硒的生物學活性及其作用機制

肖喆　石瑛　王捷　孔令佳　張猛　白蕓

【摘要】硒是人類生命活動中所必需微量元素之一，具有重要的生物學作用，被譽為“抗癌之王”，缺硒可引起多種疾病影響人體健康。本文對硒的發(fā)現(xiàn)和分布以及硒在醫(yī)學中的抗氧化作用、免疫功能、遺傳損傷保護、心血管系統(tǒng)調(diào)節(jié)和抗癌作用的研究進展進行了綜述，并對富硒產(chǎn)品的開發(fā)以及硒的其它功能的未來發(fā)展做了展望。

【關鍵詞】硒;生物學活性;作用機制

【中圖分類號】R-4;G434 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004-597X（2019）17-0305-02

稀有金屬元素硒是人體所需微量元素中的一種，被譽為“抗癌之王”。研究表明，硒具有抗氧化作用，可清除機體中過剩的自由基，有保護肝臟和輔助抑癌功能、還有延緩衰老、保護視力等預防或治療性功能。硒不可在人體內(nèi)自主合成，只能通過攝入的方式來維持機體內(nèi)硒的正常含量。通過微生物富集、動物轉(zhuǎn)化與植物轉(zhuǎn)化等生物技術可有效地完成硒轉(zhuǎn)化，這是將無機硒轉(zhuǎn)化為有機硒的有效方式，例如富硒酵母、富硒乳酸菌、富硒雞蛋、海藻硒等。世界衛(wèi)生組織建議人體每天補充200μg硒，但是攝入硒的量又不能過高，最大量不能超過400μg/d，否則會引起硒中毒，急性硒中毒會在短時間內(nèi)引起反應，而慢性硒中毒是由于硒含量漸漸在體內(nèi)積累所致，反應時間因人而異。硒的化學結(jié)構(gòu)不同，所產(chǎn)生的毒性也不盡相同。當機體缺硒也會表現(xiàn)出相應的病態(tài)，如免疫功能出現(xiàn)障礙、網(wǎng)狀細胞數(shù)目大幅增加、外分泌功能受損等。多糖具有提高免疫力等多種功效，如果將硒與多糖結(jié)合形成有機物，兼具硒和多糖的功能，可為開發(fā)硒多糖、硒蛋白等產(chǎn)品提供物質(zhì)基礎和研究潛能。最近報道了一種人工合成的納米硒，其特點是低毒、高活性，這為硒的深層次研究提供了新的方向。因此，本文通過硒在醫(yī)藥應用等方面的綜述以及展望，進一步了解硒及富硒產(chǎn)品的功能和重要意義。

1.硒的發(fā)現(xiàn)及分布

元素硒（Selenium，Se）是瑞典化學家J.J.Berzelius于十九世紀初發(fā)現(xiàn)的，同時他還發(fā)現(xiàn)了硒的同素異構(gòu)體。硒位于化學元素周期表中的第四周期Ⅵ族，為灰色帶金屬光澤的非金屬元素。在自然界中，硒的存在方式有兩種：無機硒和有機硒，兩種硒都可參與到谷胱甘肽過氧化物酶在肝臟中的作用途徑。無機硒與有機硒相比，毒性較大，生物利用率較低，價格相對優(yōu)惠，含量偏高。據(jù)研究數(shù)據(jù)統(tǒng)計，全球范圍內(nèi)硒的分布是不均勻的，南美洲最多，大洋洲最少。中國等國家硒的儲存量占絕大多數(shù)，但是黑龍江省硒含量嚴重不足，四川等地次之，在湖北恩施和陜西紫陽等地段硒含量比國內(nèi)其它地區(qū)高數(shù)十倍甚至是更高。

2.生物活性

硒與人類的多種疾病密切相關，顯著的預防或降低生物的自發(fā)性和由化學機制誘發(fā)的腫瘤發(fā)生、散播和復發(fā)。硒的醫(yī)藥學主要機制是在生物體內(nèi)產(chǎn)生不同的抗氧化因子，清除機體內(nèi)自由基。腫瘤病變及神經(jīng)系統(tǒng)疾病的主導誘因是生物體內(nèi)的自由基含量過高，細胞膜和生物大分子會有不同程度的損傷和氧化，因此自由基動態(tài)波動的基本穩(wěn)定是機體正常代謝、維持穩(wěn)態(tài)的基礎因素之一。目前，我國常用的硒制品是無機硒或亞硒酸鈉，但副作用較強，可通過動植物體將無機硒轉(zhuǎn)化成有機硒，這對于我國缺硒狀況的改善具有積極的意義。

2.1硒與抗氧化作用

硒在谷胱甘肽過氧化酶中占有重要的地位，在抗氧化方面起調(diào)節(jié)作用，保護生物膜的完整性。谷胱甘肽過氧化物酶可將生物體內(nèi)的氫過氧化物或脂過氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C醇類，阻止自由基攻擊細胞膜，保護機體組織中不飽和脂肪酸等脂類物質(zhì)不被破壞。過氧化物酶體在維護機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定起到了重要的作用，防止生物體過度氧化。由此，含硒的過氧化物酶在體內(nèi)含量的變化波動在一定程度上反映出生物體膜系統(tǒng)的受損傷程度及機體健康狀況。同時，硒還可促進機體對部分維生素的吸收。

2.2硒與免疫功能

硒在一定程度上可增強生物體免疫功能，刺激機體產(chǎn)生免疫蛋白與抗體，加強其抵抗力。適當?shù)奈靠梢詥用庖叻磻?，調(diào)節(jié)體內(nèi)的免疫應答。當缺乏硒時，免疫細胞的生物活性受到抑制，不利于免疫細胞的增殖分化。當硒含量通過攝入的方式補充過多時，某些特定時期的炎癥反應和免疫方式會發(fā)生變化。在自身免疫、過敏性哮喘、慢性炎癥等疾病的調(diào)查對比過程中均發(fā)現(xiàn)與硒的含量有關。李巖等通過調(diào)查攝入不同濃度硒多糖小鼠的細胞和體液免疫功能兩項指標及非特異性免疫數(shù)據(jù)指標，證實硒多糖可加強小鼠體液免疫和抗體細胞活性，進而加強其免疫功能。秦韜等研究發(fā)現(xiàn)在一定的范圍內(nèi)硒修飾的當歸多糖中淋巴細胞顯著增強，同樣也可增強機體免疫作用。

2.3硒與遺傳損傷防護作用

硒對在一定范圍內(nèi)的遺傳損傷有防護作用。近年來，硒對防治疾病和抗衰老方面引起了較強關注，一些干預性試驗表明，某些病癥出現(xiàn)的機率與攝入硒的含量有關，可能為反比例關系。硒還具有抗衰老功能，主要的作用機制為增強抗過氧化物酶活性，減少過氧化脂質(zhì)和防止生成脂褐素，以達到抗衰老的作用。劉秀芬等研究發(fā)現(xiàn)SOD富硒枸杞對胡油煙冷凝物引發(fā)的基因突變具有保護作用。無論是在體內(nèi)還是體外實驗中，硒均表現(xiàn)出防病、治病的功效以及抗衰老的保健功能。

2.4硒與心血管系統(tǒng)調(diào)節(jié)

硒對心血管的結(jié)構(gòu)及疾病起到保護和治療作用，主要是通過攝入食物源抗氧化劑與蛋白質(zhì)結(jié)合從而發(fā)揮作用。其次，硒對于高血壓具有預防和治療的效果。國內(nèi)外學者進行大量實驗表明，硒含量在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)血脂代謝功能，預防高脂血癥的發(fā)生。世界衛(wèi)生組織認為，冠心病發(fā)病的誘發(fā)元素之一就是硒含量的失衡。當體內(nèi)硒含量不足時，血小板發(fā)生凝聚，血液粘稠度增加，若此時動脈內(nèi)皮有損傷，膽固醇沉積從而導致動脈粥狀硬化、心血管發(fā)生病變。有實驗表明，硒有助于維護血壓的穩(wěn)定，相對于大多數(shù)誘發(fā)高血壓的病因均可調(diào)節(jié)。明確硒對心血管系統(tǒng)調(diào)節(jié)機制，可有效的預防高血壓等心血管疾病發(fā)生。雖然在近二十多年來，研究們在此方面做出了很大的貢獻，但對于硒的作用機理尚未完全了解，依然是生物領域上的難題之一。

2.5硒與癌癥及其它疾病

大量流行性病學證明，許多癌癥的發(fā)生與硒有密切的聯(lián)系。硒對慢性白血病、乳腺癌、胃癌、直腸癌等癌癥均有預防和治療的作用。硒可抑制癌細胞基因的復制和轉(zhuǎn)錄以及蛋白質(zhì)的合成，延長有絲分裂的M期G-2期，為DNA的修復提供了時間，癌細胞在內(nèi)環(huán)境的生長受到抑制，達到控制癌細胞過度增殖的作用，降低或抑殺癌細胞。硒還可抑制癌細胞的靶向性，硒通過癌細胞增殖過程中大量積累的GSH直接識別癌細胞，從而將其殺死。硒與致癌劑是競爭關系，可改變細胞生長進程中的某些關節(jié)步驟，以影響癌基因?qū)C體DNA的損傷。

硒缺乏時，心肌細胞受損，心肌細胞線粒體功能失常，鈣質(zhì)沉積，脂含量升高，導致克山病和大骨節(jié)病的誘發(fā)?？松讲∨c大骨節(jié)病為常見的兩種地方性疾病。采取補硒的方式增強谷胱甘肽過氧化物酶的活性，從而清除自由基，防止機體受損。研究發(fā)現(xiàn)大骨節(jié)病的環(huán)境影響因素有硒的缺乏和T-2毒素，適當補充硒含量可減少T-2毒素對關節(jié)軟骨的損傷，以便改善軟骨的生物代謝狀況。

硒除了具有上述醫(yī)藥學功能外，還具有抑菌作用，可抵抗大腸桿菌以及部分真菌。有些生物硒制品已成為補充硒元素的商品，這為豐富保健品市場提供了新的途徑，也為將來癌癥等疾病的防御和治療發(fā)揮有效的作用。

3展望

硒是生命體正常運轉(zhuǎn)不可或缺的元素，在維持機體正常生命代謝過程中具有重要意義。天然食物中硒的含量嚴重缺乏，不足補充人體正常硒含量，提高體內(nèi)的硒需從源頭上增加硒的含量，并調(diào)節(jié)硒營養(yǎng)方式和防治缺乏或過量硒引起的疾病。加強富硒產(chǎn)品開發(fā)利用，通過常見的農(nóng)作物或微生物轉(zhuǎn)化有機硒，建立良好的硒營養(yǎng)方式。也可將富硒藻類應用在水生態(tài)治理方面，將廢水中的硒固定在藻體內(nèi)，將其變廢為保健品或魚餌料。因此，在今后的研究過程中需要研發(fā)更高效、更安全的富硒產(chǎn)品種類來滿足機體所需的硒含量。硒在疾病治療或輔助治療中起著非常重要的作用，對于硒在醫(yī)藥作用中的作用機理研究還不夠深入，可深入探究其作用機理，探索更多的功能，為戰(zhàn)勝疾病做出更大的貢獻。