Роль селена в организме человека и животного

Последние годы ознаменовали «селеновый бум» в России. Органические и неорганические селенсодержащие биодобавки, обогащенные селеном продукты питания и алкогольные напитки, обогащение селеном кормов сельскохозяйственных животных и птицы, растений, вымачивание корнеклубнеплодов в растворах солей селена. И все это на фоне крайне скудных сведений о распределении селена в пищевых цепях различных по геохимическому и экологическому состоянию регионов. В связи с таким положением данные, Голубкиной Н.А., Папазяна Т.Т., 2006, имеют особое значение для диетологов, животноводов, растениеводов, специалистов пищевой промышленности, медиков. Они также представляют несомненный интерес для студентов и аспирантов пищевых, экологических, медицинских и сельскохозяйственных вузов.

Биологическая роль селена в организме животных достаточно значительная. Селен, способен накапливаться в органах и тканях животных и при избытке вызывать селеновый токсикоз.

Селен, открытый шведским химиком Берцелиусом в 1817 году, и названный в честь богини луны Селены, является одним из наиболее загадочных микроэлементов и до сих пор активно обсуждается на страницах научной и научно-популярной литературы.

Важность этого микроэлемента для человеческого питания не была ясна вплоть до 1979 года, когда китайские исследователи обнаружили, что можно предотвращать серьезное сердечное заболевание (кардиомиопатию. или ослабление сердечной мышцы) у страдающих им молодых женщин и детей, давая им селен. С этого момента настоящий шквал исследовательской активности подтвердил его роль как антиоксиданта, помогающего витаминам А, С, Е защищать организм от разрушающего действия свободных радикалов.

Селен - сильный антиоксидант. Основная его функция - предупреж­дать перекисное окисление активных радикалов плазмалеммы (внутреннего слоя клеточной мембраны), сохраняя, таким образом, клетку от старения и перерождения в раковую, а также от внедрения вирусов (О.Е. Колесова, А.А. Маркин, Т.Н. Федорова, 1984; М.И. Рецкий, 1997; В.И. Кулинский, 1999).

Селен - мощное хелатное вещество, усиливающее окисление активных радикалов в клетке. Он сохраняет эластичность тканей в клетке, особенно стенок сосудов. Обычная суточная доза селена в пределах 100-300 мкг (В. Куликова, 1998).

Так, при поступлении в организм селен в больших количествах концентрируется в почках, печени, копытном роге, шерсти и в меньшей степени в мышцах. Фоновое содержание селена в мышечной ткани животных составляет 0,01-0,02 мг/кг, в печени -0,1-0,2; в почках - 0,15-0,3; в копытном роге и шерсти -0,2-0,4 мг/кг. При хроническом селеновом токсикозе концентрация элемента увеличивается в мышцах - до 0,3-0,5; печени и почках до 0,8-1,0 мг/кг (Г.А. Таланов, Б.Н. Хмелевский, 1991).

В настоящее время активизировалась работа по уточнению потребности животных в микроэлементах, ранее не учитывавшихся, но оказывающих большое влияние на организм. По мнению многих ученых, к числу таких элементов относится и селен, который играет определенную роль в процессах роста, развития и размножения животных, во взаимодействии белков, ферментов, нуклеиновых кислот, витаминов и других реакциях обмена веществ. Ю.Н. Прытков (2003).

Исторически так сложилось, что исследования в области селена были начаты в связи с его токсичностью в 1930-1940 годах, выявленной в некоторых штатах США, где произрастают так называемые растения-аккумуляторы селена, вызывающие токсичность у животных, выпасаемых на этих территориях. Таким образом, вопросы токсичности селена получили широкую огласку и освещены в большинстве учебников по физиологии человека и животных. Однако в 1957 году было доказано, что селен является незаменимым фактором питания, а в 1973 году было обнаружено, селен - основной компонент фермента глютатионпероксидазы, которая защищает организм от массового притока вредных веществ при распаде токсинов, оберегает клетки от воздействия свободных радикалов и вступает в реакцию с такими тяжелыми металлами, как кадмий и ртуть, нейтрализуя их вредное действие. С точки зрения детоксикации перекисей это имеет огромное значение, так как в клетках не накапливаются продукты свободнорадикального окисления (В.Е. Фармазюк, В.В. Шило, 1985; Ю.А. Владимиров, 1985; В.А. Бурляев, Э.И. Высоколян, А. Юсеф и др, 1989; С. И. Генералов, Т.Е. Мареева, 1990; А.Ш. Бышевский, О.А. Терсенов, 1994; B.C. Бузлама, М.И. Редкий, 2000).

 С тех пор исследования в области селена получили новый толчок и сегодня известно, что селен, является неотъемлемой частью, по крайней мере, 25 селенопротеинов, участвующих в регуляции основных метаболических путей в организме человека и животных. В частности доказано, что недостаточность селена вызывает серьезные нарушения в сердечно-сосудистой, иммунной, эндокринной, нервной и других системах организма.

Кроме того, в регионах с пониженным уровнем селена в пищевых продуктах заболеваемость раком обычно выше, чем в районах, характеризующихся повышенной концентрацией селена в продуктах питания. К тому же, в клинических испытаниях, результаты которых были опубликованы в 1996 году в США, было показано, что потребление селенообогащенных дрожжей из расчета 200 мкг селена в день в течение 4,5 лет привело к снижению в два раза заболеваемости и смертности от рака.

Установлены иммунологические свойства селена, влияние на репродуктивную функцию человека и животных, а также способствования выведению из организма тяжелых металлов. Иммунологическое действие селена может осуществляться по трем принципиальным механизмам: 1) с участием антивоспалительного действия микроэлемента, 2) путем влияния на окислительно-восстановительное состояние клетки при воздействии в качестве антиоксиданта и 3) путем генерации цитостатических и антиканцерогенных соединений McKenzie et al, (2002). Потребление селена необходимо для поддержания как клеточного, так и гуморального иммунитета, а повышенные дозы микроэлемента могут усиливать иммунный ответ и защищать организм от некоторых вирусных инфекций Rayman, (2002); McKenzie et al, (2002).

Работы Г.Б. Абдулаева (1972, 1974) показывают, что селен участвует в аэробном окислении, замедляя его интенсивность. В настоящее время полагают, что биохимические функции селена в организме связаны с его каталитической ролью и заключаются в регуляции скорости окислительно-восстановительных процессов, а также реакций, идущих с участием ферментов, витаминов, гормонов, участвует в обмене жиров, белков и углеводов.

По данным Кудряшева А.А. (2000); Л.А. Зубаревича, А.Н. Колодяжного А.Н. (2001); Н.А. Голубкиной, Е.О. Парфеновой, Л.А. Решетник (1998); в последние годы у людей и животных все чаще выявляется дефицит одного из жизненно важных микроэлементов – селена. Дефицит селена может вызвать заболевания разных органов и систем, и является причиной преждевременного старения и сокращения жизни человека. Именно селен предохраняет организм от отравлений свинцом, кадмием, ртутью, табачным дымом и выхлопными газами. Он предотвращает разрушение и некроз печени, соединяясь с тяжелыми металлами и выводя их из организма.

И.Г. Боряев (1997, 1999) сообщает о способности селена снижать токсичность тяжелых металлов, попадающих в организм животных и человека. Селен способствует детоксикации таких вредных отходов производства, как метилртуть в целлюлозной промышленности и соли кадмия в цветной метал­лургии. Селен способствует детоксикации висмута, таллия и серебра.

Проведенные эпидемиологические исследования показывают, что употребление селена, снижает риск возникновения и развития сердечно-сосудистых и ряда онкологических заболеваний, способствует увеличению продолжительности жизни. С недостатком потребления селена связывают высокую восприимчивость к инфекциям, развитие катаракты, болезни сердца, бесплодие у мужчин, облысение, медленный рост детей, высокий риск заболевания многими формами рака, среди которых в первую очередь следует назвать рак простаты, желудка, легких, особенно курящих.

По мнению Шагова В.М. (2000) при низком содержании селена в организме беременных женщин резко возрастает детская смертность и увеличивается количество детей с различными уродствами, также отметили, что родовая слабость напрямую связана с недостатком селена в организме. Уровень селена, по мнению Голубкиной И.А., Шагова М.В. (2000) у беременных женщин снижается не только из-за недостаточного поступления с пищей и водой, но и из-за усиления обменных процессов, необходимых для формирования плода.

Важность этой проблемы возрастает и в связи с тем, что неорганические формы селена, такие, как селенат или селенит натрия, плохо усваиваются, особенно в сочетании с витамином С. Кроме того, есть свидетельства, что для этих форм селена характерна повышенная токсичность, поэтому усилия ученых сейчас сосредоточены на решении проблемы получения биологически активных добавок к пище, которые содержали бы селен в органической форме.

Как считает А.Ш. Бышевский (1994), И. Г. Боряев (1997) одной из причин дефицита селена является его недостаточное поступление в организм человека, живущего на территории биогеохимической провинции, где в продуктах питания, почве и питьевой воде определяется низкий уровень элемента.

Глубокий дефицит селена в пищевой цепи обуславливает развитие специфических эндемических заболеваний: кардиомиопатии (болезнь Кешана) и остеоартропатии (болезнь Кашина-Бека) у людей, беломышечной болезни у крупного рогатого скота, экссудативного диатеза у сельскохозяйственной птицы, а также мышечной дистрофии почти у всех видов животных (Ермаков, Ковальский, 1974).

По данным J. Zust, В. Hrovatin, D. Simundic, (1996), при миокардиореспираторных симптомах отмечается очень низкая концентрация селена в сыворотке крови (9,7 мкг/л), при миопатии скелетных мышц у телят (7,2 мкг/л). Наблюдается достоверная разница в концентрации селена в сухом веществе печени между животными, получающими, регулярно и нерегулярно добавки селена (402,0 мг/кг и 173 мкг/кг соответственно).

Животные с хроническими маститами и заболеваниями мышц имеют более низкую концентрацию селена в сыворотке крови (10,4 и 11,7 мкг/л), чем здоровые животные (17,7 мкг/л) (U. Braun, R. Forrer et al., 1991).

Доказано, что элементарный селен по сравнению с селенитом, селенатом, селеноцистином и селенметионином неактивен (Ю.А. Ершов, Т.В. Плетнева, 1989; Г.А. Трифонов, 1998).

Снижает биологическую активность селена сера, которая является антагонистом селена и препятствует всасыванию этого элемента растениями (Н. Bostedt, P. Schramel, 1990; Г.А. Таланов, Б.Н. Хмелевский, 1991). Также селен регулирует функцию щитовидной железы и тесно связан с обменом йода в организме (J. Kvicala, V. Zamrazil, 2003).

Средний уровень потребления селена населением России составляет 54-80 мкг/день (без учета эндемических селендефицитных регионов), что хорошо укладывается в принятые в США нормы потребления микроэлемента Schrauzer, (2002).

Безопасный и достаточный уровень суточного потребления селена составляет 50-200 мкг National Research Council, (1980). Этот интервал рассчитан на основе данных о том, что большинству млекопитающих для нормального развития требуется около 0,1 мкг селена на 1 г сухой массы пищи. Экстраполяция этих данных на человека, потребляющего около 500 г сухих продуктов в день, дает нижний безопасный и достаточный предел потребления селена 50 мкг. К сожалению, такой подход не согласуется с данными, что в молодости некоторым животным требуется более 0,1 мкг селена на 1 г корма Meyer et al, (1981).

Минимальная потребность в селене для человека принята в 19 мкг/день для мужчин и 14 мкг/день для женщин, что соответствует уровню потребления микроэлемента в эндемичных регионах Китая, при котором не наблюдается развитие болезни Кешана Yang et al, (1987).