Селен

История сенсационных открытий

История установления биологической роли селена полна удивительных сенсаций.

Открытый Берцелиусом в 1817 году, селен вплоть до середины 20 века считался одним из наиболее токсичных среди элементов периодической системы Менделеева.

В самом деле, описанные токсикозы крупного рогатого скота при весеннем выпасе в отдельных штатах США, в начале 20 века имели место на территории хорошо изученных в настоящее время биогеохимических провинций крайне высокого содержания селена в окружающей среде. Более того, токсикозы лошадей на знаменитом «шелковом пути» в Тибете, проходящим по эндемическому району селеноза, были впервые описаны Марко Поло.

И, конечно, после стольких лет отрицательного отношения к селену истинной сенсацией оказалось открытие в 70 годы 20 века эссенциальности (то есть жизненной необходимости) микроэлемента.

Открытия следовали одно за другим:

Выделение ферментов в активный центр которых входит селен (глутатионпероксидаз, трийодтирониндейодиназ и др)
Обратная взаимосвязь между содержанием селена в почве и уровнем смертности от онкологических заболеваний (США)
Кодируемый генетически синтез селеносодержащей аминокислоты - селеноцистеина в организме млекопитающих
Защита организма от свинца, кадмия, мышьяка и ртути, гормональное регулирование селенового статуса организма
Выделение специфических химических форм микроэлемента, обладающих поразительно высокой антиканцерогенной активностью.

Интерес к селену не ослабевает уже многие годы, поскольку селен таит в себе потенциальные возможности борьбы со старостью, заболеваниями сердца и опухолями, повышения иммунитета, увеличения репродуктивной активности организма, создания эффективной защиты от тяжелых металлов.

Показательно, что эффективность использования селена установлена как для человека, сельскохозяйственных животных и птицы, так и для растений.

Но для всех организмов интервал концентраций, обеспечивающих положительное действие, поразительно узок. Так человеку в день необходимо всего 50-200 мкг микроэлемента. Количество это меньше одной крупинки соли!

При уровне потребления ниже 50 мкг резко возрастает риск сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Значимая защита от этих заболеваний достигается при дозе в 300мкг.

А уже 400 мкг составляют верхнюю границу безопасного приема. Хроническое потребление 800 мкг в день приводит к отравлению. Характерные селеновые токсикозы, имеющие место среди населения отдельных провинций Китая, проявляются при потреблении 3 мг селена, а 3,5 мг в день – уже является верхней допустимой границей однократного приема. Летальная доза составляет 200 мг в сутки!

Заболевания, вызванные недостатком селена

Существует огромное количество заболеваний прямо или косвенно связанных с недостаток потребления микроэлемента.

Таблица 1. Болезни и симптомы, связанные с недостатком потребления селена
Заболевания	Вид
Онкологические	Человек
Сердечно-сосудистые	Человек, свиньи, цыплята, индейки
Повышенная чувствительность к холоду	Свиньи, КРС
Киста яичника	Свиньи, КРС
Повышенная потеря влаги	Свиньи, КРС
Экссудативный диатез	Птица
Иммунодефициты	Все виды животных
Болезнь Кешана (кардиомиопатия)	Человек
Некроз печени	Крысы, мыши, свиньи, цыплята
Маститы и метриты	КРС
Микроангиопатия	Свиньи
Мышечная дистрофия	Свиньи, КРС, овцы, лошади
Багровое сердце	Индюшата, цыплята, мыши
Фиброз поджелудочной железы	Свиньи
Плохое оперение	Цыплята
Затяжные роды	Цыплята, индюшата
Пониженная подвижность сперматозоидов	Человек, свиньи
Не рассосавшаяся плацента	Свиньи, КРС
Беломышечная болезнь	КРС, овцы, свиньи
Болезнь Кашина-Бека (остеоартро-патия)	Человек
Снижение иммунитета	Человек, животные, птица

Поражает широкий спектр биологического действия селена:

Антиоксидантное
Кардиопротекторное
Антиканцерогенное
Иммуностимулирующее
Защита от инфекционных заболеваний
Улучшение репродуктивной функции (повышение подвижности сперматозоидов, снижение риска выкидышей и преждевременных родов
Улучшение усвоения йода
Выведение тяжелых металлов из организма
Улучшение зрения
Улучшение работы мозга
Замедление процессов старения

Дефицит селена

Проблема дефицита селена считается одной из важнейших в поддержании здоровья населения для многих стран мира в связи с широким распространением селенодефицитных почв. Россия в этом отношении не является исключением. Как и другие микроэлементы, селен поступает в организм человека из почвы через продукты растениеводства и животноводства, поэтому уровень обеспеченности микроэлементом определяется в первую очередь содержанием последнего в почве.

Недостаток потребления селена населением зарегистрирован на всем протяжении России от востока до запада.

Рис. 1 «Селеновый пояс» России. Указаны регионы, где у населения зарегистрированы уровни селена в сыворотке крови менее 75 мкг/л при норме 115-120 мкг/л.

Рис. 2 Зависимость смертности от разных форм рака (1-груди, 2-легких, 3-предстательной железы, 4-желудочно-кишечного тракта) от уровня потребления селена.

Более того, известными биогеохимическими провинциями глубокого дефицита селена являются Читинская область, Бурятия, часть республики Саха, Хабаровского края, Амурской и Иркутской областях. Серьезные проблемы, связанные с недостатком микроэлемента в окружающей среде, наблюдаются на севере Омской области и, по-видимому, Томской и Новосибирской областей, в Калининградской, Новгородской, Псковской, Тверской и Костромской областях, республике Коми и Карелии. При этом следует учитывать, что большинство почв России также бедны и микроэлементом йодом, а селен принимает самое активное участие в метаболизме йода, входя в активный центр ферментов: трийодтиронин деиодиназ. Таким образом, дефицит селена часто усугубляется дефицитом йода.

С недостатком потребления селена связывают развитие катаракты, высокую восприимчивость к инфекциям, болезни сердца, бесплодие у мужчин, облысение, медленный рост детей, высокий риск заболевания многими формами рака, среди которых рак простаты, желудка, легких, особенно у курящих.

В биологических объектах селен способен замещать серу, образуя специфические аминокислоты: селенометионин и селеноцистеин. Синтез селеноцистеина кодируется генетически. Выделение селеносодержащих белков позволило установить их важную роль в антиоксидантной защите организма, дезактивации тяжелых металлов и подвижности сперматозоидов.

Активность сперматозоидов во многом определяется наличием в хвостике сперматозоида специфического селеносодержащего белка (рис. 3).

На левом рисунке представлена фотография нормального сперматозоида, на правом - при дефиците селена.

Рис. 3 Влияние дефицита селена на структуру сперматозоидов
Нормальный	Селенодефецитный

В чем содержится селен

В семенниках была обнаружена одна из самых высоких концентраций селена, по сравнению с другими органами и тканями. Сперматозоиды характеризуются высокими концентрациями полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) в фосфолипидах, что является важным фактором риска повреждения мембран сперматозоидов перекисными процессами. Этот процесс рассматривают как причину репродуктивной гипофункции.

Селен препятствует процессам окисления, осуществляя таким образом эффективную защиту.

Наиболее богатыми источниками селена для человека являются органы животных (печень, почки), рыба, икра, отдельные виды орехов, чеснок и зерновые (в основном пшеница) из эндемических регионов мира (табл). Лидируют в этом списке по содержанию селена бразильские орехи, в которых концентрация микроэлемента может достигать 2 мг/кг, в то время как в других видах орехов уровень селена не превышает 100-300 мкг/кг.

Однако, при столь высокой концентрации микроэлемента бразильские орехи могут явиться и источником риска селеновых токсикозов при их постоянном длительном использовании.

Таблица 2. Содержание селена (в мкг/кг) в продуктах питания разных стран мира
Страна	Зерно	Мясо	Органы животных	Птица	Рыба	Яйца	Молоко	Овощи	Фрукты
Россия	4-140	40-250	140-650	99-260	80-1200	12-40(4)	10-19	4-100(5)	—
Венесуэла	132-510	170-830	360-830	100-700	320-930	500-1500	110-430	2-2980	5-60
США	30-660	50-270	430-1900	40-150	190-1900	60-200	10-240	1-100	2-10
Германия	30-880	130-280	90-950	50-150	240-530	50-200	10-100	40-100	2-40
Англия	20-530	50-140	200-2460	50-150	100-610	50-200	10-80	10-90	5-10
Финляндия	5-120	10-70	60-1710	50-100	180-980	100-200	10-90	1-20	2-30
Н. Зеландия	4-90	10-40	50-2030	50-100	30-310	240-980	3-25	1-20	1-4
Китай (1)	5-20	10-30	50-100	20-60	30-200	20-60	2-10	2-20	1-3
Китай (2)	17-110	50-250	50-1000	50-100	100-600	50-150	10-30	2-90	5-40
Китай (3)	1060-6900	—	—	—	—	—	—	340-45700	—

Эндемические районы дефицита селена (болезнь Кешана),
Умеренное содержание селена в окружающей среде,
Районы селенового токсикоза,
В зависимости от содержания селена в корме и премиксах, мкг/яйцо,
мкг/кг сухой массы

Морепродукты и пресноводная рыба являются, по-видимому, идеальным источником сразу нескольких жизненно важных элементов питания: селена, цинка, йода и омега-3-жирной кислоты. Однако, на большей части территории России потребление рыбы невысоко вследствие удаленности от морей и океанов большей части регионов страны.

Таблица 3. Содержание селена в некоторых морепродуктах и пресноводной рыбы России (мкг/кг)
Наименование	Селен	Наименование	Селен
Треска	331±8,0	Карась	184-268
Камбала	386±11,0	Щука (Каспий)	200±40
Пикша	302±131,1	Окунь (Каспий)	210±47
Макрель	441±75,8	Красноперка (Каспий)	212±12
Окунь морской	433±185	Кутум (Каспий)	224±13
Сайда	446	Сазан	243-442
Семга	337±33	Кефаль (Каспий)	303±83
Сабля	481±196	Судак	355-700
Мерлан	321±81	Горбуша	505±46
Минтай	405±68	Лещ	162-478
Омары	658-1220	Карп	200-816
Кальмары	456	Линь	352-600
Креветки	380±76	Осетр (Каспий)	1092±604
Крабы консервированные	318±81	Белуга (Каспий)	522±17
Устрицы	637±209,6	Килька (Каспий)	415-478

Ликвидация селенодефицита

Для ликвидации селенодефицита населения используют различные подходы.

Наиболее крупномасштабным представляется опыт Финляндии, где начиная с 1980 года повсеместно стали использовать селеносодержащие удобрения для повышения уровня микроэлемента во всех звеньях пищевой цепи: почва-растения-животные-человек.

Эта практика, сопровождающаяся также осуществлением программы по борьбе с курением, алкоголизмом, по снижению потребления жиров, привела к поразительным результатам.

В настоящее время потребление селена населением Финляндии вышло на оптимальный уровень. При этом смертность населения от кардиологических и онкологических заболеваний снизилась настолько интенсивно, что уже в конце 90ых годов страна в списке европейских стран переместилась по показателям смертности с первого на последнее место!

Внесение солей селена в почву и внекорневое внесение микроэлемента (опрыскивание растений растворами солей селена) практикуется в настоящее время в Новой Зеландии, Великобритании, Словении, Чехии.

Использование селеносодержащих премиксов

Использование селеносодержащих премиксов - еще один, широко использующийся путь оптимизации селенового статуса населения. Помимо повышения питательной ценности мяса такой подход обеспечивает также несомненную выгоду для производителя благодаря снижению смертности среди животных и птицы, увеличению конверсии корма, повышению яйценоскости птицы.

В настоящее время во многих странах мира, включая Россию, выпускаются куриные яйца, обогащенные селеном (например, Сеймовская п/ф, п/ф Роскар и др), коровье молоко.

В Корее существуют рестораны, где посетители могут заказать блюдо из свинины или курицы с рассчитанным уровнем потребления микроэлемента с учетом суточной потребности.

Селеновые премиксы вносят в корма искусственно разводимых семги, радужной форели, что не только увеличивает содержание микроэлемента в мясе, но и усиливает розовый цвет мяса благодаря увеличению концентрации природных каротиноидов. Частичное нивелирование отрицательного влияния низких уровней потребления селена населением может быть осуществлено при использовании пшеницы из эндемических регионов мира с аномально высоким содержанием селена в почве. Такая пшеница произрастает в США (в штатах Колорадо, Небраско, Вайоминг), Канаде и в меньшей степени Австралии.

Содержание селена в таком зерне в 5-6 (США, Канада) – 2 раза (Австралия) выше, чем уровень микроэлемента в отечественной пшенице.

Таблица 4. Вклад (%) различных продуктов питания в общее потребление селена населением России, Финляндии и Великобритании
Наименование продукта	Россия (Урал)	Финляндия	Великобритания
Продукты переработки зерновых	50	19	22
Мясо	20	40	32
Рыба	10	11	13
Молочные продукты	10	24	22
Яйца	5	24	22
Овощи	2	6	6
Картофель	2	6	6
Фрукты	1	6	5

Биологически активные добавки к пище

Наконец, еще одним подходом к решению проблемы дефицита селена является использованием биологически активных добавок к пище.

Наиболее распространенными являют БАДы на основе неорганических солей селена (селенатов и селенитов), синтетических органических производных (в России: селенопиран в препарате Селенактив, пиразольное производное в Селекоре), а также селенообогащенных дрожжей (триавит-Словения).

Первое использование селенита натрия в питании человека было осуществлено в Китае, где наряду с существованием районов селеновых токсикозов существуют провинции глубокого дефицита селена.

Добавление селенита натрия в поваренную соль оказалось высоко эффективным, безопасным и чрезвычайно дешевым способом борьбы с болезнью Кешана- кардиомиопатией - заболеванием, поражающим преимущественно женщин и детей и приводящим к смертельному исходу в возрасте 30 лет.

Действительно безопасным, поскольку количество потребляемой человеком в день поваренной соли строго ограничено.

Как правило, большинство биологически активных добавок, содержащих селен, содержат также и другие антиоксиданты, такие как витамины А, Е, С. Дело в том, что в том, что в биологических объектах антиоксиданты обладают так называемым синергизмом, то есть способностью усиливать действие друг друга.

Показано, что селенит натрия, несмотря на высокую токсичность (передозировки недопустимы) является наиболее эффективным при необходимости быстрого восстановления активности селеносодержащих ферментов и одним из наиболее мощных антиканцерогенов в ряду производных селена.

Отечественной промышленностью выпускается препарат Селмевит на основе селенита натрия. В отличие от Селмевита, препарат Селцинк содержит еще один природный антиоксидант - микроэлемент цинк.