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人体必需微量元素硒生理功能与缺乏

人体必需微量元素硒生理功能与缺乏
(一)构成含硒蛋白与含硒酶的成分
进入体内的硒绝大部分与蛋白质结合,称之为“含硒蛋白”(selenium—containingprotein 或selenium—binding protein)。

其中,由mRNA 上的三联密码子UGA 编码硒半胱氨酸 f See)参人的蛋白质另称为“硒蛋白”f selenoprotein)。

目前认为,只有硒蛋白有生物学功能,且为机体硒营养状态所调节。

它们起着抗氧化、调节甲状腺激素代谢和维持维生素 C 及其他分子还原态作用等。

根据基因频度分析,体内可能会有50~100 种硒蛋白存在。

主要的含硒蛋白与含硒酶有:
1.四种谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH—Px,GPX) GPX 遍布各组织细胞、体液(包括免疫系统)和细胞膜上。

它们均用特异底物一还原型谷胱甘肽(GSH)作氢供体,将氢过氧化物(ROOH)或H2O2 还原成无害的醇类(ROH)或H202 从而起到保护细胞和细胞膜免遭氧化损伤的作用。

由于其中有一种GPX,其抗氧化作用主要在膜的脂质相上,因此能较好地解释硒与VE 的互补节约作用。

2.三种硫氧还蛋白还原酶(thioredoxin reductase,TR) 生物体内普遍存在的硫氧还蛋白系统(thioredoxin system)o它们都是含 2 个硒原子的二聚体酶,TRl(或TrxRl)普遍存在于各种细胞胞浆中;TR2(或TGR)仅在睾丸中检出;TR3(或TrxR2)在线粒体中。

-2人类的TR 可直接催化还原亚硒酸盐(SeO3)或谷胱甘肽硒醚(selenodiglutathio-ne,GS-Se-SG)生成负二价硒化物(sel-2),se-2 是硒蛋白合成的关键中间物;也可以还原硒胱氨酸成二分子Sec;在游离Sec 参与下还原ROOH;以及使已氧化的维生素C 还原再生等。

它对活性氧敏感而起氧化还原调节的细胞信号作用。

3.碘甲腺原氨酸脱碘酶(iodothyronine deiodinase,ID,D) 碘甲腺原氨酸脱碘酶是催化各甲状腺激素分子脱碘的一类酶。

人的ID 存在于肝、肾、甲状腺和垂体中,它的mRNA 在血液单核细胞中也被检出。

其主要生理作用是将甲状腺分泌的Td 转化成活性形式L 而提供给周围组织。

近年发现硒的营养状况与此酶活性有密切关系。

(二)抗氧化作用
医学研究发现许多疾病的发病过程都与活性氧自由基有关。

如化学、辐射和吸烟等致癌过程,克山病心肌氧化损伤,动脉粥样硬化的脂质过氧化损伤,白内障形成,衰老过程,炎症发生等无不与活性氧自由基有关。

由于硒是若干抗氧化酶(GPX、TR 等)的必需组分,它通过消除脂质过氧化物,阻断活性氧和自由基的致病作用,而起到延缓衰老乃至预防某些慢性病的发生。

(三)对甲状腺激素的调节作用
主要通过三个脱碘酶(D1、D2、D3)发挥作用,对全身代谢及相关疾病产生影响如碘缺乏病、克山病、衰老等。

(四)维持正常免疫功能
适宜硒水平对于保持细胞免疫和体液免疫是必需的。

硒在白细胞中的检出和硒作:GPX组分的发现,为硒在免疫系统中的作用提供了初步解释。

硒在脾、肝、淋巴结:所有免疫器官中都有检出,并观察到补硒可提高宿主抗体和补体的应答能力等。

(五)预防与硒缺乏相关的地方病
目前还没有人或动物“单纯硒缺乏”疾病报道,但有许多与硒缺乏相关的克山和大骨节病的报告。

在硒水平正常地区,从未见克山病和大骨节病病例发生,它们只现在我国从东北到西南的一条很宽的低硒地带内。

1976 年起在全国各重病区逐步推硒预防克山病措施,然后未再见有克山病暴发流行。

克山病的病因虽然未能完全解释楚,但人体硒缺乏状态是克山病发病的主要和基本因素已得到学术界共识。

大骨节病是一种地方性、多发性、变形性骨关节病。

它主要发生于青少年,严重影响骨发育和日后劳动生活能力。

补硒可以缓解一些症状,对病人骨骺端改变有促进复、防止恶化的较好效果,但不能有效控制大骨节病发病率。

因此,目前认为低硒是骨节病发生的环境因素之一,它与硒有密不可分的联系,只是有待科学的揭示。

(六)抗肿瘤作用
在硒具有抗癌作用的人体流行病学干预研究中,目前报道的较有说服力的有三项。

一是,在我国江苏省启东县肝癌高发区的 6 年补硒(含亚硒酸钠15mg/
kg 食盐)干预试验,结果肝癌发病率显著下降。

二是,河南省林县的干预试验,结果发现,同时补充β-胡萝卜素(15mg)、硒酵母(50μg 硒)和维生素E(30mg)组总死亡率下降9%;总癌死亡率下降13%;胃癌死亡率下降20%,但对食管癌无效。

三是,美国为期13 年的补硒双盲干预试验,受试者为有皮肤癌史的患者,结果未能得到原先预期阻止皮肤癌复发效果,但发现服硒组总癌发生率和死亡率;肺癌、前列腺癌和结直肠癌的发生率有明显降低。

分析发现,个体原先硒水平越低,补硒效果越好。

干预试验还发现,每天硒剂量为200μg,平均服用
4.5年,没有出现任何不良反应。

(七)抗艾滋病作用
艾滋病是获得性免疫缺陷综合征(acquired immunodeficiency syndrome,AIDS),HIV一1 病毒感染引起。

营养不良(缺乏ViL A、ViL B 小Zn、Se 等)会影响氧化应激程度病毒表达,而加快病程的发展和死亡。

调查发现HIV 感染病人血浆硒水平与CD4 细胞彭CIM/CD8 比值呈正相关,而与B2-微球蛋白(B2-microglobulin)和胸苷激酶(thymidine.nase)活性呈负相关。

给艾滋病儿童补充硒(4pg/kg)可改善其出现的心脏合并症状。

补硒可减缓艾滋病进程和死亡的机制大致有三方面。

①抗氧化作用,特别是抗争系统中的GPX、TR 等抗氧化酶类的作用;
②控制HIV 病毒出现和演变;
③调节细胞体液免疫以增加抵抗感染能力。

(八)维持正常生育功能
许多动物实验表明硒缺乏可导致动物不育,不孕和母鸡产卵减少。

大鼠精子游动和授精能力减弱,精子生成停滞等。

在对有生育问题的受试者的临床研究中,已初步观察到精子GPX 含量与生育的关系。

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