硒和硒蛋白的生物学功能(上)
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第23卷第6期VOI.23NO.6 湖北农学院学报JOurnaIOfHubeiAgricuIturaICOIIege 2003年12月Dec.2003 文章编号1004-3888200306-0476-05硒的生物学功能及植物的富硒机理”李应生李亚男陈大清湖北农学院生命科学学院湖北荆州434025 摘要综述了硒在植物体内的主要生理功能及对植物生长发育的重要作用分析了植物吸收聚集硒的影响因素并就植物吸收富集硒的机理作了阐述对今后植物硒的分子水平上的研究进行了展望。
关键词硒生物学功能植物富硒机理中图分类号S143.72581 文献标志码A 硒是生态环境中一个十分重要的微量元素是人体克山病、大骨节病的主要原因。
1973年ROtruck首先证实了硒是谷胱甘肽过氧化物酶的组成成分每一分子酶中含有4个硒原子具有抗氧化作用开始了硒的生物学与无机生物化学研究的新时代1。
近30年来微量元素硒的作用在国内外引起普遍关注据我国“硒与健康”数据库与营养研究表明硒是人体健康和动物体内必需的14种微量元素之一且兼具营养、毒性和解毒三重生物学功能被称为生命的保护剂2。
近年来人们加强了硒在植物中的研究。
薛泰麟等以禾本科的小麦、玉米、豆科的大豆和十字花科的油菜为研究对象证明硒对高等植物具有抗氧化作用它能增强植株体内的抗氧化能力从而提高了植株的抗逆性和抗衰老能力促进了植株的正常生长从而推测硒可能是高等植物的必需微量元素3。
不仅如此增强硒在植物中的富集量积极有效地开发出富硒农业生物产品这对于解决缺硒地区的硒营养问题提高人类的健康水平都具有极其重要的社会经济意义。
1 硒的生物学功能1.1 改变植物组织中活性氧防御酶的活性近年来随着生物膜理论和自由基伤害学说研究的进展人们已逐步认识到硒在清除自由基伤害过程中扮演着重要角色。
硒的抗氧化作用主要是通过提高谷胱甘肽过氧化物酶GSHpx的活性来实现的。
而且硒还能够改变其它活性氧防御酶如超氧化物歧化酶SD、过氧化氢酶CAT和过氧化物酶pD等的活性使各抗氧化系统在机体内存在动态平衡4。
硒的生物学特性有哪些硒是人和动物必需的微量元素之一。
1953年Schwartz发现Se能使大鼠免遭膳食性的肝坏死,并提出Se是机体不能缺少的一种微量元素。
我国科学工作者经过多年的协同研究于1973年首先提出Se与克山病的发生有密切关系,并进行了大量的临床干预性研究,取得了明显的成效。
从而肯定了Se是人体必不可少的一种微量元素,这些工作引起国际上学者的广泛关注和肯定。
国内外大量研究资料提示,Se有广泛的生物学作用,在预防克山病和某些癌症以及延缓衰老中发挥着越来越大的作用。
硒在血液和组织中的形式可能是多种多样的,但主要是Se通过掺入到蛋白质中发挥作用,Se以两种形式存在于蛋白质中,一种是以可离解的因子存在,另一种是与氨基酸结合以共价键的形式存在。
以第一种形式存在的Se多见于细菌,在哺乳动物中的硒以共价键的形式存在于蛋白质中,其中主要涉及到两个氨基酸,即硒半胱氨酸(Se—Cys)和硒蛋氨酸(Se—Mys),后者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。
硒是机体必需的物质,它的最主要的生物学功能是构成谷胱甘肽过氧化物酶(GSH—Px)的重要成分,催化还原型谷胱甘肽(GSH)变成氧化型谷胱甘肽(GSSG),使有毒的过氧化物变为无毒的羟基化物。
H2O2在GSH—Px的催化下被分解,从而保护细胞及其组织不被过氧化物损伤,特别是保护细胞和细胞器的膜,如线粒体、微粒体、溶酶体的膜。
硒和维生素E都是抗氧化剂,它们之间具有协同作用。
硒是以谷胱甘肽过氧化物酶的方式起作用,催化H2O2分解成H2O,发挥抗氧化作用,从而保护细胞及组织免于受过氧化物的损害。
而维生素E则是阻止不饱和脂肪酸被氧化为水合氧化物,另外,硒参与辅酶Q的合成。
有人认为,硒还能在体内使有毒的金属如砷、汞等失活。
有关Se的生物学作用在70年代证明它是谷胱甘肽过氧化物酶的重要成分,因此,它在细胞抗氧化系统中具有极其重要的作用。
⼈类在长期的进化过程中,不断地寻找和选择⾷物以改善膳⾷,以此在⼈体的营养⽣理需要和膳⾷之间建⽴平衡。
如果这种平衡失调,即膳⾷不能适应⼈体的营养需要,就会产⽣不利于⼈体健康的影响,甚⾄导致某些疾病。
由于新陈代谢,⼈体每天都有⼀定量的⽆机盐通过各种途径排出体外,因此有必要通过膳⾷予以补充。
那么,⼈们如何得到完美的营养,使各种物质刚好满⾜⼈体的营养需要?⽬前,⼈们正致⼒于改善包括营养物质在内的质量和美味,寻找饮⾷中含量很低的微量元素,例如:铬、钼、镍、钒、硒等,以及⾷物中包含有与⾦属离⼦相匹配的合适的配位体,以保证必需元素易被机体吸收,⽽且含量适宜。
长期以来,⼈们已经知道,适量的糖、蛋⽩质和维⽣素等有机成分以及铁、钙等⽆机成分对健康是必不可少的。
然⽽,⼈们对许多其它元素的需求,由于它们在⼈体中的含量太低⽽被忽视了,特别是微量元素,它们在⼈体内含量极少,但确能积极参与⽣命活动过程和其它营养素如碳⽔化合物、蛋⽩质、某些维⽣素的合成和分解代谢等。
因⽽在⽣命活动过程中也显得尤为重要。
硒作为⼀种化学元素,⼀直被认为是⼀种对⼈畜有毒的物质。
直到1957年,Schwarz等发现从酿酒酵母中分离出的⽣物活性因⼦Ⅲ(即硒),能预防⽼⿏因VE缺乏⽽引起的肝坏死,才使⼈们认识到硒是动物体的必需微量元素之⼀。
硒是维持⽣物体健康所需的重要微量元素之⼀。
⽣物体通过外界环境(⼟壤、地球和⼤⽓)获得硒,但由于地球上硒分布的不均匀性,使得不同地区之间可以有很⼤差别,⽽这种不均匀性必然对动、植物的硒状态产⽣影响,并通过⾷物链最终影响到⼈体。
硒作为⼀种必需微量元素,其⽣化功能是多⽅⾯的。
其中最重要的是它作为硒酶或硒蛋⽩的活性成分⽽发挥的抗氧化作⽤。
可以说,它的抗氧化性是硒的各种⽣化作⽤的基础。
(⼀)含硒酶的抗氧化作⽤ 硒的⽣物抗氧化作⽤可分为酶的和⾮酶的两类,前者主要是通过含硒⾕胱⽢肽过氧化物酶(GSH-Px)进⾏的。
GSH-Px ⼴泛存在于哺乳动物的红细胞、肝、⼼、肾等组织细胞中,它催化还原型⾕胱⽢肽(GSH)还原体内有害的过氧化物,从⽽保护⽣物膜(红细胞膜和内膜系统如肝线粒体和微粒体)免受过氧化物引起的氧化损伤。
硒结合蛋白1生物功能及抗肿瘤作用机理的研究硒做为一种人体必须的微量元素对于人体各种机能的提高和多种疾病的预防和治疗都具有潜在的重要价值,长期较低的硒摄入量对人体健康具有多种不利的影响。
由于我国约有70%的土地处在全球的缺硒带上,其上产出的各种动、植物和微生物产品都属于缺硒产品,而无机码的摄入又会对人体产生多种毒副作用,因此硒蛋白做为一种有机硒的代表成为各种富硒食品和硒相关药品研究的热点。
然而硒蛋白的生物功能多样,作用靶点广泛,具体抗病机制尚不清楚,阻碍了其在医药和食品中的进一步应用,因此对硒蛋白结构和功能以及抗病分子机制的研究具有重要意义。
硒结合蛋白1(SBP1)做为一种新型的含硒蛋白可能参与了人体细胞高尔基体蛋白运输等多个重要的生化进程,并通过与多种其它蛋白的相互作用影响细胞内的信号传导发挥其潜在的抑癌功能。
本研究旨在通过蛋白组学的方法对SBP1的生物功能进行研究揭示其参与癌症发生的具体信号通路和分子机制,并通过SBP1与谷胱甘肽过氧化物酶(GPx1)的相互作用研究以及两者与硒的协同作用揭示新的肿瘤发病机制,进一步了解SBP1的结构,并为硒所介导的个性化肿瘤预防提供重要的理论基础。
主要研究结果分述如下:1.研究了SBP1在体内和体外对肿瘤细胞生物学行为的影响利用诱导型病毒载体pRetroX-Tight-Pur构建了SBP1哺乳动物细胞诱导质粒pRetroX-Tight-Pur-SBP1,并通过单克隆筛选得到了SBP1稳转诱导结肠癌细胞HCT116-TetSBP1。
使用该细胞在体外培养条件下大量诱导SBP1蛋白的表达,并测定肿瘤细胞各种生物学行为的变化。
通过对细胞增殖,细胞迁移和细胞凋亡的检测发现SBP1的诱导表达对体外培养肿瘤细胞的增殖和迁移影响不大,能够诱导部分细胞发生凋亡但效果不显著。
将诱导SBP1表达的HCT116-TetSBP1细胞注射到裸鼠体内,并在体内维持SBP1的诱导表达,检测其对肿瘤细胞生长和转移的影响,发现体内诱导SBP1表达不仅显著抑制了肿瘤细胞在裸鼠皮下的生长而且显著减少了肿瘤细胞向肺部的转移。
硒元素的功能作用及其在畜禽中的研究进展作者:肖再利来源:《湖南饲料》2018年第04期摘要:硒元素是人和动物体内必需的微量元素,大量的研究表明,在合理范围内运用硒对人和动物的健康十分有益。
本文对硒元素的生物学功能、有机硒与无机硒的对比、动物对硒的需要量以及硒的缺乏表现与防治措施等方面做一阐述,以期对硒在动物生产中的应用提供理论支持。
关键词:硒;功能;畜禽;研究1 前言硒(Se)是由瑞士化学家JonsjacobBerzelius于19世纪初在探析用于制造硫酸的铅盒壁上的红色沉淀物时发现的。
然而,硒在最初的报道中一直被认为有明显的毒害作用,能导致动物畸形和死亡。
直到1957年,Eeggert等报道,缺硒的猪会发生心肌,肝坏死和骨骼肌变性而突然死亡。
同年,Schwarz等发现硒可以防止维生素E缺乏性肝坏死。
1973年美国食物和药物委员会规定鸡、猪日粮配合中微量元素为铜、铁、碘、锰、钴、锌、硒七种物质。
1974年,美国FDA批准允许在动物饲料中添加硒。
同年,有机硒产品问世,一种能天然地将硒结合进其体蛋白的啤酒酵母菌株被发现。
1990年,硒在血液中的运输机理被确定是以硒蛋白的形式进行的。
如今硒已经得到了全世界科学家的认同,这推动着硒在人和畜禽中的健康发展。
随着各种富硒产品,例如富硒鸡蛋、富硒牛奶和富硒鸡肉等出现在大众的视野.硒的功能和作用逐渐被大众所重视,硒逐漸成为了研究开发的热点,它作为一种微量元素,在人和畜禽的生长发育之中是十分重要的。
本文就硒元素的生物学功能、有机硒与无机硒的对比、动物对硒的需要量以及硒的缺乏表现与防治措施以及这四个方面展开综述,并对硒元素在畜禽中的发展提出建议和展望。
2硒元素的生物学功能2.1抗氧化作用与抗衰老作用硒元素具有抗氧化和抗衰老的作用。
硒分别以含硒氨基酸和含硒蛋白质这两类化合物的形式存在于动物体内,硒代氨基酸主要由硒代蛋氨酸( Se-Met)和硒代胱氨酸(Se-Cys)组成,而含硒蛋白质中.最主要的是GSH-Px,它的生理功能是抗氧化作用,并且广泛存在于所有组织之中,它能催化还原型谷胱甘肽fGSH1.把体内有害过氧化物(ROOH)还原为无害的羟基化合物,再通H2O2分解,这不仅能保护细胞膜的结构和正常功能免受过氧化物的损害和干扰,还减少了活性氧,使得氧化脂类以及不饱和脂肪酸的机会减少,自由基才不会过量产生,另外硒还能分解脂肪酸氢过氧化物.调节细胞氢过氧化物转变中的环氧合酶和脂氧合酶间的平衡,不致产生过量的自由基,从而抵抗氧化和衰老。
硒和硒蛋白的生物学功能(上)摘要:动物摄入硒的主要来源是食物。
据WHO 公布的资料,全球有40 多个国家属于低硒和缺硒地区,故单靠食物的硒远远不能满足动物生长发育的需要。
牛、羊生产者4.45亿美元的损失。
因而在1974 年,在审查了给家畜谨慎服用硒衍生物不会造成成致癌危险的基础上,FDA 批准了鸡、猪日粮中(亚硒酸盐和硒酸盐来源)不得超过 0.1mg/kg,火鸡不超过 0.2 mg/kg。
此后 FDA 又制定了 7 个修正案,将硒的使用范围扩大到所有的动物鸡、火鸡、鸭、猪、羊、牛,并将允许使用量增加至0.3mg/kg。
硒是GSH-PX (谷胱苷肽过氧化物酶)酶系的必需部分。
它能催化还原型谷胱苷肽,使谷胱苷肽(GSH)变为氧化型谷胱苷肽(GSSG),使有毒的过氧化物还原成无害的羟基化合物,同时促进H2O2分解,从而保护细胞膜的结构及功能不受过氧化物的干扰及损害。
张世珍等以小鼠为试验材料进行硒与动物自由基代谢内在关系的研究,结果表明Se 缺乏可导致小鼠肝脏自由基代谢紊乱,表现为GSH-Px的活力下降,脂质过氧化物及相关组织内自由基水平升高,且随着缺硒状态的延续,自由基代谢紊乱状态进一步加剧。
GSH-Px 酶系主要包括四种不同的GSH-Px,它们分别为胞浆GSH-Px,血浆GSH-Px,磷脂过氧化氢GSH-Px,及胃肠道专属性GSH-Px。
胞浆GSH-Px由四个相同的22个kd的亚基组成的四聚体,每个亚基含有一个分子硒半胱氨酸。
它分布于机体的大部组织中,特别是肝脏红细胞最多,它的生化功效是催化 GSH 参与的过氧化反应,清除在细胞呼吸过程中产生的过氧化物和羟自由基,从而减轻细胞膜多不饱和脂肪酸的过氧化作用。
血浆GSH-Px 的构成与胞浆GSH-Px 一致。
它主要分布于人的血浆中,它的功能目前不是非常明确,但已证实与清除细胞外的过氧化氢或参与GSH 的运输有关。
磷脂过氧化氢GSH-Px 是分子量为20kd 的单体,含有一分子的硒半胱氨酸。
微量元素硒的生物学作用摘要:硒是机体必需的微量元素。
从硒的吸收代谢、存在形式及生物学作用方面进行了阐述。
关键词:硒;生物学作用中图分类号:Q581;R151.2 文献标识码:B文章编号:1007-273X(2012)01-0007-03硒是机体必需的微量元素,具有明显的生理功能,与人类和动物的生长、发育和疾病的发生有着密切联系。
硒已被认为是医学和动物营养方面最新发现的微量元素之一。
1硒在体内的分布、吸收与代谢硒在动物体内含量甚微,约0。
05~0。
20mg/kg,但它是动物体内不可缺少的微量元素之一,存在于动物全身组织细胞中,以肾、肝、肌肉中含量较高。
硒的主要吸收部位在十二指肠,少量在小肠及其他部位吸收。
肠道对可溶性亚硒酸钠、硒酸钠及有机硒吸收很快,反刍动物对硒的吸收比单胃动物差。
硒的代谢比较复杂,各种形式的硒必须先转化成硒化物才能以负二价离子形式形成有机硒并起到营养作用,而后主要通过粪、尿或呼吸的形式排出体外,另外还有部分硒能进入皮毛而被排出。
粪便中的硒主要是未被吸收的饲料硒和少量随胆汁、胰液及肠液一起分泌到肠中的硒。
当饲料中硒的含量维持在生理水平时,主要随尿排泄;当饲料中含有大量的硒时,主要经肺部排泄具有挥发性的二甲基硒化物。
2硒在体内的存在形式动物体内的硒以含硒酶和含硒蛋白两种形式存在。
目前所发现主要的含硒酶有谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、磷脂氢过氧化物谷胱甘肽过氧化物酶(PHG-Px)和5’-脱碘酶。
另外,从细菌培养物中还发现了6种含硒酶,分别为甘氨酸还原酶、甲酸脱氢酶、尼克酸羟化酶、黄嘌呤脱氢酶和硫解酶等。
从动物的器官和组织中检测出的硒蛋白共13种,研究较为深入的是硒蛋白P,它具有转运硒的功能。
硒蛋白P含有多个巯基和硒原子,具有很强的还原能力,参与血红素的代谢,可作为自由基的清除剂,保护肝脏功能,避免肝坏死和脂质过氧化[1]。
3硒的生物学作用3。
1抗氧化作用机体在动物代谢过程中,不断产生各种对机体有害的过氧化物和自由基,这些物质对机体组织细胞可造成严重损伤并将生物膜过氧化成为过氧化脂质,破坏膜结构。
人体中的微量元素——硒(Se)单元素的生理意义 / 2020-09-12 11:14:22硒元素发现于1817年,硒属千氢族元素,是地质环境中含量稀少、分布极不均匀的一种人体必需微量元素。
全世界有四十多个国家和地区属于缺硒地区,我国是一个缺硒大国,从东北三省起斜穿云贵高原,占国土面积72%的地区存在一条低硒地带,其中30%为严重缺硒地区,粮食等天然食物含硒量较低,东北,华北,西北,华东,华南,珠江三角洲等大中城市都属于缺硒地区,约有2/3人口居住在低硒或缺硒地带。
高硒地带则很少,目前已证实的有湖北恩施、陕西紫阳、贵洲开阳和安徽石台等高硒地区。
硒在人体内的总量约为13毫克/60公斤,广泛分布于所有组织中,在肝、胰、肾、心、脾、牙釉质、指甲、眼球等器官中含量较高。
肌肉和血液中相对较低,脂肪组织最低。
硒可进入乳汁中,也可通过胎盘屏障进入胎儿体内。
硒主要在小肠吸收,人体对食物中硒的吸收率为60%~80%。
硒主要从尿排出,部分经胆汁由粪便排出。
硒对人体正常生理机能起着重要作用。
目前已知许多疾病在发生过程中,体内硒水平下降,这些疾病包括了神经系统、消化系统、呼吸系统、泌尿生殖系统、血液与造血系统、内分泌及代谢、骨骼系统、皮肤及黏膜、视觉器官、智能缺陷、衰老性疾病、心血管系统百种疾病不一定都因缺硒引起,但是用硒治疗或辅助治疗有效,这一点已在学术界达成了共识。
中国在用硒防治人类克山病、大骨节病、某些癌症的干预防治方面取得了举世公认的效果,达到世界领先水平。
(一)硒的主要生理功能1.抗氧化,分解自由基人体在新陈代谢过程中,会产生一些过氧化物、自由基等对机体有害的物质,缩短细胞的寿命。
人体内的过氧化损伤是患病、衰老的重要原因。
硒是人体酶系统的主要成分,硒能激活人体自身抗氧化系统中的重要物质谷胱甘肽过氧化物酶,将有毒的过氧化物自由基分解还原为对人林千圭6h纪基化合物,控制和消除过氧化,使细胞膜不遭破坏,从而保证细胞不受侵害,防止疹的化效力比维生素E高500倍。
硒的功能及其在蛋鸡中的应用刘虎方热军*(湖南农业大学动物科技学院,湖南长沙410128)摘要:硒是动物体内必需的微量元素之一,对机体的正常生命活动具有极其重要的作用。
本文将从硒的简介、硒的生物学功能、硒在蛋鸡中的应用以及小结四个方面进行综述。
关键词:硒;蛋鸡;应用硒在动物体内发现含硒酶类和含硒蛋白可能达100多种,功能各异,对维持正常的生长发育具有重要作用,被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”。
随着现代生活节奏的加快,人们生活压力的加大,人的身体长期处于“亚键康”状态,中国营养学会对我国13个省市做过一项调查表明,成人日平均硒摄入量为26-32ug,离中国营养学会推荐的最低限度50ug相距甚远。
目前,人类食物中硒的来源及主要特点主要见表1。
鸡蛋作为富硒产品的一种,其前景十分可观。
本文就硒的功能及其在蛋鸡中的应用进行综述。
1硒的简介硒由瑞典科学家Berzulius在1817年制备硫酸时发现,在其发现以后,被认为是一种有毒有害物质。
直到20世纪中叶,Schwarz等发现补硒可以预防大鼠肝坏死,从而引起研究者对硒的进一步研究。
硒存在于机体的所有组织和细胞中如肾、肝、胰腺等,但脂肪组织含量最低。
2硒的生物学功能硒在机体内主要以有机硒形式存在。
其不仅可以增强机体的抗氧化功能、参与机体免疫功能、解毒、还可以影响繁殖以及动物生长等功能。
硒是谷胱甘肽过氧化物酶的重要组成部分,硒发挥抗氧化功能主要是靠两种方式(见图1),一种方式是通过硒蛋白及含硒酶发挥作用,另一种是硒与维生素C或E共同发挥作用。
Lewim等研究表明硫氧还蛋白还原酶可以消除过量的自由基,保护细胞。
区炳庆等研究表明硒与维生素E共同保护细胞完整性,增强抗氧化能力。
段颖等研究表明添加富硒益生菌和亚硒酸钠均能增强罗曼蛋鸡抗氧化能力。
表1硒的来源及特点来源举例特点人工合成硒化亚油酸、肌醇硒酸酯等生产工艺复杂、成本高等生物合成动物转化富硒奶、富硒蛋等工艺简单、成本低等植物转化富硒茶叶、富硒豆芽等微生物转化富硒酵母、富硒乳酸菌等21. All Rights Reserved.图1硒发挥抗氧化功能主要方式关于硒对机体免疫功能的影响目前已有很多研究,但具体的机制尚不清晰,黄克和等研究表明,补硒能够显著提高雏鸡自然杀伤细胞活性,增加淋巴细胞转化率。
硒研究报告
硒是一种重要的微量元素,对人体的健康具有重要的影响。
针对硒的研究报告主要涉及以下几个方面。
1. 硒的生物学功能:硒在人体中主要以硒蛋白的形式存在,参与多种生理过程,包括抗氧化、抗炎、免疫调节等。
研究发现,硒蛋白对于维持正常的生理功能至关重要。
2. 硒的抗氧化作用:硒是一种重要的抗氧化剂,可以帮助清除自由基,减轻氧化应激的损伤。
研究表明,适量摄入硒可以提高细胞的抗氧化能力,减少氧化应激对人体健康的不良影响。
3. 硒与癌症的关系:一些研究发现,缺乏硒与某些癌症的发展有关。
适量补充硒可以降低某些癌症的发生风险。
然而,过量的硒摄入也可能增加某些癌症的风险,因此硒的摄入量需要适度控制。
4. 硒对甲状腺功能的影响:硒是甲状腺激素代谢的关键元素之一,适量摄入硒对维持正常的甲状腺功能非常重要。
研究发现,缺乏硒可能导致甲状腺功能紊乱,而补充硒则可以改善甲状腺相关疾病的症状。
5. 硒的摄入来源和建议摄入量:硒的主要摄入来源包括谷物、蔬菜、肉类和禽类等。
不同地区的土壤硒含量有所差异,因此硒的摄入量也存在一定的地域差异。
根据世界卫生组织的建议,成人每天的硒摄入量应在55至70微克之间。
总之,硒在人体健康中起着重要的作用,适量的硒摄入有助于维持正常的生理功能,但过量的摄入可能有不良反应。
未来的研究仍需要深入探究硒与其他疾病的关系,并进一步明确硒的有效摄入量。
认识生命元素——硒硒被国内外医药界和营养学界尊称为“生命的火种”,享有“长寿元素”、“抗癌之王”、“心脏守护神”“天然解毒剂”等美誉。
硒在人体组织内含量为千万分之一,但它却决定了生命的存在,对人类健康的巨大作用是其他物质无法替代的。
缺硒会直接导致人体免疫能力下降,临床医学证明,威胁人类健康和生命的四十多种疾病都与人体缺硒有关,如癌症、心血管病、肝病、白内障、胰脏疾病、糖尿病、生殖系统疾病等等。
著名科学家欧德弗博士曾这样评价硒:“硒像一颗原子弹,量很小很小,作用和威力却很大很大,一旦被人们认识,将对人类健康产生深刻的影响。
”我国著名营养学家于若木说:“中国是一个缺硒大国,人体补硒是关系到亿万人民健康的大事,我们应当像补碘那样抓好补硒工作,大规模推广富硒产品。
美国康奈尔大学著名营养学家Comds在他的著作中写道:过去30年,营养界最重要的发现就是认识了硒的重要性。
一、硒的发现与认识过程1817年,瑞典化学家永斯·雅各布·贝采里乌斯( Jons Jakob BerzeIius)在研究时发现一种新的化学元素,命名为硒,意为月亮一样的元素,元素符号为Se。
1915年,科学家首次发现硒对肿瘤有抑制作用。
1949年,硒的抗癌作用被进一步证实,并取得动物实验成功。
1953年,美国营养学家G.N.Schwarz发现“因子3”能预防大鼠营养性肝坏死,并鉴定出“因子3”含硒,是活性最好的硒形式之一。
1957年,G.N.Schwarz发现硒对肝脏有很强的保护作用。
1966年,第一届“硒在生物和医学中的研究和进展”国际讨论会在美国召开。
这也是最早的一个以单一元素作为议题而举行的国际讨论会。
1969—1971年,Shamberger等经过一系列流行病实验及临床研究后指出,低硒地区及血硒低的人群中癌症发病率高,消化道及乳腺癌尤为显著。
这是最早的有关硒与癌症关系的研究。
1972年,John Rotruck博士等人在第56届FASEB(美国实验生物学会联合会)年会上提出硒是谷肽甘肽过氧化物酶分子的一个重要组成部分(每一分子酶中含有4个硒原子),该酶与免疫、衰老、抗氧化、抗癌密切相关,从而在分子机制上确立了硒是人体必需的微量元素,并且全文发表于1973年的《科学》杂志上,John Rotruck博士等人的研究结果使人们进一步认识了硒元素在人体内的重要性,并带动了对相关含硒酶的研究。
硒的生物医学作用研究进展发布时间:2023-02-28T06:28:02.432Z 来源:《医师在线》2022年33期作者:郭晶[导读] 硒是人体必需的微量营养素,对人体健康至关重要。
郭晶吉林省地方病第二防治研究所吉林省吉林市 132000摘要:硒是人体必需的微量营养素,对人体健康至关重要。
缺乏硒会导致心血管疾病、癌症、病毒性传染病等发病率显著增加。
开发有效和安全的硒形式是硒营养预防研究的重点领域之一,也是广泛应用硒治疗迫切需要解决的临床疾病的关键问题之一,有望成为硒的新膳食补充剂和药物。
关键词:硒;生物医学;作用;前言:补充硒有助于预防这些疾病,硒通常被认为主要通过硒蛋白发挥生物功能。
硒以硒半胱氨酸的形式存在于硒蛋白中。
免疫调节等方面发挥着重要作用,其中自由基的抗氧化和净化是硒最重要的生物功能传统的营养来源或硒补充剂包括无机硒和有机硒,限制了传统硒化合物在临床上的广泛使用。
一、硒对生物体的毒性硒毒性研究是人体使用纳米素的关键,它对老鼠的急性毒性是在发现红色非典型纳米素时首次发现的,导致半致命剂量的纳米素(LD)。
它的重量是113.0毫克/公斤,硒酸盐是15.7毫克/公斤,这表明它的毒性比硒钠小得多。
随后的老鼠或小鼠实验中显示短期毒性和急性毒性有毒,毒性大剂量远远低于硒酸盐的钠,硫酸铜酸钠,硫酸铜蛋白氨含量以及提高对动物来说没有明显的毒性≥24d。
然而,在研究蓝鱼的纳米和硒化钠毒性时,人们发现纳米素在肝脏中积累的钠含量是硒酸钠的六倍,而纳米素的毒性是硒酸钠的五倍。
这可以用不同种类的鱼和老鼠的影响和代谢水平的差异来解释。
总的来说,与传统的无机塞子和硒有机化合物相比,纳米细胞是一种相对安全的硒形式。
纳米素的低毒性特性使它成为一种治疗药物和营养添加剂。
二、硒的生物医学作用1.硒抗氧化。
种植有生物添加葡萄糖溶解血液中的硒,缺席在膀胱无法保护血红蛋白氧化损伤,据此得出结论,红细胞实际上与过氧化物酶活性,表明,硒是重要的组成部分膀胱。
纳米硒的生物医学作用研究进展曹晖;刘红梅【摘要】硒是人体必需微量营养元素,在生命体中有延缓衰老、清除自由基、保护心血管、抗癌等诸多功效.但是,由于传统补硒剂的安全剂量和毒性剂量范围过于接近,导致硒在保健食品和医药品中的应用受到了限制.纳米硒是近些年来发展的一种新颖的硒形态,综述了纳米硒对生物体的毒性、生物医学作用(如抗氧化、抗癌、抗菌)、用作膳食营养补充剂的潜能等方面的研究进展,并对未来的研究进行了展望,以期为纳米硒的生物医学应用和保障人类的健康提供参考.【期刊名称】《生物技术进展》【年(卷),期】2017(007)005【总页数】8页(P518-525)【关键词】硒;纳米硒;抗氧化;抗癌;毒性【作者】曹晖;刘红梅【作者单位】华中科技大学化学与化工学院,武汉430074;华中科技大学化学与化工学院,武汉430074【正文语种】中文硒是人体必需的一种微量营养元素,对人体健康至关重要。
缺硒可导致心血管疾病、癌症、大骨节病、病毒感染性疾病等的发病率显著升高,而补硒则有助于预防这些疾病[1~4]。
一般认为硒主要通过硒蛋白发挥生物学功能。
在硒蛋白中,硒以硒代半胱氨酸(Sec)—第21种天然氨基酸的形式存在。
目前已知人体内有25种硒蛋白,它们在抗氧化防御、细胞信号转导、甲状腺激素水平调节、免疫调节等生命过程中发挥着重要作用[5]。
其中,抗氧化、清除自由基是硒最重要的生物学功能。
例如,硒酶-谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)是机体抗氧化防御系统中重要的成员,它们可以催化体内有毒的H2O2和脂质过氧化物(ROOH)变为无毒的水和醇,从而保护蛋白质、DNA和脂类免受氧化损伤。
传统的食物来源或营养补充的硒化合物包括无机硒(常见的有亚硒酸钠、硒酸钠)和有机硒(常见的有硒代蛋氨酸、硒代半胱氨酸)。
但是,硒在生物体内的安全剂量范围非常狭窄,很容易因过量而产生毒性,这限制了传统硒化合物在临床疾病防治方面的广泛应用[1,2,4]。
硒作为一种重要的微量元素,开始是作为有毒物质被关注,然而陆续的研究发现哺乳动物缺硒引起了多种疾病的发生,人们才逐渐开始意识到硒是一种重要的营养元素[1-5]。
适量的补充硒能够促进动物生长、提高抗氧化以及免疫功能,对降低疾病和癌症的发病率和死亡率发挥着至关重要的作用[6]。
但是摄入量过多会造成中毒的症状,所以硒是一种具有双重作用的矿物质[7-8]。
本文综述了硒的生物学功能,介绍硒对水产动物的生长、免疫以及抗氧化等方面的影响,展望了硒的应用潜力,为硒在水产养殖业的合理应用提供科学的理论依据。
1硒的种类在目前的养殖模式下,硒以无机硒、有机硒和纳米硒三种不同形式作为饲料添加剂。
无机硒的毒性大、易中毒。
无机硒需要先经过肝脏将其转化为生物硒后才能被吸收利用;通过肠壁吸收的方式是被动扩散,因此吸收率低,易造成环境污染。
与无机硒相比,有机硒毒性更小且吸收利用率较更高[9]。
李雷等[10]研究了不同硒源对鲫(Carassius auratus )的影响,结果表明,不同形式的硒源均可以提高GSH-Px 的活性、肌肉的硒浓度以及生长性能,但是有机硒比无机硒的效果更好。
纳米硒具有吸收效率高、安全浓度高、毒性作者简介:李若铭,硕士,研究方向为水产动物营养与免疫调控。
通讯作者:王桂芹,教授,博士生导师。
收稿日期:2021-02-20基金项目:国家现代农业(特色淡水鱼)产业技术体系建设专项资金[CARS-46]微量元素硒的生物学功能及其对水产动物的影响的研究进展■李若铭孔祎頔王桂芹*(吉林农业大学生命科学学院,动物生产及产品质量安全教育部重点实验室,现代农业技术教育部国际合作联合实验室,吉林省动物营养与饲料科学重点实验室,吉林长春130118)摘要:硒(Se )是水产动物体内至关重要的微量元素之一,是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px )的活性中心且参与其合成,对水产动物机体的新陈代谢发挥重要的作用,对免疫器官、神经组织、生殖系统及肌肉组织等多种生理活动具有一定影响,但硒过量也会导致机体中毒。
硒和硒蛋白的生物学功能(上)
摘要:动物摄入硒的主要来源是食物。
据 WHO 公布的资料,全球有 40 多个国家属于低硒和缺硒地区,故单靠食物的硒远远不能满足动物生长发育的需要。
牛、羊生产者4.45 亿美元的损失。
因而在1974 年,在审查了给家畜谨慎服用硒衍生物不会造成成致癌危险的基础上,FDA 批准了鸡、猪日粮中(亚硒酸盐和硒酸盐来源)不得超过 0.1mg/kg,火鸡不超过 0.2 mg/kg。
此后 FDA 又制定了 7 个修正案,将硒的使用范围扩大到所有的动物鸡、火鸡、鸭、猪、羊、牛,并将允许使用量增加至0.3mg/kg。
硒是GSH-PX (谷胱苷肽过氧化物酶)酶系的必需部分。
它能催化还原型谷胱苷肽,使谷胱苷肽(GSH)变为氧化型谷胱苷肽(GSSG),使有毒的过氧化物还原成无害的羟基化合物,同时促进H2O2 分解,从而保护细胞膜的结构及功能不受过氧化物的干扰及损害。
张世珍等以小鼠为试验材料进行硒与动物自由基代谢内在关系的研究,结果表明 Se 缺乏可导致小鼠肝脏自由基代谢紊乱,表现为GSH-Px 的活力下降,脂质过氧化物及相关组织内自由基水平升高,且随着缺硒状态的延续,自由基代谢紊乱状态进一步加剧。
GSH-Px 酶系主要包括四种不同的GSH-Px,它们分别为胞浆GSH-Px,血浆GSH-Px,磷脂过氧化氢 GSH-Px,及胃肠道专属性 GSH-Px。
胞浆 GSH-Px由四个相同的 22 个 kd 的亚基组成的四聚体,每个亚基含有一个分子硒半胱氨酸。
它分布于机体的大部组织中,特别是肝脏红细胞最多,它的生化功效是催化 GSH 参与的过氧化反应,清除在细胞呼吸过程中产生的过氧化物和羟自由基,从而减轻细胞膜多不饱和脂肪酸的过氧化作用。
血浆GSH-Px 的构成与胞浆GSH-Px 一致。
它主要分布于人的血浆中,它的功能目前不是非常明确,但已证实与清除细胞外的过氧化氢或参与GSH 的运输有关。
磷脂过氧化氢GSH-Px 是分子量为20kd 的单体,含有一分子的硒半胱氨酸。
它最初从猪的心脏和肝脏中分离得到。
它存在于几种组织中,以睾丸中含量最高。
它能抑制膜磷脂过氧化,主要是双亲性物质过化物。
胃肠道专属性GSH-Px 由四个22kd 的亚基构成的四聚体,它只存在于啮齿类动物的胃肠道中,它的功能是保护哺乳动物免受摄入脂质过氧化物的毒害。
结束语:
近年来,饲料行业对微量元素硒有了更深层次的认识,硒的功能性效果重新得到重视。