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备受世界关注的微量元素—硒

备受世界关注的微量元素—硒



构成谷胱甘肽过氧化物酶
  硒是许多抗氧化酶的必需组分,特别是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的重要组分,每1molGSH-Px含4g原子硒,在体内特异地催化还原型谷胱甘肽,与过氧化物起氧化还原反应,保护生物膜免受损害,维持细胞正常功能。硒可与维生素E抗氧化作用相互补充。
  硒的抗氧化作用
  在人和动物代谢过程中,不断产生各种对机体有害的过氧化物(如H2O2)和自由基(如超氧自由基O2,这些物质对机体组织细胞可造成严重损伤并将生物膜过氧化成为过氧化脂质,破坏膜结构。硒是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶(PHG-Px)的重要组成部分和活性中心。肖淑华以硒含量分别为0.42mg/kg、0.17mg/kg、0.02mg/kg的日粮饲喂25日龄肉用AA仔鸡,结果发现:肝硒水平、GSH-Px活力、淋巴细胞数及总增重随着日粮硒含量的升高而显著升高(P<0.05);自由基浓度、特异性白细胞数随着日粮硒含量的升高而显著降低(P<0.05),血液GSH-Px活性和肝硒含量呈正相关,肝自由基浓度与肝硒含量呈负相关。戴丽梅等在硒锌联用对奶牛抗氧化功能的影响研究中也表明:适当的硒锌联用可以增强奶牛的抗氧化功能,增强血清谷胱甘肽过氧化物酶的活性。同时,硒可提高肝细胞、储脂细胞中谷胱甘肽过氧化物酶的活性,抑制丙二醛生成,抑制肝细胞和储脂细胞过氧化脂质的产生和细胞外基质分泌,减少3H-羟辅氨酸的掺入和储脂细胞透明质酸的分泌。也有研究证明动物在低硒的条件下,体内的ATP含量明显降低,超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性显著降低,表明硒可以影响ATP含量,并与抗氧化作用有关。Baker的实验表明,动物组织GSH-Px活性可能是血硒水平的敏感指标。当鼠每升红细胞含硒达140μg/L时,GSH-Px的活性达到平台,此时血液硒含量与GSH-Px活性及红细胞硒含量与GSH-Px活性呈正相关。


  硒的抗肿瘤、防癌作用
  当饮食摄入水平超过“日最佳定额量”(RAD)时,硒具有阻断和预防多类肿瘤的发生、发展以及肿瘤恶化为癌的作用。1911年,德国学者Vonwasserman发现亚硒酸钠能促使小鼠的移植性癌退化。硒营养能降低癌症总发病率和总死亡率,硒的抑癌作用及其机理研究引起了肿瘤学、营养学、流行病学以及生物化学的极大兴趣。实验肿瘤学研究表明,硒对动物自发以及化学致癌剂和病毒诱发的肿瘤以及抑制肿瘤的形成均有抑制作用;流行病学调查发现,摄入硒的量越高,癌症发病率越低;体外实验证实,硒对肿瘤细胞的生长和(或)存活力有明显抑制作用,硒对肿瘤细胞有杀伤作用及硒抑制肿瘤的特异性。实验证据表明,这种抗致癌物的保护性效应大大依赖于摄取硒的剂量和化学形式。在一项平均进行了4-5年的预期安慰剂—对照双盲实验研究中,选择了1100多例以前具有皮肤癌病史的患者,给予补充富含酵母菌硒200μg/日,可使各种类型的癌症(主要是肺癌、前列腺癌和结肠直肠癌)发生率明显降低,同时全面降低癌症的死亡率。这个在人体进行的第一项(硒)实验,支持了自1980年以来关于超过平均饮食摄取量补充硒的抗肿瘤效应的实验室证据,这种给予量既能充分满足生理需要量,同时又能催化硒蛋白达到最理想活性状态。在预防肿瘤发生过程中,关于硒的剂量和化学形式的重要性,将进一步得以明确。目前,对硒的抗癌效应已提出以下几种机制:硒能降低致癌因子的诱变性;硒能选择性抑制癌细胞的生长;硒保护机体遗传物质;硒调节谷胱甘肽过氧化物酶的抗癌活性;硒拮抗肿瘤细胞酶GMP的增加;硒调节机体免疫功能;硒诱导肿瘤细胞凋亡。


  保护心血管系统的作用
  硒与心血管结构、功能及疾病发生关系密切。世界卫生组织把硒列为与冠心病发病有关的5种元素之一。低硒导致末梢组织缺血,可诱发心脑血管系统疾病。流行病学也证明,心血管疾病死亡率的分布有显著的地区性差异,这种差异与硒含量相关。硒是谷胱甘肽过氧化物酶的重要组成部分,该酶的主要功能是清除体内脂质过氧化物,维持膜系统的完整性。硒能作用于人体,转化成硒酶,大量破坏血管壁损伤处集聚的胆固醇,使血管保持畅通,提高心脏中辅酶A的水平,使心肌所产生的能量提高,从而保护心脏。缺硒可引起患者脂质过氧化反应增强与代谢紊乱,引发心肌纤维坏死,心肌小动脉和毛细血管损伤,这是造成克山病患者多发性心肌坏死的重要机理。李爱阳等研究证明Se可通过抗氧化作用保护内皮细胞免遭过氧化损伤,减少ET释放,抑制AS形成和发展,DawnC.Schwene等研究证明,维生素E结合Se可通过独立地降低血浆胆固醇浓度,从而抑制具有高胆固醇水平的家兔发生AS。对于高血压病,补硒能提高患者血清硒、血清超氧化物歧化酶(T-SOD)、一氧化氮(NO)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)水平,降低镉和丙二醛(MDA)水平,从而减轻脂质过氧化损伤,保护血管内皮细胞,改善血液粘滞度,可延缓高血压的大鼠心肌出现围血管分布的灶状心肌坏死和脑组织神经细胞损伤等一系列血管活性物质的变化。据此认为,采用硒维生素E复合剂可减少心绞痛的发作次数,保护缺氧心肌,提高急性心肌梗死患者的红细胞变形能力,改善心肌组织的血液供应,缩小梗死面积,硒和维生素E联合应用,还可明显升高高密度脂蛋白水平,具有脂质过氧化保护作用,从而抑制动脉硬化形成。虽然心脑血管疾病的病因是复杂的,但硒在防治心脑血管疾病中的地位与作用不可忽视。


  增强机体的免疫功能
  硒对机体免疫的影响包括三方面,即硒对动物体细胞免疫、体液免疫和非特异性免疫的影响。
  就细胞免疫而言,硒缺乏能导致细胞免疫抑制,使机体抗感染能力、中性白细胞功能及末稍淋巴细胞的数量下降,使依赖T淋巴细胞的功能下降。Schultz指出,硒缺乏可导致淋巴细胞转换率下降。Boyne等证实,硒缺乏能降低白细胞GSH-Px的活性,而GSH-Px活性降低,可导致过氧化物和过氧化脂质在体内堆积,使细胞的结构受到损害。进一步研究表明,硒缺乏可引起6-磷酸葡萄糖脱氢酶活性和氧耗量下降,导致磷酸己糖途径抑制,这也可使白细胞功能下降,数量减少(特别是淋巴细胞)。关于补硒能否影响淋巴细胞的数量,目前尚无定论。
  硒能促进特异性体液免疫功能,增加体内抗体水平已为大量试验所证实。Combs等报道,硒缺乏可引起B淋巴细胞数量下降,抗体的分泌发生改变。Sheffy等证实,硒缺乏的狗,其免疫反应受到抑制,机体产生抗体的能力明显减弱,机体低抗力下降,而给硒缺乏的狗补给正常量的硒,可恢复机体产生免疫球蛋白的数量。
  另外,硒还能增强非特异性免疫功能,主要表现为吞噬细胞的吞噬功能和杀菌能力增强。Berenshtein报道,每天以0.05mg/kg剂量的硒饲喂家兔,其血清IL(白介素)、补体和溶菌酶的含量增加,白细胞和MΦ(巨噬细胞)活性及嗜菌指数增加。Arvilommi报告缺硒对人吞噬细胞功能也有影响,缺硒时杀菌能力比补硒后低9.4%,补硒前后对比有显著差异(P<0.05)。


  对重金属毒性的减弱作用
  硒还能拮抗和减弱机体内砷、汞、铬等微量元素的毒性。武瑞等以雏鸡作为实验动物,通过测定血液、羽毛、粪便和组织中汞、硒含量,研究硒对雏鸡血液及组织汞含量的影响,进而探讨硒与汞的拮抗机理。实验结果表明:硒与汞之间存在拮抗作用,汞可以影响硒的吸收、分布、利用,硒也可以改变汞的积累部位和积累方式。闫玲等用不同浓度的砷及砷硒联合作用淋巴细胞培养来研究砷对淋巴细胞增殖的影响,观察硒对砷的拮抗作用。结果发现:砷对淋巴细胞的生长有抑制作用,且硒能够拮抗砷的细胞毒性。钟才高等报告铬能明显引起L-02肝细胞存活率下降,膜脂质氧化损伤,膜通透性增加,膜流动性降低,并能诱发细胞DNA氧化损伤,0.1μmol/L的硒能拮抗铬所诱导的细胞氧化损伤,而10.0μmol/L的硒可加重铬所致的细胞毒性。因而,硒只有在适宜浓度水平对铬诱导的细胞生物损害有保护作用。近年来,有关硒的研究工作报道发表了很多,其它生物学作用也有大量的报道,如参与辅酶A和辅酶Q的合成,可促进丙酮酸脱羧,加强酮戊二酸氧化酶系统的活性,并在三羧酸循环和呼吸链电子的传递中发挥作用。硒还影响机体生育繁殖能力,Arthur报道精子活力与日粮的硒水平有关,同时硒还与抗氧化活性和睾丸中足细胞的发育有关。国外多项临床调查显示,伴有系统免疫反应综合症(SIRS)的严重ICU患者,可观察到血浆硒浓度在早期已有40%下降,达到营养性硒缺乏的标准。而这些患者与其它ICU患者相比,其发病率和死亡率增加了3倍,因此,在调节炎症过程中,硒起着一种直接作用。同时,Se还同维生素E(VE)构成了动物机体抗氧化的两条防御途径,两者可以协同发挥作用。


  硒与地方病
  我国有14个省区曾流行克山病,克山病、大骨节病是严重威胁居民健康的地方病。克山病是以心肌坏死为主的地方性心肌病,发病快,症状重,类似缺血、缺氧性的心肌坏死,病人常因抢救不及时而死亡,即使救活,往往也不能痊愈而变为慢性克山病。中国科学院克山病研究所进行大量研究,发现克山病地区土壤、农作物、水质硒含量要比非病区含量低,病人服亚硒酸钠后,症状消失,疾病痊愈。用口服亚硒酸钠还可以预防克山病发病率,1969-1973年曾在黑龙江尚志县推广亚硒酸钠片预防克山病。青少年服用亚硒酸钠片,根据年龄不同,服用量为0.5-2μg,每周1次,2个月中无人患急病,而对照组有急性发作和死亡;自然发病率不断下降,5年中服硒村发病率为0.12‰,未服硒村3.75‰;结果说明口服亚硒酸钠,对降低急性和亚急性克山病发病有明显效果。


  大骨节病是我国西北地区流行的地方病。大骨节病患者骨关节粗大,身材矮小,劳动力丧失,往往与克山病在同地区流行。此病也与当地土壤、农作物、水缺硒有关。用硒盐及维生素E治疗有效,能加速病孩骨骼生长,用0.1%亚硒酸钠治疗儿童大骨节病获得明显的治疗效果。黄芪含硒量较高,病区人发现用黄芪治疗大骨节病比较有效。

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