Селен: антиоксидант із критичною роллю в боротьбі зі старінням. Частина 1

Анотація: Старіння характеризується дисбалансом між пошкодженням, спричиненим активними формами кисню (АФК), і антиоксидантним захистом організму. Як важливий харчовий фактор, мікроелемент селен (Se) може змінювати поступові та спонтанні фізіологічні зміни, спричинені окисним стресом, потенційно призводячи до профілактики захворювань і здорового старіння. Вона бере участь у покращенні антиоксидантного захисту, імунних функцій та метаболічного гомеостазу. Неадекватний статус Se може зменшити тривалість життя людини шляхом прискорення старіння або підвищення вразливості до різних розладів, включаючи дисфункцію імунітету та ризик раку. Цей огляд висвітлює наявні дослідження щодо ефективної ролі Se в механізмах старіння та показує потенційні клінічні наслідки, пов’язані з його споживанням. Також обговорювалися основні джерела органічного Se та переваги його наноформул.

Глікозид цистанхи може також підвищувати активність СОД у тканинах серця та печінки та значно знижувати вміст ліпофусцину та МДА в кожній тканині, ефективно поглинаючи різні реактивні кисневі радикали (OH-, H₂O₂ тощо) та захищаючи від пошкодження ДНК, спричиненого ОН-радикалами. Фенілетаноїдні глікозиди Cistanche мають сильну здатність поглинати вільні радикали, вищу відновну здатність, ніж вітамін С, покращують активність СОД у суспензії сперми, знижують вміст МДА та мають певний захисний ефект на функцію мембрани сперми. Полісахариди цистанхе можуть підвищувати активність SOD і GSH-Px в еритроцитах і легеневих тканинах експериментально старіючих мишей, викликаних D-галактозою, а також знижувати вміст MDA і колагену в легенях і плазмі і підвищувати вміст еластину, мають хороша очищувальна дія на DPPH, подовжує час гіпоксії у старіючих мишей, покращує активність СОД у сироватці та затримує фізіологічну дегенерацію легенів у експериментально старіючих мишей. Експерименти показали, що цистанхе має хорошу антиоксидантну здатність до клітинної морфологічної дегенерації. і має потенціал бути лікарським засобом для запобігання та лікування хвороб старіння шкіри. У той же час ехінакозид у Cistanche має значну здатність поглинати вільні радикали DPPH і має здатність поглинати активні форми кисню та запобігати індукованій вільними радикалами деградації колагену, а також має хороший ефект відновлення при пошкодженні аніонів вільних радикалів тиміну.

Натисніть на переваги rou cong rong

【Додаткова інформація:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

Ключові слова: селен; користь для здоров'я; старіння людини; антиоксидантну дію; імунозахист; хіміопрофілактика

1. Введення

Старіння є важливим фактором ризику розвитку багатьох вікових розладів [1]. Оскільки в глобальному масштабі спостерігається стійка тенденція до старіння людської популяції, кількість хвороб, пов’язаних зі старінням, також поступово зростає. Патогенез різних розладів здоров’я, включаючи нейродегенеративні захворювання або рак, зумовлений накопиченням активних форм кисню (АФК), які викликають окислювальний стрес і запалення, які є основними факторами старіння клітин [1,2]. Загалом старіння характеризується дисбалансом між ушкодженнями, завданими АФК, і антиоксидантним захистом організму [3]. Вільні радикали можуть утворюватися через вплив забруднювачів навколишнього середовища, іонів металів, радіації або побічних продуктів метаболізму ліків [4]. Виробництво АФК і окислювальне пошкодження біомакромолекул (нуклеїнових кислот, ліпідів і білків) можуть бути сприятливим середовищем для розвитку вікових захворювань [5,6]. Ендогенні захисні механізми організму людини не можуть забезпечити повну профілактику пошкодження АФК, і для цього особливо важливі різні природні джерела дієтичних антиоксидантів [7]. Добре відомі антиоксидантні властивості багатьох поліфенолів, вітамінів і мікроелементів [4,7–11]. Дефіцит мікроелементів, таких як вітаміни та мінерали, може пригнічувати імунітет і викликати схильність до інфекційних захворювань, раку, нейродегенерації, серцево-судинних розладів і гормонального дисбалансу [12]. Природні антиоксиданти, як ефективні поглиначі вільних радикалів, незамінні в профілактиці та лікуванні багатьох вікових розладів [1,4].

Мікроелемент селен (Se) розглядався як дієтична добавка для зміцнення здоров’я, оскільки він має цінні антиоксидантні властивості [13]. Він може реконструювати поступові та спонтанні біохімічні та фізіологічні зміни, потенційно призводячи до профілактики захворювань та здорового старіння, оскільки він бере участь у покращенні антиоксидантного захисту, імунних функцій та метаболічного гомеостазу [14]. У природі вона міститься у воді, ґрунті та їжі [15]. Основними біологічно важливими Se-вмісними органічними сполуками вважаються амінокислоти, пептиди та ферменти [13]. Селеноцистеїн, S-to-Se замінений варіант амінокислоти цистеїну, є ключовим компонентом селенопротеїнів [16]. Таким чином, фізіологічний ефект Se зумовлений головним чином його включенням до селенопротеїнів [17].

Слід зазначити, що в організмі людини виявлено 25 селенопротеїнів [18]. Селенопротеїни беруть участь у багатьох метаболічних і функціональних шляхах, таких як старіння, рак або інфекція [19]. Таким чином, Se-вмісний фермент глутатіонпероксидаза може допомогти знизити вільні радикальні реакції до допустимих рівнів шляхом відновлення H2O2 до H2O та органічних гідропероксидів (ROOH) до спирту (ROH) [20,21]. Se-залежні глутатіонпероксидази (GPX1–4 і GPX6) і тіоредоксинредуктази (TrxR1-3) безпосередньо пригнічують окислювальний стрес; цитозольний GPX4 необхідний для ембріонального розвитку та виживання клітин. GPX1 є найпоширенішим селенопротеїном і основною метаболічною формою Se організму проти сильного окислювального стресу [22]. До речі, GPX1 був першим селенопротеїном, виявленим в організмі ссавців [17]. GPX1 є спеціальним селеноферментом ссавців, який підтримує окисно-відновну рівновагу шляхом детоксикації АФК [17]. Відомі також декілька неферментативних селенопротеїнів, таких як селенопротеїни F, H, I, K тощо [17]. Ейвері та Хоффман повідомили, що дефіцит Se може викликати імунну недостатність, значно підвищуючи сприйнятливість до патогенів або навіть раку [17]. Наприклад, на прикладі функціонування імунної системи доведено оздоровчі функції селенопротеїну К [23].

Згідно з рекомендаціями ВООЗ, добове споживання Se дорослими має становити 40–70 мкг/добу залежно від статі та стану організму (ваги, стану вагітності у жінок тощо) [24]. Проте середній вміст Se в добовому раціоні досить часто не досягає цього рівня. Типовий рівень добового споживання коливається в діапазоні 30–50 мкг/добу в різних країнах Європи [20]. Слід зазначити, що Se в дозах понад 400 мкг/добу виявляє шкідливу дію. Безконтрольне вживання продуктів, збагачених Se, може призвести до отруєння [20]. Таким чином, Se можна вважати мікроелементом, який характеризується дуже вузьким діапазоном концентрацій в організмі людини між дефіцитом, оптимальним фізіологічним і токсичним рівнями [20]. Користь Se для організму людини найчастіше оцінюють під час дослідження його вмісту в біологічному матеріалі (крові, плазмі, сечі, тканинах) або активності глутатіонпероксидази [25]. Нормальний діапазон для плазми Se становить приблизно 120–160 нг/мл [26].

Дефіцит Se, яким страждає близько мільярда людей у ​​всьому світі, може суттєво вплинути на здоров’я [27]. У багатьох країнах Se може бути дефіцитним через його низьку концентрацію в ґрунтах і, відповідно, у рослинах, які ростуть на цьому субстраті [13]. Такі відомі ендемічні азіатські хвороби, як Кешана і Кашина-Бека, викликані дефіцитом Se. Слід зазначити, що більше 50% регіонів Китаю характеризуються дефіцитом Se в ґрунті [28]. Вона має вузький розрив між його основними рівнями і кількостями, пов'язаними з токсичністю [13]. Як правило, вплив Se на здоров’я (корисний чи токсичний) залежить від дози та пов’язаний із хімічною формою цього мікроелемента та його біодоступністю [29]. Незначне перевищення вмісту Se може призвести до токсичності; таким чином, його потрібно приймати обережно та обережно [20,30]. Наслідки для здоров’я виникають, коли в організмі є нестача або надлишок Se (рис. 1). Зокрема, дефіцит Se призводить до ендокринних та імунних розладів, інфекцій, хронічного запалення, нейродегенерації, серцево-судинних захворювань і раку, що в кінцевому підсумку негативно впливає на довголіття [31].

Надлишок Se в деяких географічних регіонах може спричинити інший розлад під назвою «селеноз» [13,32]. Клінічні ознаки селенозу включають часниковий запах дихання та діарею, облисіння, відшарування нігтів, біль, дратівливість, озноб, тремтіння та неврологічні ушкодження. Екстремальні випадки селенозу можуть свідчити про зміни печінки, цироз, набряк легенів, ураження легень або смерть[33].

Основною формою Se, що споживається людиною, є селенометіонін [17]. Варто зазначити, що органічний селенометіонін може викликати токсичність у концентраціях, набагато вищих, ніж неорганічний Se [34]. Органічний Se, особливо SeMet, основний харчовий вид, є більш корисним, ніж його неорганічна форма в рамках збалансованої дієти [29].

Надлишок цього елемента в якості харчової добавки або внаслідок забруднення навколишнього середовища може мати токсичну дію у вигляді захворювань суглобів і розладів системи крові [35]. Здоров’я нігтів на ногах демонструє харчовий статус Se в епідеміологічних дослідженнях більш суттєво, ніж інші біомаркери [31].

Ризик дефіциту Se, здається, зростає пропорційно до віку [36] і вікових захворювань [22]. Se можна вважати показником довголіття в популяції людей похилого віку, оскільки він відіграє певну роль у підтримці здоров’я людей похилого віку [37]. Неадекватний статус Se може зменшити очікувану тривалість життя людини через прискорення процесу старіння або підвищення вразливості до різних вікових захворювань. González та ін. показали, що підтримувати хороші рівні сироваткового Se є важливим, оскільки це може вплинути на самооцінку здоров’я, фізичну активність і, як наслідок, якість життя літніх людей [38]. Цей огляд висвітлює наявні дослідження щодо ефективної ролі Se в механізмах старіння та показує потенційні клінічні наслідки, пов’язані з його споживанням. Також обговорювалися основні джерела органічного Se.

2. Роль Se в профілактиці та лікуванні розладів здоров'я

2.1. Окислювальний стрес, запалення та імунітет

У неминучому процесі старіння, передбаченому природою, відбувається дисбаланс між антиоксидантним захистом і АФК, незворотні зміни в оновленні мітохондрій і виснаження стовбурових клітин [39]. За даними Alehagen та ін., ці розлади тісно пов’язані з хронічним запаленням, яке супроводжує вікові захворювання [39]. Simonoff та ін. стверджував, що антиоксидантний статус людей похилого віку можна оцінити шляхом вимірювання рівня Se в крові та вітамінів (A і E) [40]. Рівні Se в сироватці та плазмі, активність глутатіонпероксидази та концентрація селенопротеїну P є загальновживаними показниками статусу Se у людей [17].

Se має антиоксидантну, імуностимулюючу та протизапальну дію [33]. Багато селенопротеїнів беруть участь у регуляції антиоксидантної активності [41]. Залишок селеноцистеїну в селенопротеїні К вважається відповідальним за його біоактивність [23]. Селенопротеїни, такі як GPXs 1–4, ефективно детоксикують клітинні пероксиди, які захищають від АФК [13]. Дослідження in vivo показали, що у мишей, яким вводили в черевну порожнину D-галактозу для індукції моделі старіння, селенопротеїни, екстраговані з багатого на Se рису, підвищували ферментативну антиоксидантну здатність (GSH-Px і SOD) у печінці та сироватці крові мишей. групи Se-дієти порівняно з контрольною групою [42].

Як кофактор ферментів антиоксидантного захисту, Se відіграє значну роль у регуляції різних запальних процесів в організмі [35]. Недостатній рівень Se в організмі пов’язаний із такими запальними захворюваннями шкіри, як псоріаз та атопічний дерматит [43]. Як правило, Se стимулює збільшення виробництва антитіл в імунній системі [20,44]. Оптимальний статус Se (60–175 нг Se/мл плазми) може послабити запальний процес і зменшити ускладнення в легенях, кишечнику тощо [17]. Еспаладорі та ін. було виявлено, що Se, який використовується для інтраканального лікування, може посилювати загоювальні ефекти гідроксиду кальцію в протизапальній відповіді в періапікальних тканинах зуба [45]. Згідно з Ceyan та ін., Se продемонстрував захисну дію проти окисної токсичності, викликаної зубною амальгамою [46].

Група з 16 довголітніх людей віком від 101 до 105 років, які проживають у Верхньосілезькому окрузі (Польща), мала значно вищу активність глутатіонредуктази та каталази еритроцитів, ніж молоді, здорові дорослі жінки [47]. Підвищення активності ферментів у крові довголітніх, головним чином глутатіонредуктази та каталази, можна інтерпретувати як сприятливу відповідь на окислювальний стрес, що забезпечує баланс між виробництвом АФК та ​​ефективністю антиоксидантного захисту при нормальному старінні [ 47]. Добавки Se у пацієнтів з респіраторним дистрес-синдромом також можуть модулювати запальну реакцію, відновлюючи антиоксидантну здатність легенів через рівні інтерлейкіну (IL)-1 та IL-6 [48]. Селенопротеїни дуже важливі для метаболізму простаноїдів завдяки їх імуномодулюючій дії [49].

Дефіцит Se негативно впливає на стан вроджених і адаптивних імунних реакцій [17]. Вплив Se на імунну систему є багатоцільовим, тобто модулює активність нейтрофілів, макрофагів, природних клітин-кілерів, Т- і В-лімфоцитів [18]. Дослідження останнього десятиліття показали, що оптимальні добавки Se можуть бути використані для ефективної підтримки імунної системи під час дитячої лейкемії [50]. Достатній рівень Se покращував функції фагоцитозу в макрофагах і активність Т-клітин [51].

Багато селеноферментів і неферментативний селенопротеїн К, трансмембранний білок ендоплазматичного ретикулуму, важливий для кальцій-залежної сигналізації, відіграють важливу роль в активації імунних клітин [18,52]. Марсіель і Хоффман повідомили, що гомеостаз кальцію може бути змінений, коли різні типи клітин перетворюються на пухлинні клітини. Селенопротеїн К, відіграючи важливу роль у регуляції імунітету як кофактор для ферменту, який бере участь у посттрансляційних модифікаціях і дозріванні білків в ендоплазматичному ретикулумі, сприяє потоку кальцію в ендоплазматичному ретикулумі імунних клітин [23]. Таким чином, дефіцит Se пов’язаний не тільки з порушенням антиоксидантного захисту, але також із потоком кальцію та згортанням білка в клітинах [53]. Можна зробити висновок, що добавки Se можуть підвищити імунітет проти раку чи інших захворювань, створюючи можливість здорового довголіття.

2.2. інфекції

Як відомо, АФК часто утворюються в організмі людини під час вірусних інфекцій, а їх надлишок може індукувати окислювальний стрес, який є однією з ознак клінічних симптомів багатьох захворювань [54]. Серед основних мікроелементів, які беруть участь у прогресуванні вірусної інфекції, Se відіграє важливу роль в окисно-відновному гомеостазі та антиоксидантному захисті завдяки його включенню, як уже згадувалося, у життєво важливі селенопротеїни [55,56]. Наприклад, добавки Se сильно вплинули на пригнічення вірусу та відновлення Т-клітин у ВІЛ-інфікованих пацієнтів у Руанді [57]. Хворі на туберкульоз та ВІЛ мали нижчий статус Se порівняно зі здоровими людьми [17].

Вже третій рік коронавірусна хвороба COVID-2019 вражає мільйони людей і призводить до періодичних глобальних спалахів пандемії. Дефіцит Se був зафіксований при кількох розладах здоров’я, спричинених вірусами, включаючи COVID-19 [35,55]. Недавні дослідження показали, що пацієнти з COVID-19 мають нижчий рівень циркулюючого заліза (Fe), цинку (Zn) і Se [58]. Добавки Se пацієнтам із COVID-19 були корисними для запобігання прогресуванню захворювання [59]. Харгрівз і Мантл виявили, що коензими Q10 і Se можуть зменшувати окислювальний стрес і рівень запалення у пацієнтів, інфікованих COVID-19- [60]. Se-вмісні агенти вважалися важливими регуляторами захисних механізмів проти COVID-19 через їх протизапальні та імуномодулюючі властивості [61].

Стійкість до антибіотиків і рак зараз вважаються двома найбільш значущими проблемами громадського здоров'я, які призводять до значної смертності населення планети через смерть понад 1,5 млн осіб на рік [62]. Це свідчить про те, що антибіотики та доступні хіміотерапевтичні засоби не забезпечують ефективного лікування таких серйозних проблем зі здоров’ям. Наночастинки Se продемонстрували значну антибактеріальну активність проти мультирезистентних бактерій [63]. Se-вмісний герметик усував утворення біоплівки в зубному нальоті, спричинене патогенними бактеріями Streptococcus mutants, S. sanguinis та S. salivarius [64,65]. Seguya та ін. порівняли ефективність селенорганічного герметика та хлоргексидину діацетату для запобігання утворенню біоплівки S. mutants на зубах людини [66]. Повідомлялося, що хлоргексидину діацетат і органоселен незначно пригнічували прикріплення мутантів S. до зубів [66].

Додавання Se було корисним під час зараження мишей бразильським штамом Trypanosoma cruzi, що призвело до зменшення паразитемії та збільшення тривалості життя. Через 64 ​​дні після інфікування групи, які отримували 4 ppm і 8 ppm Se у вигляді селенату натрію в питній воді, показали 60 відсотків виживання, а група без Se продемонструвала 0 відсотків виживання [67].

2.3. Розлади ендокринної системи

Як відомо, для належного функціонування щитовидної залози, окрім йоду, необхідні декілька елементів, у тому числі Se, Zn та мідь (Cu) [68]. Вона є одним із важливих регуляторів метаболічних процесів, і її оптимальне споживання необхідно для підтримки гомеостазу [69].

Як нещодавно повідомлялося, ідентифіковано 35 селенопротеїнів [70]. Як зазначив Шомбург [71], значна кількість селенопротеїнів бере участь у функціонуванні щитовидної залози. Дефіцит Se має вирішальне значення для розвитку тиреоїдиту Хашимото та хвороби Грейвса [72]. Сильний дефіцит Se в раціоні під час вагітності може спричинити розвиток аутоімунного захворювання щитоподібної залози [73].

Три з них є йодтироніндейодиназами, які відіграють ключову роль у метаболізмі гормонів щитовидної залози. Однією з найважливіших ролей Se-ферментів є участь у синтезі тиреоїдних гормонів і, отже, в регуляції основного метаболізму в усіх клітинах і тканинах організму [74]. Йодтироніндейодинази розщеплюють йод-вуглецеві зв’язки в метаболізмі тиреоїдних гормонів. Селенопротеїни P і GPX 3, присутні в плазмі людини, часто оцінюють як біомаркери для оцінки Se статусу організму [13,34]. Введення Se при аутоімунному тиреоїдиті знижувало титри аутоімунних антитіл і покращувало самопочуття пацієнтів [75].

Стійкий дефіцит Se також може спричинити безпліддя [35]. Багато клінічних досліджень вказують на те, що дефіцит Se є причиною кількох репродуктивних ускладнень, таких як чоловіче та жіноче безпліддя, викидень, передчасні пологи тощо [76,77].

Як дійшли висновку Прабху та Лей, як дефіцит Se, так і надлишок, здається, порушують регуляцію метаболізму глюкози та підвищують ризик діабету 2 типу в кількох дослідженнях на тваринах, з менш чіткими зв’язками, виявленими в клінічних дослідженнях [34].

2.4. Рак

Під час 5-річних епідеміологічних досліджень і клінічних випробувань, проведених японськими вченими, було встановлено значні ефекти достатнього статусу Se у пацієнтів з різними типами раку [78]. Разагі та ін. повідомили, що поживні дози Se можуть стимулювати імунну систему проти раку [18]. Протиракові ефекти селенопротеїну К були виявлені на моделях меланоми in vivo та клітинних лініях меланоми людини [23]. Варламова та ін., в антиканцерогенній дії Se задіяні різні механізми. Крім помітних антиоксидантних ефектів, Se-вмісні сполуки можуть підтримувати стабільність ДНК, регулювати запальні та імунні реакції та пригнічувати токсичність важких металів [79]. Таким чином, Se має антиканцерогенні властивості, особливо якщо його вводити з профілактичною метою до початку захворювання або на ранній стадії його розвитку [20,56,80]. Однак його передозування може діяти як прооксидант, що викликає загибель клітин. Як відомо, протипухлинний механізм Se пов’язаний з його значною антиоксидантною здатністю [20]. Разагі та ін. помітили, що статус Se у хворих на рак сильно корелює з концентрацією прозапальних цитокінів [18]. Варламова і Туровський описали основні цитотоксичні дії метилселенінової кислоти на різні ракові клітини [81].

Враховуючи, що ракові клітини досить вразливі до впливу АФК, націлювання на антиоксидантну здатність пухлинних клітин вважається багатообіцяючою стратегією протипухлинної терапії [82]. У підвищених, але нелетальних дозах, Se діє як прооксидант і пригнічує ріст ракових клітин без побічних ефектів на нормальні клітини [53,83]. Згідно з Wang та ін., виявлення за допомогою проточної цитометрії показало зниження життєздатності ракових клітин печінки буйволового щура, викликане наночастинками Se (понад 24 мкМ) [84]. Це сталося в основному внаслідок апоптозу пухлинних клітин, а не некрозу. Таким чином, Se вважали «палицею з двома кінцями» через його антиоксидантні властивості на поживних рівнях або прооксидантні ефекти на надпоживних рівнях [18,85]. У пухлинних клітинах через кислий стан рН з окислювально-відновним дисбалансом надмірна кількість сполук Se спричиняє гіперпродукцію АФК, що призводить до стресу ER та порушення цілісності мітохондрій [79]. Протиракові ефекти Se-сполук пов’язані з їх здатністю індукувати окислювальний стрес і подальше пошкодження ДНК у ракових клітинах, що призводить до облігатного апоптозу [17]. Навпаки, споживання Se на оптимальному рівні може запобігти пошкодженню ДНК у здорових клітинах і, як наслідок, виникненню мутацій.

Як відомо, доброякісна гіперплазія передміхурової залози та аденокарцинома тісно пов'язані з віком чоловіків. Дараго та ін. виявили, що дефіцит Zn, Cu та Se викликає порушення гомеостазу в етіології вищезгаданих захворювань передміхурової залози [86]. Наночастинки Se розміром менше 100 нм, отримані за допомогою нового зеленого процесу під назвою імпульсна лазерна абляція в рідинах (PLAL), продемонстрували протиракову дію на клітини гліобластоми та меланоми людини [62]. Протиракові ефекти Se-наноформуляцій пригнічували ріст ракових клітин шляхом переривання клітинного циклу на фазі синтезу [87]. Селенометилселеноцистеїн, виявлений у збагачених Se рослинах з родів Brassica та Allium, вважався сполукою, що володіє видатними протираковими властивостями [25].

Під час клінічного дослідження Chen et al. проаналізували 325 випадків китайських пацієнтів з раком порожнини рота. [88]. Було вивчено численні взаємодії між споживанням Se, статусом алкоголю/куріння та частотою споживання риби та свіжих фруктів. Високий рівень сироваткового Se вважався фактором захисту від ризику раку ротової порожнини. Відповідна дієта та імунітет вважаються важливими модифікованими факторами раку порожнини рота [89]. Рівні Se і церулоплазміну в сироватці вважалися маркерами захворювання при плоскоклітинному раку. Вплив Se на зниження смертності від усіх причин і раку спостерігався в 12--річному дослідженні, проведеному на 13 887 дорослих у популяції США [90].

2.5. інтоксикація

Вона є ефективним захисним засобом для організму людини від різноманітних забруднювачів навколишнього середовища та побічних ефектів, пов’язаних із прийомом ліків [91]. Limaye A. та ін. виявили, що селен і поліфенол куркумін були досить ефективними проти афлатоксикозу завдяки своїм видатним антиоксидантним властивостям [92]. Bjørklund [93] виявив, що численні дослідження показали, що багато продуктів, що містять Se, захищають організм людини від впливу ртуті (Hg). Це пояснюється високою спорідненістю між Se і Hg. Вважається, що належне споживання Se і Zn і деяких вітамінів знижує токсичність, спричинену As [94].

3. Роль Se в довголітті та вікових розладах

Вікові розлади, такі як нейродегенерація, серцево-судинні захворювання, імунна дисфункція, утворення шкірних зморшок тощо, тісно пов’язані з дефіцитом Se [95]. Концентрація Se у плазмі крові здорових дорослих людей вища, ніж у людей похилого віку [96].

Питання, пов’язані з можливими ефектами застосування Se для збільшення тривалості життя тварин, були широко досліджені [97–100]. Активність GSH-Px у самок і самців мух Drosophila melanogaster була підвищена при підвищеному вмісті селеніту натрію в середовищі. Середня тривалість життя та середня максимальна тривалість життя мух у групах Se значно покращилися порівняно з контрольною групою [100]. Інше дослідження на тваринах показало, що виживаність мух, яких годували дієтою з дефіцитом Se, була вдвічі меншою, ніж у мух, яких годували дієтою з оптимальною кількістю Se [99]. Введення селеніту натрію протягом семи днів значно збільшило тривалість життя мишей, яким щеплено 10 (5) клітин L797. Ці результати свідчать про те, що антилейкемічний ефект селеніту натрію пов’язаний з пригніченням реплікації, транскрипції та трансляції ДНК [97]. У своїй недавній публікації Wu et al. запропонував нову модель старіння, згідно з якою Se у низьких рівнях можна вважати гормональною хімічною речовиною та роз’єднувати тривалість здоров’я та довголіття [22]. Експериментальні дані авторів показали, що дієтична депривація Se збільшила частоту остеопорозу, сивого волосся, алопеції та катаракти, але несподівано сприяла довголіттю у мишей; відсутність також прискореного залежного від віку зниження толерантності до глюкози, чутливості до інсуліну та стимульованого глюкозою вироблення інсуліну.

Штайнбреннер і Клотц проаналізували епідеміологічні дослідження [101]. Вони виявили, що недостатнє споживання Zn і Se з їжею може викликати когнітивні дисфункції у літніх людей. Добавки Se ефективно відновили зниження когнітивних функцій, пов’язане зі старінням [2]. Незважаючи на те, що Se має вирішальне значення для здоров’я мозку, водночас він може виявляти нейротоксичність, залежно від видоутворення та дозування [102]. Цінний ефект догляду за шкірою та запобігання старінню був зафіксований Wei та ін. після зовнішнього застосування ферментованих бобів мунг, збагачених Se [103].

Смерть від ішемічної хвороби серця корелювала обернено з рівнем Se крові в 25 містах США у 22 штатах [104]. Було встановлено зв’язок між Se в сироватці крові та силою рукоятки серед 676 жінок з помірними або важкими вадами, які проживали в громаді в Балтіморі, штат Меріленд [105]. Популяційні дослідження показали, що низькі концентрації Se в сироватці крові та загальні каротиноїди були пов’язані з підвищеним ризиком смерті серед літніх жінок у популяції США [106]. За даними Al-Mubarak et al., недостатнє споживання Se було виявлено у 30–50 відсотків пацієнтів із серцевою недостатністю [107].

Se в організмі довголітніх людей підтримується на адекватному з точки зору харчування рівні, що свідчить про позитивний зв’язок між експресією селенопротеїну та довголіттям. Підвищені рівні ROS сприяли патологіям хвороб Альцгеймера та Паркінсона, які можуть пригнічувати антиоксидантні селенопротеїни. Селенопротеїн p (SelP) необхідний для нормального функціонування нейрональних клітин і захищає від хвороби Альцгеймера [22].

Вчені провели кілька досліджень щодо факторів навколишнього середовища та харчування, включаючи споживання Se, пов’язаних із довголіттям людини в китайських районах [104,108–112]. У 446 найстарших людей похилого віку з районів довголіття в Китаї (5 провінцій) медіана (міжквартильний діапазон) вмісту Se в плазмі становила 1,44 (0,91) мкмоль/л. Вміст Se, Fe і Cu в плазмі у довголітніх був вищим, ніж у 90 років і старше; вміст Se в плазмі з віком зростав. Концентрація Se в плазмі була високою у найстарших людей похилого віку в районах довголіття [111]. Столітні люди з семи регіонів довголіття в Китаї, які брали участь в іншому подовжньому дослідженні [111], мали нижчий ризик хронічних захворювань і вищу антиоксидантну активність порівняно з іншими віковими групами та мали вищий рівень поживних елементів порівняно з людьми у віці 90 років і старше. Перехресне дослідження [108] у всіх 18 містах і округах провінції Хайнань виявило позитивну кореляцію між щоденним споживанням Cu, Se та Zn з їжею та водою та індексами старіння та довголіття. Інше китайське дослідження підтвердило, що відсоток довгожителів у районі Чжунсян, де жителі зазвичай мають тривалу тривалість життя, був тісно пов’язаний із вмістом макро- та мікроелементів у їх основній їжі, рисі [110]. Автори дослідження класифікували елементи рису на основі їх впливу на довголіття, вказавши, що Se показав позитивну кореляцію з ним. Фостер і Чжан визначили, що менше людей похилого віку проживає в китайських округах, де хвороби Кашина-Бека і Кешана є ендемічними, ніж у неуражених округах [112]. Ці дослідники обґрунтовують це підвищеною смертністю від ендемічних і хронічних захворювань у регіонах з дефіцитом Se та прискореним старінням через надмірне пошкодження клітин. У районах Китаю з дефіцитом Se тривалість життя дорослих істотно скоротилася з появою пошкодження серцевого м’яза [104]. Хуан та ін. [113] виявили вищі коефіцієнти розподілу 85 плюс/65 плюс, що вказує на підвищену тривалість життя в прибережних південних і східних регіонах Китаю, тоді як у ґрунті спостерігається більш високий рівень розподілу Se [109]. Харчові фактори, такі як Se та омега-3 жирні кислоти в морській рибі, були вирішальними для довголіття там.

Когортне дослідження 227 людей похилого віку, які проживають у 14 будинках престарілих в Астурії (Іспанія), показало, що суб’єкти з верхнім терцилем сироваткового Se мали більш ніж удвічі більшу ймовірність повідомити про хороший стан здоров’я, хорошу здатність жувати та робити більше 6 0 хв вправ на день [38]. Дослідники, які розробили 9--річне лонгітюдне дослідження EVA у Франції за участю 1389 вільноживучих учасників віком 59–71 років [37], досліджували взаємозв’язок між Se в плазмі та довголіттям. Вони прийшли до висновку, що недостатній рівень селену в плазмі крові може негативно вплинути на підтримку оптимального здоров’я населення, яке старіє. Порівняння розподілу виживаності між квартилями Se в плазмі показало, що смертність зросла в підгрупах з низькою концентрацією Se в плазмі на початковому рівні; зниження рівня Se в плазмі на 0,2 мкмоль/л було значно пов’язане з вищим ризиком смертності.

Низький відсоток дефіциту селену вважався можливим поясненням довголіття в дослідженнях італійських вчених у віці до 100 років. Значне зниження значень Se було продемонстровано в групі осіб, які не досягли віку/століття (91–110 років) порівняно з групою осіб похилого віку (60–90 років). В іншому дослідженні [114] брали участь суб’єкти, які проживали на Сардинії, італійському острові, де поширеність столітніх людей є більшою, ніж в інших європейських країнах. Показано суттєве зниження концентрації Se в плазмі нестаріжних (89,0 ± 6,3 року) і столітніх (101 ± 1 року) відносно контролю (61,2 ± 1,1 року); середні геометричні значення Se становили: 111 мкг/мл у людей, які не досягли 10-річного віку, 88,9 мкг/мл у літніх людей, 81,9 мкг/мл.

4. Джерела Se в харчуванні людини

Органічний Se з їжі вважається безпечним і ефективним джерелом підтримки здоров'я людини [115]. Серед джерел органічного Se для людини ми знаходимо продукти тваринного, рослинного та грибного походження [13,116]. Основними тваринними джерелами Se є червоне м’ясо, птиця, яловича або овеча печінка, морепродукти, яйця та молочні продукти [31,35,117]. Основні види харчових продуктів, що містять Se у порівняно високих кількостях, показані на малюнку 2.

Рослини можуть поглинати неорганічний Se з ґрунту та перетворювати його в органічну форму, таку як селенометіонін або селеноцистеїн, які набагато доступніші для тварин і людини, ніж неорганічні [25,118]. Споживаний людиною органічний Se змінюється шляхом приєднання амінокислот і білків [25].

Надзвичайно високий вміст Se, головним чином у формі селенометіоніну, є характерною особливістю бразильських горіхів [20]. Брокколі, яка може накопичувати Se в багато разів більше, ніж інші рослини, пов’язана зі зниженим ризиком деяких видів раку [119]. Споживання брокколі, збагаченої Se, призвело до активації лейкоцитів людини та збільшення виробництва цитокінів під час імунної відповіді [120]. Слід зазначити, що споживані овочі (часник, брокколі тощо) повинні містити метильовані форми органічного Se, щоб бути ефективними в профілактиці раку [25,117]. Метилселенінова кислота може викликати стрес у функціонуючому ендоплазматичному ретикулумі через модуляцію селенопротеїнів мембрани та активацію апоптозу раку [52,61,121].

Кластерний аналіз середніх вмістів Se у сировині різних лікарських рослин показав, що представники Apiaceae і Lamiaceae більш багаті Se, ніж види з інших ботанічних родин [122]. Так, Majoranae herba (Lamiaceae) містила понад 50 мкг/кг Se. Органічні Se-сполуки з гриба Grifola frondosa, утворені його комбінацією полісахаридів, були дуже ефективними в регуляції імунітету та мали протипухлинну та антистарільну дію [123]. Se-вмісні дріжджі є цінним джерелом легкозасвоюваного Se [20]. Фордайс повідомив, що біодоступність Se була знижена в молочних продуктах, грибах і овочах в результаті варіння, що спричиняє втрату близько 50 відсотків сполук Se, особливо при додаванні оцту та солі [124].

В останні десятиліття стратегії біофортифікації широко застосовуються для виробництва їстівних рослин, збагачених Se [125]. Збагачення ґрунту добривами, такими як неорганічні сполуки Se, призводить до швидкого підвищення рівня органічного Se в культурах [118]. Було також продемонстровано, що рослинна біомаса, бактерії та дріжджі, збагачені Se з культурального середовища, що містить його неорганічні джерела, вважалися перспективою для доповнення цього мікроелемента [126]. Збагачені Se дріжджі є найдешевшою органічною добавкою Se [25]. Концентрація Se в рослинах зазвичай відображає вміст у ґрунті й може коливатися в дуже широкому діапазоні від 0.005 мг/кг до 5500 мг/кг [13,127]. Se-вмісні дріжджі, які використовуються як кормова добавка для худоби, наразі схвалені в європейських країнах для збагачення їжі тварин цим елементом [128].

【Додаткова інформація:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】