硒
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硒元素与生命健康
硒是一种化学元素,化学符号是Se,一种非金属。可以用作光敏材料、电解锰行业催化剂、动物体必需的营养元素和植物有益的营养元素等。硒是人体必须的微量元素。
一、主要用途
1.光敏材料
干印术的光复制,这是利用无定形硒的薄漠对于光的敏感性,能使含有铁化合物的有色玻璃退色。
2.工业用途
冶金方面,电解锰行业的硒用量占到中国全部硒产量的较大比重,硒以化合物形式用作有机合成氧化剂、催化剂,可在石油工业上应用。硒加入橡胶中可增强其耐磨性。硒与硒化合物加入润滑脂。
3.营养元素
硒是动物和人体中一些抗氧化酶(谷胱甘肽过氧化物酶)和硒-P蛋白的重要组成部分,在体内起着平衡氧化还原氛围的作用,研究证明具有提高动物免疫力作用,硒对于免疫力影响和癌症预防的研究是该领域的热点问题。
二、硒的生理作用:
硒的作用比较宽泛,但其原理主要是两个:第一、组成体内抗氧化酶,能提到保护细胞膜免受氧化损伤,保持其通透性;第二、硒-P蛋白具有螯合重金属等毒物,降低毒物毒性作用。
1.抗癌作用:
科学界研究发现,血硒水平的高低与癌的发生息息相关。一个地区食物和土壤中硒含量的高低与癌症的发病率有直接关系,同时科学界也认识到硒具有预防癌症作用,是人体微量元素的“防癌之王”。
硒能抑制癌细胞生长及其DNA RNA和蛋白质合成,抑制癌基因的转录,干扰致癌物质的代谢。
2.抗氧化作用:
硒是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的组成成分,此酶的作用是催化还原性谷胱甘肽(GSH)与过氧化物的氧化还原反应,所以可发挥抗氧化作用,是重要的自由基清除剂(是维生素E的50--500倍)。在体内,GSH-Px与维生素E抗氧化的机制不同,两者可以互相补充,具有协同作用。
正是由于"硒"的高抗氧化作用,适量补充能起到防止器官老化与病变,延缓衰老,增强免疫,抵御疾病,抵抗有毒害重金属,减轻放化疗副作用,防癌抗癌。
3.增强免疫力:
有机硒能清除体内自由基,排除体内毒素、抗氧化、能有效的抑制过氧化脂质的产生,防止血凝块,清除胆固醇,增强人体免疫功能。
4.防止糖尿病:
硒是构成谷胱甘肽过氧化物酶的活性成分,它能防止胰岛β细胞氧化破坏,使其功能正常,促进糖份代谢、降低血糖和尿糖,改善糖尿病患者的症状。
5.防止白内障:
视网膜由于接触电脑辐射等较多,易受损伤,硒可保护视网膜,增强玻璃体的光洁度,提高视力,有防止白内障的作用。
6.防止心脑血管疾病:
硒是维持心脏正常功能的重要元素,对心脏肌体有保护和修复的作用。人体血硒水平的降低,会导致体内清除自由基的功能减退,造成有害物质沉积增多,血压升高、血管壁变厚、血管弹性降低、血流速度变慢,送氧功能下降,从而诱发心脑血管疾病的发病率升高,然而科学补硒对预防心脑血管疾病、高血压、动脉硬化等都有较好的作用。
7.防止克山病、大骨节病、关节炎:
缺硒是克山病、大骨节病、两种地方性疾病的主要病因,补硒能防止骨髓端病变,促进修复,而在蛋白质合成中促进二硫键对抗金属元素解毒。对这两种地方性疾病和关节炎患者都有很好的预防和治疗作用。
8.解毒、排毒:
硒与金属的结合力很强,能抵抗镉对肾、生殖腺和中枢神经的毒害。硒与体内的汞、铅、锡、铊等重金属结合,形成金属硒蛋白复合而解毒、排毒。
9.防治肝病、保护肝脏:
在肝癌高发区流行病学调查中发现,肝癌高发区的居民血液中的硒含量均低于肝癌低发区,肝癌的发病率与血硒水平呈负相关。
三、硒对人体健康的影响
硒对人体有多种特殊功能,硒化合物与自由基作用而保护了细胞膜免遭损害人体内缺硒,可能会引发一些活性氧化物所引起的疾病。人的衰老与活性氧有很大关系,当今世界第一疾病死因是高血压心脑血管疾病,第二是癌症,第三是糖尿病和克山病,大骨节病,肝炎等多种疑难杂症,诸病与硒缺乏有密切关系。
硒在防癌、抗癌、防衰老、预防和治疗心血管疾病、克山病和大骨节病等方面的重要作用。对硒作为生命必需微量元素的认识正日益深入。但硒又是一个极毒的元素。早在被作为营养元素之前,硒一直是被看作有毒元素的。在一些地方流行一种使马致死的疾病,该病在我国西藏也曾发生过。后来发现该畜病和那些地区的土壤及植物中存在着较高的硒含量有关。除了牛、马等动物有硒中毒外,硒也会对人体产生毒性,主要由于职业关系长期按触过多的硒化物或由于某地区的土壤、食物中硒过量而引起硒中毒。
硒的营养性和毒性并不矛盾,因为硒的生物效应与硒的浓度范围有关。一般来说动物对硒的营养需要范围是达到一定浓度时将引起慢性中毒,而超过这个浓度时会引起急性中毒以致突然死亡,这种关系就是著名的Wenberg效应—微量元素的最佳营养曲线。很明显,不同元素的这种曲线不同,有的营养浓度范围较大,有的在最佳浓度和致毒浓度之间有一个非常狭窄的安全限度,硒即为很狭窄的安全限度的元素。
(一)硒不足对健康的影响
硒不足可致生长发育迟滞、生精作用缺陷及白内障。若同时伴有维生素E不足,可使机体组织出现一些萎缩及坏死性改变。地区性的硒缺乏病为克山病,表现为多灶性心肌坏死致心律失常、心脏扩大、心力衰竭等。
硒缺乏症
硒缺乏症主要是生活环境中硒缺乏致硒摄入量减少,另外食物在烹调、加热过程中硒挥发消耗等,引起的人体缺乏微量元素硒,进而引起的一系列的疾病如克山病,大骨节病等。
发病机理:硒是一种强的抗氧化剂,作用与维生素E相似,但抗氧化作用比维生素E 强500倍,缺硒使体内代谢产生的过氧化物增多,自由基产生增加,后者可使某些有重要生理作用的含硫基酶和蛋白质失活,破坏细胞膜磷脂成分损伤生物膜,此外,硒缺乏时维生素A、C、E、K在体内吸收与消耗调节丧失,ATP合成亦可受影响等。
临床症状:人类硒缺乏可有多种表现,肌痛、肌炎、心肌脂变、克山病,溶血性贫血,骨骼改变(大骨节病),白细胞杀菌力及细胞免疫力降低易致感染等。缺乏硒会导致未老先衰。严重缺乏硒会引发心肌病及心肌衰竭。发生克山病,大骨节病。精神萎靡不振,精子活力下降,易患感冒。
(二)硒过量对健康的影响
所谓硒过量是指体内硒含量超过了人体正常需要量。对于绝大多数人群而言,不存在高硒问题,只有极少数地区如我国湖北恩施县,因当地水土中含硒量过高,致食物含高硒而引起中毒。另一种情况就是人为补硒时过量服用而引起高硒中毒。
硒过量主要表现为:头痛、指甲脆、皮肤病、浮肿、不育、肾功能紊乱、丧失嗅觉。饮水中含硒高会引起龋齿,指甲变厚,毛发脱落,肢端麻木,偏瘫。
补硒不能过量,我国大多数地区膳食中硒的含量是足够而安全的。临床所见的硒过量而致的硒中毒分为急性、亚急性及慢性。最主要的中毒原因就是机体直接或间接地摄人、接触大量的硒,包括职业性、地域性原因,饮食习惯及滥用药物等。
硒中毒
硒中毒(Selenium poisoning)是人摄入多量的硒而发生的急性或慢性中毒性疾病,急性中毒以腹痛、呼吸困难和运动失调为主要特征,慢性中毒主要表现为脱毛、骨骼变形和脱落等。各种动物和人均可发生,高硒地区放牧的牛羊和马常见,其次为猪。
1 病因
硒是已知通过饲料和牧草中聚积而引起毒性的元素之一。引起动物硒中毒的主要原因有以下三方面:一是土壤硒含量过高,一般认为,土壤含量高于0.5 mg/kg,对人就有中毒危险。二是人采食高硒食物。三是防治人硒缺乏症时用量过大。
2 发病机理
关于硒的毒性作用机理目前仍有争议。一般认为,进入体内的可溶性硒和有机硒经小肠吸收入血,主要与白蛋白结合,迅速散布全身,部分在肝脏、肾脏和被毛中沉积另一部分在红细胞和肝脏内经还原和甲基化,生成二甲基硒随呼吸排除体外,也可生成三甲基硒随尿液排出。体内过量的硒通过氧化-还原酶而发挥其毒性作用。组织中抗坏血酸和谷胱甘肽含量减少与硒中毒有关,抗坏血酸减少可造成血管损伤。有人认为,硒化合物毒性作用的可能机理之一是攻击特定的脱氢酶系统,尤其是琥珀酸脱氢酶所依赖的羟基基团结合而抑制了该酶的活性。另外,通过与测定光泽精(luciggenin )和鲁米诺(luminol )的化学发光在体外观察到亚硒酸盐与还原型谷胱甘肽反应而产生活性氧,若产生的活性氧超过机体抗氧化能力,则导致脂质过氧化引起的氧化损伤。因此,硒化合物的毒性可能与其形成活性氧的能力有关。硒可通过胎盘引起胎儿畸形,可使禽孵化率降低,并影响雏禽的生长。
3临床表现
(1)急性硒中毒:急性中毒通常是在摄入了大量的高硒物质后发生,每日摄人硒量高达400~800毫克/千克体重可导致急性中毒。主要表现为运动异常和姿势病态、呼吸困难、胃胀气、高热、脉快、虚脱并因呼吸衰竭而死亡。致死性中毒死亡前大多先有直接心肌抑制和末梢血管舒张所致顽固性低血压。其特征性症状为呼气有大蒜味或酸臭味、恶心、呕吐、腹痛、烦躁不安、流涎过多和肌肉痉挛。
急性硒中毒的患儿一般都有头晕、头痛、无力、嗜睡、恶心、呕吐、腹泻、呼吸和汗液有蒜臭味、上呼吸道和眼结膜有刺激症状。重者有支气管炎、寒战、高热、出大汗、手指震颤以及肝肿大等表现。急性硒中毒的特征是脱头发和指甲、皮疹、发生周围神经病、牙齿颜色呈斑驳状态。实验室检查,白细胞增多,尿硒含量不高,2~3天后症状逐渐好转。误服亚硒酸钠者,产生多发性神经炎和心肌炎,应与急性硒中毒鉴别以防误诊。
(2)慢性硒中毒:慢性硒中毒往往是由于每天从食物中摄取硒2400~3000微克,长达数