سلنیوم: تعریف ، سنتز ، جذب ، انتقال و توزیع

سلنیوم یک عنصر شیمیایی است که نماد عنصر Se را در خود دارد. در جدول تناوبی ، عدد اتمی 34 را دارد و در چهارمین دوره و ششمین گروه اصلی قرار دارد. بدین ترتیب، سلنیوم متعلق به کالکوژن ("تشکیل دهنده سنگ") است. در پوسته زمین ، سلنیوم در اشکال اکسید شده و معدنی در غلظت های بسیار متفاوت اتفاق می افتد ، و مقادیر زیاد آن معمولاً در سنگ های منشأ آتشفشانی یافت می شود. به دلیل محتوای متفاوت سلنیوم خاکها ، سلنیوم غلظت غذاهای گیاهی نیز در معرض تغییرات بزرگ منطقه ای است. در بخشهای وسیعی از اروپای مرکزی و شمالی و بسیاری از مناطق دیگر جهان ، خاک به میزان قابل توجهی از نظر سلنیوم فقیر است ، به همین دلیل در آلمان منابع گیاهی سلنیوم تنها اندکی در تامین سلنیوم نقش دارند. فلزات سنگین، از جمله کادمیوم, جیوه, رهبری و آرسنیک، و اسیدی شدن خاک توسط کودهای حاوی سولفات آمونیوم یا اسید گوگردی باران می تواند نسبت ترکیبات سلنیوم موجود در ماده خاک و در نتیجه محتوای سلنیوم در گیاهان را با تشکیل مجتمع های نامحلول - سلنیدها - کاهش دهد. در مقابل ، سلنیوم غلظت در غذاهای با منشاء حیوانی گاهی اوقات بسیار زیاد است و دچار نوسانات زیادی نمی شود ، که به دلیل تغذیه گسترده مخلوط های معدنی غنی از سلنیوم-حداکثر 500 میکروگرم سلنیوم/کیلوگرم وزن بدن در روز-در کشورهای اتحادیه اروپا ، به ویژه برای خوک ها و طیور به دلایل رشد بهتر ، سلامت و عملکرد تولید مثل (پتانسیل تولید مثل). سلنیوم غلظت مواد غذایی نه تنها به منشاء آن (گیاه ، حیوان) و منشاء جغرافیایی ، بلکه به محتوای پروتئین آن نیز بستگی دارد ، زیرا سلنیوم در مواد بیولوژیکی بیشتر در کسر پروتئین موجود است - اسیدهای آمینه. بر این اساس ، غذاهای غنی از سلنیوم شامل محصولات حیوانی غنی از پروتئین مانند ماهی ، گوشت ، کله پاچه و تخم مرغ. به همین ترتیب ، حبوبات (حبوبات) ، آجیل، به عنوان مثال آجیل برزیلی ، دانه ها ، مانند کنجد و قارچ ، به عنوان مثال قارچ پورچینی ، به دلیل محتوای پروتئینی که گاهی اوقات زیاد است ، می توانند منبع خوبی از سلنیوم باشند. غلات وارد شده از آمریکای شمالی نیز به دلیل داشتن خاکهای غنی از سلنیوم منبع خوبی از سلنیوم هستند. سلنیوم به عنوان یک عنصر کمیاب ضروری ، از نظر شیمیایی با این ماده معدنی مرتبط است گوگرد. در گیاهان و حیوانات ، سلنیوم به اسید آمینه اضافه می شود متیونین (ملاقات) یا سیستئین (Cys) به جای گوگرد. به همین دلیل ، سلنیوم در غذا ترجیحاً به صورت ارگانیک به عنوان حاوی سلنیوم یافت می شود اسیدهای آمینه -در غذاهای گیاهی و مخمرهای غنی از سلنیوم به عنوان سلنومتیونین (SeMet) و در غذاهای حیوانی به عنوان سلنوسیستئین (SeCys). به عنوان پروتئین زا اسیدهای آمینه، SeMet و SeCys در بدن انسان برای بیوسنتز پروتئین استفاده می شود ، با SeMet در پروتئین ها بجای متیونین و SeCys به عنوان 21 اسید آمینه پروتئین زا است. ترکیبات سلنیوم معدنی مانند سدیم سلنیت (Na2SeO3) و سلنات سدیم (Na2SeO4) ، کمتر در غذاهای معمولی مصرف عمومی و بیشتر در رژیم غذایی نقش دارند. مکمل و داروهایی که برای مکمل (مکمل غذایی) به آنها اضافه می شود و درمان.

جذب

جذب (جذب از طریق روده) سلنیوم عمدتا در قسمت فوقانی رخ می دهد روده کوچک-اثنی عشر (دوازدهه) و ژژنوم پروگزیمال (ژژونوم) ، بسته به نوع اتصال. سلنیوم رژیمی عمدتاً به شکل ارگانیک به عنوان سلنومتیونین و سلنوسیستئین عرضه می شود. از آنجا که سلنومتیونین مسیر متابولیک بدن را دنبال می کند متیونین، به طور فعال در آن گرفته می شود اثنی عشر (روده کوچک) توسط یک سدیم-وابسته به ناقل اسید آمینه خنثی به انتروسیت ها (سلولهای روده کوچک اپیتلیوم) تا کنون اطلاعات کمی در مورد مکانیسم مولکولی روده وجود دارد جذب (جذب) سلنوسیستئین. با این حال ، شواهدی وجود دارد که نشان می دهد سلنوسیستئین مانند اسید آمینه جذب نمی شود سیستئین، اما فعال را دنبال می کند سدیم مکانیسم حمل و نقل وابسته به گرادیان برای آمینو اساسی اسیدها مانند لیزین و آرژینینسلنات معدنی (SeO42-) از طریق رژیم غذایی تأمین می شود مکمل or داروهای به دلیل شباهت های شیمیایی از همان مسیر حمل و نقل سولفات (SO42-) استفاده می کند و بنابراین به طور فعال توسط یک مکانیسم واسطه حامل وابسته به سدیم جذب می شود. در مقابل ، روده ای جذب سلنیت معدنی (SeO32-) با انتشار منفعل رخ می دهد. میزان جذب سلنیوم به نوع (ارگانیک ، معدنی) ، مقدار و منبع (غذا ، نوشیدنی ، مکمل) ترکیبات سلنیوم عرضه شده و برهم کنش (تعامل) با مواد غذایی. وضعیت سلنیوم فردی بر میزان جذب تأثیر نمی گذارد. در اصل ، دسترسی به زیستی فرم های آلی سلنیوم بیشتر از فرم های معدنی است. در حالی که میزان جذب سلنومتیونین و سلنوسیستئین 80 تا 100 درصد است ، ترکیبات سلنیوم غیرآلی سلنات و سلنیت تنها 50 تا 60 درصد جذب می شوند. سلنیوم موجود در غذاهای گیاهی (85-100)) بیشتر از غذاهای حیوانی (~ 15)) زیستی است. اگرچه ماهی بسیار غنی از سلنیوم است ، به عنوان مثال فقط 50 درصد از عناصر کمیاب از ماهی تن جذب می شود. در بیشتر موارد ، میزان جذب از ماهی <25 است. به طور کلی ، a دسترسی به زیستی سلنیوم بین 60-80 can را می توان از مخلوط انتظار داشت رژیم غذایی. در مقایسه با رژیم غذایی، جذب سلنیوم از آب کم است. تداخلات (تداخل) با سایر اجزای غذا یا داروهای با سلنیوم اسید آمینه محدود نسبت به سلنیت و سلنات معدنی کمتر اتفاق می افتد. بنابراین ، محتوای بالایی از گوگرد (سولفات ، تیوسولفات و ...) و فلزات سنگینمانند مولیبدن ، کادمیوم, جیوه, رهبری و آرسنیک، در رژیم غذایی، به عنوان مثال ، از طریق آلودگی (آلودگی) محصولات زراعی توسط باران اسیدی و غیره ، می توان از آن جلوگیری کرد دسترسی به زیستی سلنیوم ، کاهش فراهمی زیستی سلنات (SeO42-) با تشکیل مجتمع های نامحلول-سلنیدها-یا با مسدود کردن حمل و نقل پروتئین ها غشای مرز قلم مو انتروسیت ها (سلولهای روده کوچک اپیتلیوم) جذب سلنیت روده ای (SeO32-) توسط ترویج می شود سیستئین (اسید آمینه حاوی گوگرد) ، گلوتاتیون (GSH ، آنتی اکسیدان از سه آمینو تشکیل شده است اسیدها نمک اسید گلوتامیک، سیستئین و گلیسین) و مقادیر فیزیولوژیکی (طبیعی برای متابولیسم) ویتامین C (اسید اسکوربیک) ، و مهار می شودمقدار ویتامین C حکومت (≥ 1 گرم در روز) به دلیل کاهش سلنیت. در نهایت ، عوامل درمانی حاوی سلنیت نباید همراه با داروهای بالا مصرف شوند.مقدار آماده سازی اسید اسکوربیک

حمل و نقل و توزیع در بدن

پس از جذب ، سلنیوم به سمت آن می رود کبد از طریق پورتال رگ. در آنجا سلنیوم تجمع می یابد پروتئین ها برای تشکیل سلنوپروتئین-P (SeP) ، که در خون ترشح (ترشح) می شود و عنصر کمیاب را به خارج کبدی منتقل می کند ("خارج از کبد") بافت ، مانند مغز و کلیه. SeP تقریباً 60-65 of از سلنیوم موجود در آن را شامل می شود خون پلاسما کل موجودی بدن سلنیوم در بزرگسالان حدود 10-15 میلی گرم (0.15-0.2 میلی گرم/کیلوگرم وزن بدن) است. سلنیوم در همه بافتها و اندامها وجود دارد ، هرچند توزیع ناهموار است بالاترین غلظت در کبد، کلیه ها، قلب، پانکراس (پانکراس) ، طحال, مغز، غدد تناسلی (غدد تناسلی) - به ویژه بیضه ها (بیضه ها), اریتروسیت ها (قرمز خون سلولها) و پلاکت (پلاکت خون) [6-8 ، 10 ، 16 ، 28 ، 30 ، 31]. با این حال ، ماهیچه های اسکلتی به دلیل وزن زیاد ، بیشترین نسبت سلنیوم را دارند. در آنجا 40 تا 50 درصد از ذخایر سلنیوم بدن ذخیره می شود. محتوای سلنیوم بالا از کلیه اغلب ناشی از رسوب سلنیدهای نامحلول (ترکیبات فلز-سلنیوم) در نتیجه افزایش قرار گرفتن در معرض فلزات سنگین، از جمله جیوه (قرار گرفتن در آمالگام) و کادمیوم. داخل سلولی (داخل سلول) و خارج سلولی (خارج از سلول) ، سلنیوم عمدتا به صورت متصل به پروتئین و تقریباً به صورت آزاد وجود ندارد. در حالی که عنصر کمیاب در سلول ها ، مانند اریتروسیت ها, گرانولوسیتهای نوتروفیل (سفید خون سلولها ، به عنوان فاگوسیتها ("سلولهای پاک کننده") بخشی از دفاع ایمنی ذاتی با اثر ضد میکروبی) ، لنفوسيت ها (گلبول های سفید خون سلولهای دفاعی acquired B ، سلولهای T ، سلولهای کشنده طبیعی که مواد خارجی را تشخیص می دهند ، مانند باکتری و ویروس ها، و آنها را با روشهای ایمونولوژیکی حذف کنید) و پلاکت، به عنوان یک جزء لاینفک از تعداد زیادی عمل می کند آنزیم ها و پروتئین ها ، مانند گلوتاتیون پراکسیداز (GSH-Px ، آنتی اکسیدان فعال → کاهش مواد آلی پراکسیدها به آب) و سلنوپروتئین-W (SeW ، جزء ماهیچه ها و سایر بافت ها) ، در فضای خارج سلولی به پروتئین های پلاسما ، مانند سلنوپروتئین-P (ناقل اولیه سلنیوم به بافت های هدف) ، بتا گلوبولین و آلبومین. غلظت سلنیوم در پلاسمای خون معمولاً کمتر از غلظت آن است اریتروسیت ها. ایزوتوپ توزیع مطالعات نشان داده است که در صورت کمبود سلنیوم ، توزیع مجدد حوضچه های سلنیوم رخ می دهد ، به طوری که ترکیب سلنیوم در برخی از سلنوپروتئینها ترجیحاً در بافتها و اندامهای خاصی نسبت به سایرین رخ می دهد-"سلسله مراتب سلنوپروتئینها" [1 ، 7-9 ، 25] . در این فرایند ، سلنیوم به سرعت از کبد و ماهیچه ها به نفع بافت های غدد درون ریز ، اندام های تولید مثل (اندام های تناسلی) و مرکزی به حرکت در می آید. سیستم عصبیبه عنوان مثال ، برای افزایش فعالیت هیدروپراکسید فسفولیپید-GSH-Px (PH-GSH-Px ، آنتی اکسیدان فعال → کاهش پراکسیدها به آب) یا دیوداز (فعال سازی و غیرفعال سازی تیروئید هورمون → تبدیل پروهورمون تیروکسین (T4) به تری یدوتیرونین فعال (T3) و T3 و T3 معکوس (rT3) به دیودوتیرونین غیرفعال (T2)) برای عملکردهای مهم بدن. با توجه به توزیع مجدد سلنیوم بین اندامها و انواع سلولها تحت تامین حاشیه ای ، برخی از سلنوآنزیمها ترجیحاً فعال باقی می مانند در حالی که برخی دیگر فعالیت خود را نسبتاً سریع از دست می دهند. بر این اساس ، پروتئین هایی که دیر با کاهش فعالیت کمبود سلنیوم واکنش نشان می دهند و با جایگزینی سلنیوم (مکمل غذایی با سلنیوم) سریعتر فعال می شوند ، در مقایسه با سایر سلنوپروتئین ها در ارگانیسم اهمیت بیشتری دارند. برای تعیین وضعیت سلنیوم ، هم غلظت سلنیوم در پلاسمای خون (محدوده طبیعی: 50-120 میکروگرم بر لیتر ؛ شاخص تغییرات کوتاه مدت-وضعیت سلنیوم حاد) و هم غلظت سلنیوم در گلبول های قرمز (پارامتر بلند مدت) مربوط به هموگلوبین محتوا استفاده می شود. از آنجا که سلنیوم در پلاسما عمدتا به سلنوپروتئین-P متصل است ، که یک پروتئین فاز حاد منفی است (پروتئین هایی که غلظت سرمی آنها در طول التهاب حاد کاهش می یابد) ، اختلال عملکرد کبد ، واکنش های التهابی یا انتشار سیتوکین های پیش التهابی (التهابی) ، مانند به عنوان اینترلوکین -1 ، اینترلوکین 6 یا تومور نکروز فاکتور آلفا (TNF-alpha) ، می تواند با تعیین وضعیت سلنیوم در پلاسمای خون تداخل داشته باشد. به طور مشابه ، سوء تغذیه، هیپلبومینمی (کاهش غلظت پروتئین پلاسما آلبومین) ، مزمن دیالیز (روش تصفیه خون برای مزمن نارسایی کلیه) ، و تزریق خون (تزریق داخل وریدی کنسانتره گلبول های قرمز خون) ، ممکن است نتایج کاذب در تجزیه و تحلیل وضعیت سلنیوم خون ایجاد کند.

سوخت وساز

سلنومتیونین مشتق از رژیم غذایی ، پس از جذب ، می تواند به جای اسید آمینه حاوی گوگرد متیونین به پروتئین هایی مانند آلبومین (پروتئین پلاسمای خون) ، سلنوپروتئین -P و -W ، و هموگلوبین (اهن-حاوی ، اکسیژن (O2)-انتقال رنگدانه قرمز خون گلبول های قرمز) ، به ویژه ماهیچه های اسکلتی ، بلکه گلبول های قرمز ، کبد ، لوزالمعده ، کلیه ها و معده. تبادل متیونین با SeMet در بیوسنتز پروتئین بستگی به نسبت سلنومتیونین به رژیم غذایی به متیونین دارد و به نظر نمی رسد که از نظر هموستاتیک کنترل شود. در طول تجزیه پروتئین و اسید آمینه ، سلنیوم به ترتیب از پروتئین های حاوی SeMet و سلنومتیونین آزاد می شود و برای بیوسنتز سلنوسیستئین-فرایند انتقال مجدد ، مورد استفاده قرار می گیرد. سلنومتیونین جذب شده که در پروتئین ها گنجانده نشده است ، مستقیماً در سولفوسیون در کبد به سلنوسیستئین تبدیل می شود. سلنوسیستئین یا سلنوسیستئین خوراکی که از تبدیل SeMet تشکیل شده است در کبد توسط پیریدوکسال خاص تجزیه می شود فسفات (PALP ، شکل فعال پیریدوکسین (ویتامین B6))-لیاز وابسته به آمینو اسید سرین و سلنید (ترکیب سلنیوم و H2S). در حالی که سرین توسط RNA انتقال مخصوص SeCys (tRNA ، کوتاه) متصل می شود اسید ریبونوکلئیک مولکول تامین کننده آمینو اسیدها در بیوسنتز پروتئین) ، سلنید تبدیل به سلنوفسفات می شود ، که با سرین واکنش می دهد و سلنوسیستئین ایجاد می کند. tRNA حاصل از بارگذاری SeCys باعث می شود که سلنوسیستئین برای ترکیب در زنجیره پپتیدی پروتئین های وابسته به سلنیوم در دسترس باشد و آنزیم ها. امکان انتقال SeCys یا SeCys خوراکی ناشی از تخریب SeMet به طور مستقیم به tRNA های مربوطه و استفاده از آنها برای سنتز سلنوپروتئین ها در ارگانیسم انسان وجود ندارد. سلنیت غیر آلی جذب شده - بدون ذخیره میانی - مستقیماً در اثر گلوتاتیون ردوکتاز (آنزیمی که گلوتاتیون دی سولفید را به دو GSH کاهش می دهد) در کبد به سلنید تبدیل می شود. مولکول ها) و NADPH (نیکوتین آمید آدنین دینوکلئوتید فسفات) سلنات معدنی که با جذب فعال وارد خون می شود ، ابتدا باید در کبد به شکل اکسیداسیون پایدارتر سلنیت تبدیل شود ، قبل از اینکه به سلنید تبدیل شود. تبدیل سلنید به سلنوفسفات و واکنش آن با سرین متصل به tRNA منجر به تشکیل سلنوسیستئین می شود که در پروتئین های وابسته به سلنیوم گنجانده شده و آنزیم ها با استفاده از tRNA سلنیت و سلنات به عنوان پیش سازهای سنتز سلنوسیستئین در دسترس هستند و بنابراین برای مکمل برای جبران کمبودهای حاد ، به عنوان مثال در مراقبت های ویژه یا سایر کاربردهای بالینی استفاده می شوند. در مقابل ، SeMet و SeCys به دلیل تخریب و بازسازی آنها ، به ترتیب ، برای بیوسنتز SeCys به طور مستقیم در دسترس نیستند. بر این اساس ، هیچ گونه اثرات حاد از فرم های سلنیوم ارگانیک انتظار نمی رود ، به همین دلیل است که SeMet ، به عنوان مثال در مخمر ، برای مکمل های پیشگیرانه و طولانی مدت مناسب تر است. تمام پروتئین های وابسته به عملکرد سلنیوم موجود در بدن انسان حاوی سلنوسیستئین-شکل فعال سلنیوم از نظر بیولوژیکی است. در مقابل ، سلنومتیونین هیچ عملکرد فیزیولوژیکی شناخته شده ای را در بدن انجام نمی دهد. SeMet فقط به عنوان یک مخزن سلنیوم غیر فعال از نظر متابولیک (ذخیره سلنیوم) عمل می کند ، اندازه آن (2 تا 10 میلی گرم) بستگی به مقدار تغذیه ای (از طریق غذا) دارد و تحت نظارت هموستاتیک نیست. به همین دلیل ، SeMet در ارگانیسم طولانی تر از سلنوسیستئین و سلنیوم غیر آلی در بدن باقی می ماند (همانطور که ثابت شده است ، به عنوان مثال ، با نیمه عمر طولانی تر-SeMet: 252 روز ، سلنیت: 102 روز-و غلظت سلنیوم بالاتر در سرم خون. و گلبولهای قرمز پس از مصرف خوراکی SeMet در مقایسه با مقدار مساوی از اشکال غیر آلی سلنیوم.

دفع

دفع سلنیوم به وضعیت سلنیوم فردی و مقدار خوراکی آن بستگی دارد. سلنیوم عمدتا از طریق دفع می شود کلیه در ادرار به عنوان یون تری متیل سلنیوم (Se (CH3) 3+) ، که از سلنید توسط متیلاسیون متعدد (انتقال گروههای متیل (CH3)) ایجاد می شود. در مناطق فقیر از سلنیوم در اروپا ، می توان میزان دفع سلنیوم 10-30 میکروگرم در لیتر را ثبت کرد ، در حالی که در مناطق خوب تأمین شده ، مانند ایالات متحده ، غلظت سلنیوم ادراری 40-80 میکروگرم در لیتر را می توان اندازه گیری کرد. در زنان شیرده ، از دست دادن سلنیوم اضافی-بسته به مقدار خوراکی-5-20 µg/l از طریق شیر مادر. هنگامی که مقادیر بیشتری سلنیوم بلعیده می شود ، ترشح از طریق ریه ها اهمیت بیشتری پیدا می کند ، با ترکیبات فرار متیل سلنیوم ، مانند سیر-بوی دی متیل سلنید (Se (CH3) 2) که از سلنید گرفته شده است ، از طریق تنفس آزاد می شود ("نفس سیر") -نشانه اولیه مسمومیت (مسمومیت). برخلاف دیگر عناصر کمیاب، از جمله اهن, مسو رویکه هموستاز آن عمدتا با جذب روده کنترل می شود ، تنظیم هموستاتیک سلنیوم عمدتا از طریق دفع کلیه (م theثر بر کلیه) و در مورد بیش از حد سلنیوم ، از طریق تنفس انجام می شود. بنابراین ، در صورت کمبود سلنیوم ، دفع کلیه (دفع) کاهش می یابد و در صورت افزایش ذخیره سلنیوم ، حذف از طریق ادرار یا تنفس افزایش می یابد.