Чтобы сообщить нам о грамматической ошибке на сайте
выделите её и нажмите Ctrl+Enter
Тематические статьи
О селене, которого нам не хватает
Нет ничего важнее для нас с вами, чем здоровье. Именно поэтому с неослабевающим интересом следят читатели за публикациями обо всем, что так или иначе сказывается на нашем физическом благополучии. Может быть, настала пора рассказать и о том, как влияют на здоровье микроэлементы? В частности, селен.
Уже к началу 70-х годов в научной литературе появились сотни публикаций, раскрывающих взаимоотношения упомянутого элемента с организмами животных. Пик шквала сообщений о селене пришелся на границу 70-х—80-х годов. Общее число статей, брошюр и монографий давно перевалило за тысячу. Видимо, действительно пора рассказать читателю о значении селена для организма.
Селен, безусловно, яд...
До 1957 года селену сопутствовала лишь дурная слава ядовитого вещества. Животноводы обнаружили, что если рацион крупного рогатого скота переобогащен селеном (в частности, содержит заметную долю растений семейства астрагалов, накапливающих этот элемент), то скотина заболевает: животные худеют, теряют шерсть, их рога и копыта размягчаются и приобретают уродливую форму. Из-за расстройства зрения и нервной системы нарушается координация движений и животные двигаются по кругу (вертятся). Отсюда и название болезни — вертячка.
Доставалось от селена и человеку. У химиков и рабочих, занятых в производстве селеновых выпрямителей электрического тока, фотоэлементов, солнечных батарей и ксероксов, не соблюдающих технику безопасности, появлялась одышка, рвота, учащенное сердцебиение, расстройство зрения, нервной системы. Иногда отравление оказывалось даже смертельным. Вот почему химики хранят селеносодержащие вещества в сейфах в компании с прочей отравой — соединениями мышьяка, ртути, таллия...
Механизм отравления селеном окончательно не выяснен, хотя его биохимические последствия позволили ученым предположить, что селен блокирует дисульфидные и сульфгидрильные группы белков-ферментов и кератинов. При этом развивается тканевая гипоксия и разрушаются клеточные и внутриклеточные мембраны.
...но обойтись без него нельзя
Практически у любого яда со временем обнаруживают и полезные свойства. Случилось такое и с селеном. Оказалось, что дефицит его и для животных, и для человека не менее опасен, чем избыток. Начало таким исследованиям положил К. Шварц. В 1944 г. он обнаружил, что у крыс, содержавшихся на казеиновом рационе, который предварительно обрабатывали щелочью, быстро развивалась некротическая дегенерация печени. Несколько поторопившись, Шварц заключил, что щелочь удаляет из белкового рациона крыс серосодержащие аминокислоты и витамин Е. Лишь спустя семь лет ученый приблизился к подлинной разгадке: щелочь разрушает какой-то жизненно важный селено-содержащий компонент, который он назвал «третьим фактором».
Открытие Шварца послужило толчком к проведению доброй сотни исследований. Довольно быстро удалось выяснить, что недостаток селена провоцирует у животных более двадцати тяжело протекающих заболеваний, сходных по симптомам с Е-авитаминозом: беломышечную болезнь молодняка животных и птиц, токсическую дистрофию печени у поросят, бесплодие... Весь перечень даже не хочется приводить, да и незачем. Важно, что этот букет болезней назвали «болезнями селеновой недостаточности».
Для людей селеновая недостаточность тоже оборачивается крупными неприятностями — например, кардиопатией, включая инфаркт миокарда. Нарушается восприятие света глазом, возникают дистрофия и фиброз поджелудочной железы. В последнее десятилетие недостаток селена в пище человека начали рассматривать как одну из причин различных опухолевых заболеваний и иммунодефицита.
Категоричные заключения медиков и ветеринарных врачей тут же подкреплялись биохимическими исследованиями. Оказалось, что недостаток в организме селена отрицательно сказывается на целостности клеточных мембран и работоспособности сгруппированных на них ферментов, снижая их активность на 30—50%, вызывает накопление кальция внутри клеток, нарушает метаболизм аминокислот и кетокислот, снижает эффективность энергопродуцирующих процессов... Словом, ничего хорошего.
Итак, много селена — плохо, мало — не лучше. Опять нужна золотая середина. Где же она? Прежде, чем ответить на этот вопрос, надо четко представить себе, зачем селен нужен организму.
Биологическая роль селена
Обозначить ее коротко и определенно пока не удается. Связано это с разнообразием функций селена. Его микроколичества обнаружили практически во всех органах и тканях животных. Максимальные концентрации селена — в селезенке, печени, почках, сердце, мышцах, сетчатке глаза. Все эти органы работают без устали. Ленивые органы и ткани селеном менее богаты. Это прежде всего относится к тканям жировых депо.
Если мы переместимся на клеточный уровень, то узнаем, что селеном богаты и иммунные клетки. А если сделаем еще один шаг и начнем рассматривать молекулы, то обнаружим, что селен содержится в добром десятке белков, многие из которых проявляют ферментативную активность (формиатдегидрогеназа, глицинредуктаза, селеносодержащие цитохром С и ферредоксин). Но перечень селенозависимых ферментов по праву должна открывать глутатионпероксидаза — таинственная незнакомка Шварца, так скучно назвавшего ее «третьим фактором». Этот фермент — чемпион среди других по содержанию селена: каждая из его четырех субъединиц содержит по одному атому селена.
Теперь, когда стали известны места дислокации селена, оставалось лишь сделать вывод о том, что его биологическая роль заключается в формировании активных центров ферментов, ответственных за метаболизм аминокислот, перемещение электронов в дыхательных цепях, разрушение липоперекисей и т.д.
Можно ли какой-то из этих процессов назвать главным? Конечно, нет. Все они взаимозависимы и взаимообусловлены. Но мы здесь остановимся прежде всего на том, как селен участвует в организации иммунного ответа организма.
Селен и Змей-Горыныч
Сегодня определенно известно, что добавки селенистых препаратов активизируют иммунную систему организма (как скажут специалисты, активизируют фагоцитарную активность макрофагов и гранулоцитов, цито-литическую активность Т-киллеров, выработку иммуноглобулинов и т.п.). Полагают, что микроэлемент влияет на биосинтез иммунных белков и участвует в организации «дыхательного взрыва». Последний, как известно, — одно из орудий иммунокомпетентных клеток.
«Дыхательный взрыв» весьма напоминает повадки Змея-Горыныча, вдыхающего воздух и изрыгающего из своих трех пастей пламя. Некоторые клетки иммунной системы работают так же. Они захватывают кислород, заряжают его электроном (О2-) и с его помощью вырабатывают сильнейший бактерицид — гидроксильный радикал (ОН-). Вот эта-то парочка внедряется в клетку нежелательного гостя и раздувает в ней радикальный пожар, от которого пришелец погибает.
При чем же тут селен? А вот при чем. В специальных опытах установлено, что недостаток селена блокирует «дыхательный взрыв» гранулоцитов и некоторых других иммунных клеток. Очень похоже на то, что селен участвует как в самой организации этого процесса, так и в спасении своих хозяев от их же собственного оружия — супероксид-аниона и гидроксильного радикала. Каковы интимные механизмы его участия в организации нападения и защиты? Дать ответ на этот вопрос пока не смог никто. Ясно одно — без селена иммунная система обойтись не может. А теперь вспомним об иммунодефицитах разного рода, которыми в последнее время страдает все больше людей — не следствие ли это необеспеченности организма современного человека селеном?
Селеновый дефицит...
Основной природный резервуар, из которого животные черпают необходимый ультрамикроэлемент — почва, а конкретнее — гумус.
Среднее содержание селена в почвах России составляет 0,24 мкг/г. Причем концентрация селена в почве колеблется в довольно большом диапазоне 0,01—0,5 мкг/г почвы.
Понятно, что селен из почвы извлекают растения. Причем интенсивность, с которой растения поглощают селен, не обязательно связана с его содержанием в почве. Скажем, на торфяниках и в поймах, где селена относительно много, растения усваивают его плохо, а на черноземах и сероземах — хорошо. Здесь ключевую роль играют другие обстоятельства, например, кислотность почвенных растворов: реакция должна быть нейтральной или слабощелочной. Если почвы закислены, то корневая система растений всасывает элемент с трудом. Другое обстоятельство — загрязнение почв: соединения серы и тяжелых металлов снижают подвижность, а значит — биодоступность селена.
Теперь понятно, почему селена в растениях становится все меньше: эрозия почв прогрессирует во всем мире — значит, уничтожается гумус, а закисление и загрязнение почв — тоже повсеместное явление.
Итак, селена все меньше, да и тот, что накопили растения, доходит до человека не в полном объеме: 30—50% теряются при термообработке пищи, еще какую-то часть селеносодержащих органических соединений микробы превращают в элементарный селен, который организм не усваивает.
Хотя потребности организма в селене относительно невелики. В теле «среднего» человека содержится его лишь 14—15 мг селена. Это количество для здорового человека, в принципе, обеспечивается нормальным питанием. Но из-за разного рода стрессов организм начинает более интенсивно расходовать селен, а значит — требовать пополнения его запасов.
Чтобы противостоять хроническому отравлению оксидами серы и азота, угарным газом и тяжелыми металлами, пестицидами и... водкой, все защитные системы организма должны работать более интенсивно. И каждая из них при дележе скудного селенового пайка требует свою долю.
Не исключено, что человечество незаметно движется к еще одной катастрофе — утрате защитных сил из-за недостатка селена в организме.
...и попытка его ликвидации
Первые попытки наступления на селеновый дефицит предпринял тот же К. Шварц. Он установил, что введение в организм животных селеносодержащих химических соединений в той или иной степени предотвращает некроз печени. В качестве носителей селена он испытал множество неорганических и органических препаратов разной степени доступности. Вслед за Шварцем к поиску подключились биологи, химики и биохимики.
Если проанализировать накопленный материал, то обращают на себя внимание две особенности. Первая заключается в том, что в 98% исследований в качестве источника селена использовали селенит натрия. Может быть, он — один из наиболее доступных и дешевых селеновых препаратов? А может, свою роль сыграла «наводка» Шварца? А может, селенит натрия — самое эффективное средство? Ответить на этот вопрос однозначно трудно, но автор этих строк склонен отдать предпочтение доступности и относительной дешевизне селенита натрия.
Вторая особенность исследований — исключительно победные мотивы в оглашении результатов. По словам медиков, микродозы селенита восстанавливали утраченные функции селезенки и печени. Выяснилось, что селенит натрия способен облегчать последствия ожогов и радиоактивного облучения и даже... противостоять развитию некоторых форм рака. Под натиском селенита отступали и проявления иммунодефицита.
Но более всего ликовали ученые, занимающиеся проблемами ветеринарии и животноводства. Все тот же селенит натрия успешно зарекомендовал себя как лечебное и профилактическое средство в борьбе с целыми двумя десятками заболеваний сельскохозяйственных животных, а также... как средство повышения их продуктивности. Действительно, селенит взбадривает и без того юркие сперматозоиды. Именно селен во многом помогает им достичь своей вечной цели: в составе белка с молекулярной массой 17000 дальтон он локализуется в срединной части хвостов сперматозоидов. Из-за его дефицита зачастую хвосты перестают вращаться или вообще отваливаются, обрекая своих хозяев на неподвижность.
А не слишком ли увлеклись ученые селенитом натрия? Ведь сколько-нибудь прочных оснований для того, чтобы признать его победителем в конкурсе ликвидаторов селенового дефицита, нет. Нет, даже несмотря на то, что этот препарат сегодня, по существу, единственный из официально разрешенных к применению в ветеринарии. Ведь селенит натрия высокотоксичен (ЛД50 2—20 мг/кг живого веса), его водные растворы, которые добавляют в корм, должны быть свежеприготовленными, иначе из соли выделяется чистый селен, которого не усваивает организм животного.
Может, стоило поискать альтернативу селениту в ряду органических соединений селена? Таких попыток было много, и весьма успешных. Оказывается, организм животного умеет выгрызать из селеноорганики микроэлемент, чтобы затем встраивать его в селенозависимые белки.
Но, к сожалению, большинство селеноорганических соединений, особенно тех, которые получаются замещением других гетеро-атомов в природных соединениях, столь же остротоксичны, как и селенит натрия. Исключение составляют лишь селенофены, величины ЛД50 которых колеблются в пределах 90—2500 мг/кг веса. Сравнительные испытания селенита натрия и замещенных селенофенов, проведенные в 1-м Московском медицинском институте, не выявили лидера в борьбе с токсическим гепатитом: все препараты оказались одинаково хороши.
Пытался внести свой вклад в разрешение селеновой проблемы и автор данной статьи, затратив на это в стенах Пензенского сельскохозяйственного института 15 лет своей жизни. В качестве носителя селена мы синтезировали и испытали легкодоступные, малотоксичные и стабильные трициклические селенопираны.
Однако у селеноорганических соединений по сравнению с неорганическими есть своя специфика. Оказалось, что селеноорганика хорошо работает, когда подопытные животные находятся в условиях кормового стресса — корма либо мало, либо он прогоркший. А в благополучные периоды жизни животных добавка селеноорганики в корм оставалась как бы незамеченной — правда, если не считать, что поголовье молодняка все же сохранялось лучше. В то же время биостимулирующее влияние селенита натрия проявляется практически всегда, вне зависимости от уровня и качества кормления.
В чем причина специфики? Дело в том, что неорганические соединения селена организм только восстанавливает до Se2-, а органические он вынужден еще и предварительно окислять. Связь С—Se очень трудно поддается гидролизу и разрывается легче всего при действии окислителей. Учитывая то, что при различных стрессах резко усиливается окислительная функция организма, становится понятно, почему селеноорганические соединения максимально срабатывают в неблагополучные периоды жизни животных и ведут себя «тихо» в благополучные.
Недостаток ли это селеноорганических соединений или их достоинство? Хочется думать, что достоинство. Ведь это, по существу, реализация идеала медицины «не навреди».
Что же касается экономической стороны вопроса, а именно дополнительных приростов и привесов животных, то и здесь селеноорганическим соединениям — зеленый свет. Чего-чего, а кормовых, как, впрочем, и других стрессов нашим животным, в условиях российского хозяйствования, хватит еще надолго.
Кушайте на здоровье грибы
С животными мы как будто разобрались. А что посоветовать читателю, обеспокоенному своим здоровьем? Может, прибегнуть к творениям рук моих коллег-химиков? Не торопитесь. Что-то подозрительно мало сведений о негативных сторонах селеновых снадобий. Лучше пропустить их через растения. Именно так поступили наши северные соседи — финны, начавшие с 1984 года вводить в макроудобрения селеновые добавки в виде селената натрия в дозах 6 мг/кг для фуражных культур и 16 мг/кг для зерновых. Каков эффект? Он, вероятно, заключается в молчании финнов по поводу своего здоровья. Значит, крепкое. Больной человек молчать о своем здоровье не будет.
Тем не менее для наших сограждан пример финнов — лишь просто пример. Состояние дел в нашем сельском хозяйстве сами знаете какое — поля зачастую вообще перестали получать макроудобрения. А перспектива использовать селеновые микооудобрения светит лишь в XXI веке. Но не следует огорчаться. Выход есть, и подсказывает его нам природа.
Вспомним о поведении прихворнувших диких животных. Больные лоси почему-то изменяют своему обычному меню и начинают предпочитать грибы. А среди последних выбирают преимущественно мухоморы. Так же поступают многие более мелкие зверюшки и даже больные домашние собаки, сбегающие от дома в лесную аптеку. Что инстинктивно ищут в грибах ничего не соображающие в химии животные? Не селен ли? Очень похоже, что именно его. Грибы — природные концентраторы селена, справляющиеся с этой обязанностью в 100—600 раз лучше, чем луговые травы и злаки. Дождевики, лисички, опята и маслята содержат от 2 до 7 мг селена в каждом килограмме сухой массы. Чемпион же по аккумуляции селена — красный мухомор. Не потому ли именно к нему приходят на дрожащих ногах больные лоси? Не потому ли красный мухомор — один из компонентов целебных знахарских снадобий?
Природа редко ошибается, запрограммировав для тех или иных растительных организмов аномальное накопление в них тех или иных химических элементов. В природе все целесообразно. Конечно, повелев грибам накапливать селен, она думала не о здоровье грибоедов, а о самих грибах. Большие концентрации в них селена — видимо, обязательное условие их высочайшей скорости роста: ведь грибы растут буквально на глазах. Очень может быть, что сама вероятность грибного урожая зависит от возможностей грибницы накопить в себе за лето достаточные запасы селена.
Как бы там ни было, а грибы когда-то занимали достойное место на столах наших пращуров и должны быть обязательной составной частью нашего с вами меню. «Будешь строен и высок, если пьешь томатный сок!» — такой был в ходу рекламный текст четверть века назад. Предлагаю рекламу грибам: «Грибной обед отведет от многих бед!».
Автор статьи приносит глубочайшие извинения многочисленным «селенщикам» за то, что не привел в тексте их фамилий и удостоил внимания лишь пионера нашего дела К. Шварца. Не обижайтесь, коллеги. Нас очень много...
Доктор химических наук А. Ф. Блинохватов
По материалам журнала «Химия и жизнь» №4 за 1995 год
Закладки по теме: селен
Голосов: 0
Просмотров: 5899
Комментариев: 0
Комментариев: 0
