Селен: антиоксидант и защита щитовидной железы - БАДы для здоровья и спорта | Качественные добавки

Селен: Антиоксидант и Защита Щитовидной Железы

1. Селен: Основные Положения и Химические Свойства

Селен (Se) – это химический элемент, занимающий 34-е место в периодической таблице Менделеева. Он является неметаллом, классифицируемым как халькоген, и по своим химическим свойствам во многом схож с серой (S). Селен проявляет широкий спектр степеней окисления, варьируясь от -2 до +6, что обусловливает его участие в разнообразных биологических процессах.

На атомном уровне селен обладает 34 протонами и 34 электронами. Его электронная конфигурация [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴ указывает на наличие шести валентных электронов, позволяющих ему образовывать ковалентные связи с другими элементами, включая кислород, водород и углерод.

Существуют несколько изотопов селена, как стабильных, так и радиоактивных. Пять из них являются стабильными: ⁷⁴Se, ⁷⁶Se, ⁷⁷Se, ⁷⁸Se и ⁸⁰Se. Радиоактивный изотоп ⁷⁵Se находит применение в медицинских исследованиях и диагностике, в частности, в качестве трассера для визуализации органов и тканей.

Селен в природе встречается в нескольких аллотропных формах, наиболее распространенными из которых являются:

Аморфный селен: Имеет стекловидную или порошкообразную структуру, обычно красного цвета. Образуется при быстром охлаждении расплавленного селена.
Кристаллический селен: Существует в нескольких кристаллических формах, включая гексагональный (серый) и моноклинный (красный). Гексагональный селен является наиболее стабильной и распространенной кристаллической формой.

Физические свойства селена зависят от его аллотропной формы. Например, аморфный селен является полупроводником с фотопроводящими свойствами, то есть его электропроводность увеличивается под воздействием света. Это свойство используется в фотоэлементах и копировальных аппаратах. Кристаллический селен также является полупроводником, но с более высокой электропроводностью, чем у аморфного селена.

Химические свойства селена определяют его взаимодействие с различными веществами. Он реагирует с кислородом при нагревании, образуя диоксид селена (SeO₂). SeO₂ является важным химическим соединением, используемым в органическом синтезе и в качестве реагента для окисления. Селен также реагирует с галогенами, образуя галогениды селена, такие как SeCl₂ и SeBr₂.

Важно отметить, что селен может быть токсичным в больших дозах. Поэтому необходимо строго соблюдать рекомендуемые дозировки при употреблении селеносодержащих добавок.

2. Селен как Важный Микроэлемент: Биологическая Роль

Селен является жизненно важным микроэлементом, необходимым для нормального функционирования организма человека и животных. Он играет ключевую роль в антиоксидантной защите, метаболизме гормонов щитовидной железы и поддержании иммунной системы.

Основной биологической ролью селена является его участие в составе селенопротеинов. Селенопротеины – это белки, содержащие селеноцистеин (Sec), редкую аминокислоту, в которой атом серы заменен атомом селена. Селеноцистеин кодируется стоп-кодоном UGA в определенных мРНК, и его включение в белок требует специального механизма трансляции.

В настоящее время у человека идентифицировано 25 селенопротеинов, каждый из которых выполняет специфические функции в организме. Наиболее важные селенопротеины включают:

Глутатионпероксидаза (gpx): Семейство антиоксидантных ферментов, защищающих клетки от повреждения свободными радикалами. Существует несколько изоформ глутатионпероксидаз, каждая из которых локализована в различных частях клетки и катализирует реакцию восстановления перекиси водорода (H₂O₂) и органических гидропероксидов до воды и соответствующих спиртов. GPx1 находится в цитозоле, GPx3 – в плазме крови, GPx4 – в мембранах клеток, а GPx6 – в обонятельной ткани.
TirexinReduct (trxr): Семейство ферментов, участвующих в регуляции редокс-статуса клетки и поддержании активности тиредоксина, небольшого белка, который играет важную роль в защите клеток от окислительного стресса, регуляции клеточного роста и апоптоза. TrxR также участвует в восстановлении витамина С и коэнзима Q10.
Йодотирониндейодиназы (DIO): Семейство ферментов, катализирующих дейодирование гормонов щитовидной железы, тироксина (T₄) и трийодтиронина (T₃). DIO1 и DIO2 активируют T₄, превращая его в более активный гормон T₃, а DIO3 инактивируют T₄ и T₃, превращая их в неактивные метаболиты. Таким образом, йодотирониндейодиназы играют ключевую роль в регуляции уровня гормонов щитовидной железы в различных тканях.
Селенопротеин P (Sepp1): Основной селенопротеин в плазме крови, который транспортирует селен из печени в другие ткани организма. Sepp1 также обладает антиоксидантными свойствами и может защищать липиды от перекисного окисления.
Селенопротеин W (SelW): Экспрессируется в мышцах и головном мозге и участвует в регуляции мышечной функции и защите нейронов от окислительного стресса.

Помимо участия в составе селенопротеинов, селен также может оказывать биологическое действие в форме селенитов и селенатов, которые могут взаимодействовать с другими молекулами в организме и влиять на клеточные процессы.

Дефицит селена может приводить к различным заболеваниям и нарушениям в работе организма, включая:

Болезнь Кешана: Эндемическая кардиомиопатия, распространенная в регионах с низким содержанием селена в почве.
Болезнь Кашина-Бека: Эндемический остеоартрит, также связанный с дефицитом селена.
Нарушения функции щитовидной железы: Дефицит селена может ухудшить функцию щитовидной железы и увеличить риск развития аутоиммунного тиреоидита (болезни Хашимото).
Снижение иммунитета: Селен играет важную роль в поддержании нормальной функции иммунной системы, и его дефицит может повысить восприимчивость к инфекциям.
Повышенный риск развития рака: Некоторые исследования показывают, что дефицит селена может быть связан с повышенным риском развития определенных видов рака.

3. Селен и Антиоксидантная Защита: Механизмы Действия

Селен является мощным антиоксидантом, защищающим клетки организма от повреждения свободными радикалами. Свободные радикалы – это нестабильные молекулы, содержащие неспаренный электрон, которые могут повреждать клеточные структуры, включая ДНК, белки и липиды. Окислительный стресс, вызванный избыточным образованием свободных радикалов, играет роль в развитии многих заболеваний, включая сердечно-сосудистые заболевания, рак, нейродегенеративные заболевания и старение.

Основной механизм антиоксидантного действия селена связан с его участием в составе глутатионпероксидаз (GPx). GPx – это семейство ферментов, катализирующих реакцию восстановления перекиси водорода (H₂O₂) и органических гидропероксидов до воды и соответствующих спиртов. Эта реакция нейтрализует токсичные перекиси и предотвращает повреждение клеточных структур.

Селен является необходимым кофактором для активности GPx. Атом селена в составе селеноцистеина (Sec) в активном центре GPx участвует в редокс-цикле, обеспечивая перенос электронов от глутатиона (GSH) к перекиси водорода или органическому гидропероксиду. Этот процесс превращает токсичные перекиси в нетоксичные соединения и защищает клетки от окислительного стресса.

Помимо участия в составе GPx, селен также может оказывать антиоксидантное действие другими способами. Например, селен может взаимодействовать с другими антиоксидантами, такими как витамин Е и витамин С, усиливая их антиоксидантную активность. Он также может участвовать в регуляции экспрессии генов, кодирующих антиоксидантные ферменты, повышая их уровень в клетках.

Исследования показали, что адекватное потребление селена может снизить риск развития заболеваний, связанных с окислительным стрессом. Например, в ряде исследований было показано, что селен может снизить риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, рака и нейродегенеративных заболеваний. Он также может улучшить иммунную функцию и замедлить процесс старения.

Однако важно отметить, что высокие дозы селена могут быть токсичными и вызывать прооксидантный эффект, то есть способствовать образованию свободных радикалов. Поэтому необходимо строго соблюдать рекомендуемые дозировки при употреблении селеносодержащих добавок.

4. Селен и Функция Щитовидной Железы: Гормональный Баланс

Селен играет важную роль в поддержании нормальной функции щитовидной железы. Щитовидная железа – это эндокринная железа, расположенная в передней части шеи, которая вырабатывает гормоны, регулирующие метаболизм, рост и развитие организма. Гормоны щитовидной железы, тироксин (T₄) и трийодтиронин (T₃), содержат йод и оказывают влияние на практически все клетки организма.

Селен участвует в метаболизме гормонов щитовидной железы посредством селенопротеинов, называемых йодотирониндейодиназами (DIO). DIO – это семейство ферментов, катализирующих дейодирование гормонов щитовидной железы, T₄ и T₃. Существует три основных типа DIO: DIO1, DIO2 и DIO3.

DIO1 и DIO2 активируют T₄, превращая его в более активный гормон T₃. T₃ является более мощным гормоном щитовидной железы, чем T₄, и оказывает основное влияние на клетки организма. DIO1 находится в печени, почках и щитовидной железе, а DIO2 – в головном мозге, гипофизе и бурой жировой ткани.

DIO3 инактивируют T₄ и T₃, превращая их в неактивные метаболиты. DIO3 находится в плаценте, головном мозге и коже.

Таким образом, йодотирониндейодиназы играют ключевую роль в регуляции уровня гормонов щитовидной железы в различных тканях. Они контролируют превращение T₄ в T₃, а также инактивируют избыток гормонов щитовидной железы.

Дефицит селена может ухудшить функцию щитовидной железы и увеличить риск развития аутоиммунного тиреоидита (болезни Хашимото). Болезнь Хашимото – это аутоиммунное заболевание, при котором иммунная система атакует клетки щитовидной железы, приводя к ее повреждению и снижению выработки гормонов щитовидной железы (гипотиреоз).

Исследования показали, что дефицит селена может ухудшить течение болезни Хашимото и увеличить риск развития гипотиреоза. Это связано с тем, что селен необходим для нормальной работы DIO и поддержания антиоксидантной защиты щитовидной железы. При дефиците селена активность DIO снижается, что приводит к уменьшению образования T₃ и увеличению уровня T₄. Кроме того, дефицит селена может усилить окислительный стресс в щитовидной железе, что может усугубить повреждение клеток иммунной системой.

Некоторые исследования показали, что прием селеносодержащих добавок может улучшить функцию щитовидной железы у пациентов с болезнью Хашимото. В частности, было показано, что селен может снизить уровень антител к тиреопероксидазе (АТ-ТПО), маркера аутоиммунного тиреоидита, и улучшить самочувствие пациентов.

Однако важно отметить, что прием селена должен быть согласован с врачом, так как избыток селена также может быть вредным для щитовидной железы.

5. Источники Селена: Продукты Питания и Добавки

Селен поступает в организм человека с пищей и водой. Содержание селена в продуктах питания зависит от содержания селена в почве, на которой они были выращены. В регионах с низким содержанием селена в почве население подвержено риску дефицита селена.

Основными источниками селена в пище являются:

Бразильские орехи: Один из самых богатых источников селена. Всего несколько орехов в день могут обеспечить рекомендуемую суточную дозу селена.
Морепродукты: Рыба, такая как тунец, лосось и треска, а также моллюски и ракообразные, являются хорошими источниками селена.
Мясо: Говядина, свинина и курица содержат умеренное количество селена.
Яйца: Яйца являются хорошим источником селена, особенно если куры питались селеносодержащим кормом.
Зерновые продукты: Зерновые продукты, такие как пшеница, рис и овес, содержат селен, но его содержание зависит от содержания селена в почве.
Семена подсолнечника: Семена подсолнечника содержат умеренное количество селена.
Грибы: Некоторые виды грибов, такие как шиитаке и шампиньоны, содержат селен.

Помимо продуктов питания, селен также доступен в виде пищевых добавок. Существуют различные формы селеносодержащих добавок, включая:

Селенит натрия (Na₂SeO₃): Неорганическая форма селена, которая хорошо усваивается организмом.
Сенат натрий (na₂seo₄): Неорганическая форма селена, которая также хорошо усваивается организмом.
Селенометионин (SeMet): Органическая форма селена, которая является основной формой селена в пище. Селенометионин лучше усваивается организмом, чем селенит и селенат.
Селеновые дрожжи: Дрожжи, выращенные в среде, обогащенной селеном. Селеновые дрожжи содержат селен в основном в форме селенометионина.

Выбор селеносодержащей добавки зависит от индивидуальных потребностей и предпочтений. Селенометионин и селеновые дрожжи обычно считаются более биодоступными, чем селенит и селенат.

Рекомендуемая суточная доза селена для взрослых составляет 55 мкг. Беременным и кормящим женщинам требуется больше селена (60-70 мкг).

Важно отметить, что прием селена должен быть умеренным, так как высокие дозы селена могут быть токсичными. Верхний допустимый уровень потребления селена составляет 400 мкг в день.

6. Дефицит Селена: Причины, Симптомы и Диагностика

Дефицит селена может возникать по разным причинам, включая:

Низкое содержание селена в почве: В некоторых регионах мира почва содержит низкое количество селена, что приводит к низкому содержанию селена в продуктах питания, выращенных на этой почве.
Несбалансированное питание: Диета, бедная селеносодержащими продуктами, может привести к дефициту селена.
Нарушения всасывания: Некоторые заболевания желудочно-кишечного тракта, такие как болезнь Крона и язвенный колит, могут ухудшить всасывание селена из пищи.
Внутривенное питание: Длительное внутривенное питание без достаточного количества селена может привести к дефициту селена.
Определенные заболевания: Некоторые заболевания, такие как ВИЧ-инфекция и гемодиализ, могут повысить потребность организма в селене.

Симптомы дефицита селена могут быть разнообразными и включать:

Мышечная слабость и усталость: Селен играет важную роль в функционировании мышц, и его дефицит может приводить к мышечной слабости и усталости.
Кардиомиопатия (давая Кешана): Эндемическая кардиомиопатия, распространенная в регионах с низким содержанием селена в почве.
Остеоартрит (болезнь Кашина-Бека): Эндемический остеоартрит, также связанный с дефицитом селена.
Нарушения функции щитовидной железы: Дефицит селена может ухудшить функцию щитовидной железы и увеличить риск развития аутоиммунного тиреоидита (болезни Хашимото).
Снижение иммунитета: Селен играет важную роль в поддержании нормальной функции иммунной системы, и его дефицит может повысить восприимчивость к инфекциям.
Бесплодие у мужчин: Селен необходим для нормального развития сперматозоидов, и его дефицит может приводить к бесплодию у мужчин.

Диагностика дефицита селена основана на определении уровня селена в крови, моче или волосах. Наиболее точным методом является определение уровня селена в плазме крови.

7. Переизбыток Селена: Токсичность и Побочные Эффекты

Хотя селен является жизненно важным микроэлементом, его переизбыток может быть токсичным и вызывать различные побочные эффекты. Токсичность селена, также известная как селеноз, может возникать при чрезмерном употреблении селеносодержащих добавок или при потреблении пищи, выращенной на почве с высоким содержанием селена.

Симптомы селеноза могут быть разнообразными и включать:

Выпадение волос и ломкость ногтей: Один из наиболее распространенных симптомов селеноза.
Тошнота, рвота и диарея: Желудочно-кишечные расстройства являются частыми симптомами селеноза.
Усталость и раздражительность: Селеноз может вызывать усталость, раздражительность и другие нервно-психические расстройства.
Повреждение нервной системы: В тяжелых случаях селеноз может приводить к повреждению нервной системы, вызывая неврологические симптомы, такие как тремор, атаксия и судороги.
Повреждение печени и почек: Селеноз может повреждать печень и почки, приводя к нарушению их функции.
Запах чеснока изо рта: Характерный признак селеноза, связанный с образованием диметилселенида, летучего соединения селена.

Верхний допустимый уровень потребления селена составляет 400 мкг в день. При употреблении селена в дозах, превышающих этот уровень, увеличивается риск развития селеноза.

Лечение селеноза заключается в прекращении приема селеносодержащих добавок и уменьшении потребления селеносодержащих продуктов питания. В тяжелых случаях может потребоваться медицинская помощь.

8. Селен в Медицине: Терапевтическое Применение

Помимо своей роли в качестве жизненно важного микроэлемента, селен также находит применение в медицине для лечения и профилактики различных заболеваний.

Некоторые из терапевтических применений селена включают:

Профилактика и лечение болезни Кешана: Селен является эффективным средством профилактики и лечения болезни Кешана, эндемической кардиомиопатии, связанной с дефицитом селена.
Поддержка функции щитовидной железы при аутоиммунном тиреоидите (болезни Хашимото): Селен может улучшить функцию щитовидной железы у пациентов с болезнью Хашимото, снижая уровень антител к тиреопероксидазе (АТ-ТПО) и улучшая самочувствие пациентов.
Профилактика рака: Некоторые исследования показали, что селен может снизить риск развития определенных видов рака, таких как рак простаты, рак легких и рак толстой кишки.
Улучшение иммунной функции: Селен играет важную роль в поддержании нормальной функции иммунной системы, и его прием может улучшить иммунитет у людей с ослабленной иммунной системой.
Лечение бесплодия у мужчин: Селен необходим для нормального развития сперматозоидов, и его прием может улучшить качество спермы у мужчин с бесплодием.
Защита от окислительного стресса: Селен является мощным антиоксидантом, защищающим клетки организма от повреждения свободными радикалами. Его прием может помочь снизить окислительный стресс при различных заболеваниях.

Несмотря на потенциальные терапевтические преимущества селена, важно отметить, что его применение должно быть согласовано с врачом. Неконтролируемый прием селена может быть токсичным и вызывать побочные эффекты.

9. Селен и COVID-19: Потенциальная Роль в Профилактике и Лечении

В период пандемии COVID-19 возрос интерес к роли селена в профилактике и лечении этой инфекции. Некоторые исследования показали, что дефицит селена может быть связан с более тяжелым течением COVID-19 и повышенным риском смертности.

Предполагаемые механизмы, посредством которых селен может оказывать влияние на течение COVID-19, включают:

Усиление иммунного ответа: Селен играет важную роль в поддержании нормальной функции иммунной системы, и его адекватный уровень может улучшить иммунный ответ на вирус SARS-CoV-2.
Антиоксидантная защита: Селен является мощным антиоксидантом, защищающим клетки организма от повреждения свободными радикалами, которые образуются при COVID-19.
Ингибирование репликации вируса: Некоторые исследования показали, что селен может ингибировать репликацию вируса SARS-CoV-2 в клетках.

Однако важно отметить, что данные о влиянии селена на COVID-19 пока ограничены, и необходимы дальнейшие исследования для подтверждения его эффективности и безопасности в профилактике и лечении этой инфекции.

Не рекомендуется самостоятельно принимать селеносодержащие добавки для профилактики или лечения COVID-19. Любые решения о применении селена следует принимать только после консультации с врачом.

10. Селен в Сельском Хозяйстве: Значение для Животноводства и Растениеводства

Селен играет важную роль не только в здоровье человека, но и в сельском хозяйстве, в частности, в животноводстве и растениеводстве.

Животноводство: Селен необходим для здоровья животных, особенно для крупного рогатого скота, овец и птиц. Дефицит селена у животных может приводить к различным заболеваниям, таким как мышечная дистрофия, беломышечная болезнь и репродуктивные нарушения. Для предотвращения дефицита селена животным добавляют селеносодержащие кормовые добавки в рацион.

Растениеводство: Селен не является необходимым элементом для роста растений, но его присутствие в почве может оказывать положительное влияние на их здоровье и устойчивость к болезням. Растения, выращенные на почве, обогащенной селеном, содержат больше селена, что может повысить питательную ценность продуктов питания. Некоторые фермеры используют селеносодержащие удобрения для обогащения почвы селеном.

Однако важно отметить, что избыток селена в почве может быть токсичным для растений и животных. Поэтому необходимо соблюдать осторожность при использовании селеносодержащих удобрений и кормовых добавок.

11. Исследования Селена: Современные Направления и Перспективы

Исследования селена продолжают активно развиваться, и ученые изучают его роль в различных аспектах здоровья и болезни.

Некоторые из современных направлений исследований селена включают:

Селен и Рак: Исследования направлены на изучение механизмов противоракового действия селена и разработку новых методов профилактики и лечения рака на основе селена.
Селен и сердечно-сосудистые заболевания: Изучается роль селена в профилактике и лечении сердечно-сосудистых заболеваний, таких как атеросклероз и ишемическая болезнь сердца.
Селен и нейродегенеративные заболевания: Исследования направлены на изучение потенциальной роли селена в защите нейронов от повреждения и замедлении прогрессирования нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона.
Селен и иммунная система: Изучается влияние селена на функцию иммунной системы и его потенциальное применение для лечения иммунодефицитных состояний и аутоиммунных заболеваний.
Селен и репродуктивное здоровье: Исследования направлены на изучение роли селена в поддержании репродуктивного здоровья мужчин и женщин и его потенциальное применение для лечения бесплодия.
Селен и старение: Изучается влияние селена на процесс старения и его потенциальное применение для замедления старения и продления жизни.

Перспективы исследований селена связаны с разработкой новых методов использования селена для профилактики и лечения различных заболеваний, а также с оптимизацией его дозировок и форм для достижения максимальной эффективности и безопасности.

Leave a Reply Cancel reply