens este reprezentat de un studiu dublu orb, randomizat, controlat realizat in SUA cu ajutorul Asociatiei de Preventie a Cancerului prin Nutritie, ce a determinat implicarea a 1,312 adulti ce aveau in istoric carcinom bazal scuamocelular la nivelul pielii. Suplimentarea dietei cu 200mcg/zi de seleniu timp de 6 ani, a fost asociata cu o scadere de 52%-65% a riscului de dezvoltare a cancerului de prostata; acest efect a fost mai puternic la barbatii ce au prezentat titrul antigenului specific prostatic (PSA-prostate specific antigen) de ≤4ng/ml

Seleniu pentru sanatate

Efectele seleniului asupra sanatatii sunt multiple si complexe. Aplicatiile acestuia sunt vaste, pornind de la simpla functie de antioxidant, imunostimulator, imbunatatire a activitaÅ£ii cerebrale si a comportamentului, ajungand pana la preventia diferitelor tipuri de cancer. Selenium 200mcg de la Nature’s Way, oferit de Secom^® contine cantitatea optima de L-selenometionina, provenita dintr-o sursa sigura, naturala, non-fungica, in doza de 200mcg/capsula, flaconul ajungand pana la 100 de zile de administrare.


Bibliografie

1. Rayman MP. Food-chain selenium and human health: emphasis on intake. Br J Nutr 2008; 100: 254–68.
2. Rayman MP. The importance of selenium to human health. Lancet 2000; 356: 233–41.
3. Reeves MA, Hoff mann PR. The human selenoproteome: recent insights into functions and regulation. Cell Mol Life Sci 2009; 66: 2457–78. Schmutzler C, Mentrup B, Schomburg L, Hoang-Vu C, Herzog V.
4. Kohrle J. Selenoproteins of the thyroid gland: expression, localization and possible function of glutathione peroxidase 3.Biol Chem 2007; 388: 1053–59.
5. Ursini F, Heim S, Kiess M, et al. Dual function of the selenoprotein PHGPx during sperm maturation. Science 1999; 285: 1393–96.
6. Imai H, Suzuki K, Ishizaka K, et al. Failure of the expression of phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase in the spermatozoa of human infertile males. Biol Reprod 2001.
7. Schomburg L, Kohrle J. On the importance of selenium and iodine metabolism for thyroid hormone biosynthesis and human health. Mol Nutr Food Res 2008; 52: 1235–46.
8. Rayman MP. Selenium in cancer prevention: a review of the evidence and mechanism of action. Proc Nutr Soc 2005; 64: 527–42.
9. Carlson BA, Yoo MH, Shrimali RK, et al. Role of selenium containing proteins in T-cell and macrophage function. Proc Nutr Soc 2010; 69: 300–10.
10. Hawkes WC, Kelley DS, Taylor PC. The effects of dietary selenium on the immune system in healthy men. Biol Trace Elem Res 2001; 81: 189–213.
11. Broome CS, McArdle F, Kyle JA, et al. An increase in selenium intake improves immune function and poliovirus handling in adults with marginal selenium status. Am J Clin Nutr 2004; 80: 154–62.
12. Rayman MP, Wijnen H, Vader H, Kooistra L, Pop V. Maternal selenium levels during early gestation and risk for preterm birth. CMAJ 2011; 183: 549–55.
13. Rayman MP, Thompson AJ, Bekaert B, et al. Randomized controlled trial of the effect of selenium supplementation on thyroid function in the elderly in the United Kingdom. Am J Clin Nutr 2008; 87: 370–78.
14. Etminan M, FitzGerald JM, Gleave M, Chambers K. Intake of selenium in the prevention of prostate cancer: a systematic review and meta-analysis. Cancer Causes Control 2005; 16: 1125–31.
15. Ashrafi MR, Shabanian R, Abbaskhanian A, et al. Selenium and intractable epilepsy: is there any correlation? Pediatr Neurol 2007; 36: 25–29.
16. Ashrafi MR, Shams S, Nouri M, et al. A probable causative factor for an old problem: selenium and glutathione peroxidase appear to play important roles in epilepsy pathogenesis. Epilepsia 2007; 48: 1750–55.
17. Amiri M, Farzin L, Moassesi ME, Sajadi F. Serum trace element levels in febrile convulsion. Biol Trace Elem Res 2010; 135: 38–44
18. Mahyar A, Ayazi P, Fallahi M, Javadi A. Correlation between serum selenium level and febrile seizures. Pediatr Neurol 2010; 43: 331–34.
19. Shahar A, Patel KV, Semba RD, et al. Plasma selenium is positively related to performance in neurological tasks assessing coordination and motor speed. Mov Disord 2010; 25: 1909–15.