硒的生理功能、攝入現(xiàn)狀與對(duì)策研究進(jìn)展

袁麗君, 袁林喜*, 尹雪斌*, 秦立強(qiáng)

1.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院, 合肥 230026;2.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院, 功能農(nóng)業(yè)工程中心聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室, 合肥 230088;3.江蘇省硒生物工程研究中心, 江蘇 蘇州 215123;4.蘇州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院, 江蘇 蘇州 215123

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硒的生理功能、攝入現(xiàn)狀與對(duì)策研究進(jìn)展

袁麗君1,2,3, 袁林喜1,2,3*, 尹雪斌1,2,3*, 秦立強(qiáng)3,4

1.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院, 合肥 230026;2.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院, 功能農(nóng)業(yè)工程中心聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室, 合肥 230088;3.江蘇省硒生物工程研究中心, 江蘇 蘇州 215123;4.蘇州大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院, 江蘇 蘇州 215123

硒是谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、甲狀腺素脫碘酶、硒蛋白K、硒蛋白W等多達(dá)25種硒蛋白的重要組分，與抗氧化、激素調(diào)節(jié)、礦質(zhì)元素代謝等功能密切相關(guān)。綜述了近10年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)微量元素硒在人體中的生理功能、參考攝入量標(biāo)準(zhǔn)、硒攝入不足所導(dǎo)致的“硒隱性饑餓”問(wèn)題的現(xiàn)狀及其相應(yīng)的對(duì)策等方面的研究進(jìn)展，以期為硒的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化研究提供參考。

硒；生理功能；攝入量；隱性饑餓；生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化；應(yīng)對(duì)策略

1817年，瑞典化學(xué)家Berzelius從硫酸廠鉛室底部的紅色粉狀物質(zhì)中首次發(fā)現(xiàn)硒(selena)。1934年，美國(guó)懷俄明州和南達(dá)柯他州農(nóng)業(yè)站發(fā)布了一份關(guān)于動(dòng)物因食用高硒植物而患?jí)A毒癥和蹣跚盲的報(bào)告引起學(xué)界的重視，隨后，科學(xué)家們開(kāi)始了硒元素生理作用的研究。1957年，德國(guó)科學(xué)家Schwarz等[1]證實(shí)硒對(duì)肝臟有很強(qiáng)的保護(hù)作用；與此同時(shí)，大量研究表明硒的缺乏將直接導(dǎo)致多種疾病的發(fā)生。1973年，美國(guó)科學(xué)家Rotruck等[2]在分子水平上揭示了硒的生物活性形態(tài)——谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPx)，指出人體缺硒將導(dǎo)致谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性降低，這一發(fā)現(xiàn)首次確認(rèn)硒的生理作用；同年，中國(guó)科學(xué)家楊光圻等[3]發(fā)現(xiàn)克山病區(qū)居民血硒和發(fā)硒濃度均低于非病區(qū)，首次提出克山病可能是由于硒的攝入量過(guò)低導(dǎo)致的。1981年，楊光圻等[4]在調(diào)查湖北恩施高硒區(qū)的人群脫發(fā)脫甲病過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)其與過(guò)高的硒攝入密切相關(guān)。因此，盡管微量元素硒在人體中發(fā)揮著重要的生理功能，但是攝入量過(guò)高或過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致健康風(fēng)險(xiǎn)。隨著科學(xué)研究的不斷深入，硒的生理功能不斷被發(fā)掘，各國(guó)的硒推薦攝入量也在變化，硒攝入量缺乏問(wèn)題也開(kāi)始得到關(guān)注和重視，應(yīng)對(duì)方法和手段也豐富起來(lái)?；诖?，本文總結(jié)了近10年來(lái)最新的研究成果，綜合論述了硒的生理功能研究進(jìn)展，調(diào)研了各國(guó)權(quán)威公布的硒推薦攝入量，總結(jié)了應(yīng)對(duì)硒攝入缺乏的策略，以期為科學(xué)認(rèn)識(shí)硒的生理功能、合理指導(dǎo)硒營(yíng)養(yǎng)攝入與補(bǔ)充提供科學(xué)參考。

1 硒的生理功能研究進(jìn)展

目前，在人體和動(dòng)物體中已發(fā)現(xiàn)了25種硒蛋白，其種類(lèi)與功能如表1[5,6]所示。由于這些硒蛋白參與特定酶的代謝活動(dòng)，因此硒缺乏將會(huì)阻礙酶的合成、降低酶的活性，從而影響人體正常的生理活動(dòng)，尤其是在甲狀腺激素代謝、氧化還原反應(yīng)、生殖功能和免疫功能等方面[6]。另一方面，硒蛋白在機(jī)體中的抗氧化作用對(duì)人體的健康具有重要意義，可以清除身體正常代謝和呼吸過(guò)程中不斷生成的活性氧(ROS)、活性氮(RNS)，抑制DNA、RNA、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)等生物分子的烷基化。充足的硒有助于保持適當(dāng)?shù)奈鞍姿?，進(jìn)一步保持特定酶的活性，降低血漿中ROS和RNS的水平，預(yù)防許多疾病的發(fā)生與發(fā)展。鑒于硒對(duì)人體健康的重要作用，硒與人體疾病的關(guān)系也逐漸為科學(xué)家所確認(rèn)，目前已發(fā)現(xiàn)了幾種與硒攝入相關(guān)的疾病。

1.1 硒缺乏地方病

1.1.1 克山病 克山病是最早發(fā)現(xiàn)的與缺硒相關(guān)的地方病，最早發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)70年代中國(guó)黑龍江省克山縣，隨后西藏和西伯利亞的某些低硒地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似癥狀。楊光圻等[7]在1973年最先關(guān)注并研究了克山病與硒之間的聯(lián)系。研究表明克山病是一種慢性病程的心肌病，而硒代謝失衡會(huì)使谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPx)與超氧化物歧化酶(SOD)活性降低、清除自由基功能降低，從而導(dǎo)致自由基堆積，生物膜氧化，進(jìn)一步造成心肌細(xì)胞損傷[8]。

1.1.2 大骨節(jié)病 自1849年俄羅斯科學(xué)家Yurenski首次報(bào)道該病以來(lái)，目前世界范圍內(nèi)僅有俄羅斯、朝鮮以及我國(guó)部分地區(qū)仍然存在大骨節(jié)病患者。大骨節(jié)病是一種以關(guān)節(jié)軟骨變性、壞死為主的慢性地方性疾病。研究表明，大骨節(jié)病與硒元素的缺乏密切相關(guān)[9]。大骨節(jié)病區(qū)基本都處于低硒的地球化學(xué)環(huán)境中，體內(nèi)的低硒營(yíng)養(yǎng)水平是大骨節(jié)病患者的共同特征，對(duì)大骨節(jié)病患者進(jìn)行補(bǔ)硒后能有效緩解病癥[10]。

表1 硒蛋白的種類(lèi)與功能Table 1 Type and function of selenoproteins.

1.2 與抗氧化功能相關(guān)的疾病

1.2.1 癌癥 研究顯示硒具有抑制和預(yù)防癌癥的作用。無(wú)機(jī)形式硒(如亞硒酸鈉)和有機(jī)形式硒(如硒代半胱氨酸或硒代蛋氨酸)的化學(xué)性質(zhì)都表明硒具有很強(qiáng)抗氧化能力[11]；還原型谷胱甘肽可以催化還原過(guò)氧化氫，消除自由基，防止脂質(zhì)過(guò)氧化，保護(hù)細(xì)胞免受活性氧氧化；硒水平可明顯地影響癌基因表達(dá)，人體血硒含量與惡性腫瘤發(fā)病率間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系[12]。

目前，臨床上開(kāi)發(fā)了與其他抗癌物質(zhì)協(xié)同作用的無(wú)機(jī)硒化合物(如硒酸鈉、亞硒酸鈉[13]、二氧化硒)，還開(kāi)發(fā)了可以高效防止癌癥擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移的有機(jī)硒化合物，包括硒氰(如芐基硒氰化物、對(duì)苯二亞甲基硒氰化物)、硒醚[如二(喹唑啉-4-基)二硒醚]、硒醇[14]以及含硒雜環(huán)(如三苯基氯化硒、硒唑呋喃)等。臨床研究表明，這些硒化合物對(duì)癌癥治療具有明顯效果，尤其是肺癌、膀胱癌、大腸癌、肝腫瘤、食道癌、賁門(mén)部胃癌、甲狀腺癌和前列腺癌等。

1.2.2 心血管疾病 許多研究清晰表明硒與心血管的結(jié)構(gòu)、功能及有關(guān)疾病的發(fā)生密切相關(guān)。血硒水平可作為心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)因素，高血硒水平可以大大降低心血管風(fēng)險(xiǎn)，尤其能夠提高谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的水平，有助于保持心臟健康[15]。

在美國(guó)，Bleys等[16]調(diào)查得出成年人血清硒水平與心血管疾病的死亡率相關(guān)，高硒區(qū)心血管發(fā)病率明顯低于低硒區(qū)；芬蘭學(xué)者Salonen等[17 ]進(jìn)行了7年心血管病死亡率與血清硒含量之間關(guān)聯(lián)研究，發(fā)現(xiàn)心血管疾病患者死亡與其血清硒含量低有關(guān)；荷蘭學(xué)者Kok等[17 ]進(jìn)行的9年病理研究中也得出類(lèi)似結(jié)論。這主要由于硒可以提高谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPx)與超氧化物歧化酶(SOD)活性，直接限制了ROS、脂質(zhì)過(guò)氧化物和氧自由基的水平，從而進(jìn)一步降低心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[17]。

1.2.3 艾滋病 艾滋病毒感染者硒水平往往較低，可能因?yàn)槲鴶z入量不足，也可能是過(guò)度腹瀉和吸收不良導(dǎo)致的。研究發(fā)現(xiàn)，血液中硒濃度的降低將會(huì)使艾滋病患者心肌病和死亡風(fēng)險(xiǎn)增加；對(duì)于孕婦，低硒可能增加艾滋病毒傳染給后代和后代早夭的風(fēng)險(xiǎn)[18]。一些臨床實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，增加成年艾滋病患者的硒攝入，能夠抑制HIV-1病毒載量的增加從而降低住院頻率[19]。

大量人和動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，艾滋病毒具有強(qiáng)力誘導(dǎo)氧化應(yīng)激活化和損傷細(xì)胞DNA的特點(diǎn)，而硒蛋白的抗氧化性能在免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用[20]，可以減緩艾滋病發(fā)病。硒修飾的核苷作為抗病毒藥物，與一些不含硒化合物的抗氧化補(bǔ)充劑相比具有更明顯的優(yōu)勢(shì)[21]。

1.2.4 熱帶疾病 大量的哺乳動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果指出，硒作為一種天然抗氧化劑，對(duì)熱帶疾病的預(yù)防和治療有一定作用，特別是熱帶疾病中的肺結(jié)核(TB)和利什曼病。最近，微量元素硒已被確認(rèn)為一種熱帶疾病保護(hù)劑，可以有效地抑制利什曼原蟲(chóng)引起的氧化損傷和肺結(jié)核病(TB)[22]。

1.2.5 病毒感染 2001年，美國(guó)科學(xué)家Beck等[23]的研究發(fā)現(xiàn)充足的硒含量可以保護(hù)機(jī)體免受病毒感染，相對(duì)正常人群而言缺硒人群更易于被流感病毒傳染。由于硒的抗氧化功能，人體在處于最優(yōu)血漿硒濃度時(shí)對(duì)病毒的免疫力也相應(yīng)提高。

1.3 與激素調(diào)節(jié)功能相關(guān)的疾病

1.3.1 甲狀腺疾病 人體所有器官中單位硒含量最高的為甲狀腺[24]，硒和碘一樣對(duì)甲狀腺素(三碘甲狀腺素T3)的分泌和代謝具有重要作用，存在于甲狀腺中的硒蛋白對(duì)維持其氧化還原反應(yīng)(如硫氧蛋白還原酶)和甲狀腺激素合成兩個(gè)代謝活動(dòng)至關(guān)重要。

由于硒蛋白對(duì)甲狀腺代謝活動(dòng)的調(diào)控作用，開(kāi)發(fā)硒蛋白類(lèi)似物的抗甲狀腺藥物研究曾掀起一陣熱潮。近年來(lái)，已陸續(xù)研發(fā)出MMI(MSeI)、PTU和MTU(MSeU)等，其中MMI在臨床研究中效果最為顯著；相關(guān)的研究還發(fā)現(xiàn)，甲狀腺疾病——粘液水腫型克汀病與硒缺乏存在關(guān)聯(lián)：對(duì)患者同時(shí)補(bǔ)充硒和碘，可以有效改善粘液水腫型克汀病癥狀，而單獨(dú)補(bǔ)充碘沒(méi)有作用[25]。

1.3.2 糖尿病 在以往的研究中，硒曾因是人體內(nèi)谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPx)、硫氧還原酶的活性成分，而被認(rèn)為可以緩解糖尿病患者胰島的氧化應(yīng)激。但美國(guó)科學(xué)家Laclaustra等[26]對(duì)9 000多名美國(guó)成年糖尿病患者進(jìn)行橫斷面研究指出，高硒水平會(huì)導(dǎo)致Ⅱ型糖尿病的發(fā)生；同時(shí)Wiernsperger等[27]對(duì)意大利北部的7 182名女性受試者進(jìn)行類(lèi)似的研究后也發(fā)現(xiàn)提高膳食硒攝入量會(huì)導(dǎo)致女性Ⅱ型糖尿病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加；硒可以通過(guò)反向調(diào)節(jié)ROS削弱肝胰島素敏感性，從而增加Ⅱ型糖尿病風(fēng)險(xiǎn)。最新的研究揭示血清硒水平與Ⅱ型糖尿病風(fēng)險(xiǎn)之間呈現(xiàn)U型非線(xiàn)性關(guān)系：血清中的硒水平處于52.5～97.5 μg/L的范圍內(nèi)，Ⅱ型糖尿病風(fēng)險(xiǎn)與血清硒水平呈正相關(guān)關(guān)系；在血清硒水平處于97.5～132.5 μg/L的范圍內(nèi)時(shí)，Ⅱ型糖尿病風(fēng)險(xiǎn)隨血清硒水平增加呈平緩下降的趨勢(shì)；在血清硒水平大于132.5 μg/L時(shí)，Ⅱ型糖尿病風(fēng)險(xiǎn)與血清硒水平呈極顯著正相關(guān)關(guān)系[28]。

1.3.3 神經(jīng)退行性疾病 硒蛋白P在腦部主要分布于小腦、嗅球、海馬區(qū)和額葉皮質(zhì)，在神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞中均有表達(dá)，對(duì)神經(jīng)細(xì)胞具有保護(hù)作用，在維持正常的腦功能中發(fā)揮著重要作用[29]。腦部硒含量隨著年齡增長(zhǎng)而逐漸下降，這可能是老年人更易患神經(jīng)退行性疾病的原因之一[30]。研究顯示硒缺乏引起的氧化應(yīng)激會(huì)誘導(dǎo)阿爾茨海默癥(簡(jiǎn)稱(chēng)AD)早期形成，且硒與AD的氧化應(yīng)激、胞內(nèi)鈣、磷酸激酶/磷酸酯酶等相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路密切相關(guān)[31]。

1.4 炎癥性疾病

橫斷面研究顯示，患有囊性纖維化、痤瘡、炎癥性腸病等慢性炎癥性疾病病人的硒水平會(huì)降低，而硒的補(bǔ)充有助于緩解這些癥狀。類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)患者的臨床數(shù)據(jù)顯示，RA患者的血清硒水平都明顯低于健康人群[32]。其可能的機(jī)制是硒可以通過(guò)抑制誘導(dǎo)白細(xì)胞介素和腫瘤壞死因子α產(chǎn)生的NF-κB級(jí)聯(lián)反應(yīng)影響炎癥反應(yīng)，此外，硒蛋白S(SelS)在炎癥反應(yīng)中扮演了重要的角色[33]。

1.5 硒過(guò)量導(dǎo)致的疾病

硒攝入過(guò)量會(huì)導(dǎo)致中毒癥狀或疾病，包括惡心、嘔吐、指甲變色或變脆甚至脫落、脫發(fā)、疲勞、煩躁、皮膚或呼吸有大蒜氣味[34]。慢性硒中毒多發(fā)生在高硒地區(qū)，如：發(fā)生在1961-1964年間的湖北恩施高硒區(qū)的人群脫毛、脫甲、神經(jīng)系統(tǒng)感覺(jué)遲鈍、四肢麻木甚至癱瘓、腱反射亢進(jìn)等癥狀與其過(guò)高的硒攝入(日硒攝入量達(dá)到4 990 μg)密切相關(guān)[4]；在印度天然高硒區(qū)的旁遮普州，當(dāng)?shù)啬行缘娜瘴鴶z入量達(dá)到632 μg，女性達(dá)到475 μg，出現(xiàn)了脫發(fā)的硒中毒癥狀[35]。急性硒中毒曾在2008年的美國(guó)發(fā)生，當(dāng)時(shí)201個(gè)人服用硒含量標(biāo)注錯(cuò)誤的硒補(bǔ)充劑，導(dǎo)致日硒攝入量高達(dá)41 749 μg，隨后78%的人出現(xiàn)腹瀉、75%的人出現(xiàn)疲勞、72%的人出現(xiàn)脫發(fā)、70%的人出現(xiàn)關(guān)節(jié)疼痛、61%的人出現(xiàn)指甲變色或變脆、58%的人出現(xiàn)惡心等癥狀[34]。

2 硒的參考攝入量研究進(jìn)展

2.1 中國(guó)

最早關(guān)于人體硒需求量和推薦攝入量的研究來(lái)自楊光圻研究團(tuán)隊(duì)，其于1982-1992年對(duì)低硒的四川克山病區(qū)和高硒的湖北恩施地區(qū)進(jìn)行了硒的需求量和安全量研究，得到避免發(fā)生克山病的膳食硒最低需要量為17 μg/d，而使血漿谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPx)達(dá)到飽和的膳食硒生理需要量為41 μg/d，膳食硒最高安全攝入量為400 μg/d。隨著研究的不斷深入，有數(shù)據(jù)表明，當(dāng)血硒濃度達(dá)到1.27 μmol/L (100 μg/L)時(shí)，GPx活性達(dá)到飽和而不再升高，無(wú)法評(píng)價(jià)硒的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，故以GPx活性作為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，僅適用于較低硒水平人群[36]。同時(shí)發(fā)現(xiàn)血漿硒蛋白P也可以作為評(píng)估硒營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的有效指標(biāo)。2007年，夏弈明[37]在四川克山病區(qū)進(jìn)行硒需求量研究，得出使血漿硒蛋白P達(dá)到飽和的硒需求量為49 μg/d，認(rèn)為其更適合作為今后評(píng)價(jià)人體硒營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、測(cè)定人體硒需求量及修訂DRIs的最佳指標(biāo)。經(jīng)體重和個(gè)體差異等因素適當(dāng)校正，即加上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差(一般設(shè)為10%)后計(jì)算出推薦攝入量為60 μg/d，即49 μg/d×1.2=58.8 μg/d，然后修正為60 μg/d。目前最新的2013年中國(guó)膳食硒營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2[38]。

2.2 國(guó)際

基于楊光圻1987年的調(diào)研數(shù)據(jù)[39]，美國(guó)選取40 μg/d為基數(shù)值，同時(shí)考慮到中美體重的差異，因此以美國(guó)居民的體重為調(diào)整因子對(duì)40 μg/d的基數(shù)進(jìn)行調(diào)整，得到美國(guó)的硒膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量為53 μg/d[40]；然而1999年，新西蘭進(jìn)行的類(lèi)似實(shí)驗(yàn)結(jié)果則表明，使血漿谷胱甘肽過(guò)氧化緊隨中國(guó)、美國(guó)對(duì)硒攝入量標(biāo)準(zhǔn)化后，世界各國(guó)政府也開(kāi)始積極響應(yīng)。首先，歐盟給出的膳食硒營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量為55 μg/d；隨后，澳大利亞和新西蘭一起進(jìn)行了全民硒攝入量的調(diào)查[49]，同時(shí)基于中國(guó)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)制定了本國(guó)的硒營(yíng)養(yǎng)素參考值：平均需要量(EAR)為52 μg/d和推薦攝入量(RNI)為60 μg/d(男性)、55 μg/d(女性)[47]；加拿大、英國(guó)也開(kāi)始對(duì)成年健康人群的膳食硒營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化：英國(guó)推薦攝入量(RNI)為75μg/d(男性)和60 μg/d(女性)；加拿大則認(rèn)為膳食硒營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量無(wú)性別差異均為55 μg/d；德國(guó)、奧地利、瑞士也開(kāi)始重視硒的研究，由德國(guó)營(yíng)養(yǎng)協(xié)會(huì)進(jìn)行調(diào)查分析，最終一起制定了3個(gè)國(guó)家的膳食硒營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量的標(biāo)準(zhǔn)(表3)。

表2 中國(guó)居民硒營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量(μg/d)Table 2 Dietary reference intakes (DRIs) of selenium for Chinese residents(μg/d).

物酶(GPx)達(dá)到飽和的膳食硒生理需求量為68 μg/d[41]，同年，美國(guó)和加拿大的DRI委員會(huì)也進(jìn)行了類(lèi)似研究，分析得出人體補(bǔ)充硒可以提高血漿中的GPx活性，且在10～40 μg/d范圍內(nèi)，補(bǔ)充越多，效果越明顯。目前美國(guó)膳食硒攝入量的基數(shù)是45 μg/d，根據(jù)中國(guó)平均需求量(52 μg/d[39])和新西蘭的平均需求量(38 μg/d[40])的平均值，加上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差(一般設(shè)為10%)后計(jì)算出推薦攝入量為55 μg/d，即(52 μg/d+38 μg/d)/2×1.2=54 μg/d，然后修正為55 μg/d。目前美國(guó)膳食硒營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量標(biāo)準(zhǔn)(2005年)見(jiàn)表3。

表3 其他國(guó)家、WHO居民硒營(yíng)養(yǎng)素推薦攝入量(μg/d)Table 3 Recommended nutrient intakes (RNIs) of selenium in other contries and WHO (μg/d).

世界衛(wèi)生組織(WHO)也迅速關(guān)注了硒攝入量的問(wèn)題，于1990年召開(kāi)的“微量元素在人體營(yíng)養(yǎng)中的作用”會(huì)議上專(zhuān)家委員建議采用適宜膳食硒需求量的實(shí)驗(yàn)值作為膳食推薦攝入量的基數(shù)值。世界衛(wèi)生組織(WHO)計(jì)算出了硒的最低需求量(所需攝入量可以滿(mǎn)足預(yù)防克山病和臨床相關(guān)的飲食不足)，得出19 μg/d的日硒攝入量可以防止克山病的發(fā)生，與體重校正后，得出男性攝入量為34 μg/d，女性為26 μg/d(表3)。

3 硒攝入現(xiàn)狀與對(duì)策

3.1 硒攝入現(xiàn)狀

根據(jù)不同國(guó)家和地區(qū)的成年人硒攝入量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[50]，中國(guó)除硒中毒區(qū)以外的大部分地區(qū)、沙特阿拉伯、捷克共和國(guó)、布隆迪(非洲)、新幾內(nèi)亞(島)、尼泊爾、克羅地亞、埃及、巴西、印度、比利時(shí)、法國(guó)、塞爾維亞、斯洛維尼亞、土耳其、波蘭、瑞典、德國(guó)、西班牙、葡萄牙、丹麥、斯洛伐克共和國(guó)、希臘、荷蘭、意大利、奧地利、愛(ài)爾蘭、韓國(guó)等29個(gè)國(guó)家或地區(qū)的成人日硒攝入量都顯著低于中國(guó)居民硒推薦攝入量(RNI)60 μg/d，出現(xiàn)顯著的硒“隱性饑餓”問(wèn)題；僅有澳大利亞、新西蘭、瑞士、芬蘭、日本、美國(guó)、加拿大、委內(nèi)瑞拉等8個(gè)國(guó)家的成人日硒攝入量在60～400 μg/d范圍內(nèi)，為硒攝入充足國(guó)家；但在中國(guó)恩施等高硒地區(qū)，成人日硒攝入量卻高達(dá)4 990 μg/d，為硒攝入過(guò)量地區(qū)?？梢?jiàn)，硒的攝入量在全球的分布是極不均勻的，大多數(shù)國(guó)家都處于硒攝入量不足的“隱性饑餓”狀態(tài)。

根據(jù)WHO的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示目前大約10億人面臨著硒營(yíng)養(yǎng)不良的問(wèn)題[51]，缺硒引起的“隱性饑餓”正威脅著人類(lèi)健康。值得指出的是，盡管中國(guó)的硒儲(chǔ)備資源(26 000 t，約為世界硒資源的五分之一)在全球排名第四(僅在加拿大、美國(guó)和比利時(shí)之后)，但是從東北的黑龍江省到西南的云南省都處于低硒帶，土壤硒含量低于0.4 μg/g，土地缺硒面積達(dá)到71.2%[52]，約占世界缺硒土地的70%[53]。因此，2014年《營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題羅馬宣言》和“2015年后可持續(xù)發(fā)展議程”的主題為：“讓饑餓與營(yíng)養(yǎng)不良成為歷史”，期望讓“隱性饑餓”問(wèn)題得到更多的國(guó)家和人們的認(rèn)識(shí)和重視，并采取積極的應(yīng)對(duì)措施。

3.2 應(yīng)對(duì)硒攝入缺乏的對(duì)策

3.2.1 增加食物多樣性 中國(guó)居民主要食物中的硒含量為水果(0.53±0.30 μg/100g)<蔬菜(4.23±17.05 μg/100g) <畜禽肉類(lèi)(6.62±2.28 μg/100g) <谷物(9.41±9.98 μg/100g)<蛋乳類(lèi)(10.13±8.98 μg/100g) <水產(chǎn)類(lèi)(39.84±38.15 μg/100g)[54]，但中國(guó)居民膳食攝入以谷物為主、蔬菜和肉類(lèi)為輔，導(dǎo)致硒攝入量偏低，因此為提高硒攝入，建議中國(guó)人群增加水產(chǎn)類(lèi)、蛋乳類(lèi)食物的攝入。美國(guó)當(dāng)?shù)厥澄镂刻攸c(diǎn)為蔬菜(1 μg/100g)<水果(2 μg/100g)<蛋乳類(lèi)(8～15 μg/100g)<谷物(19 μg/100g)<畜禽肉類(lèi)(18～33 μg/100g)<水產(chǎn)類(lèi)(40 μg/100g)[55]，而美國(guó)居民飲食特點(diǎn)以谷物、畜禽肉類(lèi)、水產(chǎn)類(lèi)為主，從而導(dǎo)致美國(guó)居民的日硒攝入量顯著高于中國(guó)居民，達(dá)到106 μg/d[56]。歐洲當(dāng)?shù)爻Ｒ?jiàn)食物平均硒含量為水果(1 μg/100g)<蔬菜(2 μg/100g)<谷物(11 μg/100g)<畜禽肉類(lèi)(牛肉：7.6 μg/100g、豬肉：14 μg/100g、羊肉：3.8 μg/100g)<魚(yú)(16 μg/100g)<內(nèi)臟(豬肝：42 μg/100g、豬腰：145 μg/100g)[57]，同時(shí)發(fā)現(xiàn)歐洲沿海地區(qū)居民由于食用較多海產(chǎn)品導(dǎo)致硒攝入量明顯高于內(nèi)陸地區(qū)，因此歐洲內(nèi)陸居民可以通過(guò)增加海產(chǎn)品的攝入來(lái)提高其日硒攝入量。

盡管通過(guò)增加食物多樣性可提高膳食硒的攝入，但食物中硒的含量普遍較低，需要攝入足夠量的食物才能達(dá)到明顯提高硒攝入的效果，對(duì)于老人、小孩及其他食物攝入量較少的人群及素食主義者，則很難實(shí)現(xiàn)，同時(shí)食物攝入量過(guò)多可能會(huì)引起正常人出現(xiàn)肥胖等副作用，且飲食習(xí)慣的改變通常也比較有挑戰(zhàn)性。

3.2.2 工業(yè)硒營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化 工業(yè)硒營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化是通過(guò)向一般食品中適量添加硒的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，從而使食品具有特定營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。目前中國(guó)境內(nèi)允許添加的硒營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑只有以下7種：亞硒酸鈉、硒酸鈉、硒蛋白、富硒食用菌粉、L-硒-甲基硒代半胱氨酸、硒化卡拉膠(僅限用于含乳飲料)、富硒酵母(僅限用于含乳飲料)[58]。

工業(yè)硒營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑可以分為2類(lèi)：一類(lèi)為以亞硒酸鈉、硒酸鈉為代表的無(wú)機(jī)硒營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，人體對(duì)無(wú)機(jī)硒的吸收利用率較低，且無(wú)機(jī)硒營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑穩(wěn)定性差，生物利用率較低，同時(shí)無(wú)機(jī)硒毒性大，攝入過(guò)量會(huì)對(duì)人體造成傷害，甚至在生產(chǎn)加工中過(guò)多地接觸也會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒害。另一類(lèi)為以硒蛋白、硒酵母為代表的有機(jī)硒營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，是經(jīng)生物轉(zhuǎn)化而得，毒性低，且生物利用性和生理作用更好，吸收利用率高[59]。

工業(yè)硒營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化由于技術(shù)成熟、產(chǎn)品價(jià)格適宜，且對(duì)人群的年齡和食量沒(méi)有限制，因此對(duì)提高人群的硒攝入量具有明顯效果。但無(wú)機(jī)硒營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑對(duì)人體存在一定的毒害作用，且超標(biāo)添加硒營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑是目前仍不能杜絕的現(xiàn)象。

3.2.3 硒膳食補(bǔ)充劑攝入 膳食補(bǔ)充劑在中國(guó)又稱(chēng)為營(yíng)養(yǎng)素補(bǔ)充劑，是指以補(bǔ)充維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的手段達(dá)到保健功能，而不以提供能量為目的的產(chǎn)品。其作用是補(bǔ)充膳食營(yíng)養(yǎng)供給的不足，預(yù)防營(yíng)養(yǎng)缺乏和降低某些慢性退行性疾病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

據(jù)2009-2010年美國(guó)國(guó)家健康與營(yíng)養(yǎng)(NHANES)調(diào)查數(shù)據(jù)分析：大多數(shù)美國(guó)人之所以每日能夠攝取足夠的硒，是由于18%～19%的成人和兒童使用膳食硒補(bǔ)充劑來(lái)補(bǔ)充硒[60](常見(jiàn)為硒迷你片、硒酵母復(fù)合水果酵素)，其中2歲以上美國(guó)人平均每日從食物中攝入硒量為108.5 μg，從膳食硒補(bǔ)充劑中攝入硒量為12.3 μg；其中成年男性有較高的日攝入量：從食物中獲得硒量為134 μg，從膳食硒補(bǔ)充劑中獲得硒量為17 μg；成年女性從食物中獲得硒量為93 μg，從膳食硒補(bǔ)充劑中獲得硒量為25 μg。

在中國(guó)對(duì)于硒膳食補(bǔ)充劑的使用已有嚴(yán)格的規(guī)范，特別是不同年齡和人群每日硒膳食補(bǔ)充劑的用量范圍已明確規(guī)定，見(jiàn)表4(引用國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局食藥監(jiān)食監(jiān)三便函〔2014〕174號(hào))。

表4 我國(guó)硒營(yíng)養(yǎng)素補(bǔ)充劑的規(guī)定用量Table 4 The usage in rule of selenium supplement of China.

注：硒來(lái)源為亞硒酸鈉。

硒膳食補(bǔ)充劑是一種便捷高效提高硒攝入的方法，且能夠定量，但是膳食補(bǔ)充劑的硒源卻存在一定的隱患：在美國(guó)，膳食補(bǔ)充劑中硒源為亞硒酸鈉和硒酵母，而在中國(guó)，亞硒酸鈉是唯一指定來(lái)源，但是，亞硒酸鈉存在顯著的健康風(fēng)險(xiǎn)。此外，膳食補(bǔ)充劑中防腐劑引起的副作用目前沒(méi)有明確的說(shuō)明；而且，膳食補(bǔ)充劑的價(jià)格是其向普通人群推廣的另一限制因素。

3.2.4 硒生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化 硒生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化是指通過(guò)農(nóng)藝措施、生物技術(shù)或育種技術(shù)，增加農(nóng)作物可食部分、畜牧動(dòng)物或可食微生物的硒含量及其有效形態(tài)硒含量的方法。目前主要有3種途徑：

①天然硒生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化。盡管中國(guó)是典型的缺硒大國(guó)，但是仍存在一些天然富硒區(qū)，如湖北恩施、陜西安康、貴州開(kāi)陽(yáng)、浙江龍游、山東棗莊、四川萬(wàn)源、江西豐城、安徽石臺(tái)等；美國(guó)的南達(dá)科他、內(nèi)布拉斯加、懷俄明、亞利桑那、堪薩斯、北達(dá)科他、新墨西哥、蒙他那、猶他等州等也是富硒區(qū)。除此之外在愛(ài)爾蘭、以色列、澳大利亞、墨西哥、哥倫比亞、南非、委內(nèi)瑞拉、俄羅斯、加拿大等地也存在一些小區(qū)域天然富硒區(qū)。這些區(qū)域土壤中的硒含量可達(dá)到0.4 μg/g以上，即硒可以直接通過(guò)食物鏈富集到農(nóng)作物提高當(dāng)?shù)鼐用竦奈諗z入量。對(duì)湖北恩施的3個(gè)富硒村調(diào)查結(jié)果顯示，當(dāng)?shù)刂饕r(nóng)作物中的大米、大豆、塊莖作物、葉菜、肉、雞蛋中的硒含量分別達(dá)到0.96 mg/kg、0.71 mg/kg、0.33 mg/kg、0.72 mg/kg、1.72 mg/kg、2.26 mg/kg(鮮重)，居民日硒攝入量達(dá)到550 μg/d，不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中國(guó)非富硒區(qū)日硒攝入量平均值(26～32 μg/d)，而且有可能存在硒攝入量過(guò)多的風(fēng)險(xiǎn)[61]。安徽石臺(tái)縣大山村是天然富硒村，海拔1 000米，距離縣城距離約50 km，調(diào)查結(jié)果表明，大山村的大米硒含量達(dá)到0.70 mg/kg，是縣城大米硒含量(0.038 mg/kg)的約18倍；大山村葉菜硒含量為0.12～0.76 mg/kg，是縣城葉菜硒含量(0.02～0.15 mg/kg)的5倍；大山村居民日硒攝入量達(dá)到115 μg/d，但是縣城居民的日硒攝入量?jī)H為52 μg/d，顯著低于大山村[62]。因此，通過(guò)食用天然富硒區(qū)的自然生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化獲取的富硒農(nóng)作物，可以提高人群膳食硒攝入量。而且，對(duì)于高硒地區(qū)(如：湖北恩施)應(yīng)該將當(dāng)?shù)氐母呶r(nóng)作物售賣(mài)到缺硒地區(qū)，或者與低硒地區(qū)的農(nóng)作物搭配食用，降低硒攝入過(guò)高的風(fēng)險(xiǎn)。美國(guó)、加拿大等富硒地區(qū)的谷物輸出已經(jīng)影響了購(gòu)買(mǎi)地區(qū)居民的膳食硒攝入量水平。

②農(nóng)藝措施硒生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化。葉面噴施硒肥可有效提高葉菜類(lèi)、水果等作物中的硒含量[63]。同時(shí)，硒礦物肥料可明顯提高土壤中硒獲取率和硒肥的利用效率[64]。在芬蘭、新西蘭和中國(guó)，采用無(wú)機(jī)硒肥的農(nóng)藝硒生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化策略提高作物硒含量的案例已取得較大成功[65,66]。尤其在芬蘭，從1984年在全國(guó)范圍內(nèi)使用硒肥后，大多數(shù)食物中的硒含量得到了大幅度提升，居民膳食硒攝入量增加了2倍，達(dá)到80 μg/d；血清硒水平提高了60%，達(dá)到1.40 μmol/L；芬蘭由硒攝入量缺乏逐步提升到硒攝入量充足[67]。除此之外，農(nóng)作物種子硒包膜種植技術(shù)將硒肥包膜隨種子一起施入土壤，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)強(qiáng)化、減少了硒肥用量、提高了硒肥利用率、極大地節(jié)約成本，也是一種具有廣泛前景的農(nóng)藝硒生物強(qiáng)化措施[68]。

③育種或基因技術(shù)硒生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化。硒盡管不是高等植物生長(zhǎng)必需的微量元素，但是不同物種對(duì)硒元素的吸收和積累效果存在顯著差異。因此，選擇可以積累硒的作物品種將是一種有效的硒生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化方式。目前，已篩選和培育出了一些硒積累作物品種，如黑稻金龍1號(hào)(中國(guó)吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育)、水稻隆慶4號(hào)(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育)。此外，美國(guó)科學(xué)家識(shí)別出硒超積累植物雙鉤黃芪的硒超積累關(guān)鍵基因?yàn)榧谆腚装彼徂D(zhuǎn)移酶(SMT)，并將SMT基因?qū)胛抢鄯e植物擬南芥中，發(fā)現(xiàn)該擬南芥植物地上部分比野生型累積多達(dá)3倍的硒，并在葉中檢測(cè)到大量硒-甲基硒代半胱氨酸的和γ-谷氨甲基硒半胱氨酸[69]。但是，育種或基因技術(shù)硒生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。

4 展望

綜上所述，微量元素硒是谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、甲狀腺素脫碘酶、硒蛋白K、硒蛋白W等多達(dá)25種人體硒蛋白的重要組成成分，與抗氧化、激素調(diào)節(jié)、礦質(zhì)元素代謝等功能密切相關(guān)；目前發(fā)現(xiàn)克山病、大骨節(jié)病、癌癥、心血管疾病、艾滋病等多達(dá)13類(lèi)疾病與硒缺乏有關(guān)，但Ⅱ型糖尿病則體現(xiàn)出了與血硒水平的“U”形關(guān)系，即：過(guò)高或過(guò)低的硒水平會(huì)增加Ⅱ型糖尿病的患病風(fēng)險(xiǎn)。過(guò)量硒的攝入則會(huì)導(dǎo)致嘔吐、腹瀉、指甲變色或變脆、脫發(fā)等急性或慢性中毒癥狀。因此，世界各國(guó)和WHO等國(guó)際組織針對(duì)不同人群制定了硒的每日膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量(DRIs)?？墒?，全球范圍內(nèi)有中國(guó)、沙特、印度、巴西等29個(gè)國(guó)家存在硒攝入缺乏(隱性饑餓)的問(wèn)題，僅有澳大利亞、新西蘭、瑞士、芬蘭、日本、美國(guó)、加拿大、委內(nèi)瑞拉等8個(gè)國(guó)家人群硒攝入量是充足的。針對(duì)廣泛存在的硒的“隱性饑餓”問(wèn)題，目前的應(yīng)對(duì)方式主要是通過(guò)增加食物多樣性、工業(yè)硒強(qiáng)化、硒的膳食補(bǔ)充劑攝入、硒生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化等4種途徑來(lái)提高人群的硒攝入量。但是，農(nóng)業(yè)上大量使用化肥、追求高產(chǎn)，將會(huì)加劇農(nóng)作物中微量營(yíng)養(yǎng)的下降(包括硒)，以及農(nóng)產(chǎn)品的重金屬污染問(wèn)題，導(dǎo)致人群的硒的“隱性饑餓”問(wèn)題進(jìn)一步惡化[70,71]。因此，為更好地應(yīng)對(duì)硒的“隱性饑餓”問(wèn)題，一方面需要加強(qiáng)公眾健康教育，讓公眾不僅應(yīng)關(guān)注主量營(yíng)養(yǎng)健康，還應(yīng)關(guān)注微量營(yíng)養(yǎng)健康，盡早消除“隱性饑餓”的潛在威脅；另一方面要加強(qiáng)對(duì)食物多樣性方案、工業(yè)硒強(qiáng)化產(chǎn)品、硒的膳食補(bǔ)充劑、硒生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)，為科學(xué)應(yīng)對(duì)硒的“隱性饑餓”提供解決方案。

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Physiological Function, Deficiency and its Solutions on Selenium: A review

YUAN Li-jun1,2,3, YUAN Lin-xi1,2,3*, YIN Xue-bin1,2,3*,QIN Li-qiang3,4

1.SchoolofEarthandSpaceSciences,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230026,China;2.InstituteofAdvancedTechnology,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230088,China;3.JiangsuBio-EngineeringResearchCentreofSelenium,JiangsuSuzhou215123,China;4.SchoolofPublicHealth,SoochowUniversity,JiangsuSuzhou215123,China

Selenoproteins was identified up to 25 species in human body (eg. GPx, Dio, Sel K, Sel W), which closely associated with antioxidant, hormone regulation and minerals metabolism.This review focused on the research progress of physiological functions, dietary reference intakes (DRIs), dietary intake deficiency (so-called “hidden hunger”) and its solutions on the trace element selenium (Se) in recent 10 years, which was expected to provide reference for Se biofortification research.

selenium; physiological function; dietary intake; hidden hunger; biofortification; coping strategy

2016-08-30; 接受日期：2016-10-10

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(NNSFC31400091);江蘇省青年自然科學(xué)基金(BK2012195;BK2012202);中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目(2013-1-6)資助。

袁麗君，碩士研究生，主要從事硒生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化研究。E-mail: 1309583422@qq.com。*通信作者：袁林喜，研究員，博士，主要從事硒生物營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化研究。 E-mail:yuanli@ustc.edu.cn; 尹雪斌，副教授，博士，主要從事功能農(nóng)業(yè)研究。E-mail:xbyin@ustc.edu.cn

10.3969/j.issn.2095-2341.2016.06.03