Dwa oblicza selenu

Zgodnie ze słowami Paracelsusa „wszystko jest trucizną i nic nią nie jest. Dawka decyduje tylko, czy coś nie jest trucizną”. Nie inaczej jest w przypadku selenu – nadmiar tego pierwiastka może być toksyczny dla organizmu, natomiast nawet niewielkie jego niedobory mogą zwiększać ryzyko wystąpienia chorób nowotworowych czy układu krążenia.

 

Składniki mineralne są związkami niezbędnymi do prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka. Ponieważ organizm nie potrafi ich sam syntetyzować, muszą być dostarczane z zewnątrz. Składniki, których zawartość w organizmie człowieka jest mniejsza niż 0,01%, a dzienne zapotrzebowanie nie przekracza 100 mg/osobę, nazywane są mikroelementami lub pierwiastkami śladowymi. Zalicza się do nich selen.

Selen został odkryty przez szwedzkiego chemika J. J. Berzeliusa w 1817 r. Jego nazwa wywodzi się z greckiego słowa „selene”, oznaczającego księżyc. Początkowo znano jedynie jego toksyczne działanie i badania nad właściwościami tego pierwiastka przez szereg lat nie były przedmiotem szczególnego zainteresowania. U ludzi mieszkających na obszarach o zwiększonej zawartości selenu w glebie występowały objawy ostrego zatrucia tym pierwiastkiem, do których zaliczają się: zanik mięśnia sercowego i narządów miąższowych, niedokrwistość, bóle głowy, zapalenie i obrzęk płuc, ostra próchnica zębów, zmiany skórne i uszkodzenia paznokci oraz wypadanie włosów. Dopiero w 1957 r. K. Schwartz i C. M. Foltz dostarczyli dowodów na drugie, korzystne biologiczne znaczenie selenu. Odkryto, że jest on niezbędnym składnikiem pożywienia zwierząt. W 1973 r. wyizolowano pierwszy selenoenzym. Rotruck i wsp. oraz niezależnie od nich Flohe i wsp. dowiedli, że selen jest integralnym składnikiem centrum aktywnego peroksydazy glutationowej i dzięki silnie utleniającemu działaniu zapobiega powstawaniu wolnych rodników, chroni krwinki czerwone oraz błony komórkowe przed ich wpływem, rozkłada nadtlenek wodoru do wody. Z kolei 17 lat później odkryto, że dejodaza jodotyroniny typu 1 zawiera selenocysteinę w centrum aktywnym. Te przełomowe odkrycia oraz identyfikacja innych selenoenzymów i selenobiałek zapoczątkowały szereg badań nad fizjologiczną rolą selenu, zapotrzebowaniem żywieniowym na ten pierwiastek oraz skutkami zdrowotnymi jego deficytu w organizmie. W ostatnich latach wzrosło zainteresowanie selenem i jego znaczeniem dla organizmu. Selen należy do tych mikroelementów, których działanie prozdrowotne i toksyczne dzieli niewielka różnica.

 

Rola w organizmie

Selen w organizmie człowieka związany jest z bardzo ważnymi białkami zwanymi selenoproteinami. Dotychczas zidentyfikowano 25 selenoprotein, w tym:

• peroksydazy, które mają własności przeciwzapalne oraz chronią błony komórkowe przed uszkodzeniem przez wolne rodniki; ich protekcyjną rolę w stosunku do DNA wykorzystuje się w terapii przeciwnowotworowej;
• dejodynazy, biorące udział w syntezie aktywnych hormonów tarczycy;
• białka uczestniczące w naprawie i odtwarzaniu uszkodzonych nici DNA.

 

Selen wraz z witaminą E współdziała w hamowaniu peroksydacji wielonasyconych kwasów tłuszczowych, a także wywołuje działanie immunostymulujące. Pierwiastek ten jest niezbędny do prawidłowego przebiegu odpowiedzi immunologicznej, zarówno komórkowej, jak i humoralnej, natomiast jego deficyt może powodować reakcje immunosupresyjne. Ponadto selen charakteryzuje się działaniem przeciwzapalnym i może zmniejszać natężenie bólu. Uczestniczy w eliminacji metali ciężkich i wolnych rodników, a także w przemianie hormonów tarczycy.

 

Występowanie selenu w środowisku

Selen jest pierwiastkiem szeroko rozpowszechnionym w środowisku naturalnym. Jego obieg w przyrodzie rozpoczyna się od procesu wietrzenia skał, skąd trafia do atmosfery, wód i gleby. Występowanie selenu może być uwarunkowane uprzemysłowieniem danego regionu. Jego zawartość w powietrzu waha się od 0,004 ng/m3 nad Biegunem Południowym do 30 ng/m3 nad miastami Ameryki Północnej. Występowanie tego pierwiastka w wodzie jest bardzo zróżnicowane – w wodach gruntowych na terenie Polski występuje w stężeniu 0,05 μg/l. Jego stężenie w organizmie człowieka zależy w głównej mierze od jego zawartości w glebie, gdzie selen występuje w różnych ilościach, w zależności od szerokości geograficznej. Wartości stężeń selenu w glebie określane jako nietoksyczne wahają się od 0,01 do 2 mg/kg. Gleby w regionach górskich charakteryzują się niską zawartością tego pierwiastka. Szczególnie mała zawartość Se występuje w niektórych krajach skandynawskich (Finlandia, Szwecja), Nowej Zelandii i Chinach.

W środowisku naturalnym i w materiale biologicznym selen może występować w formie nieorganicznej, tj. jako selen elementarny, selenki metali, seleniany (IV) i (VI), oraz w formie organicznej w bezpośrednich połączeniach C-Se, takich jak związki metylowe, aminokwasy selenowe, selenoproteiny i ich pochodne.

 

Występowanie selenu w organizmie człowieka

Selen w organizmie człowieka występuje w śladowych ilościach. Najwięcej tego pierwiastka znajduje się w tarczycy, wątrobie, korze nerki, trzustce i przysadce mózgowej. Wydalany jest zaś z moczem, kałem, wydychanym powietrzem, potem i śliną.

Stężenie selenu w osoczu lub surowicy krwi u noworodków jest bardzo niskie, następnie ok. 3.–4. miesiąca życia następuje jego wzrost, a u osób w wieku ok. 15.–17. roku życia ma wartość podobną jak u ludzi dorosłych. Zapotrzebowanie na selen wzrasta u kobiet w okresie ciąży z uwagi na konieczność zabezpieczenia rozwijającego się płodu, a także u kobiet karmiących.

 

Zapotrzebowanie dzienne na selen

Dzienne zapotrzebowanie na spożycie selenu przez człowieka dorosłego jest zróżnicowane w zależności od kraju, a także zawartości tego pierwiastka w danym produkcie. Normy spożycia selenu zostały ujęte na poziomie wystarczającego spożycia (AI)¹ dla niemowląt, natomiast dla pozostałych grup wiekowych na poziomie przeciętnego/średniego zapotrzebowania (EAR) i zalecanego dziennego spożycia (RDA).

Według norm żywienia zalecanych dla populacji polskiej przez Instytut Żywienia i Żywności w Warszawie dotyczących składników mineralnych dzienne zapotrzebowanie na selen osoby dorosłej wynosi 45–55 µg, nieco więcej potrzebują go kobiety w ciąży (50–60 µg/dobę) oraz matki karmiące (60–70 µg/dobę). Zapotrzebowanie na selen u dzieci zwiększa się wraz z wiekiem od wartości 15–20 µg wśród noworodków i niemowląt do 17–40 µg po 1. roku życia do 12 lat. Dzieci od 13. roku życia potrzebują selenu w takiej samej ilości jak dorośli. Nie występują różnice międzypłciowe w zapotrzebowaniu na selen. Szczegóły dotyczące dziennego zapotrzebowania na ten pierwiastek przedstawia tab. 1.

 

Tab. 1. Normy żywienia dla ludności Polski

 

Grupa (płeć/wiek, lata)	Selen (μg)
	EAR2	RDA3
Niemowlęta
0–0,5	15 (AI)
0,5–1	20 (AI)
Dzieci
1–3	17	20
4–6	23	30
7–9	23	30
Chłopcy
10–12	35	40
13–15	45	55
16–18	45	55
Mężczyźni
19–30	45	55
31–50	45	55
51–65	45	55
66–75	45	55
>75	45	55
Dziewczęta
10–12	35	40
13–15	45	55
16–18	45	55
Kobiety
19–30	45	55
31–50	45	55
51–65	45	55
66–75	45	55
>75	45	55
Ciąża
<19	50	60
>19	50	60
Laktacja
<19	60	70
>19	60	70

Źródło: M. Jarosz (red.), „Normy żywienia dla populacji polskiej”, Instytut Żywności i Żywienia, Warszawa 2017.

 

Niedobór selenu

Przyczynami niedoboru selenu mogą być złe nawyki żywieniowe oraz brak suplementacji. Zbyt niski poziom selenu w glebie może być związany z szerokością geograficzną, a zmniejszona podaż może wynikać z erozji gleb, zakwaszania związkami siarki i azotu („kwaśne deszcze”) oraz skażenia metalami ciężkimi. W konsekwencji zmniejsza się przyswajanie selenu przez rośliny, co może być przyczyną jego małej zawartości w produktach spożywczych. Z tego powodu Finlandia stała się pierwszym krajem na świecie, który rozpoczął suplementację selenem, dodając go do nawozów.

Selen wchodzi w skład enzymu zwanego dejodynazą, uczestniczy więc w przemianach tyroksyny (T4) w formę aktywną hormonu – trijodotyroninę (T3). W sytuacjach niedoboru selenu w organizmie dochodzi do zmniejszonego wytwarzania T3 w tkankach (głównie wątroby i nerek) oraz jego stężenia w krążeniu. Długotrwały niedobór selenu może być przyczyną złej przyswajalności jodu i nasilać rozwój objawów niedoczynności tarczycy. Dobroczynny wpływ selenu na czynność tarczycy zależny jest jednak od prawidłowej podaży jodu. Dzieci urodzone przez matki, które miały niedobór selenu i jodu mogą być narażone na wystąpienie kretynizmu.

W ostatnich latach wzrosła liczba osób chorych na autoimmunologiczne zapalenie tarczycy typu Hashimoto. Dotychczas nie opracowano skutecznej terapii tej choroby. Ponieważ u pacjentów stwierdzono stosunkowo niskie stężenie selenu w surowicy krwi w przeciwieństwie do osób zdrowych, coraz więcej uwagi poświęca się badaniom nad uzupełnianiem deficytów selenu w organizmie poprzez jego suplementację.

Najbardziej znamiennym przykładem niedoboru selenu są choroby występujące endemicznie na terenie Chin, gdzie stężenie Se w glebach jest szczególnie małe. Jedną z nich jest choroba Keshan (kardiomiopatia młodzieńcza), którą opisano po raz pierwszy już w 1907 r. Jej nazwa pochodzi od rejonu Keshan w prowincji Heilongjiang w Chinach. Małe stężenie Se nie tylko we krwi, ale także we włosach mieszkańców tego obszaru jest konsekwencją małego stężenia selenu w środowisku. Choroba atakuje głównie mięsień sercowy – sylwetka serca ulega powiększeniu. W obrazie anatomicznym obserwuje się rozstrzenia jam serca oraz ogniska martwicze. Pojawiają się: zastoinowa niewydolność krążenia, upośledzenie kurczliwości i zaburzenie rytmu serca, zakrzepy lub zatory wewnątrz jam serca oraz zmiany EKG odpowiadające niedokrwieniu. W patogenezie choroby, która nie jest do końca wyjaśniona, podejrzewa się wpływ niedoborów selenu z jednoczesnym niedoborem witaminy E. Z kolei inna endemicznie występująca choroba, u której podstaw leży niedobór selenu, a także jodu, to dystrofia chrząstek stawowych (choroba Kaszina-Beka). Charakteryzuje się ona zniszczeniem stawów wraz z nawracającą, obustronną ich bolesnością, obrzękiem i ograniczeniem ruchomości. Choroba charakteryzuje się ponadto zaburzeniami wzrostu oraz dojrzewania.

Badania dowodzą, że selen odgrywa ważną rolę w procesach odpornościowych. Umiarkowany niedobór tego pierwiastka w diecie sprzyja rozwojowi lub pogłębieniu schorzeń związanych z obniżoną odpornością organizmu. Niedobory selenu często występują u osób chorych na AIDS.

Obniżony poziom selenu stwierdza się u osób cierpiących na nowotwory. Aktualne dane dostępne w literaturze wskazują na prewencyjne działanie selenu w stosunku do raka jelita grubego, płuca, krtani, prostaty, żołądka i przełyku. Suplementacja może być stosowana w przypadku osób z relatywnie niskim (<100 μg/l) wyjściowym stężeniem selenu w osoczu/surowicy. Dodatkowa suplementacja u osób o wyższym wyjściowym poziomie selenu może nie przynieść efektów lub spowodować działanie przeciwne. Niedobór selenu stwierdza się również w przypadku reumatoidalnego zapalenia stawów, mukowiscydozy oraz niewydolności nerek, zaś u mężczyzn może skutkować niepłodnością.

 

Skutki nadmiaru

Dawki 900 μg selenu dziennie przez dłuższy czas mogą powodować objawy zatrucia (selenozy). Należą do nich łamliwość i utrata paznokci oraz wypadanie włosów. Inne objawy to depresja, niestabilność emocjonalna, nudności i wymioty, oddech o zapachu czosnku, pocenie się, zaburzenia ze strony układu nerwowego.

 

Selen w pożywieniu

Selen pobierany jest przez człowieka z pożywieniem (pochodzenia roślinnego bądź zwierzęcego) i uzupełniany drogą oddechową z powietrza atmosferycznego. Ilość selenu w warzywach i owocach zależy od zawartości selenu w glebie, na której są uprawiane, natomiast poziom tego pierwiastka w potrawach zależny jest od ich temperatury i czasu obróbki termicznej. Metionina, witaminy A, E i C oraz inne antyoksydanty zwiększają przyswajalność Se. Na wchłanianie selenu negatywnie wpływają cukry proste, witamina C oraz związki metali ciężkich. Osoby spożywające dużo słodyczy częściej cierpią na niedobór tego pierwiastka.

Najbogatsze źródła selenu:

• orzechy brazylijskie są najbogatszym żywieniowym źródłem selenu (średnie stężenie selenu w 6–8 sztukach to 544 ug) – dwa orzechy brazylijskie pokrywają dzienne zapotrzebowanie na ten pierwiastek;
• tuńczyk;
• nasiona słonecznika;
• wątroba, serce, nerki wieprzowe, wołowe i cielęce;
• owoce morza i ryby (szczególnie śledzie);
• czosnek i cebula;
• brązowy ryż, pieczywo razowe;
• kiełki pszenicy, otręby pszenne, ziarna kukurydzy;
• drób i jaja;
• drożdże.

 

Suplementacja selenem

Jeśli wraz z pożywieniem organizmowi dostarczana jest niewystarczającą ilość selenu, można jego poziom uzupełniać, przyjmując odpowiednio zbilansowane preparaty farmaceutyczne i suplementy diety. Takie produkty witaminowo-mineralne można nabyć bez recepty, a zawarty w nich selen może występować albo w formie organicznej, w postaci selenometioniny lub selenocysteiny, albo w formie nieorganicznej, w postaci selenianów (IV) i (VI). Działanie tych preparatów jest wielokierunkowe.

 

Przypisy:

1. AI – Adequate intake – jeśli wartość zalecanego dziennego spożycia nie jest możliwa do estymacji statystycznej, określa się jej prawdopodobny poziom.
2. EAR – Estimated average requirements – „przeciętne zapotrzebowanie”, ilość zaspokajająca potrzeby żywieniowe ponad 50% populacji w danej grupie wiekowej.
3. RDA – Recommended dietary allowances – zalecane dzienne spożycie.

 

dr Agata Mroczek