北京华联超市加盟:微量元素硒的研究进展

微量元素硒的研究进展
曾静　罗海吉
(第一军医大学热卫系军队卫生学教研室　广东广州　510515)

   硒是一种人体不可缺少的微量矿物质，在生物体内，尤其是人体内发挥着十分重要的生物学功能和免疫功能，通过对硒营养状态的评价，对大多数人而言，适量补充硒的摄入量对维持身体健康，防治某些疾病具有重要的意义。
  　关键词：微量元素；硒；免疫；营养

　　微量元素是相对宏观元素而言的，它虽然只占人体重量的0.05%，但与人体的生理功能关系密切，微量元素的缺乏会导致多种疾病。硒有多种免疫与生物学功能，尤其是它的预防心血管病、抗肿瘤、对抗病毒性疾病以及抗衰老等的作用问题，近年来特别引起人们的关注。硒是人体必需的微量元素之一，硒对人体的营养作用以及补硒对某些疾病的防治作用显得愈发重要。
　　1　硒的存在形式
　　硒在生物体内主要以有机硒化合物的形式存在，主要有两类，一类是含硒氨基酸，另一类是含硒蛋白质。硒代氨基酸最主要的是硒代胱氨酸(Se—Cys)和硒代蛋氨酸(Se—Met)，含硒蛋白质中最主要的是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH—Px)，Se以两种形式存在于蛋白质中，一种是可以离解的因子存在，在哺乳动物中硒是以共价键形式存在。Se—Met在蛋白质中可代替蛋氨酸的存在，而Se—Cys只在蛋白质的特定位点发挥特殊的功能，主要是催化氧化—还原反应。
　　2　硒的生物学功能
　　硒代半胱氨酸是多种酶辅基的必需成分，特别是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH—Px)在对抗体内有氧代谢过程中所产生过氧化氢对细胞的破坏作用时硒必不可少。硒是GSH—Px的重要组成部分，每个酶分子含有4个硒原子。谷胱甘肽过氧化物酶(GSH—Px)是抗过氧化物的重要酶，其主要功能是阻止过氧化物和自由基的形成。可见，硒最主要的生物学功能是构成谷胱肽过氧化物酶的重要成分催化还原型谷胱甘肽变成氧化型谷胱甘肽，使有毒的过氧化物变成无毒的羟基化物。正是由于含硒的GSH—Px能催化H2O2还原，使活性氧减少，自由基的产生才不会过量。1979年Helmler等[2]报告硒能分解脂肪酸氢过氧化物，可调节细胞过氧化物转变中的脂氧合酶和环氧合酶的平衡，不致产生过量的自由基，硒正是通过抗过氧化物和清除自由基，减少或延迟脂褐素的形成，从而达到抗细胞衰老和死亡的目的。
　　3　硒的免疫功能
　　免疫功能是免疫系统在识别和清除“非己”抗原过程中所产生的各种生物作用的总称。大量研究表明硒影响免疫系统主要包含3种免疫方式，即细胞免疫、体液免疫及非特异性免疫。
　　3.1　硒对细胞免疫的影响
　　细胞免疫过程中主要包括：①淋巴细胞的增殖与分化；②淋巴因子(加强免疫作用物质)的分泌；③细胞毒作用。免疫的主要效应细胞是T细胞(T细胞大致分为辅助性Th细胞、抑制性Ts细胞、细胞毒性Tc细胞)、自然杀伤性细胞(NK)及K细胞。在肿瘤免疫中，细胞免疫占有重要地位，人们常测定这3方面的能力来反映细胞免疫水平。
　　研究发现硒缺乏时T细胞在免疫反应中的克隆放大作用有不良影响。补充一定剂量的硒可使人及动物的Tc细胞和NK细胞活性明显增强。补硒会影响体内Tc细胞产生的数量。硒能促进淋巴细胞分泌淋巴因子，特别是IL—2的分泌能力提高。IL—2又称T细胞生长因子，是T淋巴细胞受抗原刺激后所分泌的具有免疫调节作用的淋巴因子。此外，硒还能增强淋巴细胞的细胞毒作用。
　　3.2　硒对体液免疫的影响
　　抗原刺激机体后，B细胞(免疫活性细胞)接受刺激分化为浆细胞，由浆细胞产生具有免疫功能的球蛋白(抗体)，由抗体介导的免疫为体液免疫，抗体的产生是体液免疫的关键。硒能增强体液免疫，刺激免疫球蛋白的形成。硒对体液免疫有一定的激活作用，它可以提高机体合成lgG、lgM等抗体的能力。缺硒时，许多动物的抗体水平降低。硒对抗H.somus.抗体的产生有增强作用。
　　3.3　硒对非特异性免疫的影响
　　非特异性免疫主要是吞噬细胞(巨噬细胞和中性粒细胞)对病原体的吞噬和杀灭作用。吞噬细胞首先要游走和接近病原体，然后才吞噬和杀伤它们。硒对于趋化、吞噬和杀灭过程均有不同程度的影响。
　　4　营养状态的评价［3～5］
　　硒在人体的含量约0.21×10-6(15mg/70kg)，主要分布在肝、胰、肾脏中，其含量占总硒量的61%。血液、头发中也含有一定的硒，称为血硒、发硒。血硒和发硒能反映体内硒的营养水平，研究其变化与疾病的关系很有实用意义。
　　由于硒元素本身能直接清除氧自由基和脂类自由基，并能抑制脂类自由基的产生。依赖硒的GSH—Px是体内重要的抗氧化酶，良好的硒营养状态对于拮抗自由基损伤有重要的作用。另外，硒能直接刺激提高机体免疫功能，健康的抗氧化功能于维持正常的免疫功能也有重要的作用。由于免疫功能下降与脂质过氧化反应增强与多种疾病的发生，发展有密切联系，而硒营养状态与免疫功能、抗氧化功能密切相关，故机体需要硒时，GSH—Px也是机体硒的一种调节储存形式，当机体需要硒时，GSH—Px可分解释放出硒。测定血液或其成分中GSH—Px活性是反映硒的生物学营养状况的最有用指标。在低硒状态下，即当全血硒不大于100μg/L或红细胞不大于140μg/L时，全血硒、血浆硒和红细胞硒与红细胞GSH—Px活性之间存在线性相关。硒浓度高于此值时，GSH—Px活性达到平衡状态，这时GSH—Px活性与全血或红细胞硒含量之间不存在相关性。血小板GSH—Px活性是监测硒营养状态最敏感的指标，当血小板GSH—Px活性增加2倍时，血浆GSH—Px活性只增加了20%。血小板GSH—Px活性达到饱和时，对应的血硒水平比满足红细胞GSH—Px达到饱和时的血硒水平高，此时血浆硒水平在100～135ng/ml。测定红细胞GSH—Px作用时间持续100—120d。测定红细胞GSH—Px活性不能反应硒的瞬时变化情况，但能反映较长时间内硒的摄入水平。红细胞硒水平更能反映所摄入硒的不同形式而非摄入硒的量，不补硒和补亚硒酸钠者红细胞硒含量没有显著差别，而补充硒蛋氨酸者红细胞硒含量显著增高。在硒的补充干预实验中，血中任一成分的GSH—Px活性增加都反映机体尚存着硒缺乏。硒含量的测定也能反映机体硒营养水平。血浆硒对于低硒机体补硒有极好的敏感性，但对于中等水平以上硒(＞100μd)则不是理想指标。给硒营养良好的机体补充硒时，血浆硒增强非常平缓。当膳食硒水平变化不大时，头发和指(趾)甲的硒含量也可用于评价机体硒的营养水平。对于无肾功能损害的人来说，24h尿硒含量可反映日硒的摄入情况，且与血浆浓度有较好的相关性。
　　5　硒在疾病防治和维护人体健康中的作用
　　5.1　硒对病毒疾病的对抗作用［6～8］
　　硒通过改善免疫功能(如NK细胞活性，细胞毒性、细胞活性及抗体形式)增加宿主的抵抗力。反转录病毒含有编码硒蛋白的GUA密码子。在病毒复制过程中，硒的需要量增加导致硒缺乏并产生毒害宿主细胞的氧自由基。硒缺乏导致病毒基因组的氧化性损害，诱导增加病毒致病性的突变。补硒可预防某些病毒的复制，适量的补硒可能预防或调节病毒性疾病的病程。
　　5.1.1　硒与Ebola—病毒　Ebola—病毒是一种引起重出血热的致命性最大的丝状病毒，最早在低硒地区发生流行。出血性表现可由补体活化引起；而硒缺乏可增加补体活化，因此，硒缺乏与出血性表现有关。病毒基因组含有17UGA密码子和几个硒代半胱氨酸合成位点，亚硒酸钠或降低出血热各期的死亡率。
　　5.1.2　硒与人类免疫缺陷病毒(HIV)　人类免疫缺陷病毒含有可编码硒蛋白的GUA密码子。病毒的复制伴有能引起病毒基因组宿主细胞突变导致氧自由基的产生。在硒缺乏时，可发生HIV病毒致病性增加的移码突变。适量补充硒HIV病毒的早期感染可能具有保护作用，并有益于AIDS和AIDS相关综合征病人的康复。
　　5.1.3　硒与小鼠乳腺肿瘤病毒(MMTV)　MMTV可引起发雌鼠乳腺的腺癌，MMTVgag基因含有多个GUA—码。MMTV感染雌性小鼠的食物和饮水中的硒能明显降低乳腺瘤的发病率。流行病学证据支持硒对人类乳腺癌的保护效果。
　　5.2　硒的抗肿瘤作用
　　硒与癌的关系是微量元素硒研究中最为关注的领域之一。近年来，对硒的抗癌作用机理、预防和治疗肿瘤的作用等进行了广泛和深入有研究，取得了很大进展。20世纪70年代，科学家发现硒具有抗癌作用，其后的研究证实硒是乳腺癌、肝癌、皮肤癌、结肠癌和胃癌的强有力抑制剂。大量动物实验表明，在水或饲料中加入硒化合物可有效对抗化学致癌剂的致癌作用，降低小鼠和大鼠皮肤癌、肝癌、结肠癌和乳腺癌的发生率。硒在环境中的分布存在明显的地域差异。医学地理研究表明，肿癌的发病率和死亡率与硒的地理分布呈负相关，低硒地区肿瘤的发病率及死亡率较高，肿瘤患者体内硒水平较正常人低，特别是皮肤癌和胃癌更为明显。流行病学调查表明，饮食中硒摄入量与乳腺癌、结肠癌和肺癌的死亡率呈明显的负相关［9，10］。
　　硒抗肿瘤作用机理的研究有不少报道，但总的来说，其防癌、抗癌的机理仍不十分清楚。可能为[11，12]：①降低致癌因子的诱变性。硒能降低某些能激活致癌原的羟化酶如芳基羟化酶(AHH)的活性和提高解毒酶系统如葡萄糖醛基转移酶的活性。②选择性抑制癌细胞。硒的水平可以明显影响癌基因与抗癌基因的表达。③保护机体遗传物质，动物实验中补硒动物组由黄曲霉毒素AFB1所致的染色体异常率明显低于单用AFB1的对照组。④调节谷胱甘过氧化酶、谷胱甘肽磷脂氢过氧化物酶3(PHGPX)的活性、防止脂质过氧化，保护生物膜不受损害，防止突变。⑤调节机体免疫系统，增强人体免疫系统的抗癌能力。⑥拮抗肿瘤细胞内CGMP的增加，抑制DNA、RNA及蛋白质的合成等。
　　5.3　硒对防治心脑血管疾病的保健作用
　　硒对心血管系统可能有保护作用，这个假说的理论基础为：GPX能够对抗脂质的氧化和降低血小板的聚集；GPX4降低磷脂和脂蛋白的胆固醇酯的过氧化，可能减少氧化的低密度脂蛋白在动脉管壁的聚集；花生四烯酸合成由环氧化和脂氧化途径而来，在此过程中，GPX是所产生的过氧化氢代谢的酶。硒缺乏时，过氧化氢堆积，在男性冠心病患者，血小板聚集与硒的水平呈负相关。低硒首先影响了体内硒蛋白的合成，随之导致心肌抗氧化体系的改变和组织细胞的损伤，心肌组织中自由基含量增高，时间过久可造成心肌的逆行性损伤向不可逆性损伤发展。近来研究表明，低硒导致末梢组织缺血[13]，从而引发心脑血管系统疾病。硒能保护血管壁胶原和弹性组织的完整性。在心脑血管的发病史中，硒和胶原的完整性及其之间的相互关系是十分重要的。硒可以保护人冠状动脉内皮细胞免受氧化损害[14]，补充硒可能对缺血再灌注损伤有保护作用，富含硒的饮食可保护动物的再灌注诱导的心律失常[15]，但流行病学前瞻性研究有不同的发现，提示心血管疾病发生尚合并其它因素，还需要进一步研究明确硒在心血管疾病中的地位与作用。
　　5.4　硒对克山病和大骨节病的防治作用
　　克山病是一种以心肌病变为主的地方病，大骨节病是一种地方性慢性对称畸形的骨关节病。免疫学研究证明：红细胞的免疫功能主要是清除体内循环免疫复合物(CIC)，保护组织免遭CIC沉淀所致的损伤，这种功能的基础是红细胞膜表面具有C3b受体，在人娄血液循环中95%以上受体位于红细胞膜上，红细胞通过免疫黏附作用清除免疫复合物的机遇比白细胞大500～1000倍[16]。硒是GPX的活性组分，该酶可催化脂质氢过氧化物和过氧化氢的还原分解，防止其对细胞膜的损害，保持细胞膜的完整性和稳定性。调查研究表明，补硒后病区人体硒含量增加，血中GPX活性升高，红细胞的抗癌能力增强，红细胞C3b受体活性也明显提高[17]，有可能增强红细胞清除免疫复合物的能力，从而减少免疫复合物在体内的沉积。克山病和大骨病都分布在低硒地区，补硒可预防急型和亚急型克山病发病[18]，也预防大骨节病[19]。低硒所致两类患者红细胞免疫功能低下可能是两病发病学中的一个重要因素。
　　5.5　硒对肝脏的保护作用[20～23]
　　1957年Schwarz首先发现微量亚硒酸钠可作为对抗大鼠肝坏死的保护剂。临床研究证明肝硬化、慢性活动性肝炎及病毒性肝炎病人的血清硒浓度显著低于正常人，说明肝脏疾病与缺硒有关。当硒含量不足时，肝中GSH—Px的活性显著下降，不能很好地清除肝脏内产生的LPO，致使脂质过氧化作用产物大量累积在肝组织内导致肝细胞死亡，缺硒使免疫力下降，减低对肝脏病的抵抗力。于树玉等在启东肝癌高发区试用在饮食中加入亚硒酸钠，肝癌发病率下降，有力地说明硒对肝脏有一定的保护作用。
　　5.6　硒的抗衰老作用［20～23］
　　根据自由基衰老学说，由于硒为GSH—Px的重要组分，GSH—Px可清除自由基及其诱导的脂质过氧化作用对生
物膜以及线粒体DNA的损害作用是引起生物衰老的重要原因之一。硒具有抗氧化功能。研究已表明，补充硒使GSH—Px活性增强，清除自由基和LPO能力加强，可对加强免疫反应起协调作用，有利于延缓系统衰老。人体硒水平可以看作是衰老的指标器，补充适量的硒可以抗衰老。
　　5.7　硒对某些有毒金属元素的解毒作用［20～23］
　　实验证明，硒在体内可以拮抗、缓解或降低多种有害金属如汞、镉、铅等的毒性作用。有毒金属能损害机体的免疫功能，硒可与这些有毒金属形成不溶性物质，对人畜抵御环境中重金属污染起一定作用，从而减轻有毒元素对机体免疫功能的损伤。
　　5.8　硒对婴幼儿佝偻病的治疗作用
　　实验结果证明婴幼儿佝偻病存在着缺硒问题，并可能因为缺硒，佝偻病婴幼儿的抵抗能力下降，易并发其它疾病。而微量元素硒可增强免疫功能，缺硒对佝偻病患儿影响的分子水平的作用机理尚待探讨，补硒可以改善和提高患者免疫功能，对治疗佝偻病具有一定的辅助作用。
　　5.9　硒与人类及动物繁殖的关系
　　硒早已在动物的生育中被认为是一种成功繁殖的必要因素。在兽医实践中，特发性的流产一再被证明与硒的缺乏有关，研究证明补给硒能有效防止早期妊娠失败。Barrington和他的同事们发现怀孕头3个月流产或再度流产的妇女也有明显的血清低硒，提出早期的妊娠失败可能与由于硒依赖的GPx浓度过低导致的生物膜和DNA抗氧化保护能力下降。进一步研究发现：经历过反复流产的未孕妇女的硒水平比对照组妇女低，但这种差异无显暑性。在这项研究中对照组妇女的选择是值得讨论的，因为其中没有排除流产的妇女。
　　硒对男性的生育能力来说是必不可少的，睾酮的生物合成需要硒，精子的形成和正常发育需要硒。在生育低下的男性研究对象中，精浆中的硒浓度与精子浓度正相关。缺硒饮食喂养的动物的精子体部出现了结构的异常，精子的活性能力差，尾部有断裂的趋势，从而减少了受精的机会。Ursin等发现谷胱甘肽过氧化物酶GPX4被成熟精子体部的线粒体膜聚合为一种结合蛋白，由于GPX4占了线粒体膜的50%，且GPX4被认为能保护发育中的精子细胞免受过氧化损伤，这种聚合物很可能赋于精子稳定性及运动性所需的结构完整性。
　　5.10　硒与情绪的关系[27，28]
　　许多研究提示硒对脑是重要的，在硒缺乏时大脑优先得到硒供给，硒缺乏使一些神经递质的代谢速率改变；增加硒会减少儿童难以治愈的癫痫的发生。老年人低血浆硒浓度与衰老有关，并加速认识力下降；在早老性痴呆病人脑中的硒浓度比对照组的偏低。此外，大脑缺乏解酶，所以过氧化氢和初级过氧化物必须被抗氧化的硒酶清除，达到临界水平，硒对情绪才产生有利的影响。在美国的多项相关研究中，低硒状态时抑郁发生率明显上升，并与负面情绪(如焦虑、疑惑和敌视等)的增加有关。由于低硒饮食，初始硒水平越低，情绪越坏。被试者分为低硒饮食与高硒饮食组，维持15周，结果发现那些低硒的清醒/迷惑和积极/消沉的比值降低；与此相反，高硒饮食组的人提高了清醒/迷惑和积极/消沉的比率。在英国的一项双盲交叉的研究中也得到相似的结果，适量硒的补给可以有效地减轻焦虑、抑郁和疲倦，这种效果在饮食中含硒最低的人群中最明显。
　　5.11　硒的抗炎作用[29～31]
　　硒既是抗氧化剂，也是抗炎剂。这是因为硒在抗氧化中的作用，特别是GPx，它能减少过氧化氢、脂质和磷脂过氧化氢，从而能减少自由基及活性氧类的集聚。在环氧化酶和脂氧合酶途径中，GPx可减少氢过氧化物的中间产物，从而抑制引起炎症的前列环素和白三烯的产生。另外，GPx还能通过除去过氧化氢和减少超氧化物的产生而调节呼吸爆发。与氧化反应增加和炎症有关的疾病，都受到硒水平的影响，类风湿性关节炎、胰腺炎及气喘则属这种情况。针对患类风湿性关节炎的病人进行的双盲随机试验表明，适量补硒可明显减少病痛和关节损害。有证据表明硒在胰腺炎中的保护作用。胰腺炎是一种高氧化反应疾病，以硒和其它抗氧化剂对慢性复发性胰腺炎患者治疗，可显著减少病痛和发作频率。静脉注射补硒，可使治疗组的死亡明显下降。此外对照研究发现成人饮食中硒的摄入量对气喘具有保护性意义，以亚硒酸钠的形式给患者补硒临床上有明显改善。
　　5.12　硒与白内障
　　正常人眼睛内含硒量很高，虹膜及晶状体含硒丰富，人视网膜含硒量为7μg[32]能起到保护作用，如果长期缺硒，因含硒的GSH—Px减少晶状体受过氧化氢的损害即可引起白内障。白内障患者晶状体内H2O2含量比正常人增加2～3倍，而硒含量却只有正常人的1/6，由于人体内血硒的水平随年龄的增长而降低，老年人一般缺硒，所以易导致白内障，因此应适当补硒，食用含硒丰富的食物(如动物内脏、海味、大蒜、蘑菇)。但需注意不仅缺硒可造成白内障，最近研究表明过量的硒也能导致白内障，由此可见，硒有双重性，即有营养性，又有毒性，其营养范围为1×10-7～2×10-6g。达到3×10-6～1×10-5g时将引起慢性中毒，而超过1×10-5g时，会引起急性中毒，甚至死亡。
　　6　探　讨
　　补硒的形式多种多样，但有机硒补剂形式代替无机补硒的形式是必然趋势，微量元素补剂的研究虽已取得一定的成绩，但在很多方面需要深入研究，随着科学技术的高速发展，我们应该把研究的重点放在生命体内微量元素的存在形态、结构及其生物功能上，并对硒与生物生长，人体健康的影响关系的研究更加深入和具体，以便我们更好的加以利用。在以下几个方面值得进一步的研究和探讨。
　　6.1硒的适用量问题[33，34]
　　硒的人体生理需要量是指满足身体合成谷胱甘肽过氧化酶(GSH—Px)所需要的硒量，约50μg/d。成年人的推荐供给量为50—400μg/d。这些剂量的制定是以满足机体合成GSH—Px，使其活性达到饱和为标准确定的。但是，硒的功能不仅表现在GSH—Px活性上，80%以上的硒以硒代半胱氨酸的形式存在于蛋白质中，GSH—Px中的硒仅占总体硒的30%左右。给缺硒大鼠补充硒，其它含硒的蛋白质优先合成，而用于合成GSH—Px的硒量很少，表明有比GSH—Px更重要的硒蛋白。越来越多的证据表明，摄入高于传统营养充足量的硒有利于预防癌症，这有可能导致产生的硒饮食推荐量。考虑到硒在抗癌和预防心脏病等方面具有良好的作用，中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所杨光圻教授认为，应把250μg/d作为适宜摄入量的上限。这表明，大多数人还有必要补充适量的硒。硒的最大安全剂量为400μg/d，流行病学调查表明，即使平均摄入量为750μg/d，也从未有硒中毒的病例发生。有研究表明，连续10d的重体力劳动和精神应激，引起受试者血浆硒浓度明显降低，提示长期处于神经、体力重负荷下，机体硒消耗增加或吸收减少，可能与机体应激有关。还有调查表明，我国部分运动员存在着程度不同的硒营养不足。运动员膳食中硒摄入量实测值，男性为80μg/d，女性为60μg/d，处于我国推荐硒供给量标准的低限范围，考虑到运动员的长期体力消耗及精神紧张，长期处于应激状态下的机体可能需要补充更多的硒。
　　6.2　不同补硒方式的生物学作用差异[35，36]
　　目前常用的补硒制剂主要包括有机物(硒蛋氨酸)和无机物(亚硒酸钠或硒酸钠)。硒主要在小肠吸收，人体对硒的吸收率很高，约为50%～100%。膳食来源的硒主要以硒蛋氨酸形式存在。硒蛋氨酸和硒酵母中生物结合形式的硒在直接清除氧自由基、抑制脂质过氧化方面，在激发免疫反应、促进免疫蛋白合成，刺激淋巴细胞增殖方面，在提高肝脏、肌肉中硒含量和提高GSH—Px活性方面，效果均明显好于无机硒化合物。与硒的无机盐相比，硒蛋氨酸不仅生物学活性高出许多，而且更容易被吸收，从尿、粪中丢失得少，在体内保留时间长。为提高硒营养水平，有专家推荐，应以增加膳食硒(主要是硒蛋氨酸)为主。影响硒有效性的因素有很多。提高硒有效性的因素包括：蛋氨酸/蛋白质的比值、维生素A、维生素E、维生素C和合成的抗氧化剂。降低硒有效性的因素包括：重金属含量、维生素B6缺乏、维生素E缺乏、蛋氨酸缺乏、核黄素缺乏、维生素B12缺乏和元素硫过量等。
　　                              参考文献（略）

　　                             转引自《微量元素与健康研究》，硒专