Selenium: Kahulugan, Synthesis, Pagsipsip, Transport, at Pamamahagi

Siliniyum ay isang sangkap ng kemikal na nagdadala ng simbolong elemento Se. Sa periodic table, mayroon itong atomic number 34 at nasa 4th period at ika-6 na pangunahing grupo. Kaya, siliniyum nabibilang sa mga chalcogens ("ore formers"). Sa crust ng lupa, siliniyum nangyayari sa mga oxidized at mineralized na form sa iba't ibang mga konsentrasyon, na may mataas na halaga na karaniwang matatagpuan sa mga bato na pinagmulan ng bulkan. Dahil sa magkakaibang heograpiyang nilalaman ng nilalaman ng mga lupa, ang siliniyum walang halo ng mga pagkaing halaman ay napapailalim din sa malalaking pagkakaiba-iba sa rehiyon. Sa malalaking bahagi ng gitnang at hilagang Europa at maraming iba pang mga rehiyon sa mundo, ang mga lupa ay kapansin-pansin na mahirap sa siliniyum, na ang dahilan kung bakit sa Alemanya ang mga mapagkukunan ng halaman ng siliniyum ay nag-aambag lamang sa suplay ng siliniyum. Mabigat na bakal, Gaya ng kadmyum, merkuryo, mamuno at arsenic, at pangang-asim sa lupa ng mga ammonium sulfate na naglalaman ng mga pataba o asupre acid Ang ulan ay maaaring karagdagang bawasan ang proporsyon ng mga magagamit na selenium compound sa sangkap ng lupa at sa gayon ang nilalaman ng siliniyum sa mga halaman sa pamamagitan ng pagbuo ng hindi magagawang natutunaw na mga kumplikadong - selenides. Sa kaibahan, siliniyum walang halo sa mga pagkain na nagmula sa hayop kung minsan ay napakataas at hindi napapailalim sa malalaking pagbabago-bago, na sanhi ng laganap na pagpapakain ng mga sagol na mineral na mayaman na selenium - hanggang sa 500 selg selenium / kg timbang ng katawan / araw - sa mga bansa sa EU, lalo na para sa mga baboy at manok para sa mga kadahilanan ng mas mahusay na paglago, kalusugan at pagganap ng reproductive (potensyal na reproductive). Ang siliniyum walang halo ng pagkain ay nakasalalay hindi lamang sa pinagmulan nito (halaman, hayop) at pinagmulan ng heograpiya, kundi pati na rin sa nilalaman ng protina, dahil ang siliniyum sa biological na materyal ay karamihan sa bahagi ng protina - nakasalalay sa ilang amino acids. Alinsunod dito, ang mga pagkaing mayaman sa selenium ay may kasamang, partikular, ang mga produktong mayamang protina, tulad ng isda, karne, offal, at mga itlog. Gayundin, mga legume (pulso), mga mani, halimbawa ang mga nut ng Brazil, buto, tulad ng linga, at kabute, halimbawa ng mga porcini na kabute, ay maaaring maging isang mahusay na mapagkukunan ng siliniyum dahil sa kanilang paminsan-minsang mataas na nilalaman ng protina. Ang mga butil na na-import mula sa Hilagang Amerika ay isang mahusay na mapagkukunan din ng siliniyum dahil sa mga lupa na mayaman sa siliniyum. Bilang isang mahalagang elemento ng bakas, ang siliniyum ay may kaugnayan sa kemikal sa mineral kulay ng asupre. Sa mga halaman at hayop, ang siliniyum ay isinasama sa amino acid methionine (Nakilala) o cysteine (Cys) sa halip na kulay ng asupre. Para sa kadahilanang ito, ang siliniyum ay matatagpuan sa pagkain na mas mabuti sa organikong form bilang naglalaman ng siliniyum amino acids - sa mga pagkain sa halaman at mga yeast na mayaman sa selenium bilang selenomethionine (SeMet) at sa mga pagkaing hayop bilang selenocysteine ​​(SeCys). Bilang proteinogenic amino acids, SeMet at SeCys ay ginagamit sa organismo ng tao para sa protein biosynthesis, kasama ang SeMet na isinasama sa proteins sa halip ng methionine at SeCys bilang ika-21 proteinogenic amino acid. Ang mga hindi organikong selenium compound, tulad ng sosa selenite (Na2SeO3) at sodium selenate (Na2SeO4), gumanap ng mas maliit na papel sa mga maginoo na pagkain ng pangkalahatang pagkonsumo at higit na isang papel sa pandiyeta supplement at mga gamot kung saan idinagdag ito para sa pandagdag (suplemento sa nutrisyon) at terapewtika.

Pagsipsip

Pagsipsip (pagsalin sa pamamagitan ng bituka) ng siliniyum nangyayari higit sa lahat sa itaas maliit na bituka-duodenum (duodenum) at proximal jejunum (jejunum), depende sa mode ng pagbigkis. Ang pandiyeta na siliniyum ay ibinibigay pangunahin sa organikong porma bilang selenomethionine at selenocysteine. Dahil ang selenomethionine ay sumusunod sa metabolic pathway ng methionine, ito ay aktibong kinuha sa duodenum (maliit na bituka) ng isang sosa-nagkakatiwalaang neutral na amino acid transporter sa mga enterosit (mga cell ng maliit na bituka epithelium). Kakaunti ang nalalaman sa petsa tungkol sa mekanikal na molekular ng bituka pagsipsip (pag-uptake) ng selenocysteine. Gayunpaman, may katibayan na ang selenocysteine ​​ay hindi hinihigop tulad ng amino acid cysteine, ngunit sumusunod sa aktibo sosa mekanismo ng transportasyong umaasa sa gradient para sa pangunahing amino acid tulad ng lysine at arginine.Inorganic selenate (SeO42-) na ibinibigay sa pamamagitan ng pandiyeta supplement or gamot gumagamit ng parehong landas ng transportasyon tulad ng sulpate (SO42-) dahil sa pagkakapareho ng kemikal at sa gayon ay aktibong hinihigop ng isang mekanismo na nakasalalay sa sodium na nakasalalay sa mekanismo. Sa kaibahan, bituka pagsipsip ng inorganic selenite (SeO32-) ay nangyayari sa pamamagitan ng passive diffusion. Ang rate ng pagsipsip ng siliniyum ay nakasalalay sa uri (organic, inorganic), halaga, at mapagkukunan (pagkain, inumin, suplemento) ng selenium compound na ibinibigay at sa pakikipag-ugnay (pakikipag-ugnay) sa mga sangkap ng pagkain. Ang indibidwal na katayuan ng siliniyum ay hindi nakakaimpluwensya sa rate ng pagsipsip. Sa prinsipyo, ang bioavailability ng mga organikong anyo ng siliniyum ay mas mataas kaysa sa mga inorganic form. Habang ang selenomethionine at selenocysteine ​​ay may rate ng pagsipsip na 80% hanggang halos 100%, ang mga inorganic na selenium compound na selenate at selenite ay hinihigop lamang ng 50-60%. Ang siliniyum mula sa mga pagkaing halaman ay higit na bioavailable (85-100%) kaysa sa mga pagkain sa hayop (~ 15%). Bagaman ang isda ay labis na mayaman sa siliniyum, 50% lamang ng elemento ng bakas ang hinihigop mula sa tuna, halimbawa. Gayunpaman, sa karamihan ng mga kaso, ang rate ng pagsipsip mula sa isda ay <25%. Pangkalahatan, a bioavailability ng siliniyum sa pagitan ng 60-80% ay maaaring asahan mula sa isang halo-halong diyeta. Kumpara sa diyeta, pagsipsip ng siliniyum mula sa tubig Ay mababa. Pakikipag-ugnayan (pakikipag-ugnayan) sa iba pang mga sangkap ng pagkain o gamot mas mababa ang nagaganap sa mga form ng silenium na nakatali sa amino acid kaysa sa inorganic selenite at selenate. Kaya, isang mataas na nilalaman ng kulay ng asupre (sulpate, thiosulfate, atbp.) at mabigat na bakal, tulad ng molibdenum, kadmyum, merkuryo, mamuno at arsenic, Sa diyeta, halimbawa, sa pamamagitan ng kontaminasyon (polusyon) ng mga pananim ng acid acid, atbp, maaaring mabawasan ang bioavailability ng siliniyum, bawasan ang bioavailability ng selenate (SeO42-) sa pamamagitan ng pagbuo ng mga hindi malulutas na kumplikadong - selenides - o sa pamamagitan ng pagharang sa transportasyon proteins ng lamad ng hangganan ng brush ng mga enterosit (mga cell ng maliit na bituka epithelium). Ang pagsipsip ng bituka ng selenite (SeO32-) ay isinulong ng cysteine (naglalaman ng asupre na amino acid), glutathione (GSH, antioxidant binubuo ng tatlong amino acid glutamate, cysteine, at glycine), at physiological (normal para sa metabolismo) na halaga ng bitamina c (ascorbic acid), at pinigilan ng high-dosis bitamina c pangangasiwa (≥ 1 g / araw) dahil sa isang pagbawas ng selenite. Sa wakas, ang mga therapeutic na ahente na naglalaman ng selenite ay hindi dapat isama kasama ng mataasdosis paghahanda ng ascorbic acid.

Transport at pamamahagi sa katawan

Matapos ang pagsipsip, ang siliniyum ay naglalakbay sa atay sa pamamagitan ng portal ugat. Doon, naiipon ang siliniyum sa proteins upang mabuo ang selenoproteins-P (SeP), na isekreto (isekreto) sa daluyan ng dugo at ihatid ang bakas na elemento sa extrahepatic ("sa labas ng atay") Mga tisyu, tulad ng utak at klase. Naglalaman ang SeP ng humigit-kumulang 60-65% ng siliniyum na matatagpuan sa dugo plasma Ang kabuuang imbentaryo ng katawan ng siliniyum sa isang may sapat na gulang ay tungkol sa 10-15 mg (0.15-0.2 mg / kg timbang ng katawan). Ang siliniyum ay matatagpuan sa lahat ng mga tisyu at organo, bagaman pamamahagi ay hindi pantay. Ang pinakamataas na konsentrasyon ay matatagpuan sa atay, bato, puso, pancreas (pancreas), pali, utak, gonads (gonads) - lalo na ang mga testes (testicle), mga erythrocytes (pula dugo cells) at platelets (mga platelet ng dugo) [6-8, 10, 16, 28, 30, 31]. Gayunpaman, ang mga kalamnan ng kalansay ay may pinakamalaking proporsyon ng siliniyum dahil sa kanilang mataas na timbang. Doon, 40-50% ng stock ng selenium ng katawan ang nakaimbak. Isang mataas na nilalaman ng selenium ng klase madalas na mga resulta mula sa mga deposito ng hindi matutunaw na selenides (metal-selenium compound) bilang isang resulta ng mas mataas na pagkakalantad sa mabigat na bakal, Gaya ng merkuryo (pagkakalantad sa amalgam) at kadmyum. Intracellularly (sa loob ng cell) at extracellularly (sa labas ng cell), ang siliniyum ay nakararami na naroroon sa form na nakagapos sa protina at halos hindi libre. Habang ang elemento ng pagsubaybay sa mga cell, tulad ng mga erythrocytes, neutrophil granulocytes (maputi dugo mga cell, bilang mga phagocytes ("scavenger cells") na bahagi ng likas na immune defense na may antimicrobial effect), lymphocytes (puting mga selula ng dugo ng nakuha na immune defense → B cells, T cells, natural killer cells na kinikilala ang mga banyagang sangkap, tulad ng bakterya at virus, at alisin ang mga ito sa pamamagitan ng mga pamamaraang immunological) at platelets, gumagana bilang isang mahalagang bahagi ng maraming enzymes at mga protina, tulad ng glutathione peroxidases (GSH-Px, antioxidant aktibo → pagbawas ng organic peroxides sa tubig) at selenoproteins-W (SeW, sangkap ng kalamnan at iba pang mga tisyu), nakagapos ito sa extracellular space sa mga protina ng plasma, tulad ng selenoprotein-P (pangunahing selenium transporter sa mga target na tisyu), beta-globulin, at album. Ang konsentrasyon ng selenium sa plasma ng dugo ay karaniwang mas mababa kaysa sa mga erythrocytes. Isotope pamamahagi Ipinakita ng mga pag-aaral na sa pagkakaroon ng kakulangan sa siliniyum, ang muling pamamahagi ng mga siliniyum na pool ay nangyayari, upang ang pagsasama ng siliniyum sa ilang mga selenoprotein ay nangyayari na mas gusto sa ilang mga tisyu at organo kaysa sa iba pa - "hierarchy of selenoproteins" [1, 7-9, 25] . Sa prosesong ito, ang siliniyum ay mabilis na napakilos mula sa atay at kalamnan na pabor sa mga tisyu ng endocrine, reproductive organ (reproductive organ), at gitnang nervous system, halimbawa, upang madagdagan ang aktibidad ng phospholipid hydroperoxide-GSH-Px (PH-GSH-Px, antioxidant aktibo → pagbabawas ng peroxides sa tubig) o deiodase (pagsasaaktibo at pag-deactivate ng teroydeo hormones → pag-convert ng prohormone thyroxine (T4) sa aktibong triiodothyronine (T3) at T3 at baligtarin ang T3 (rT3) sa hindi aktibo diiodothyronine (T2)) para sa mahahalagang pagpapaandar ng katawan. Dahil sa muling pamamahagi ng siliniyum sa pagitan ng mga organo at mga uri ng cell sa ilalim ng marginal supply, ang ilang mga selenoenzymes ay mananatiling higit na masigasig na aktibo habang ang iba ay nagpapakita ng medyo mabilis na pagkawala ng aktibidad. Alinsunod dito, ang mga protina na reaksyon ng huli na may pagbawas ng aktibidad sa kakulangan sa siliniyum at maaaring mas mabilis na maaktibo sa pamamagitan ng pagpapalit ng siliniyum (suplemento sa pagdidiyeta na may siliniyum) ay tila mas mataas ang kaugnayan kumpara sa iba pang mga selenoprotein sa organismo. Upang matukoy ang katayuan ng siliniyum, parehong konsentrasyon ng selenium sa plasma ng dugo (normal na saklaw: 50-120 µg / l; tagapagpahiwatig ng mga panandaliang pagbabago - katayuan ng talamak na siliniyum) at konsentrasyon ng siliniyum sa erythrocytes (pangmatagalang parameter) na nauugnay sa pula ng dugo ginagamit ang nilalaman. Dahil ang siliniyum sa plasma ay nakararami nakasalalay sa selenoprotein-P, na kung saan ay isang negatibong talamak na yugto na protina (mga protina na ang konsentrasyon ng suwero ay bumababa sa panahon ng matinding pamamaga), pagkasira ng atay, mga nagpapaalab na reaksyon, o paglabas ng mga cytokine ng proinflamlam (nagpapalaganap ng pamamaga), tulad ng bilang interleukin-1, interleukin-6, o tumor nekrosis factor-alpha (TNF-alpha), maaaring makagambala sa pagpapasiya ng katayuan ng siliniyum sa plasma ng dugo. Katulad din malnutrisyon, hypalbuminemia (nabawasan ang konsentrasyon ng protina ng plasma album), talamak dyalisis (pamamaraang paglilinis ng dugo para sa talamak pagkabigo ng bato), at mga pagsasalin ng dugo (intravenous infusion ng red blood cell concentrates), ay maaaring maging sanhi ng maling resulta ng pagsusuri sa katayuan ng selenium ng dugo.

Pagsunog ng pagkain sa katawan

Ang selenomethionine na nagmula sa diyeta, kasunod ng pagsipsip nito, ay maaaring ma-metabolismong kapalit sa lugar na naglalaman ng asupre ng amino acid methionine sa mga protina tulad ng album (protina ng plasma ng dugo), selenoprotein-P at -W, ​​at pula ng dugo (bakal-naglalaman, oksiheno (O2) -naghahatid ng pulang pigment ng dugo ng erythrocytes), lalo na sa kalamnan ng kalansay, ngunit pati na rin ng erythrocytes, atay, pancreas, bato, at tiyan. Ang palitan ng methionine para sa SeMet sa protein biosynthesis ay nakasalalay sa dietary selenomethionine-to-methionine ratio at hindi lilitaw na kontrolado ng homeostatically. Sa panahon ng pagkasira ng protina at amino acid, ang siliniyum ay pinakawalan mula sa mga protina at selenomethionine na naglalaman ng SeMet, ayon sa pagkakabanggit, at ginagamit para sa selenocysteine ​​biosynthesis - proseso ng transselenation. Ang nasisipsip na selenomethionine na hindi isinasama sa mga protina ay direktang na-convert sa selenocysteine ​​sa atay ng transsulfuration. Ang binibigyan ng oral na selenocysteine ​​o selenocysteine ​​na nabuo ng SeMet conversion ay napasama sa atay ng isang tukoy na pyridoxal pospeyt (PALP, aktibong anyo ng pyridoxine (bitamina B6)) - umaasa na lyase sa amino acid serine at selenide (tambalan ng siliniyum at H2S). Habang ang serine ay nakatali ng isang SeCys-tukoy na transfer RNA (tRNA, maikli ribonucleic acid Molekyul na nagbibigay ng amino acid sa protein biosynthesis), ang selenide ay sumasailalim sa isang conversion sa selenophosphate, na tumutugon sa serine upang mabuo ang selenocysteine. Ang nagresultang SeRys-load na tRNA ay ginagawang magagamit ang selenositista para sa pagsasama sa kadena ng peptide ng mga protina na umaasa sa siliniyum at enzymes. Ang posibilidad ng paglilipat ng pasalita na ingest na SeCys o SeCys na nagreresulta mula sa pagkasira ng SeMet nang direkta sa kaukulang tRNAs at paggamit ng mga ito para sa pagbubuo ng selenoproteins ay wala sa organismo ng tao. Ang passively na hinihigop ng inorganic selenite ay - nang walang pansamantalang pag-iimbak - direktang nabawasan sa selenide sa atay ng pagkilos ng glutathione reductase (enzyme na binabawasan ang glutathione disulfide sa dalawang GSH molecule) at NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide pospeyt). Ang hindi organikong selenate na pumapasok sa dugo sa pamamagitan ng aktibong pagsipsip ay dapat munang ma-convert sa atay sa mas matatag na form ng oksihenasyon ng selenite bago ito mabawasan sa selenide. Ang pagbabago ng selenide sa selenophosphate at ang reaksyon nito sa tRNA-bound serine ay nagreresulta sa pagbuo ng selenocysteine, na isinama sa mga protina na umaasa sa siliniyum at enzymes sa pamamagitan ng tRNA. Ang selenite at selenate ay tumpak na magagamit bilang mga hudyat para sa pagbubuo ng selenocysteine ​​at samakatuwid ay ginagamit para sa pandagdag upang mabayaran ang matinding mga pagkukulang, halimbawa sa intensive care na gamot o iba pang mga klinikal na aplikasyon. Sa kaibahan, ang SeMet at SeCys ay hindi direktang ac akong magagamit dahil sa kanilang pagkasira at pagbabago ng mukha, ayon sa pagkakabanggit, kinakailangan para sa SeCys biosynthesis. Alinsunod dito, walang maaasahang epekto ang aasahan mula sa mga organikong porma ng selenium, na ang dahilan kung bakit ang SeMet, halimbawa sa lebadura, ay mas angkop para sa pag-iwas at pangmatagalang suplemento. Ang lahat ng mga function na makahulugang selenium-dependant na mga protina ng organismo ng tao ay naglalaman ng selenocysteine ​​- aktibong biologically form ng selenium. Sa kaibahan, ang selenomethionine ay hindi gumanap ng anumang kilalang paggana ng pisyolohikal sa katawan. Ang SeMet ay kumikilos lamang bilang isang metabolically inactive selenium pool (selenium storage), ang laki nito (2-10 mg) ay nakasalalay sa halagang ibinibigay (sa pamamagitan ng pagkain) at hindi napapailalim sa homeostatic na regulasyon. Para sa kadahilanang ito, ang SeMet ay pinanatili (napanatili) sa organismo na mas mahaba kaysa sa selenocysteine ​​at inorganic selenium, tulad ng ebidensya, halimbawa, ng isang mas mahabang kalahating buhay - SeMet: 252 araw, selenite: 102 araw - at mas mataas na konsentrasyon ng selenium sa serum ng dugo at erythrocytes pagkatapos ng oral na paggamit ng SeMet kumpara sa pantay na halaga ng mga hindi organiko na form ng siliniyum.

Eksklusibo

Ang pagpapalabas ng siliniyum ay nakasalalay sa parehong indibidwal na katayuan ng siliniyum at binigyan ng pasalita na halaga. Ang siliniyum ay naipalabas pangunahin sa pamamagitan ng klase sa ihi bilang trimethylselenium ion (Se (CH3) 3+), na nabuo mula sa selenide ng maraming methylation (paglipat ng methyl (CH3) na mga grupo). Sa mga rehiyon na hindi maganda ang selenium ng Europa, maaaring maitala ang isang pag-uulit ng selenium ng bato na 10-30 /g / l, habang sa mga lugar na mahusay na maihatid, tulad ng USA, ang isang konsentrasyon ng ihi ng selenium na 40-80 µg / l ay masusukat. Sa mga kababaihang nagpapasuso, isang karagdagang pagkawala ng siliniyum - nakasalalay sa oral na ingest na halaga - ng 5-20 µg / l ay maaaring asahan sa pamamagitan ng gatas ng ina. Kapag ang mas mataas na halaga ng siliniyum ay na-ingest, ang pagpapalabas sa pamamagitan ng baga ay nagiging mas mahalaga, na may pabagu-bago na methyl selenium compound, tulad ng bawang-pamula ng dimethyl selenide (Se (CH3) 2) na nagmula sa selenide, na pinakawalan sa pamamagitan ng paghinga ("hininga ng bawang") - isang maagang pag-sign ng pagkalasing (pagkalason). Sa kaibahan sa iba mga elemento ng bakas, Gaya ng bakal, tanso, at sink, na ang homeostasis ay kinokontrol pangunahin ng pagsipsip ng bituka, ang homeostatic na regulasyon ng siliniyum ay nangyayari higit sa lahat sa pamamagitan ng pagdumi ng bato (nakakaapekto sa bato), at sa kaso ng labis na selenium, bilang karagdagan sa pamamagitan ng paghinga. Samakatuwid, sa kaso ng hindi sapat na suplay ng siliniyum, ang pagbuga ng bato (pagpapalabas) ay nabawasan at, sa kaso ng tumaas na suplay ng siliniyum, pag-aalis sa pamamagitan ng ihi o paghinga ay nadagdagan.