Selen jest jednym z ważnych pierwiastków niezbędnych człowiekowi do życia. Jednak w badaniach bardzo wyraźnie zaznacza się zarówno negatywny wpływ niedoboru, jak i nadmiaru selenu na nasze zdrowie. Niebezpieczna może być zbyt długa suplementacja dużymi dawkami selenomethioniny. Jest to związek organiczny selenu, obecny w dostępnych na rynku suplementach. Okazuje się także, że ustalenie optymalnego poziomu selenu we krwi dla populacji ludzkiej napotyka na trudności. Jakie są objawy nadmiaru i niedoboru selenu oraz co pokazują wyniki badań?
Selen – kofaktor enzymów
W organizmach żywych istnieją enzymy. Są to substancje chemiczne, których obecność katalizuje (przyspiesza wielokrotnie) reakcje chemiczne w naszych komórkach. To przyspieszenie jest potrzebne po to, aby reakcje były wystarczająco wydajne dla naszego funkcjonowania. Do swojego działania enzymy potrzebują kofaktorów tj. różnych związków niezbędnych do tego, aby enzym był aktywny. Takim kofaktorem enzymów jest selen.
Białka enzymatyczne zawierające selen w postaci selenocysteiny należą do grupy selenoprotein. Selen warunkuje więc pracę takich enzymów jak np.:
- peroksydaza glutationowa (GPX). Ten enzym chroni komórki, redukując nadtlenek wodoru jak i nadtlenki organiczne, mogące ją uszkodzić. Nadtlenki powstają naturalnie w przebiegu metabolizmu komórki;
- reduktaza tioredoksynowa (TrxR). Bardzo ważny enzym redukujący dwusiarczki do grup SH. Ma wpływ na wzrost i proliferację komórki, biosyntezę DNA. Chroni komórki przed stresem oksydacyjnym, czyli zabezpiecza je przed apoptozą w wyniku działania reaktywnych form tlenu. Regeneruje też różne antyoksydanty, np. witaminę C i ubichinol;
- dejodynaza jodotyroniny. Wpływa na konwersję hormonów tarczycy: tyroksyny (T4) do aktywnej trójjodotyroniny (T3);
- selenoproteina P. Białko magazynujące i transportujące selen we krwi. Ochrania również śródbłonek naczyń krwionośnych przed reaktywnymi formami azotu.
Funkcje selenu w organizmie
- jako antyoksydant bierze udział w ochronie przed uszkodzeniem erytrocytów, błon fosfolipidowych, wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (PUFA) i organelli komórkowych oraz DNA. Wykazuje synergię z witaminą E – razem działają jeszcze lepiej);
- bierze udział w procesach odpornościowych, stymulując układ odpornościowy do produkcji przeciwciał, proliferacji limfocytów, syntezy cytokin, interferonu gamma. Wpływa na aktywność cytotoksycznych limfocytów T i komórek NK;
- działanie przeciwnowotworowe związane jest z jego działaniem antyoksydacyjnym, wzmacniającym komórkową i humoralną odpowiedź immunologiczną, hamującym proliferację i stymulującym apoptozę komórek nowotworowych. Inaktywuje także niektóre geny onkogenne, działa przeciwwirusowo i chroni DNA przed mutacjami, hamuje rozwój naczyń krwionośnych guzów;
- bierze udział w metabolizmie hormonów tarczycy (obwodowa przemiana T4 w T3) – niedobór selenu może pogłębiać efekt niedoboru jodu;
- działanie przeciwzapalne: hamuje wrażliwe na zmiany stanu redoks czynniki transkrypcji jądrowej np NF-kB i prozapalne prostaglandyny, leukotrieny, reguluje cytokiny;
- wpływa na proliferację i różnicowanie komórek przez TrxR i interakcje z czynnikiem transkrypcji jądrowej
- bierze udział w detoksykacji metali ciężkich (rtęć, kadm, arsen).
Czy mamy za mało selenu w organizmie?
Spożycie selenu na świecie jest zróżnicowane ze względu na jego dostępność w glebie. Przekłada się to na zawartość selenu w roślinach, a potem w mięsie zwierząt roślinożernych. Dodatkowo znaczenie ma to jakie związki selenu znajdują się w glebie, jakie jest jej pH oraz inne składniki (materia organiczna czy jony), które mogą na tyle wiązać selen, że będzie on niedostępny do wykorzystania.
Zwiększone zapotrzebowanie na selen obserwujemy u:
- kobiet w ciąży i karmiących piersią,
- pacjentów przewlekle chorych (przewlekły stan zapalny, choroby autoimmunologiczne czy choroby układu pokarmowego, co wiąże się z upośledzonym wchłanianiem składników odżywczych),
- osób obciążonych wyczerpującą pracą fizyczną lub ćwiczeniami,
- narażenie na metale ciężkie i palenie papierosów także zwiększa zapotrzebowanie na selen.
Co upośledza wchłanianie selenu?
Są to:
Ważne! W przypadku suplementacji selenianem sodu trzeba zachować odstęp 1 godziny od suplementacji witaminą C.
Niektóre leki , takie jak klozapina, kortykosteroidy, leki moczopędne, kwas walproinowy, chemioterapeutyki np. cisplatyna, doksorubicyna, a także niedobory witaminy B6 powodują spadki poziomu selenu w surowicy.
Skutki niedoboru selenu
- zmęczenie, miopatie, wyczerpanie i osłabienie w układzie mięśniowym,
- depresja,
- zwiększona hemoliza i synteza methemoglobiny we krwi,
- choroba Keshan (kardiomiopatia rozstrzeniowa),
- choroba Kashina-Becka (niszcząca stawy),
- zwiększona wirulencja niektórych wirusów,
- zwiększona śmiertelność,
- słabsza odporność,
- większa skłonność do infekcji,
- immunosupresja,
- słabsza płodność,
- skłonność do alergii,
- zaburzenia pracy tarczycy, w tym immunologiczne,
- spadek T3 (trijodotyronina, hormon produkowany w komórkach pęcherzykowych tarczycy),
- osłabienie funkcji poznawczych,
- demencja,
- cukrzyca typu 2 i insulinooporność,
- większe ryzyko raka prostaty,
- większe ryzyko raka jelita grubego u kobiet.
Polska populacja należy do tych o niskim stężeniu selenu we krwi. Średni poziom selenu u Polaków wynosi około 70 μg /l (+/-10%). Wydaje się więc konieczne zwiększenie jego podaży. Zanim jednak sięgniemy po suplement, warto najpierw przeprowadzić badanie stężenia selenu! Ze względu na metabolizm różnych form selenu postuluje się, aby były to formy nieorganiczne, w dawce 25-50 μg na dzień.
Zdaniem profesora Lubińskiego optymalne stężenie selenu dla polskiej populacji wynosi: 85-120 μg/l dla mężczyzn i 75-85 μg/l dla kobiet.
Mayo Clinic Laboratories podają na swoich stronach, że normalne stężenie w surowicy krwi dorosłego człowieka wynosi od 70 do 150 μg/l. Niemieckie źródła wskazują jako stężenie obniżone wartość poniżej 80 μg/l, optymalne 101-139 μg/l, podwyższone bezpieczne 140-190 μg/l, a za wysokie powyżej 190 μg/l. Skąd biorą się takie różnice postaram się wytłumaczyć w dalszej części artykułu.
Oznaczenie selenu w krwi pełnej koreluje z jego zawartością w wątrobie.
Jak podnieść poziom selenu?
Selen występuje w żywności i suplementach w różnych formach chemicznych:
- organicznych jak selenomethionina czy selenocysteina,
- nieorganicznych jak seleniny i seleniany.
W organizmie przemiany wszystkich form przebiegają odmiennie. Ich skutkiem powinno być powstanie SELENOWODORKÓW. Jednak okazuje się, że przemiany organicznych form selenu nie są takie proste i bezpieczne.
Związki organiczne selenu: selenomethionina
Selenomethionina jest związkiem organicznym. W selenowanych drożdżach stanowi aż 60% związków selenu. Niebezpieczne są jej duże dawki, szczególnie gdy zażywamy je długo w postaci suplementów. Postępując tak możemy doprowadzić do stanu, w którym związek ten będzie w coraz większym stopniu zastępować metioninę (aminokwas) w białkach organizmu, co nie jest stanem fizjologicznym. Tak skumulowany selen jest bardzo powoli wydalany, ponieważ wymiana tego aminokwasu jest naprawdę wolna (363 dni).
Oczywiście selenomethionina jest również metabolizowana do selenowodorku, który prawidłowo wbudowuje się do selenoprotein, czyli naturalnych białek selenowych organizmu. Jednak powstaną z niej też inne metabolity, takie jak selenole, selenolany, których toksyczne efekty polegają na generacji rodników ponadtlenkowych oraz reakcjach z grupami tiolowymi tworząc siarczki i dwusiarczki selenylu. Te ostatnie mogą powodować:
- agregację białek,
- inaktywację czynników transkrypcyjnych,
- zakłócać sygnalizację komórkową,
- powodować stres w retikulum endoplazmatycznym, które jest miejscem produkcji białek, przemian węglowodanów, miejscem detoksykacji z toksyn i leków, miejscem transportu komórkowego.
Widzimy więc, że nadmiar organicznych form selenu może zakłócać metabolizm komórki. Na polskim rynku dostępne są głównie preparaty zawierające właśnie selenomethioninę! Z tego względu należy zachować czujność przy suplementacji.
W wyniku różnych badań znaleziono też w żywności inne organiczne formy selenu, których spożycie może mieć potencjalnie szkodliwe następstwa, np. jedna z selenoprotein związana z powstawaniem insulinooporności, a inna związana z powstawaniem cukrzycy typu 2.
Związki nieorganiczne selenu: selenin i selenian sodu
W odróżnieniu od związków organicznych, związki nieorganiczne selenu – selenin sodu i selenian sodu są metabolizowane do selenianu wodoru. Ten następnie jest wykorzystywany albo do produkcji selenoprotein, albo wydalany i nie odkłada się w organizmie.
Przyjmowanie poszczególnych form selenu
- Selenian sodu: 1-2 godziny przed posiłkiem. Wchłania się prawie całkowicie, ale też szybko wydala z moczem i znaczna część nie jest wbudowywana do selenoprotein.
- Selenit sodu: 1-2 godziny przed posiłkiem. Wchłania się w 50%, ale jest lepiej zatrzymywany niż selenian.
- Drożdże selenowe i selenomethionina z posiłkiem. Wchłaniane w 90%, mogą się kumulować.
Jak wpływa na nas nadmiar selenu?
Jedną z ważnych i ogólnych zasad, o których powinniśmy pamiętać jest to, że nasz organizm nie funkcjonuje dobrze zarówno z niedoborem jak i z nadmiarem pewnych składników.
Czasami jest to słabo widoczne, organizm nie wysyła sygnałów ostrzegawczych. Stara się radzić sobie ze stanem nierównowagi. Jednak dzieje się to tylko do czasu! Gdy toksyczność jest wyraźnie nasilona, organizm nie daje już rady i po pewnym czasie zaczynają uzewnętrzniać się różne objawy. Tak dzieje się także w odniesieniu do selenu.
Skutki nadmiaru selenu są głównie wynikiem nadmiernej lub zbyt długiej suplementacji! Jakie objawy wtedy obserwujemy?
- selenoza – utrata włosów,
- łamliwość paznokci,
- neuropatie,
- drętwienie,
- zmęczenie,
- nerwowość,
- zapalenie skóry,
- nieczerniakowy rak skóry,
- zwiększona śmiertelność,
- cukrzyca typu 2 i insulinooporność,
- zwiększone ryzyko raka prostaty.
Ważne! Niektóre z ww. schorzeń są związane zarówno z niedoborem jak i nadmiarem selenu.
Ostra toksyczność selenu w przypadku nagłego zatrucia charakteryzuje się zapachem czosnku lub rzodkwi w wydychanym powietrzu, nudnościami oraz bólem brzucha.
Co pokazują wyniki badań nad selenem?
Krzywa zależności poziomu selenu od stanu naszego zdrowia przypomina literę U. Przy niskich stężeniach selenu mamy do czynienia z większą ilością różnych chorób i zwiększoną śmiertelnością. W miarę zwiększania stężenia te problemy maleją, aż osiągniemy stan optymalny. Dalsze zwiększanie stężenia selenu we krwi zaczyna potęgować problemy zdrowotne i wpływa na ogólną śmiertelność.
Korelacja między stężeniem selenu a zapadalnością na nowotwory
Przeprowadzone na szeroką skalę badania epidemiologiczne wykazały zwiększoną umieralność na nowotwory płuc, jelita grubego, odbytnicy, gruczołu krokowego, sutka i jajników na obszarach o niskiej zawartości selenu w glebie i płodach rolnych, co się przekładało na niskie spożycie tego pierwiastka.
Wyniki innego badania sugerowały spadek zapadalności i umieralności na raka w wyniku suplementacji selenu. Wiele badań pokazuje również niższe stężenie selenu we krwi u osób już chorych w porównaniu z osobami zdrowymi. Autorzy sugerują, że pomiar stężenia pierwiastka może być wczesnym markerem nowotworu i wskazaniem do kierowania pacjentów na badania dodatkowe, takie jak np. rezonans magnetyczny czy kolonoskopię.
Badania przeprowadzone w naszym kraju również wskazują na korelację między stężeniem selenu, a zapadalnością na nowotwory. Przykładowo w badaniu polsko-estońskim zauważono ponad 13-krotną częstość występowania raka jelita grubego u pacjentów ze stężeniem selenu poniżej 40 μg /l w porównaniu z pacjentami, u których stężenie wynosiło powyżej 72 μg /l.
Trzeba jednak zaznaczyć, że nie jest prostą sprawą ustalenie optymalnego stężenia selenu we krwi dla populacji światowej, gdyż występują czynniki genetyczne i środowiskowe, które na to wpływają.
Zauważono, że korzyść z suplementacji (zmian dietetycznych) dotyczy tylko osób z niskim stężeniem selenu we krwi. Dla osób z wyjściowo prawidłowym lub wyższym stężeniem selenu suplementacja okazywała się szkodliwa i częstotliwość występowania nowotworów wzrastała.
Selen podany przed podaniem cisplatyny może zapobiegać nefrotoksyczności, którą cisplatyna powoduje. W nerkach, jak również w innych tkankach – bogatych w tiole, powstają selenole. Mogą one reagować ze związkami platyny i, co ważne, nie zmniejsza to jej działania przeciwnowotworowego.
Związek suplementacji selenu z zapadalnością na infekcje
Ciekawe badanie przeprowadzono w Botswanie na 878 osobach z HIV. Te osoby często, z racji choroby, zapadają na infekcje (w tym gruźlicę, w miarę postępu choroby). Przez 24 miesiące podawano im:
- 200 μg selenu,
- selen+multiwitaminy,
- multiwitaminy lub placebo.
Okazało się, że połączenie selenu z multiwitaminami zmniejszyło znacząco spadek zapadalności na choroby. Sam selen oraz selen z multiwitaminami obniżył znacząco ryzyko gruźlicy.
Wpływ selenu na pracę tarczycy
W badaniach epidemiologicznych zauważono u kobiet istotny statystycznie związek między stężeniem selenu, a czynnością tarczycy. Przy wzroście stężenia występuje mniejsze ryzyko wola oraz mniejsze ryzyko uszkodzenia tkanki tarczycy u osób z łagodnym niedoborem jodu. Badania wykazały, że u zdrowych osób selen nie wpływał na pracę tarczycy. Natomiast już podanie 200 μg selenianu sodu pacjentom z łagodną orbitopatią w przebiegu choroby Gravesa poprawiło ogólną jakość życia, wyniki okulistyczne i zmniejszyło progresję choroby, w porównaniu do podawania placebo.
Wpływ dawek i czasu suplementacji selenem na wzrost śmiertelności
Badanie z USA, w którym obserwowano ludzi kolejno przez 12, a potem przez następne 6 lat, mierząc im poziom selenu w surowicy, wykazało zależność w kształcie litery U. Najmniejsza śmiertelność występowała przy stężeniu w surowicy wynoszącym 135 μg/l. Badaniem objęto prawie 14 tysięcy osób.
W Dani badano zależność śmiertelności od dawki selenu. Podawano im przez 5 lat drożdże wzbogacone w selen: 100, 200 lub 300 μg, a jako placebo same drożdże. Okazało się, że tak długo podawana dawka 300 μg może zwiększyć śmiertelność 10 lat później!
Niskie i wysokie dawki selenu – złożoność problemu
Problem jednakże wydaje się bardziej złożony. Okazuje się, że są populacje na świecie, które wydają się dobrze sobie radzić zarówno z niskim, jak i wysokim stężeniem selenu we krwi. Odnotowuje się u nich poliformizmy genowe, które mogły się wykształcić w odpowiedzi na życie w określonym środowisku, co prowadzi do innej regulacji w przemianach metabolicznych. Na przykład pozwala na efektywniejsze wydalanie nadmiaru selenu. Normalnie selen wydalany jest jako pochodne metylowane lub selenocukry, a u niektórych osób powstaje dodatkowo jon trimetyloselenoniowy, zwiekszający pulę wydalanego selenu.
Na wysokim poziomie selenu zyskują też populacje narażone na oddziaływanie w środowisku metali ciężkich, takich jak arsen, kadm i rtęć. Selen bądź selenoproteiny potrafią się bowiem łączyć z tymi pierwiastkami, tworząc obojętne związki, które mogą być bezpiecznie wydalone. Takim przykładem są Eskimosi, w których diecie występuje wysoki poziom rtęci. Dzieje się tak, ponieważ jedzą duże ilości drapieżnych ssaków morskich i ryb.
W badaniach przeprowadzonych w Kanadzie wysoki poziom selenu wiązał się z obniżeniem możliwości wystąpienia nadciśnienia, udaru czy zawału z powodu nadmiaru rtęci. Podobne wyniki odnotowano wśród mieszkańców brazylijskiej Amazonii narażonych na rtęć – uważane za praktycznie toksyczne stężenia selenu we krwi i osoczu (często powyżej 1000 μg/l we krwi) związane z wysokim spożyciem orzechów brazylijskich, kurczaka i dziczyzny oraz niektórych gatunków ryb nie powodowały żadnych objawów toksycznych.
Na modelach zwierzęcych dobrze udokumentowano antagonizm między arsenem, a selenem zauważając, że każdy z nich zmniejsza toksyczność drugiego. Ma to duże znaczenie dla populacji Bangladeszu, Indii, Chin czy Tajlandii spożywających duże ilości ryżu będącego źródłem nadmiaru arsenu. Wysoki poziom selenu we krwi będzie też korzystny u osób żyjących na terenach skażonych nadmiarem kadmu.
Bardzo przydatna tabela dla osób zamierzających zmniejszyć lub zwiększyć sobie poziom selenu we krwi za pomocą odpowiednio dobranej diety znajduje się tu: http://selenowanie.pl/selen-w-zywnosci/.
Selen i jego wpływ na mikroorganizmy
Wspomnijmy też o roli selenu w środowisku mikroorganizmów, gdyż około jedna czwarta wszystkich bakterii wymaga selenu do optymalnego wzrostu. Są wśród nich także niektóre bakterie jelitowe.
Z jednej strony takie zużycie selenu przez bakterie zmniejsza dostępność dla gospodarza. Z drugiej strony może chronić przed nadmiarem selenu. Zachodzi możliwość, że narażenie na dużą podaż selenu w dzieciństwie zmienia mikrobiotę jelitową, pozwalając rozwijać się szczepom zużywającym selen i produkującym łatwiej wydalane lotne metylowane związki selenu.
Selen – podsumowanie
Jak więc widzimy selen, choć niezbędny do życia, może być też toksyczny. Jednocześnie trudno określić optymalną ilość dla człowieka. Zależne to jest od indywidualnego metabolizmu, miejsca w którym żyjemy, narażenia na toksyny i metale ciężkie oraz składu mikrobiomu jelitowego.
Możliwe jest nawet, że istnieją inne zależności, których jeszcze nie znamy. Musimy więc postulować ostrożność, szczególnie w suplementacji. Zwłaszcza, że dostęp do regularnego badania poziomu tego pierwiastka we krwi jest ograniczony ze względu na jego koszt oraz długi czas oczekiwania na wynik.
Bibliografia:
- Margaret P. Rayman „Selenium intake, status, and health: a complex relationship”.
- Marcin Lenera, Katarzyna Jaworska-Bieniek, Magdalena Muszyńska, Grzegorz Sukiennicki, Katarzyna Durda, Tomasz Gromowski, Wojciech Marciniak, Pablo Serrano-Fernández, Józef Kładny, Anna Wiechowska-Kozłowska, Tomasz Grodzki, Ewa Jaworowska, Jakub Lubiński, Barbara Górecka-Szyld, Grażyna Wilk, Tomasz Huzarski, Tomasz Byrski, Cezary Cybulski, Jacek Gronwald, Tadeusz Dębniak, Aleksandra Tołoczko-Grabarek, Antoni Morawski, Rodney J. Scott, Anna Jakubowska, Jan Lubiński „Selen i rak”.
- Olivia M,Guillin, Caroline Vindry, Theophile Ohlmann, Laurent Chavatte „Selenium, Selenoproteins and Viral Infection”.
- Karl F. Haug Verlag, in: MVS Medizinverlage Stuttgart GmbH & Co. KG „Selen w onkologii”.
- Uve Grober „Mikroskładniki odżywcze”
