SELÉN - VÝZNAM V ORGANISME Jan Kvíčala Endokrinologický ústav, Praha
Kongres Labmed 2015 LABORATÓRNA MEDICÍNA 2015 26.-27.11. 2015 MARTIN
Vliv koncentrace selenu v séru na organismus
Selenium and Mortality US Third National Health and Nutrition Examination Survey
Serum Se measured at baseline in 13,887 adult participants Participants were followed up for mortality for up to 12 years Increasing Se was associated with decreased mortality up to 130 μg/L However, higher serum Se may be associated with increased mortality
Bleys et al. Arch Intern Med. 2008;168(4):404-410
Koncentrace selenu v séru (ug/l) populace různých zemí (v ČR do r. 2000; po r. 2000) země konc. selenu poznámka • • • •
Čína Zair Nový Zéland ČR
5 - 500 20 - 30 20 - 70 42 – 63
•
Slovensko
53 – 58
• • • • • • • • • • • • • • • •
ČR Maďarsko Finsko Německo Polsko Francie Švédsko Belgie Velká Británie Finsko USA Holandsko Japonsko Norsko Kanada Venezuela
42 – 70 45 - 70 40 - 80 50 - 90 45 - 115 50 - 110 55 - 115 60 - 130 60 - 130 90 - 110 90 - 150 105 - 120 110 - 130 110 - 140 80 - 200 85 - 200
oblast s nízkým selenem oblast s nízkým selenem
před selenizací půdy
nyní pokles po selenizaci půdy
Limitní příjmy selenu ug Se/den
ug Se/kg Vliv na zdraví těl. hm.
<11
<0,2
KD,KBD, myxedematozní kretenizmus
16 (5-30)
0,31
Minimum v oblasti Keshan
21
0,3
Min.příjem pro zachování životních funkcí
40-80
0,5-1
RDA dle různých států a společenství
400
7
Navržený max.příjem
600
11
Individuální denní bezpečný příjem
819 126
15
Max.bezpečný denní příjem (NOAEL)
910
17
Nejnižší úroveň toxicity individual (LOAEL)
1540 653
28
Nepříznivý vliv přebytku selenu
4990 1349
90
Občasná selenóza (nehty, vlasy)
15 000 - 38 000
780-1700
Selenóza (nehty, vlasy, kůže, GIT, periferní nervový systém)
S e rum S e Co nc e ntratio n o f the Gro ups During S e S upple me ntatio n 180 160
Se concentration [ug/L]
140 120 100 80 60 40 0 ug of supple me nte d S e /da y 50 ug of supple me nte d S e /da y 100 ug of supple me nte d S e /da y
20 0 -10
0
10
20
30
time o f s upple me ntatio n [mo nths ]
40
50
60
Zdravotní problémy spojené s deficitem Se • • • • • • • • • • • • •
Změny v thyreoidální regulaci Zvýšený počet kardiovaskulárních onemocnění Vysoký krevní tlak, zvýšená srážlivost krve Zvýšený výskyt rakoviny Zvýšený počet neurodegenerativních onemocnění Zvýšený a urychlený průběh zánětlivých onemocnění Snížená imunita, zvýšený počet alergických reakcí Intenzivnější působení těžkých kovů Snížená motilita a fertilita spermií Zvýšený počet potratů a malformací Svalová onemocnění Zhoršení mentálního stavu Mutace virových kmenů (zvýšená patogenita viru)
Eukaryotické selenoproteiny (26) • Thioredoxinreduktázy(TrxR) – dithiol-disulfid oxoreduktáza, redox, antioxidant
• Glutathionperoxidázy (GPx) - antioxidanty – cytosolová (cGPx) • • •
gastrointestinální (gGPx) plasmová (pGPx) fosfolipidhydroperoxidázová (HPGPx)
• Dejodázy (D) – regulace tvorby T3, dejodace všech jodovaných thyroninů
• Selenofosfátsyntáza (SPS2, SelD2) - syntéza selenofosfátu
• Selenoprotein P (SelP) -
zásoba a přenos Se, antioxidant
Eukaryotické selenoproteiny
• Selenoprotein W (SelW) – svaly (svalové kontrakce?) • Selenoprotein N (SepN1) – svaly (myopathie) • Selenoprotein 15 (p15) - chaperon - kontrola kvality •
struktury proteinů? antioxidant?
• Epiteliálně-specifický selenoprotein prostaty (PES) • Selenoprotein 18, Selenoprotein H, I (fosfotransferáza), K, M, O, R, S, T, V, X, Y
Změny v thyreoidální regulaci
Změny koncentrací hormonů a jejich poměrů v průběhu suplementace selenem
Funkce selenoproteinů v thyrocytu koloid pGpx Jodace Tg
H2O2
TPO
T4 + T3
THox
PHGpx ochrana cGpx ochrana pGpx regulace
D1 D2
H2O
TrxR ochrana, regulace T3
D1 D2
funkce funkce
SelP
zásoba Se
krevní oběh
T H Y R O C Y T
Rovnovážné stavy a přenos TH Cílová buňka II T4 Krevní řečiště tT4 = fT4/bT4; tT3 = fT3/bT3
T4, T3 Štítná žláza
T3,T4 T3 D1 Játra
T3, T4
Cílová buňka I
I
O
HO
Dejodace tyroninů dejodázami
I OH
I
NH 2
O I
3,5,3´,5´-tetrajodtyronin
D1,D2
D1,D3 I
O
O HO HO
OH
I OH
I
I
NH 2
O
NH 2
O I
I
D1
D1,D3
3,5,3´-trijodtyronin
D1,D2 3,3´,5´-trijodtyronin
HO
I
O
O
OH
OH
OH NH 2
O
O
HO
HO
I
I
NH 2
O
I
NH 2
O
I
I
3´,5´-dijodtyronin
3,3´-dijodtyronin
3,5-dijodtyronin
D1,D3
D1
D1
D1,D2
O
O
HO
HO
OH
OH NH 2
O
I
O
I
3-monojodtyronin
3´-monojodtyronin
D1
O
š.ž.
D1
I
HO OH O
tyronin
NH 2
NH 2
Influence of Se Supplemenation on Serum fT4 Concentration
Interactions and 95.0 Percent LSD Intervals -0.64
Dose: NS(p<0.06) Subject: p<0.0001 Stage: NS
FT4t
-0.65
Dose×Stage: p<0.0009
-0.66 -0.67 -0.68 0
12
24
faze
36
48
davka 0 50 100
Obr. 21. Časové profily T3 v závislosti na přídavku Se
0.91
Přídavek Se 0 50 100
0.81 Log T3
0.71 0.61 0.51 0.41
0
6
12
24
Čas [měsíce]
48
Oxidační stres Selen, pGPx (GPx1) a MDA (TBAR´s)
Oxidační a radikálové zatížení organismu (oxidační stres) ANTIOXIDAČNÍ TAC Celková antioxidační kapacita Enzymatická (prvky) – SOD (Mn,Cu,Zn), Thioredoxinreduktázy (Se), Peroxidázy (Se), Katalázy (Fe) Zametače (scavengery) – E, A, C, flavonoidy (pyknogenol), lykopen, ubichinony, atd Nízkomolekulární složky
PROOXIDAČNÍ •produkty biochemických reakcí •aktivní oxidanty •radikály •PUFA
80 % •Vnější působení •záření UV, RI, X •těžké kovy •kouření •alkoholismus
poškození volnými radikály (oxidační stres) koronární trombóza myokardiální infarkt
srdce astma ARDS
plíce
trauma, mrtvice parkinsonismus demence Alzheimerova ch. neurotoxiny
mozek
psoriáza dermatitida spáleniny sluneční ozáření
kůže
rheumatoidní arthritida
klouby
intoxikace endotoxiny ischemická střeva pankreatitida diabetes
GIT
Volné radikály, oxidy, peroxinitrit
oči ledviny
glomerulonefritida transplantace
víceorgánové komplikace
zánětlivá - imunitní poškození ischemie, rakovina, stárnutí apoptóza, nutriční deficity, toxicita drog a alkoholu, přebytek železa, radiace, UV
erytrocyty
cévy
vývoj kataraktu degenerativní retinální retrolentální fibroplazie
atheroskleróza Fankoniho anémie, malarie, hemolýza
Obr. 8 - Regresní přímka mezi aktivitou pGPx a koncentrací selenu v séru seniorů 230
Aktivita GPx [(IU/l)^0.761]
210 190 170 150 130 110 90
y = 58,2119 + 1.3375x
70 30
40
50
60
70
Koncentrace Se v séru [ug/l]
80
90
100
Obr. 10 - Regresní přímka mezi aktivitou pGPx a koncentrací MDA v séru seniorů 0
TBARs [-(umol/l)^-0.612]
-0.1
70
90
110
130
150
170
190
210
-0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 y = -0.15328 - 0.00176x -0.9 GPx [(U/l)^0.761]
Korelační koeficienty a signifikance mezi selenem, pGPx a TBARs v séru seniorů selen Selen v séru pGPx TBARs
kor. koef. p kor. koef. p kor. koef. p
0.4224 0.000 -0.4174 0.000
pGPx 0.3560 0.0014 -0.3976 0.000
TBARs -0.2362 0.3166 -0.3668 0.0008 -
Duševní pochody Selen a kognitivní a verbální projevy, deprese a úzkostné stavy
Selen a mozek • přednostní dodávka Se do mozku • nedostatek Se – změna metabolismu neurotransmiterů • suplementace Se – redukce epileptických záchvatů a vyhlazení eeg • nízký Se – urychlení senility • nízký Se – urychlení snižování kognitivních funkcí • u pacientů s Alzheimerovou chorobou pouze 60 % Se • suplementace Se – zlepšení nálady - snížení úzkostných stavů, deprese, únavy - snížení konfrontačního chování
Výsledky párových korelací sledovaných závislých (úzkosti a deprese) a nezávislých (Se a Zn) proměnných Exkrece Se Exkrece Se
r n p
r Se/kreatinin n p
Se/kreatinin
Se v séru
Zn v séru
úzkosti
deprese
0.228 147 0.005
0.00242 151 0.768
-0.0593 151 0.469
-0.1588 123 0.079
-0.2449 123 0.006
0.1696 182 0.022
0.0528 182 0.479
-0.1515 148 0.066
-0.1663 149 0.043
0.5396 311 0.000
-0.1534 248 0.016
-0.2148 252 0.001
-0.092 248 0.148
-0.1251 252 0.047
0.228 147 0.005
Se v séru
r n p
0.00242 151 0.768
0.1696 182 0.022
Zn v séru
r n p
-0.0593 151 0.469
0.0528 182 0.479
0.5396 311 0.000
úzkosti
r n p
-0.1588 123 0.079
-0.1515 148 0.066
-0.1534 248 0.016
-0.092 248 0.148
deprese
r n p
-0.2449 123 0.006
-0.1663 149 0.043
-0.2148 252 0.001
-0.1251 252 0.047
0.6475 266 0.000 0.6475 266 0.000
Tabulka korelací verbálních schopností se selenem u seniorů porovnávané veličiny VERBALNI & Se v moči VERBALNI & Exkrece Se VERBALNI & Se/kreatinin VERBALNI & Se v séru
N
R
p-level
224 184 221 219
0.1409 0.3691 0.1890 0.2258
0.03509336 2.51519E-07 0.004807705 0.000760956
Tabulka korelací kognitivních schopností se stopovými prvky u seniorů
porovnávané veličiny CESTA & Se/kreatinin CESTA & Se v séru CESTA & Zn v séru CESTA & jodurie
N
R
p-level
233 231 232 237
-0.2013 -0.1780 -0.1403 0.1835
0.00201 0.00667 0.03268 0.00459
Depression [záporné body]
4.5
Obr. 35 - Výsledky testu na deprese seniorů v průběhu suplementace selenem
Se* Subj(Se)*** Time***
4
3.5
3
2.5
2 MEAN
Se- Se+
0
1
2
3
0 odběry
1
2
3
Poděkování • Děkuji spolupracovníkům za spoluúčast na zajímavých projektech. • Za spolupráci děkuji zdravotníkům Domovů pro seniory a Domovů důchodců. • Firmě PharmaNord, Vejle, Dánsko děkuji za dodání tablet selenu. • Jsem zavázán IGA MZČR za finanční podporu.
Přednášející děkuje za vaši pozornost
