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. * -v Se v rostlinách -> -v 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 ug /den, muži 55 - 70 ug /den, obecně 40 -- 80 mg /den, odhad příjmu ČR 20 -- 40 ug /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 -v Se u idiopatické skoliózy (2003) Deficit * 1. fáze: -v 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)