论硒与人类的健康

2012-04-02余庆皋

当代教育理论与实践 2012年5期

关键词：需要量中毒实验

余庆皋

(湘潭职业技术学院科研处，湖南湘潭411102)

论硒与人类的健康

余庆皋

(湘潭职业技术学院科研处，湖南湘潭411102)

硒是人体所必需的微量元素。从硒的研究动态，硒的营养作用，硒与肿瘤、心血管病、糖尿病等疾病的关系以及人类对硒的需要量等方面进行了综述。

硒;硒营养;硒缺乏;硒中毒;硒需要量

当人们对硒的作用还不甚了解时，把它看作是有毒的，1943年曾将硒定为致癌元素。因此，人们早期对硒的印象是剧毒并致癌。对直到1957年，施瓦兹(K．Schwarz)发现硒能使维生素E缺乏的大鼠免于肝坏死，从而才明确了硒与营养的关系。随后不断地发现因进食贫硒饲料而出现的一些动物硒缺乏病，如小鸡的渗出性素质病、火鸡的胗肌病，猪的肝坏死及绵羊的白肌病等。1979年，中国科学家证实了硒缺乏是克山病的一个基本病因，硒可以有效地预防克山病，从而首次证明了硒是一种人类必需的微量元素。但硒摄入过多也会蓄积于组织中而显示其毒性。造成硒中毒的原因和硒缺乏一样，也主要是由于地理上的硒分布不均匀所造成的。如美国南达科他、怀俄明和内布拉斯加等州的部分地区，富硒的土壤造成植物中含硒量过高而使牧放的动物中毒。1961年，中国湖北省恩施县所暴发的原因不明的脱发脱甲病，直到1966年杨光圻等从病区送检的有毒玉米中发现硒含量高达44 mg/kg，对照以往动物硒中毒的症状，才证实为硒中毒。主要原因是该处富硒煤经风化和雨水冲刷，煤中的硒进入土壤，再经食物链而进入人体。早期对硒营养作用的研究集中于它与维生素E的关系，并把它看做是一种抗氧化剂。1973年罗特鲁克(J．T．Rotruck)等发现硒是谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx)的必要成分，这种发现提示了硒是通过这种酶而发挥其抗氧化作用。从此，对硒营养作用的了解有了突破。但近年来提出的许多硒的生理生化作用并不都与GSH－Px有关，即硒还具有不由GSH－Px介导的生物活性。从而促使人们对硒的功能开始了新的讨论和研究。

一硒的抗氧化作用

硒在体内主要以硒蛋白的形式发挥作用。目前已发现的人硒蛋白有25种，只有谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx)、硫氧还蛋白还原酶(TrxR)和脱碘酶(Dio)的生理功能研究得比较清楚，其它大部分硒蛋白发现得较晚，其功能正处于进一步研究及确定之中。

硒以GSH－Px的形式在体内发挥抗氧化作用是已被公认的。GSH－Px催化还原型谷胱甘肽成为氧化型，同时使有毒的过氧化物还原为无害的羟基化物，从而保护组织细胞特别是生物膜免受过氧化氢的损害。维生素E在体内的主要功能也是抗氧化作用，是防止生物膜中磷脂被过氧化的第一道防线。但是，即使维生素E供给是充足的，胞液中仍有一些过氧化物产生，它们的清除则由GSH－Px来完成。因此，有许多证据表明硒与维生素E在抗氧化作用上有协同及互补的作用。

二硒的抗肿瘤作用

大量的实验研究表明，硒具有明显的抗肿瘤作用。流行病学的调查也发现地质环境、膳食所决定的人群血硒水平与肿瘤的发生率及死亡率呈负相关。由于机体的免疫功能与肿瘤的发生、发展有密切关系，故人们认为硒的抗肿瘤作用部分是通过调节和增强机体免疫功能来实现的。而实际上许多实验也证明了补硒能维持或提高实验动物的体液和细胞免疫能力。斯波尔赫兹(J．E．Spallholz)及谢菲(B．E．Sheffy)等报道了给实验动物补硒后，使其产生的抗体滴度是低硒组的7～30倍;硒还能促使产生IgM的细胞数目增多及IgM合成增加。马丁(J．L．Martin)等报道补硒后的豚鼠对二硝基氯苯所致的迟发性超敏反应比未补硒对照组敏感得多。并且饲料中持续补硒的小鼠对移植的皮肤排斥反应比食正常饲料的动物更快。还有一些资料表明硒能增强T淋巴细胞对有丝分裂原或同种抗原刺激的增殖反应;能增强巨噬细胞对巨噬细胞活化因子的反应性，降低巨噬细胞对淋巴细胞的抑制作用;还能增强自然杀伤细胞的活性。总之，硒对免疫系统的影响是多方面的。进一步探讨其影响机制，弄清硒对肿瘤发生、发展及预后的影响途径，对于最终将硒用于人类肿瘤的防治具有重大意义。

如上所述，硒有抗突变和抗肿瘤的能力。但也有实验资料表明硒的无机化合物对细菌、酵母及哺乳类细胞具有诱变性。1989年，卡里尔(A．M．Khalil)等报道了他们用亚硒酸钠和硒代蛋氨酸对分离的人外周血淋巴细胞DNA损伤作用。结果表明两种硒化物的细胞畸变率都随剂量的增加而呈明显增高趋势。李勇等研究了硒对体外培养大鼠胚胎的发育毒性，结果也表明了硒对胚胎的损害也呈剂量－反应关系，随着硒浓度的增加，对胚胎的发育毒性依次表现为发育迟缓、畸形和死亡。考虑到硒类化合物潜在的遗传毒性作用，与其有益的一面相比，研究这类化合物对人体遗传危害的可能性则显得更为重要。

三硒对心血管疾病的作用

动脉粥样硬化是高血压、冠心病等多种心血管疾病的病理基础。流行病学调查及临床观察发现，硒具有抗动脉粥样硬化的作用，董加政等通过动物实验证实了硒的这种作用。董加政等用高脂饲料诱导家兔动脉粥样硬化的形成，同时肌注补硒，实验结果表明，与未补硒对照组相比，硒可从数量及程度上减少动脉粥样硬化的形成。流行病学调查发现，美国和芬兰等高硒地区冠心病、高血压的发病率比低硒地区明显降低。另有研究观察到，冠心病患者(心肌梗塞11例，心绞痛14例)血硒水平低。并且有人用富硒酵母治疗冠心病，能使患者过氧化脂质(LPO)均值降低，GSH－Px与LPO的比值升高。胡以松等通过对我国大样本人群的研究也证实膳食中的硒与高血压呈负相关。

四硒与糖尿病

众多的研究资料表明，硒与糖尿病的发生、发展及转归密切相关。杨辉等对治疗前后糖尿病患者血清硒进行了测定观察，治疗前血清硒低于正常人，并与血糖呈负相关，治疗后血清硒显著升高。而且动物实验也发现，低硒时大鼠血清胰岛素及C肽水平都降低。但是高血糖与低血硒的因果关系说法不一，有认为是因为高血糖施加的氧化应激反应于组织，从而消耗了GSH－Px致血清硒降低;也有的认为是因为血清硒降低，使体内GSH－Px减少，抗氧化能力降低，体内脂质过氧化作用增强，引起胰岛β细胞破坏而导致糖尿病。基于此，人们试用硒来治疗糖尿病，发现硒具有胰岛素样作用，并收到了一定的效果。如邹文华等用硒制剂对126例Ⅱ型糖尿病进行治疗观察表明，硒能使血糖降低并能升高胰岛素和C肽水平，说明硒还能改善胰岛β细胞的分泌功能。硒的这种作用被认为是由于硒的补充，增加了GSH－Px的含量和活性，清除自由基的能力增强，使胰岛组织及胰岛素免受破坏。

五硒与其它元素的相互作用

硒与其它元素的相互作用很早就有报道。砷能拮抗硒中毒。硒能拮抗汞中毒及镉中毒。体外实验表明，硒可拮抗氟所诱导的人肝细胞凋亡和脂质过氧化。镉对血硒浓度也有影响，日本的骨痛病就是由于镉中毒所致，同时发现骨痛病患者全血硒浓度降低。也有通过对大鼠的研究表明，当硒摄入量增加时，镉的这种影响则消失。崔晞等研究了铜、锌、锰对小鼠肝、肾、血、脑中硒含量的影响。结果发现由于与硒共同摄入铜或锌或锰，降低了硒在肝、肾和血液中的积蓄，这些部位的硒含量均低于或显著低于纯硒组。硫能拮抗硒的部分毒性作用，可使进食富硒饲料的大鼠体重增加，使硒中毒程度降低，但未能改变大鼠的肝退化功能。银对缺乏维生素E的大鼠和小鸡是有毒的，分别产生与硒缺乏相似的肝坏死和渗出性素质。硒对铅也有一定的拮抗作用，食物中补硒可降低铅在大鼠各组织中的含量;同时，对铅中毒的大鼠也有部份保护作用。

六硒的其它作用

在人类，硒缺乏是克山病及大骨节病的一个主要病因已得到证实。1990年范德巴斯(J．B．Vanderpas)等还报道了对扎伊尔北部地方性甲状腺肿地区缺碘及缺硒与克汀病关系的研究。通过对非缺碘、中度缺碘及重度缺碘3个地区的研究，发现克汀病患者血清硒及红细胞GSH－Px浓度均显著低于非缺碘对照地区，并认为这种硒缺乏与中非地方性粘液水肿型克汀病发生率高有关。在我国青海省的一些碘缺乏地区与硒缺乏地区相重叠，而这些地区的粘液水肿型克汀病也比其它省单纯缺碘地区更为常见。但目前还没有更多的资料来评价碘和硒同时缺乏对甲状腺功能的影响作用。

七硒的需要量

由于我国出现的克山病和大骨节病可通过补硒来预防，以及在芬兰东部、新西兰东部低硒地区的流行病学调查中发现以心肌梗死为主的心脏病发生与低硒状态有关，而美国高硒地区多种心脏病和死亡率又明显低于低硒地区，特别是发现了因硒缺乏使癌发生率、死亡率升高。于是，人们考虑以硒作为这些疾病的预防药。但硒的营养安全带窄，如果摄取营养水平的10倍量，可以引起中毒;而摄入其1/10量则又能引起缺乏病。因此，对硒需要量的研究是硒营养学中的一个重要课题。以往的研究主要是通过动物实验及理论上的推测来获得数据。鉴于我国兼有世界上罕见的低硒地区和高硒地区，并且都出现的相应的缺乏病和中毒症。因此，我国的这些地区是研究人类硒需要量的最佳实验基地。杨光圻等从1982年开始研究人体硒需要量。他们在我国西南低硒地区进行硒的最低需要量和生理需要量的研究，测出成人每日最低硒需要量为17 μg，生理需要量为40 μg，用安全因子处理后得出满足最低及生理需要的每日膳食供应量分别为22 μg和50 μg。动物实验表明硒的抑癌作用大都接近中毒剂量，因此，在疾病防治上就涉及到硒的最大安全摄入量。杨光圻等1985～1988年间在恩施高硒地区测得的结果表明，成人每日最高限硒摄入量为750～800 μg，用不同的安全因子处理后，得到非高硒地区和高硒地区最高摄入量分别为每日400 μg和500 μg。1990年，他们的这些研究数据得到3个国际组织(FAO/WHO/IAEA)联合召开的国际会议的承认和采用。

总之，硒的营养保健作用仍是一尚待开垦的领域。多种硒蛋白的提纯及功能的研究;硒与它元素相互作用机制;硒遗传危害作用的证实;硒的抗癌机制;硒对心血管病的预防机制等等，均有待于进一步研究。随着各种机制的阐明，硒也将作为保健、预防药进入一个应用时代。

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