論硒與人類的健康

余慶皋

(湘潭職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研處，湖南湘潭411102)

論硒與人類的健康

余慶皋

(湘潭職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研處，湖南湘潭411102)

硒是人體所必需的微量元素。從硒的研究動(dòng)態(tài)，硒的營(yíng)養(yǎng)作用，硒與腫瘤、心血管病、糖尿病等疾病的關(guān)系以及人類對(duì)硒的需要量等方面進(jìn)行了綜述。

硒;硒營(yíng)養(yǎng);硒缺乏;硒中毒;硒需要量

當(dāng)人們對(duì)硒的作用還不甚了解時(shí)，把它看作是有毒的，1943年曾將硒定為致癌元素。因此，人們?cè)缙趯?duì)硒的印象是劇毒并致癌。對(duì)直到1957年，施瓦茲(K．Schwarz)發(fā)現(xiàn)硒能使維生素E缺乏的大鼠免于肝壞死，從而才明確了硒與營(yíng)養(yǎng)的關(guān)系。隨后不斷地發(fā)現(xiàn)因進(jìn)食貧硒飼料而出現(xiàn)的一些動(dòng)物硒缺乏病，如小雞的滲出性素質(zhì)病、火雞的胗肌病，豬的肝壞死及綿羊的白肌病等。1979年，中國(guó)科學(xué)家證實(shí)了硒缺乏是克山病的一個(gè)基本病因，硒可以有效地預(yù)防克山病，從而首次證明了硒是一種人類必需的微量元素。但硒攝入過(guò)多也會(huì)蓄積于組織中而顯示其毒性。造成硒中毒的原因和硒缺乏一樣，也主要是由于地理上的硒分布不均勻所造成的。如美國(guó)南達(dá)科他、懷俄明和內(nèi)布拉斯加等州的部分地區(qū)，富硒的土壤造成植物中含硒量過(guò)高而使牧放的動(dòng)物中毒。1961年，中國(guó)湖北省恩施縣所暴發(fā)的原因不明的脫發(fā)脫甲病，直到1966年楊光圻等從病區(qū)送檢的有毒玉米中發(fā)現(xiàn)硒含量高達(dá)44 mg/kg，對(duì)照以往動(dòng)物硒中毒的癥狀，才證實(shí)為硒中毒。主要原因是該處富硒煤經(jīng)風(fēng)化和雨水沖刷，煤中的硒進(jìn)入土壤，再經(jīng)食物鏈而進(jìn)入人體。早期對(duì)硒營(yíng)養(yǎng)作用的研究集中于它與維生素E的關(guān)系，并把它看做是一種抗氧化劑。1973年羅特魯克(J．T．Rotruck)等發(fā)現(xiàn)硒是谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSHPx)的必要成分，這種發(fā)現(xiàn)提示了硒是通過(guò)這種酶而發(fā)揮其抗氧化作用。從此，對(duì)硒營(yíng)養(yǎng)作用的了解有了突破。但近年來(lái)提出的許多硒的生理生化作用并不都與GSH－Px有關(guān)，即硒還具有不由GSH－Px介導(dǎo)的生物活性。從而促使人們對(duì)硒的功能開(kāi)始了新的討論和研究。

一 硒的抗氧化作用

硒在體內(nèi)主要以硒蛋白的形式發(fā)揮作用。目前已發(fā)現(xiàn)的人硒蛋白有25種，只有谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSHPx)、硫氧還蛋白還原酶(TrxR)和脫碘酶(Dio)的生理功能研究得比較清楚，其它大部分硒蛋白發(fā)現(xiàn)得較晚，其功能正處于進(jìn)一步研究及確定之中。

硒以GSH－Px的形式在體內(nèi)發(fā)揮抗氧化作用是已被公認(rèn)的。GSH－Px催化還原型谷胱甘肽成為氧化型，同時(shí)使有毒的過(guò)氧化物還原為無(wú)害的羥基化物，從而保護(hù)組織細(xì)胞特別是生物膜免受過(guò)氧化氫的損害。維生素E在體內(nèi)的主要功能也是抗氧化作用，是防止生物膜中磷脂被過(guò)氧化的第一道防線。但是，即使維生素E供給是充足的，胞液中仍有一些過(guò)氧化物產(chǎn)生，它們的清除則由GSH－Px來(lái)完成。因此，有許多證據(jù)表明硒與維生素E在抗氧化作用上有協(xié)同及互補(bǔ)的作用。

二 硒的抗腫瘤作用

大量的實(shí)驗(yàn)研究表明，硒具有明顯的抗腫瘤作用。流行病學(xué)的調(diào)查也發(fā)現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境、膳食所決定的人群血硒水平與腫瘤的發(fā)生率及死亡率呈負(fù)相關(guān)。由于機(jī)體的免疫功能與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有密切關(guān)系，故人們認(rèn)為硒的抗腫瘤作用部分是通過(guò)調(diào)節(jié)和增強(qiáng)機(jī)體免疫功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而實(shí)際上許多實(shí)驗(yàn)也證明了補(bǔ)硒能維持或提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的體液和細(xì)胞免疫能力。斯波爾赫茲(J．E．Spallholz)及謝菲(B．E．Sheffy)等報(bào)道了給實(shí)驗(yàn)動(dòng)物補(bǔ)硒后，使其產(chǎn)生的抗體滴度是低硒組的7～30倍;硒還能促使產(chǎn)生IgM的細(xì)胞數(shù)目增多及IgM合成增加。馬丁(J．L．Martin)等報(bào)道補(bǔ)硒后的豚鼠對(duì)二硝基氯苯所致的遲發(fā)性超敏反應(yīng)比未補(bǔ)硒對(duì)照組敏感得多。并且飼料中持續(xù)補(bǔ)硒的小鼠對(duì)移植的皮膚排斥反應(yīng)比食正常飼料的動(dòng)物更快。還有一些資料表明硒能增強(qiáng)T淋巴細(xì)胞對(duì)有絲分裂原或同種抗原刺激的增殖反應(yīng);能增強(qiáng)巨噬細(xì)胞對(duì)巨噬細(xì)胞活化因子的反應(yīng)性，降低巨噬細(xì)胞對(duì)淋巴細(xì)胞的抑制作用;還能增強(qiáng)自然殺傷細(xì)胞的活性?？傊鴮?duì)免疫系統(tǒng)的影響是多方面的。進(jìn)一步探討其影響機(jī)制，弄清硒對(duì)腫瘤發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后的影響途徑，對(duì)于最終將硒用于人類腫瘤的防治具有重大意義。

如上所述，硒有抗突變和抗腫瘤的能力。但也有實(shí)驗(yàn)資料表明硒的無(wú)機(jī)化合物對(duì)細(xì)菌、酵母及哺乳類細(xì)胞具有誘變性。1989年，卡里爾(A．M．Khalil)等報(bào)道了他們用亞硒酸鈉和硒代蛋氨酸對(duì)分離的人外周血淋巴細(xì)胞DNA損傷作用。結(jié)果表明兩種硒化物的細(xì)胞畸變率都隨劑量的增加而呈明顯增高趨勢(shì)。李勇等研究了硒對(duì)體外培養(yǎng)大鼠胚胎的發(fā)育毒性，結(jié)果也表明了硒對(duì)胚胎的損害也呈劑量－反應(yīng)關(guān)系，隨著硒濃度的增加，對(duì)胚胎的發(fā)育毒性依次表現(xiàn)為發(fā)育遲緩、畸形和死亡?？紤]到硒類化合物潛在的遺傳毒性作用，與其有益的一面相比，研究這類化合物對(duì)人體遺傳危害的可能性則顯得更為重要。

三 硒對(duì)心血管疾病的作用

動(dòng)脈粥樣硬化是高血壓、冠心病等多種心血管疾病的病理基礎(chǔ)。流行病學(xué)調(diào)查及臨床觀察發(fā)現(xiàn)，硒具有抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用，董加政等通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)了硒的這種作用。董加政等用高脂飼料誘導(dǎo)家兔動(dòng)脈粥樣硬化的形成，同時(shí)肌注補(bǔ)硒，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與未補(bǔ)硒對(duì)照組相比，硒可從數(shù)量及程度上減少動(dòng)脈粥樣硬化的形成。流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，美國(guó)和芬蘭等高硒地區(qū)冠心病、高血壓的發(fā)病率比低硒地區(qū)明顯降低。另有研究觀察到，冠心病患者(心肌梗塞11例，心絞痛14例)血硒水平低。并且有人用富硒酵母治療冠心病，能使患者過(guò)氧化脂質(zhì)(LPO)均值降低，GSH－Px與LPO的比值升高。胡以松等通過(guò)對(duì)我國(guó)大樣本人群的研究也證實(shí)膳食中的硒與高血壓呈負(fù)相關(guān)。

四 硒與糖尿病

眾多的研究資料表明，硒與糖尿病的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸密切相關(guān)。楊輝等對(duì)治療前后糖尿病患者血清硒進(jìn)行了測(cè)定觀察，治療前血清硒低于正常人，并與血糖呈負(fù)相關(guān)，治療后血清硒顯著升高。而且動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，低硒時(shí)大鼠血清胰島素及C肽水平都降低。但是高血糖與低血硒的因果關(guān)系說(shuō)法不一，有認(rèn)為是因?yàn)楦哐鞘┘拥难趸瘧?yīng)激反應(yīng)于組織，從而消耗了GSH－Px致血清硒降低;也有的認(rèn)為是因?yàn)檠逦档停贵w內(nèi)GSH－Px減少，抗氧化能力降低，體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化作用增強(qiáng)，引起胰島β細(xì)胞破壞而導(dǎo)致糖尿病?；诖?，人們?cè)囉梦鴣?lái)治療糖尿病，發(fā)現(xiàn)硒具有胰島素樣作用，并收到了一定的效果。如鄒文華等用硒制劑對(duì)126例Ⅱ型糖尿病進(jìn)行治療觀察表明，硒能使血糖降低并能升高胰島素和C肽水平，說(shuō)明硒還能改善胰島β細(xì)胞的分泌功能。硒的這種作用被認(rèn)為是由于硒的補(bǔ)充，增加了GSH－Px的含量和活性，清除自由基的能力增強(qiáng)，使胰島組織及胰島素免受破壞。

五 硒與其它元素的相互作用

硒與其它元素的相互作用很早就有報(bào)道。砷能拮抗硒中毒。硒能拮抗汞中毒及鎘中毒。體外實(shí)驗(yàn)表明，硒可拮抗氟所誘導(dǎo)的人肝細(xì)胞凋亡和脂質(zhì)過(guò)氧化。鎘對(duì)血硒濃度也有影響，日本的骨痛病就是由于鎘中毒所致，同時(shí)發(fā)現(xiàn)骨痛病患者全血硒濃度降低。也有通過(guò)對(duì)大鼠的研究表明，當(dāng)硒攝入量增加時(shí)，鎘的這種影響則消失。崔晞等研究了銅、鋅、錳對(duì)小鼠肝、腎、血、腦中硒含量的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)由于與硒共同攝入銅或鋅或錳，降低了硒在肝、腎和血液中的積蓄，這些部位的硒含量均低于或顯著低于純硒組。硫能拮抗硒的部分毒性作用，可使進(jìn)食富硒飼料的大鼠體重增加，使硒中毒程度降低，但未能改變大鼠的肝退化功能。銀對(duì)缺乏維生素E的大鼠和小雞是有毒的，分別產(chǎn)生與硒缺乏相似的肝壞死和滲出性素質(zhì)。硒對(duì)鉛也有一定的拮抗作用，食物中補(bǔ)硒可降低鉛在大鼠各組織中的含量;同時(shí)，對(duì)鉛中毒的大鼠也有部份保護(hù)作用。

六 硒的其它作用

在人類，硒缺乏是克山病及大骨節(jié)病的一個(gè)主要病因已得到證實(shí)。1990年范德巴斯(J．B．Vanderpas)等還報(bào)道了對(duì)扎伊爾北部地方性甲狀腺腫地區(qū)缺碘及缺硒與克汀病關(guān)系的研究。通過(guò)對(duì)非缺碘、中度缺碘及重度缺碘3個(gè)地區(qū)的研究，發(fā)現(xiàn)克汀病患者血清硒及紅細(xì)胞GSH－Px濃度均顯著低于非缺碘對(duì)照地區(qū)，并認(rèn)為這種硒缺乏與中非地方性粘液水腫型克汀病發(fā)生率高有關(guān)。在我國(guó)青海省的一些碘缺乏地區(qū)與硒缺乏地區(qū)相重疊，而這些地區(qū)的粘液水腫型克汀病也比其它省單純?nèi)钡獾貐^(qū)更為常見(jiàn)。但目前還沒(méi)有更多的資料來(lái)評(píng)價(jià)碘和硒同時(shí)缺乏對(duì)甲狀腺功能的影響作用。

七 硒的需要量

由于我國(guó)出現(xiàn)的克山病和大骨節(jié)病可通過(guò)補(bǔ)硒來(lái)預(yù)防，以及在芬蘭東部、新西蘭東部低硒地區(qū)的流行病學(xué)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)以心肌梗死為主的心臟病發(fā)生與低硒狀態(tài)有關(guān)，而美國(guó)高硒地區(qū)多種心臟病和死亡率又明顯低于低硒地區(qū)，特別是發(fā)現(xiàn)了因硒缺乏使癌發(fā)生率、死亡率升高。于是，人們考慮以硒作為這些疾病的預(yù)防藥。但硒的營(yíng)養(yǎng)安全帶窄，如果攝取營(yíng)養(yǎng)水平的10倍量，可以引起中毒;而攝入其1/10量則又能引起缺乏病。因此，對(duì)硒需要量的研究是硒營(yíng)養(yǎng)學(xué)中的一個(gè)重要課題。以往的研究主要是通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及理論上的推測(cè)來(lái)獲得數(shù)據(jù)。鑒于我國(guó)兼有世界上罕見(jiàn)的低硒地區(qū)和高硒地區(qū)，并且都出現(xiàn)的相應(yīng)的缺乏病和中毒癥。因此，我國(guó)的這些地區(qū)是研究人類硒需要量的最佳實(shí)驗(yàn)基地。楊光圻等從1982年開(kāi)始研究人體硒需要量。他們?cè)谖覈?guó)西南低硒地區(qū)進(jìn)行硒的最低需要量和生理需要量的研究，測(cè)出成人每日最低硒需要量為17 μg，生理需要量為40 μg，用安全因子處理后得出滿足最低及生理需要的每日膳食供應(yīng)量分別為22 μg和50 μg。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明硒的抑癌作用大都接近中毒劑量，因此，在疾病防治上就涉及到硒的最大安全攝入量。楊光圻等1985～1988年間在恩施高硒地區(qū)測(cè)得的結(jié)果表明，成人每日最高限硒攝入量為750～800 μg，用不同的安全因子處理后，得到非高硒地區(qū)和高硒地區(qū)最高攝入量分別為每日400 μg和500 μg。1990年，他們的這些研究數(shù)據(jù)得到3個(gè)國(guó)際組織(FAO/WHO/IAEA)聯(lián)合召開(kāi)的國(guó)際會(huì)議的承認(rèn)和采用。

總之，硒的營(yíng)養(yǎng)保健作用仍是一尚待開(kāi)墾的領(lǐng)域。多種硒蛋白的提純及功能的研究;硒與它元素相互作用機(jī)制;硒遺傳危害作用的證實(shí);硒的抗癌機(jī)制;硒對(duì)心血管病的預(yù)防機(jī)制等等，均有待于進(jìn)一步研究。隨著各種機(jī)制的闡明，硒也將作為保健、預(yù)防藥進(jìn)入一個(gè)應(yīng)用時(shí)代。

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R02

A

1674－5884(2012)05－0175－03

2012－03－24

余慶皋(1955－)，男，湖北武漢人，教授，主要從事生物化學(xué)教學(xué)及醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究。

(責(zé)任編校 謝宜辰)