硒营养与人体健康

李浩男，谢晓宇，王立平*

农业农村部食物与营养发展研究所（北京 100081）

1871年，瑞典科学家Berzelius在制造硫酸的红色产物中首次发现硒，并以希腊语命名为Selene[1]。Schwarz等[2]初次证实硒具有保护肝脏的作用。大量的临床实践表明[3-7]，硒在人体中参与多种生物与免疫学功能，具有抗癌防癌、重金属解毒、提高免疫力和防治心血管疾病等其他功能。中国营养学会推荐正常人体的硒摄入量为50~250 μg/d，机体硒营养水平较低时会致使克山病的发生[8]，而机体的硒营养水平较高会产生头发和指甲脱落、瘫痪乃至死亡的现象[9]。因此，适宜的硒营养水平对于国民健康尤为重要。

据统计，全球有15%的人口缺硒[10]，农业部西北植物营养与农业环境重点实验室2017年调查显示全国总面积的51%有超过1.05亿人口存在因硒摄入量过少而导致的健康问题[11]。基于此，研究微量元素硒与健康间的联系迫在眉睫。该文综述了20多年来硒与人体健康、环境与食品中的硒、硒的生物利用度、人体硒营养状况的评估、现阶段硒摄入量的研究进展，以便于更直观地了解硒营养与人体健康的密切的关系。

1 硒与人体健康

诸多专家的临床实践证明硒在人体中参与多种生物与免疫学功能，硒摄入量过少或过多均会导致人体出现亚健康乃至疾病的状况，换言之，每日摄入适当的硒对维持机体健康有积极影响[12]。现阶段多项研究结果均显示硒缺乏或过多均会导致多种疾病。

1.1 硒与癌症

癌症被称为“人类健康的第一杀手”。Hashemian等[13]的研究结果显示硒与食管癌的关系为U形；董国力[14]证明硒含量过低会提高10多种癌症的致死率。流行病学的研究表明癌症患者的血硒水平低于普通人的血硒水平。Clark等[15]研究表明服用硒酵母的癌症病人比未服用硒酵母的癌症病人致死率显著较低。临床实践的结果也显示硒醇、硒氰等硒化合物有助于治疗食道癌、肺癌、肠癌等癌症。

1.2 硒与心血管疾病

大量研究证明心血管疾病与人体组织的硒水平呈显著的负相关关系[16]。克山病是由缺硒引起的一种心肌病，与普通人相比，克山病患者的血硒含量、发硒含量显著较低。根据动物实验证明在治疗高血压、冠心病的过程中硒起到至关重要的作用。Derbeneva等[17]利用富硒食品对心血管疾病患者进行营养干预，结果发现有显著的治疗成效。补硒可增强血管的抗炎症作用、调节形成因子NO来维持血管的稳定、抑制血管钙化[18]。

1.3 硒与甲状腺疾病

甲状腺是人体不可或缺的内分泌器官之一。在人体所有的器官中甲状腺的含硒量最高[19]，人体内甲状腺细胞中的谷胱甘肽过氧化物酶活性减少会导致甲状腺疾病。Kucharzewski等[20]证明甲状腺癌患者的血硒水平显著低于正常人的血硒水平。在甲状腺调节的过程中会产生T3的Ⅰ型5′-脱碘酶（即含硒酶），因而缺硒将会影响甲状腺激素的调节功能。临床研究发现硒和碘的协同作用有助于提高甲状腺激素的含量，对甲状腺疾病有显著的疗效。

1.4 硒与糖尿病

临床医学的研究结果显示硒与糖尿病呈“U”型关系[21]，即膳食硒摄入过多或过少均会增加糖尿病患病的可能性。田雷等[22]在临床实验中发现硒酵母对糖尿病导致的视网膜病变有显著的疗效。Wiernsperger等[23]对7 000多名女性进行试验，结果显示提高日硒摄入量会增加Ⅱ型糖尿病出现的概率。王超群[24]将富营养硒酸钠加入糖尿病小鼠的日常饮食，结果发现糖尿病小鼠的血糖水平下降。

1.5 硒与肝病

硒被誉为“肝病的天然保护因子”，Sep是机体由肝脏合成、分泌的一种糖蛋白。大量研究显示肝癌患者的血硒浓度显著低于正常人的血硒浓度，当机体的血硒浓度较低时会在很大程度上增加肝癌的发生概率，而机体血硒浓度较高时会对正常肝细胞的DNA造成伤害。杨丹阳等[25]的研究结果证明富硒灵芝能缓解肝脏的负担。肝癌患者经硒膳食调节后肝癌的发病率明显下降[26]。总之，摄入适当的硒营养对治疗早期肝癌患者有积极的辅助作用。

1.6 硒与其他疾病

近年来的临床实验证明硒与糖尿病、重金属中毒、炎症性疾病、神经退行性疾病、艾滋病、肿瘤等疾病高度相关[27]。此外，硒能增强谷胱甘肽过氧化物酶的活力，有抗衰老、肿瘤防治、提高免疫力、保护视力等方面的功能[28]。因此，保持机体的血硒浓度在一个合适的范围对维持身体健康有重要的意义。

2 环境与食品中的硒

2.1 环境中的硒

每个国家因地理位置不同导致环境硒含量不同。高硒地区位于爱尔兰、美国以及中国的部分地区，缺硒地区基本位于全球纬度30°以上的中高纬地区。环境硒水平的差异在一定程度上会导致农产品硒含量的差异，因此，了解环境中土壤的硒水平至关重要。世界部分国家土壤中硒含量的情况见表1。中国缺硒范围广、缺硒程度深，是严重缺硒的国家之一，缺硒地区主要位于从东北到西南的一条较宽地带上，土壤中硒含量＜0.125 mg/kg[29]。例如克山病区和大骨节病区是典型的贫硒地区。

表1 世界部分国家土壤中的硒含量 单位：mg/kg

2.2 食品中的硒

膳食是机体摄入硒的重要来源。日常生活中国居民的膳食主要有粮食类、蔬菜类、动物类等食物。食品的总硒含量与其种类、地理位置、富硒能力有很大的关系。动物性食物的硒含量主要取决于其所摄入的饲料中硒的含量[33]，而植物的硒含量则直接受到土壤中硒含量的影响。硒以硒酸盐或亚硒酸盐的形式被植物吸收，吸收量主要受到土壤中硒的浓度及其理化形态的影响。植物种类、土壤的类型、酸碱度、氧化还原电位、含水含盐量、硫酸盐浓度、排水性质和气候条件以及元素的氧化状态（Se6+的吸收高于Se4+）等因素均会影响硒的分布、状态和可利用性[34]。在酸性土壤中，硒主要以亚硒酸盐的形式存在，其溶解性和植物可利用性都很差；在碱性土壤中，硒被氧化成硒酸盐，硒酸盐更容易溶解，更容易被作物吸收。在中国、芬兰和新西兰等一些地区，土壤中硒含量很低（＜0.05 mg/kg），导致食物中硒含量也很低，而低硒食物又导致当地人群硒营养状况较差[35]。蔬菜类中蘑菇和大蒜的总硒含量较高，动物类食物中内脏的总硒含量较高，都是膳食中较好的硒源。而其他种类的蔬菜以及水果总硒含量较低，只有在大量摄入的情况下才会对人体的硒水平产生影响。

硒在食物中以无机（亚硒酸钠和硒酸钠）和有机两种方式（硒胱氨酸或以硒蛋氨酸）存在。机体对有机硒的利用率大于对无机硒的利用率[36]。此外，对食物的煎、炸、油煮、烹调等加工方式均会影响食物中的总硒含量及人体对硒的吸收率。由于硒与硒蛋氨酸（Se-Met）、硒半胱氨酸（Se-Cys）和硒代半胱氨酸的物理化学性质相似，硒可以取代氨基酸中的硫。因此，食品中蛋白质的含量是影响食品中硒含量及其存在形式的另一个重要因素[37]。含硒化合物可被用于合成含硒氨基酸（主要是硒代蛋氨酸和硒代半胱氨酸），最终成为植物蛋白的一部分，因此动物饲料的植物蛋白中包含的硒最终将用于动物蛋白的合成。

工业和农业活动会加速地质中硒化合物的释放，使它们能够被全球水域和陆地生态系统中的鱼类和野生动物所利用。近年来，许多关于硒污染的调查结果表明，硒对动物的毒性主要通过食物链表现出来。农业排水、粉尘、磷矿和金属矿的开采均是硒污染的来源，鱼贝类可以从水、植物或其他海洋物种中摄取硒。具体而言，双壳类被认为是硒污染最敏感的指标[38]。

3 硒的生物利用度

硒是一种微量营养素，其营养浓度和中毒浓度非常接近。因此，了解硒在食物和饮食中的丰缺程度，确定硒在人体和动物体中的平衡浓度具有重要意义。一般来说，仅估计某元素在食物中的总含量是不全面的，必须考虑营养素的生物利用度。首先要知道元素的生物利用度或生物体吸收和使用的数量，因为通常只有一小部分被吸收并转化为生物可用的形式。在理想情况下，对生物利用度的全面评估应该包括对总营养含量、可吸收部分、实际吸收的量和生物体利用的百分比的测量。体内生物利用度研究既昂贵又费力，模拟消化过程的体外生物利用度方法是体内生物利用度研究的替代方法，用于计算在消化道中转化为可吸收形式的元素的百分比[39]。

硒的生物利用度受其化学形态的影响（一般来说，有机硒的生物利用度比无机硒更高），食品中蛋白质、脂肪和重金属的含量也对硒的生物利用度有重要影响[40]。硒与多种微量元素相互作用，这些相互作用可以是拮抗作用或协同作用，在某些情况下拮抗作用和协同作用可以相互转化。无机元素之间的相互作用可能是汞和硒之间的相互作用，硒可以降低汞的毒性[41]。

食品中约80%的硒能被人体吸收，吸收率取决于食品的种类。小麦和肉类是硒元素最重要的食物来源，与硒盐相比，食物中的硒具有很高的生物利用价值[42]。有研究表明肉类中硒的生物利用率很高，因为动物源性食物中的硒主要是硒-半胱氨酸和硒-蛋氨酸。硒-蛋氨酸是一种重要的硒氨基酸，是动物硒的主要营养来源，具有很高的生物利用价值[43]。虽然鱼类中的硒含量很高，但是鱼肉并不是有效硒的理想来源，部分原因在于鱼肉中的汞以及其他重金属含量高，它们会与硒结合形成不溶性无机复合物[44]。

4 硒营养状况的评估

粮农组织/世界卫生组织（2001）表明，土壤、粮食作物以及动物产品的硒含量和可获得性在很大程度上影响着人口的硒营养状况。在研究中通常利用摄入硒、组织硒、排泄硒和功能硒等生物标志物对人体的硒营养状况进行评估。摄入硒为机体每日摄入的硒营养，即利用食物称重法、食物频率调查表、家庭调查等方法测定食物的消耗量以评估个体或群体摄入的总硒含量。不同形式的硒进入人体内因代谢循环的差异导致其对硒的利用率和吸收率不同。目前，血液、尿液、头发和指甲均被用来监测人体的硒营养水平。表2是人体各个硒营养评价指标的优缺点。

表2 人体硒营养水平评价指标的优、缺点

当硒营养水平较低时，硒酶的活性会下降。在所有的硒酶中，血浆和肝GPxs的活性最依赖于硒的供应。因此，它们也被用来评价硒营养状态。人体组织内硒的浓度不能反映硒的功能活性，硒的功能活性取决于所摄入硒的种类，因此应该使用能够反映硒功能活性的生物标志物——硒蛋白，必要时还须同时测定多种硒蛋白的浓度。GPx（GPx3和GPx1）活性能够用于评估不同硒制剂的补硒效果以及监测人群达到最大酶活性（全血硒值约为100 μg Se/L）之前的硒水平。血小板GPx可能是补硒试验中硒摄入量的更敏感指标，在补硒1~2周后其活性增强。由于硒缺乏会降低硒蛋白的水平，所以使用硒蛋白P、四碘甲状腺素（T4）与三碘甲状腺氨酸（T3）的比值来监测身体硒营养状况更加科学[49]。有报道称GPx可能不适宜作为评估硒营养状况的指标，与血浆GPx活性相比，硒蛋白P的完整表达需要更大的硒摄入量，因此硒蛋白P是更好的硒营养状况评价指标[50]。然而，由于硒蛋白P不能充分反映不同硒相关疾病的临床特异性，因此采用硒蛋白P作为硒营养状况评估的主要标准是不合适的。因此，应根据不同硒相关疾病的特征选择生物标志物。

5 现阶段硒摄入量的研究进展

5.1 各个国家的硒推荐摄入量

机体的膳食硒摄入量因食物种类不同而差异显著，特别是在中国，既有缺硒区也有富硒区。最早关于人体硒需求量和推荐摄入量的研究来自杨光圻研究团队，基于此，中国、美国等国家先后开始修订关于硒摄入量的标准，随后国际上其他国家和政府也迅速关注硒摄入量的问题。世界卫生组织推荐健康成年人硒的摄入量为50~200 μg/d，可耐受的最高摄入量为400 μg/d。世界各国关于硒的推荐摄入量标准不同，表3是通过膳食指南数据库、各国专业机构的网站以及Google research公开发表的期刊中提取的各个国家硒推荐摄入量、平均需要量以及推荐摄入量的范围。

表3 各个国家硒推荐摄入量、平均需要量及推荐摄入量的范围 单位：μg

5.2 人体硒的摄入量

中国营养学会推荐日最低硒摄入量为60 μg/d，可耐受最高摄入量为400 μg/d。若低于人体生理需要量40 μg/d则会产生硒缺乏相应的生理症状，如脱发脱甲等，高于800 μg/d会导致急性或慢性中毒[51]。表4是中国特定人群的硒推荐摄入量，表5是中国不同年龄阶段人群的硒推荐摄入量与可耐受最高摄入量。

表4 中国特定人群的硒推荐摄入量 单位：μg

表5 中国不同年龄阶段人群的硒推荐摄入量与可耐受最高摄入量

6 结语

适宜的硒营养水平对国民的健康尤为重要，但现阶段硒在土壤-农产品-人体的循环系统中传输的机制尚不明确，超营养硒水平摄入与疾病的作用机制仍待验证，不同人群与硒的营养基线也有待研究，硒与人体健康领域中的临床干预、流行病学、细胞水平等研究仍值得密切关注。这些关键性的问题仍需诸多专家和学者继续深入研究和探讨。目前对硒缺乏和硒中毒发生的阈值尚无定论，通过饮食补硒的益处可能会被潜在的风险所抵消，因此我们要彻底评估与补硒相关的风险和益处。不同国家居民的总膳食硒摄入量之间存在很大的差异，膳食结构平衡和多样化的人群一般具有合适的硒营养状况，若非生活在低硒带的人不需要额外摄入硒。