SELEN MUDr Michaela Krlkov Biochemick stav LF MU
SELEN MUDr. Michaela Králíková Biochemický ústav LF MU E-mail: mkralik@med. muni. cz 1
22
SELEN (Selenium) Se • • Z = 34 Ar = 78, 96 sk. VI. A [Ar]3 d 104 s 24 p 4 ox. č. –II, IV, VI objev: 1817 J. J. Berzelius červený nebo černý polokov 3
• referenční hodnoty /S 1, 3 - 1, 8 mol/l 95 - 140 g/l • Evropa - hraniční nedostatek (marginal deficiency) 70 – 100 g/l (průměr 1 mol/l = 79 g/l) • ČR mírný nedostatek 42 – 63 g/l (ovlivnění antioxidativní ochrany) • slabý deficit 50 – 70 g/l (↑ kardiovask. onem. ) • silný deficit 20 – 50 g/l • kritická koncentrace • Se /B < 20 g/l (choroby z nedostatku) 1, 2 - 4, 7 mol/l = 100 - 370 g/l • odhad stavu v organismu: Se /S, U, potravinový koš 4
Stav Se u obyvatel ČR • Evropou se táhnou 2 na Se chudé půdní pásy: - ze S (Skandinávie) na J (Řecko, Itálie) - z V (Bělorusko) na Z (Německo, Francie) • ČR leží právě v průsečíku těchto pásem • Příjem Se rostlinami je negativně ovlivněn vysokou aciditou půdy (kyselé deště) a vysokým obsahem Fe. • ↓ Se v rostlinách → ↓ dostupnost pro živočichy včetně člověka 5
Indexy stavu selenu v České republice Koncentrace Se v séru [ g/l] Koncentrace Se v séru [ug/l] - resondáž Koncentrace Se v moči [ g/l] optimum 6 Kvíčala 2004 Západní Evropa
Metabolismus • Absorpce • Transport a distribuce v organismu • Exkrece 7
Absorpce • 76 - 100% Se přijatého potravou bez ohledu na stav Se v organismu • duodenum a jejunum • ovlivněna příjmem tokoferolu a naopak 8
Transport, distribuce a význam v organismu • nejprve vazba na albumin, potom zabudován do selenoproteinů (jako Se-Cys) • nejčastěji jako Se- Cys nebo Se-Met (nevykazuje biologické účinky), ↑ acidita než sirných analogů – při p. H 7, 4 jako –Se- • není skladován v játrech, proto při deficitu v potravě rychle klesá koncentrace Se /S a rozvíjí se deficit 9
Selenoproteiny – funkční sloučeniny Se • Glutathion-peroxidázy (GPx) • XOOH + 2 GSH → XOH + H 2 O + GSSG peroxid alkohol • ONOO- + 2 GSH → NO 2 + H 2 O + GSSG peroxonitrit - peroxonitritreduktázová aktivita • 4 formy: plazmatická p. GPx, cytosolová c. GPx, gastrointestinální Gi. GPx - tetramery, v každém ze 4 katalytických míst je 1 Se-Cys, fosfolipidhydroperoxidová ph. GPx - monomer 10
Vznik prooxidačních sloučenin autooxidace, UV, IR, těžké kovy, xanthinoxidáza ad. O 2·- SOD Fentonova reakce HO· H 2 O 2 ONOONOS NO arginin NO· poškození DNA, proteinů, peroxidace lipidů ad. 11
Možné klinické projevy poškození volnými radikály trauma, mrtvice parkinsonismus demence Alzheimerova ch. koronární trombóza AIM mozek srdce astma ARDS plíce psoriáza dermatitida spáleniny kůže revmatoidní arthritida klouby Volné radikály, oxidy, peroxonitrit intoxikace endotoxiny ischemizace střeva pankreatitida diabetes GIT oči ledviny glomerulonefritida → transplantace víceorgánové komplikace erytrocyty cévy katarakta degenerativní retinální retrolentální fibroplazie atheroskleróza zánětlivá - imunitní poškození ischemie, rakovina, stárnutí apoptóza, nutriční deficity, toxicita drog a alkoholu, přebytek železa Fanconiho anémie, malárie, hemolýza 12 Kvíčala 2004
Selenoproteiny – funkční sloučeniny Se • Spermální jaderná GPx • Selenoprotein vázaný ve spermální DNA • Selenoprotein spermálního mtch pouzdra • Jodtyronin-dejodázy • 3 formy, vznik T 3 • Thioredoxin reduktázy • Selenoprotein P • ochrana endoteliálních bb. před peroxonitritem (reduktázová aktivita) • další selenoproteiny s / bez tkáňové specifity (několik 10) 13
Thioredoxiny • enzymy obsahující disulfidovou vazbu • fungují jako všeobecné oxidoreduktázy T T ↔ S-S HS SH • reagují s širokým spektrem jiných proteinů (reverzibilní oxidace 2 Cys-SH na disulfid spojená s přenosem 2 elektronů a 2 protonů) 14
Funkce thioredoxinreduktázy • regenerace thioredoxin-S 2 (Trx-S 2) TR Trx-S 2 + NADPH + H+ Trx-(SH)2 + NADP+ Trx-(SH)2 + Protein-S 2 Trx-S 2 + Protein-(SH)2 spontánně • redukce Se. O 32 TR Se. O 32 - + 3 NADPH + 3 H+ Se 2 - + 3 NADP+ +3 H 2 O 15
Funkce thioredoxinreduktázy • • Redukce selenodiglutathionu Donor elektronů pro plazmatickou GPx Reduktáza hydroperoxidů a H 2 O 2 Redukce alloxanů a vitamínu K Redukce a inaktivace cytotoxické aktivity Redukce lipoové kyseliny Redukce dehydroaskorbové kyseliny 16
Exkrece • převážně močí, 50 – 60% Se přijatého potravou, tubulární exkrece / retence • stolicí • vzrůstá u stresu a u kompletní parenterální výživy 17
Význam • antioxidační ochrana (GPx; kardiovaskulární onemocnění, malignity, kognitivní fce) • syntéza ikosanoidů • vliv na imunitní reakce, snížení exprese virů, zpomalení vývoje AIDS • deaktivace těžkých kovů (Hg, Cd, Tl, Pb, As) a organických kancerogenních látek • regulace působení tyreoidálních hormonů tvorbou a deaktivací T 3 (dejodázy) • nezbytný pro reprodukci (selenoproteiny s GPx aktivitou aj. ) a vývoj 18
Příjem potravou • Hlavní zdroje v potravě • • • paraořechy vnitřnosti mořské ryby maso pečivo, obilniny luštěniny • DDD: ženy 50 - 55 µg /den, muži 55 - 70 µg /den, obecně 40 – 80 g /den, odhad příjmu ČR 20 – 40 µg /den ! 19
Formy selenu v potravě (přípravcích) • Organický Se (seleno. Met) • • aktivní resorpce kanály vysoká retence v organismu antioxidačnní účinky nízká exkrece • Anorganický Se (Na 2 Se. O 3) • • pasivní resorpce difuzí nízká retence v organismu spíše prooxidativní účinky? vysoká exkrece 20
Deficit • Rizikové skupiny • • • dlouhodobá parenterální výživa postižení mukoviscidózou, PKU sportovci a těžce pracující těhotné a kojící ženy kojenci, děti, pubescenti lidé vyššího věku 21
Deficit • Klinicky • • • svalová ochablost, bolest a slabost depigmentace vlasů, kůže a nehtů tenčí vlasy a kůže makrocytóza studie Dastych ↓ Se u idiopatické skoliózy (2003) 22
Deficit • 1. fáze: ↓ GPx, zhoršení imunitní odezvy; ↑ rizika kardiovaskulárních onemocnění a malignit • 2. fáze: změny v hormonálním metabolismu, výskyt epidemiologicky závažných onemocnění, může končit smrtí 23
Deficit • Keshan disease – kardiomyopatie, dochází k přeměně nepatogenního coxsackie viru na patogenní kmen; oblast Keshan ve střední Číně, N. Zéland • Kashin-Beck disease (Kashin a Becková) – osteoartropatie, Čína • myxedématózní kretenismus - Zair 24
Toxicita • Akutní • myslet na ni u silného česnekového zápachu dechu (vylučování dimethylselenidu) • Chronická • bezpečný maximální příjem 400 – 600 g /den • nepříznivý vliv Se okolo 1 500 g /den • selenóza (ztráta vlasů, nevyvinuté a lomivé nehty, kožní afekce s puchýřky, barevné skvrnky a dolíčky na zubní sklovině, únavnost, zápach dechu) trvale > 2 000 g /den • postižení GIT, periferního nervstva > 15 000 g /den 25
Použití • při stavech nedostatku (v ČR běžné) • antioxidační ochrana (kardiovaskulární choroby, malignity) • reprodukce, vývoj (ovlivnění fertility, v graviditě a při kojení) 26
- Slides: 26