セレン:定義、合成、吸収、輸送、および流通

Selenium は元素記号Seを持つ化学元素です。 周期表では、原子番号34で、第4周期と第6メイングループにあります。 したがって、 セレン カルコゲン(「鉱石形成剤」)に属します。 地球の地殻では、 セレン 非常に異なる濃度で酸化および鉱化された形で発生し、通常、火山起源の岩石に大量に見られます。 土壌のセレン含有量は地理的に異なるため、セレンは 濃度 植物性食品の割合も、地域によって大きく異なります。 中央ヨーロッパと北ヨーロッパの大部分、および世界の他の多くの地域では、土壌のセレンが著しく乏しいため、ドイツではセレンの供給源がセレンの供給にわずかしか貢献していません。 重金属、 といった カドミウム, 水銀, つながる & 砒素、および硫酸アンモニウム含有肥料による土壌酸性化または 亜硫酸 雨は、土壌物質中の利用可能なセレン化合物の割合をさらに減少させ、したがって、難溶性の複合体であるセレン化物を形成することにより、植物のセレン含有量を減少させる可能性があります。 対照的に、セレン 濃度 動物由来の食品では、セレンが豊富なミネラル混合物(最大500 µgセレン/ kg体重/日)がEU諸国、特に豚やより良い成長のための家禽、 健康 および生殖能力(生殖能力)。 セレン 濃度 生物材料中のセレンは主にタンパク質画分に存在するため、食品の起源 (植物、動物) および地理的起源だけでなく、そのタンパク質含有量にも依存します。 アミノ酸。 したがって、セレンが豊富な食品には、特に、魚、肉、内臓、および 。 同様に、マメ科植物(パルス)、 ナッツたとえば、ブラジルナッツ、ゴマなどの種子、およびキノコ、たとえばポルチーニキノコは、タンパク質含有量が高い場合があるため、セレンの優れた供給源になる可能性があります。 北米から輸入された穀物も、セレンが豊富な土壌のため、セレンの優れた供給源です。 必須微量元素として、セレンはミネラルと化学的に関連しています 硫黄。 植物や動物では、セレンがアミノ酸に組み込まれています メチオニン (会った)または システイン (Cys)の代わりに 硫黄。 このため、セレンは食品中にセレン含有として有機形態で見られることが好ましい。 アミノ酸 –セレノメチオニン(SeMet)としての植物性食品およびセレンに富む酵母、およびセレノシステイン(SeCys)としての動物性食品。 タンパク質構成アミノ酸として アミノ酸、SeMetおよびSeCysは、タンパク質生合成のために人体で使用され、SeMetは タンパク質 メチオニン 21番目のタンパク質構成アミノ酸としてSeCys。 などの無機セレン化合物 ナトリウム 亜セレン酸(Na2SeO3)と亜セレン酸ナトリウム(Na2SeO4)は、一般消費の従来の食品ではあまり役割を果たさず、食事療法ではより多くの役割を果たします。 サプリメント およびそれらがサプリメント(栄養補給)のために追加される薬および 治療.

吸着

吸着 (腸を介した取り込み)セレンの摂取は主に上部で発生します 小腸十二指腸 結合のモードに応じて、(十二指腸)および近位空腸(空腸)。 食事中のセレンは、主にセレノメチオニンとセレノシステインとして有機体で供給されます。 セレノメチオニンは代謝経路をたどるので メチオニン、それは積極的に取り上げられています 十二指腸 (小腸)によって ナトリウム腸細胞(小腸の細胞)への依存性中性アミノ酸トランスポーター 上皮)。 腸の分子メカニズムについてはこれまでほとんど知られていない 吸収 セレノシステインの(取り込み)。 しかし、セレノシステインはアミノ酸のように吸収されないという証拠があります システイン、しかしアクティブに続きます ナトリウム 塩基性アミノの勾配依存輸送メカニズム など リジン & アルギニン。食事から供給される無機セレン酸塩(SeO42-) サプリメント or 薬物 化学的類似性のために硫酸塩(SO42-)と同じ輸送経路を使用し、したがってナトリウム依存性の担体媒介メカニズムによって活発に吸収されます。 対照的に、腸 吸収 無機セレナイト (SeO32-) の生成は、受動拡散によって発生します。 セレンの吸収率は、種類(有機、無機)、量、および供給源(食品、飲料、 補足)供給されたセレン化合物の、および食品成分との相互作用(相互作用)について。 個々のセレンの状態は吸収率に影響を与えません。 原則として、 バイオアベイラビリティ セレンの有機形態のそれは無機形態のそれより高いです。 セレノメチオニンとセレノシステインの吸収率は80%からほぼ100%ですが、無機セレン化合物のセレン酸塩と亜セレン酸塩は50〜60%しか吸収されません。 植物性食品からのセレンは、動物性食品(〜85%)よりも生物学的に利用可能です(100-15%)。 魚はセレンが非常に豊富ですが、たとえばマグロから吸収される微量元素はわずか50%です。 ただし、ほとんどの場合、魚からの吸収率は25%未満です。 全体として、 バイオアベイラビリティ 60-80%の間のセレンの混合物から期待することができます ダイエット。 と比較して ダイエット、からのセレン吸収 低い。 相互作用 (相互作用) 他の食品成分との相互作用または 薬物 アミノ酸結合セレン形態では、無機亜セレン酸塩およびセレン酸塩よりも発生が少ない。 したがって、 硫黄 (硫酸塩、チオ硫酸塩など)および 重金属、モリブデンなど、 カドミウム, 水銀, つながる & 砒素、で ダイエットたとえば、酸性雨などによる作物の汚染(汚染)により、 バイオアベイラビリティ セレンの、不溶性複合体-セレン化物-を形成することにより、または輸送をブロックすることにより、セレン酸塩(SeO42-)のバイオアベイラビリティを低下させます タンパク質 腸細胞(小腸の細胞)の刷子縁膜の 上皮)。 亜セレン酸塩(SeO32-)の腸管吸収は システイン (硫黄含有アミノ酸)、グルタチオン(GSH、 酸化防止剤 XNUMXつのアミノで構成されています グルタミン酸塩、システイン、およびグリシン)、および生理学的(代謝では正常)量 ビタミンC (アスコルビン酸)、および高によって抑制-線量 ビタミンC 管理 (≥1g/日)亜セレン酸塩の減少による。 最後に、亜セレン酸塩を含む治療薬は、高濃度の治療薬と一緒に服用しないでください。線量 アスコルビン酸の準備。

体内での輸送と分布

吸収後、セレンは 肝臓 ポータル経由 静脈。 そこで、セレンが蓄積します タンパク質 セレノプロテイン-P(SeP)を形成します。これは血流に分泌(分泌)され、微量元素を肝外(「 肝臓「)組織など & 腎臓。 SePには、 プラズマ。 成人のセレンの総体内在庫は約10〜15 mg(0.15〜0.2 mg / kg体重)です。 セレンはすべての組織や臓器に見られますが、 ディストリビューション むらがあります。 最高濃度は 肝臓、腎臓、 ハート、膵臓(膵臓)、 脾臓, 、性腺(性腺)–特に精巣(test丸), 赤血球 (赤 セル)および 血小板 (血小板) [6-8、10、16、28、30、31]。 ただし、骨格筋は重量が大きいため、セレンの比率が最も高くなります。 そこには、体のセレンストックの40-50%が貯蔵されています。 の高セレン含有量 腎臓 多くの場合、 重金属、 といった 水銀 (アマルガム曝露)および カドミウム。 細胞内(細胞内)および細胞外(細胞外)では、セレンは主にタンパク質結合型で存在し、遊離型ではほとんど存在しません。 赤血球, 好中球顆粒球 (白い 細胞、食細胞(「スカベンジャー細胞」)としての、抗菌効果を伴う自然免疫防御の一部)、 リンパ球 (白血球 獲得免疫防御の概要→B細胞、T細胞、異物を認識するナチュラルキラー細胞など 細菌 & ウイルス、および免疫学的方法によってそれらを削除します)および 血小板、多数の不可欠なコンポーネントとして機能します 酵素 グルタチオンペルオキシダーゼ(GSH-Px、 酸化防止剤 アクティブ→有機物の削減 過酸化物 〜へ )およびセレノプロテイン-W(SeW、筋肉および他の組織の成分)、それは細胞外空間でセレノプロテイン-P(標的組織への一次セレン輸送体)、ベータグロブリン、および アルブミン。 血漿中のセレン濃度は通常、 赤血球。 アイソトープ ディストリビューション 研究によると、セレン欠乏症の存在下では、セレンプールの再分布が起こり、特定の組織や器官で他のセレノプロテインよりも優先的にセレンの取り込みが起こる – 「セレノプロテインの階層」 [1, 7-9, 25] 。 このプロセスでは、セレンは肝臓と筋肉から急速に動員され、内分泌組織、生殖器官(生殖器官)、および中枢に有利になります 神経系、例えば、リン脂質ヒドロペルオキシド-GSH-Px(PH-GSH-Px、 酸化防止剤 アクティブ→削減 過酸化物 〜へ )またはデヨーダーゼ(甲状腺の活性化と非活性化 ホルモン →前駆体ホルモンの変換 チロキシン (T4)からアクティブなトリヨードサイロニン(T3)とT3に、逆位T3(rT3)から非アクティブなジヨードサイロニン(T2)に)重要な身体機能を実現します。 わずかな供給の下で臓器と細胞型の間でセレンが再分布するため、一部のセレノ酵素は優先的に活性を維持しますが、他のセレン酵素は比較的急速に活性を失います。 したがって、セレン欠乏症の活性の低下と遅く反応し、セレン置換(セレンの栄養補助食品)によってより迅速に再活性化できるタンパク質は、生体内の他のセレノプロテインと比較して関連性が高いようです。 セレンの状態を判断するには、血漿中のセレン濃度(正常範囲:50〜120 µg / l;短期的な変化の指標–急性のセレン状態)と赤血球中のセレン濃度(長期的なパラメーター)の両方に関連します。 ヘモグロビン コンテンツが使用されます。 血漿中のセレンは主にセレノプロテイン-Pに結合しているため、これは負の急性期タンパク質(急性炎症中に血清濃度が低下するタンパク質)、肝機能障害、炎症反応、または炎症誘発性(炎症促進)サイトカインの放出などです。インターロイキン-1、インターロイキン-6、または腫瘍として 壊死 ファクターアルファ(TNF-アルファ)は、血漿中のセレン状態の測定を妨げる可能性があります。 同様に、 栄養失調、低アルブミン血症(血漿タンパク質濃度の低下 アルブミン)、慢性 透析 (慢性の血液浄化手順 腎不全)、および輸血(赤血球濃縮物の静脈内注入)は、血中セレン状態分析で誤った結果を引き起こす可能性があります。

食事由来のセレノメチオニンは、吸収された後、硫黄含有アミノ酸メチオニンの代わりに非特異的に代謝されて、次のようなタンパク質になります。 アルブミン (血漿のタンパク質)、セレノプロテイン-Pおよび-W、および ヘモグロビン (-含む、 酸素 (O2)-赤血球の赤血球色素を輸送する)、特に骨格筋だけでなく、赤血球、肝臓、膵臓、腎臓、および 。 タンパク質生合成におけるメチオニンのSeMetへの交換は、食事のセレノメチオニンとメチオニンの比率に依存し、恒常的に制御されているようには見えません。 タンパク質とアミノ酸の分解中に、セレンはSeMetを含むタンパク質とセレノメチオニンからそれぞれ放出され、セレノシステイン生合成(異化のプロセス)に使用されます。 タンパク質に組み込まれていない吸収されたセレノメチオニンは、硫酸転移によって肝臓で直接セレノシステインに変換されます。 経口投与されたセレノシステインまたはSeMet変換によって形成されたセレノシステインは、特定のピリドキサールによって肝臓で分解されます リン酸塩 (PALP、アクティブフォームの ピリドキシン (ビタミンB6))-アミノ酸セリンとセレニド(セレンとH2Sの化合物)への依存性リアーゼセリンはSeCys特異的転移RNA(tRNA、短い リボ核酸 アミノを提供する分子 タンパク質生合成において)、セレニドはセレノホスフェートに変換され、セリンと反応してセレノシステインを形成します。 得られたSeCysをロードしたtRNAは、セレノシステインをセレン依存性タンパク質のペプチド鎖に組み込むために利用できるようにします。 酵素。 SeMetの分解に起因する経口摂取されたSeCysまたはSeCysを対応するtRNAに直接移し、それらをセレノプロテインの合成に使用する可能性は、人体には存在しません。 受動的に吸収された無機セレナイトは、中間貯蔵なしで、グルタチオン還元酵素 (グルタチオンジスルフィドを XNUMX つの GSH に還元する酵素 )およびNADPH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド リン酸塩)。 活発な吸収によって血液に入る無機セレン酸塩は、セレン化物に還元される前に、まず肝臓でより安定した酸化形態の亜セレン酸塩に変換されなければなりません。 セレニドのセレノホスフェートへの変換およびそのtRNA結合セリンとの反応は、セレノシステインの形成をもたらし、これはセレン依存性タンパク質に組み込まれ、 酵素 tRNAを使って。 亜セレン酸塩とセレン酸塩は、セレノシステイン合成の前駆体として急性的に利用可能であり、したがって、例えば集中治療医学または他の臨床応用において、急性の欠乏を補うためのサプリメントに使用されます。 対照的に、SeMet と SeCys は、SeCys の生合成に必要な分解とリモデリングのため、直接入手できません。 したがって、有機セレンの形態からの急性効果は期待されません。そのため、たとえば酵母のSeMetは、予防的および長期的なサプリメントに適しています。 人体のすべての機能的に重要なセレン依存性タンパク質には、生物学的に活性な形態のセレンであるセレノシステインが含まれています。 対照的に、セレノメチオニンは、体内で既知の生理学的機能を実行しません。 SeMetは、代謝的に不活性なセレンプール(セレン貯蔵)としてのみ機能し、そのサイズ(2〜10 mg)は、食物を介して栄養的に供給される量に依存し、恒常性調節の対象ではありません。 このため、SeMet はセレノシステインや無機セレンよりも長く生体内に保持 (保持) されます。たとえば、より長い半減期 – SeMet: 252 日、セレナイト: 102 日 – および血清中のセレン濃度が高いことによって証明されます。等量の無機形態のセレンと比較した、SeMetの経口摂取後の赤血球。

排泄

セレンの排泄は、個々のセレンの状態と経口供給量の両方に依存します。 セレンは主に 腎臓 尿中のトリメチルセレンイオン(Se(CH3)3+)として、複数のメチル化(メチル(CH3)基の移動)によってセレニドから形成されます。 ヨーロッパのセレンが少ない地域では、10〜30 µg / lの腎臓のセレン排泄が記録されますが、米国などの供給の良い地域では、40〜80 µg / lの尿中セレン濃度が測定されます。 母乳育児中の女性では、経口摂取量に応じて、5〜20 µg / lの追加のセレン損失が予想されます。 母乳。 大量のセレンが摂取されると、肺を介した放出がより重要になり、次のような揮発性メチルセレン化合物が含まれます。 ニンニク-セレニドに由来する臭いのあるジメチルセレニド(Se(CH3)2)は、呼吸(「ニンニクの呼吸」)を介して放出されます-中毒(中毒)の初期の兆候。 他とは対照的に 微量元素、 といった , , 亜鉛、その恒常性は主に腸の吸収によって制御され、セレンの恒常性調節は主に腎臓(腎臓に影響を与える)排泄によって起こり、セレン過剰の場合はさらに呼吸によって起こります。 したがって、セレンの供給が不十分な場合、腎排泄(排泄)が減少し、セレンの供給が増加した場合、 排除 尿や呼吸を介し​​て増加します。