SELEN MUDr. Michaela Králíková Biochemický ústav LF MU E-mail: mkralik@med.muni.cz SELEN (Selenium) Se • Z = 34 • Ar = 78,96 • sk. VI. A ^• [Ar]3d^104s^24p^4 • ox. č. –II, IV, VI • objev: 1817 J.J. Berzelius • červený nebo černý polokov • referenční hodnoty /S 1,3 - 1,8 mmol/l 95 - 140 mg/l • Evropa - hraniční nedostatek (marginal deficiency) 70 – 100 mg/l (průměr 1 mmol/l = 79 mg/l) • ČR - mírný nedostatek 42 – 63 mg/l (ovlivnění antioxidativní ochrany) • slabý deficit 50 – 70 mg/l (↑ kardiovask. onem.) • silný deficit 20 – 50 mg/l • kritická koncentrace < 20 mg/l (choroby z nedostatku) • Se /B 1,2 - 4,7 mmol/l = 100 - 370 mg/l • odhad stavu v organismu: Se /S, U, potravinový koš Stav Se u obyvatel ČR • Evropou se táhnou 2 na Se chudé půdní pásy: - ze S (Skandinávie) na J (Řecko, Itálie) - z V (Bělorusko) na Z (Německo, Francie) • ČR leží právě v průsečíku těchto pásem • Příjem Se rostlinami je negativně ovlivněn vysokou aciditou půdy (kyselé deště) a vysokým obsahem Fe. • ↓ Se v rostlinách → ↓ dostupnost pro živočichy včetně člověka Indexy stavu selenu v České republice Metabolismus • Absorpce • Transport a distribuce v organismu • Exkrece Absorpce • 76 - 100% Se přijatého potravou bez ohledu na stav Se v organismu • duodenum a jejunum • ovlivněna příjmem tokoferolu a naopak Transport, distribuce a význam v organismu • nejprve vazba na albumin, potom zabudován do selenoproteinů (jako Se-Cys) ^• nejčastěji jako Se- Cys nebo Se-Met (nevykazuje biologické účinky), ↑ acidita než sirných analogů – při pH 7,4 jako –Se^- • není skladován v játrech, proto při deficitu v potravě rychle klesá koncentrace Se /S a rozvíjí se deficit Selenoproteiny – funkční sloučeniny Se • Glutathion-peroxidázy (GPx) • XOOH + 2 GSH → XOH + H[2]O + GSSG peroxid alkohol • ONOO^- + 2 GSH → NO[2] + H[2]O + GSSG peroxonitrit • 4 formy: plazmatická pGPx, cytosolová cGPx, gastrointestinální GiGPx - tetramery, v každém ze 4 katalytických míst je 1 Se-Cys, fosfolipidhydroperoxidová phGPx - monomer Vznik prooxidačních sloučenin Možné klinické projevy poškození volnými radikály Selenoproteiny – funkční sloučeniny Se • Spermální jaderná GPx • Selenoprotein vázaný ve spermální DNA • Selenoprotein spermálního mtch pouzdra • Jodtyronin-dejodázy • 3 formy, vznik T3 • Thioredoxin reduktázy • Selenoprotein P • ochrana endoteliálních bb. před peroxonitritem (reduktázová aktivita) • další selenoproteiny s / bez tkáňové specifity (několik 10) Thioredoxiny • enzymy obsahující disulfidovou vazbu • fungují jako všeobecné oxidoreduktázy • reagují s širokým spektrem jiných proteinů (reverzibilní oxidace 2 Cys-SH na disulfid spojená s přenosem 2 elektronů a 2 protonů) Funkce thioredoxinreduktázy • regenerace thioredoxin-S[2] (Trx-S[2]) • redukce SeO[3]^2- Funkce thioredoxinreduktázy • Redukce selenodiglutathionu • Donor elektronů pro plazmatickou GPx • Reduktáza hydroperoxidů a H[2]O[2] • Redukce alloxanů a vitamínu K • Redukce a inaktivace cytotoxické aktivity • Redukce lipoové kyseliny • Redukce dehydroaskorbové kyseliny Exkrece • převážně močí, 50 – 60% Se přijatého potravou, tubulární exkrece / retence • stolicí • vzrůstá u stresu a u kompletní parenterální výživy Význam • antioxidační ochrana (GPx; kardiovaskulární onemocnění, malignity, kognitivní fce) • syntéza ikosanoidů • vliv na imunitní reakce, snížení exprese virů, zpomalení vývoje AIDS • deaktivace těžkých kovů (Hg, Cd, Tl, Pb, As) a organických kancerogenních látek • regulace působení tyreoidálních hormonů tvorbou a deaktivací T3 (dejodázy) • nezbytný pro reprodukci (selenoproteiny s GPx aktivitou aj.) a vývoj Příjem potravou • Hlavní zdroje v potravě • paraořechy • vnitřnosti • mořské ryby • maso • pečivo, obilniny • luštěniny • DDD: ženy 50 - 55 µg /den, muži 55 - 70 µg /den, obecně 40 – 80 mg /den, odhad příjmu ČR 20 – 40 µg /den ! Formy selenu v potravě (přípravcích) • Organický Se (selenoMet) • aktivní resorpce kanály • vysoká retence v organismu • antioxidačnní účinky • nízká exkrece • Anorganický Se (Na[2]SeO[3]) • pasivní resorpce difuzí • nízká retence v organismu • spíše prooxidativní účinky? • vysoká exkrece Deficit • Rizikové skupiny • dlouhodobá parenterální výživa • postižení mukoviscidózou, PKU • sportovci a těžce pracující • těhotné a kojící ženy • kojenci, děti, pubescenti • lidé vyššího věku Deficit • Klinicky • svalová ochablost, bolest a slabost • depigmentace vlasů, kůže a nehtů • tenčí vlasy a kůže • makrocytóza • studie Dastych ↓ Se u idiopatické skoliózy (2003) Deficit • 1. fáze: ↓ GPx, zhoršení imunitní odezvy; ↑ rizika kardiovaskulárních onemocnění a malignit • 2. fáze: změny v hormonálním metabolismu, výskyt epidemiologicky závažných onemocnění, může končit smrtí Deficit • Keshan disease – kardiomyopatie, dochází k přeměně nepatogenního coxsackie viru na patogenní kmen; oblast Keshan ve střední Číně, N. Zéland • Kashin-Beck disease (Kashin a Becková) – osteoartropatie, Čína • myxedématózní kretenismus - Zair Toxicita • Akutní • myslet na ni u silného česnekového zápachu dechu (vylučování dimethylselenidu) • Chronická • bezpečný maximální příjem 400 – 600 mg /den • nepříznivý vliv Se okolo 1 500 mg /den • selenóza (ztráta vlasů, nevyvinuté a lomivé nehty, kožní afekce s puchýřky, barevné skvrnky a dolíčky na zubní sklovině, únavnost, zápach dechu) trvale > 2 000 mg /den • postižení GIT, periferního nervstva > 15 000 mg /den Použití • při stavech nedostatku (v ČR běžné) • antioxidační ochrana (kardiovaskulární choroby, malignity) • reprodukce, vývoj (ovlivnění fertility, v graviditě a při kojení)