硒的生物學(xué)活性及其作用機(jī)制

肖 喆 石 瑛 王 捷 孔令佳 張 猛 白 蕓

（太原師范學(xué)院 山西 晉中 030619）

稀有金屬元素硒是人體所需微量元素中的一種，被譽為“抗癌之王”。研究表明，硒具有抗氧化作用，可清除機(jī)體中過剩的自由基，有保護(hù)肝臟和輔助抑癌功能、還有延緩衰老、保護(hù)視力等預(yù)防或治療性功能。硒不可在人體內(nèi)自主合成，只能通過攝入的方式來維持機(jī)體內(nèi)硒的正常含量[1-3]。通過微生物富集、動物轉(zhuǎn)化與植物轉(zhuǎn)化等生物技術(shù)可有效地完成硒轉(zhuǎn)化，這是將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒的有效方式，例如富硒酵母、富硒乳酸菌、富硒雞蛋、海藻硒等。世界衛(wèi)生組織建議人體每天補(bǔ)充200 μg硒，但是攝入硒的量又不能過高，最大量不能超過400 μg/d，否則會引起硒中毒，急性硒中毒會在短時間內(nèi)引起反應(yīng)，而慢性硒中毒是由于硒含量漸漸在體內(nèi)積累所致，反應(yīng)時間因人而異[4]。硒的化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，所產(chǎn)生的毒性也不盡相同。當(dāng)機(jī)體缺硒也會表現(xiàn)出相應(yīng)的病態(tài)，如免疫功能出現(xiàn)障礙、網(wǎng)狀細(xì)胞數(shù)目大幅增加、外分泌功能受損等。多糖具有提高免疫力等多種功效，如果將硒與多糖結(jié)合形成有機(jī)物，兼具硒和多糖的功能，可為開發(fā)硒多糖、硒蛋白等產(chǎn)品提供物質(zhì)基礎(chǔ)和研究潛能。最近報道了一種人工合成的納米硒，其特點是低毒、高活性，這為硒的深層次研究提供了新的方向。因此，本文通過硒在醫(yī)藥應(yīng)用等方面的綜述以及展望，進(jìn)一步了解硒及富硒產(chǎn)品的功能和重要意義。

1.硒的發(fā)現(xiàn)及分布

元素硒(Selenium，Se)是瑞典化學(xué)家J.J.Berzelius于十九世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)的，同時他還發(fā)現(xiàn)了硒的同素異構(gòu)體。硒位于化學(xué)元素周期表中的第四周期Ⅵ族，為灰色帶金屬光澤的非金屬元素[5]。在自然界中，硒的存在方式有兩種：無機(jī)硒和有機(jī)硒，兩種硒都可參與到谷胱甘肽過氧化物酶在肝臟中的作用途徑。無機(jī)硒與有機(jī)硒相比，毒性較大，生物利用率較低，價格相對優(yōu)惠，含量偏高。據(jù)研究數(shù)據(jù)統(tǒng)計，全球范圍內(nèi)硒的分布是不均勻的，南美洲最多，大洋洲最少[1]。中國等國家硒的儲存量占絕大多數(shù)，但是黑龍江省硒含量嚴(yán)重不足，四川等地次之，在湖北恩施和陜西紫陽等地段硒含量比國內(nèi)其它地區(qū)高數(shù)十倍甚至是更高[4]。

2.生物活性

硒與人類的多種疾病密切相關(guān)，顯著的預(yù)防或降低生物的自發(fā)性和由化學(xué)機(jī)制誘發(fā)的腫瘤發(fā)生、散播和復(fù)發(fā)。硒的醫(yī)藥學(xué)主要機(jī)制是在生物體內(nèi)產(chǎn)生不同的抗氧化因子，清除機(jī)體內(nèi)自由基。腫瘤病變及神經(jīng)系統(tǒng)疾病的主導(dǎo)誘因是生物體內(nèi)的自由基含量過高，細(xì)胞膜和生物大分子會有不同程度的損傷和氧化，因此自由基動態(tài)波動的基本穩(wěn)定是機(jī)體正常代謝、維持穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ)因素之一[6,7]。目前，我國常用的硒制品是無機(jī)硒或亞硒酸鈉，但副作用較強(qiáng)，可通過動植物體將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化成有機(jī)硒，這對于我國缺硒狀況的改善具有積極的意義。

2.1 硒與抗氧化作用

硒在谷胱甘肽過氧化酶中占有重要的地位，在抗氧化方面起調(diào)節(jié)作用，保護(hù)生物膜的完整性[8]。谷胱甘肽過氧化物酶可將生物體內(nèi)的氫過氧化物或脂過氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)醇類，阻止自由基攻擊細(xì)胞膜[9]，保護(hù)機(jī)體組織中不飽和脂肪酸等脂類物質(zhì)不被破壞。過氧化物酶體在維護(hù)機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定起到了重要的作用，防止生物體過度氧化。由此，含硒的過氧化物酶在體內(nèi)含量的變化波動在一定程度上反映出生物體膜系統(tǒng)的受損傷程度及機(jī)體健康狀況。同時，硒還可促進(jìn)機(jī)體對部分維生素的吸收。

2.2 硒與免疫功能

硒在一定程度上可增強(qiáng)生物體免疫功能，刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫蛋白與抗體，加強(qiáng)其抵抗力[10]。適當(dāng)?shù)奈靠梢詥用庖叻磻?yīng)，調(diào)節(jié)體內(nèi)的免疫應(yīng)答。當(dāng)缺乏硒時，免疫細(xì)胞的生物活性受到抑制，不利于免疫細(xì)胞的增殖分化。當(dāng)硒含量通過攝入的方式補(bǔ)充過多時，某些特定時期的炎癥反應(yīng)和免疫方式會發(fā)生變化。在自身免疫、過敏性哮喘、慢性炎癥等疾病的調(diào)查對比過程中均發(fā)現(xiàn)與硒的含量有關(guān)[11]。李巖等[12]通過調(diào)查攝入不同濃度硒多糖小鼠的細(xì)胞和體液免疫功能兩項指標(biāo)及非特異性免疫數(shù)據(jù)指標(biāo)，證實硒多糖可加強(qiáng)小鼠體液免疫和抗體細(xì)胞活性，進(jìn)而加強(qiáng)其免疫功能。秦韜等[13]研究發(fā)現(xiàn)在一定的范圍內(nèi)硒修飾的當(dāng)歸多糖中淋巴細(xì)胞顯著增強(qiáng)，同樣也可增強(qiáng)機(jī)體免疫作用。

2.3 硒與遺傳損傷防護(hù)作用

硒對在一定范圍內(nèi)的遺傳損傷有防護(hù)作用。近年來，硒對防治疾病和抗衰老方面引起了較強(qiáng)關(guān)注，一些干預(yù)性試驗表明，某些病癥出現(xiàn)的機(jī)率與攝入硒的含量有關(guān)，可能為反比例關(guān)系。硒還具有抗衰老功能，主要的作用機(jī)制為增強(qiáng)抗過氧化物酶活性，減少過氧化脂質(zhì)和防止生成脂褐素，以達(dá)到抗衰老的作用[4]。劉秀芬[14]等研究發(fā)現(xiàn)SOD富硒枸杞對胡油煙冷凝物引發(fā)的基因突變具有保護(hù)作用。無論是在體內(nèi)還是體外實驗中，硒均表現(xiàn)出防病、治病的功效以及抗衰老的保健功能。

2.4 硒與心血管系統(tǒng)調(diào)節(jié)

硒對心血管的結(jié)構(gòu)及疾病起到保護(hù)和治療作用，主要是通過攝入食物源抗氧化劑與蛋白質(zhì)結(jié)合從而發(fā)揮作用[15]。其次，硒對于高血壓具有預(yù)防和治療的效果。國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行大量實驗表明，硒含量在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)血脂代謝功能，預(yù)防高脂血癥的發(fā)生。世界衛(wèi)生組織認(rèn)為，冠心病發(fā)病的誘發(fā)元素之一就是硒含量的失衡。當(dāng)體內(nèi)硒含量不足時，血小板發(fā)生凝聚，血液粘稠度增加，若此時動脈內(nèi)皮有損傷，膽固醇沉積從而導(dǎo)致動脈粥狀硬化、心血管發(fā)生病變。有實驗表明，硒有助于維護(hù)血壓的穩(wěn)定，相對于大多數(shù)誘發(fā)高血壓的病因均可調(diào)節(jié)。明確硒對心血管系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)制，可有效的預(yù)防高血壓等心血管疾病發(fā)生[16，17]。雖然在近二十多年來，研究們在此方面做出了很大的貢獻(xiàn)，但對于硒的作用機(jī)理尚未完全了解，依然是生物領(lǐng)域上的難題之一。

2.5 硒與癌癥及其它疾病

大量流行性病學(xué)證明，許多癌癥的發(fā)生與硒有密切的聯(lián)系。硒對慢性白血病、乳腺癌、胃癌、直腸癌等癌癥均有預(yù)防和治療的作用[6，7]。硒可抑制癌細(xì)胞基因的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄以及蛋白質(zhì)的合成，延長有絲分裂的M期G-2期，為DNA的修復(fù)提供了時間，癌細(xì)胞在內(nèi)環(huán)境的生長受到抑制，達(dá)到控制癌細(xì)胞過度增殖的作用，降低或抑殺癌細(xì)胞。硒還可抑制癌細(xì)胞的靶向性，硒通過癌細(xì)胞增殖過程中大量積累的GSH直接識別癌細(xì)胞，從而將其殺死。硒與致癌劑是競爭關(guān)系，可改變細(xì)胞生長進(jìn)程中的某些關(guān)節(jié)步驟，以影響癌基因?qū)C(jī)體DNA的損傷[18，19]。

硒缺乏時，心肌細(xì)胞受損，心肌細(xì)胞線粒體功能失常，鈣質(zhì)沉積，脂含量升高，導(dǎo)致克山病和大骨節(jié)病的誘發(fā)?？松讲∨c大骨節(jié)病為常見的兩種地方性疾病。采取補(bǔ)硒的方式增強(qiáng)谷胱甘肽過氧化物酶的活性，從而清除自由基，防止機(jī)體受損。研究發(fā)現(xiàn)大骨節(jié)病的環(huán)境影響因素有硒的缺乏和T-2毒素，適當(dāng)補(bǔ)充硒含量可減少T-2毒素對關(guān)節(jié)軟骨的損傷，以便改善軟骨的生物代謝狀況[20]。

硒除了具有上述醫(yī)藥學(xué)功能外，還具有抑菌作用，可抵抗大腸桿菌以及部分真菌。有些生物硒制品已成為補(bǔ)充硒元素的商品，這為豐富保健品市場提供了新的途徑，也為將來癌癥等疾病的防御和治療發(fā)揮有效的作用。

3 展望

硒是生命體正常運轉(zhuǎn)不可或缺的元素，在維持機(jī)體正常生命代謝過程中具有重要意義。天然食物中硒的含量嚴(yán)重缺乏，不足補(bǔ)充人體正常硒含量，提高體內(nèi)的硒需從源頭上增加硒的含量，并調(diào)節(jié)硒營養(yǎng)方式和防治缺乏或過量硒引起的疾病。加強(qiáng)富硒產(chǎn)品開發(fā)利用，通過常見的農(nóng)作物或微生物轉(zhuǎn)化有機(jī)硒，建立良好的硒營養(yǎng)方式。也可將富硒藻類應(yīng)用在水生態(tài)治理方面，將廢水中的硒固定在藻體內(nèi)，將其變廢為保健品或魚餌料。因此，在今后的研究過程中需要研發(fā)更高效、更安全的富硒產(chǎn)品種類來滿足機(jī)體所需的硒含量。硒在疾病治療或輔助治療中起著非常重要的作用，對于硒在醫(yī)藥作用中的作用機(jī)理研究還不夠深入，可深入探究其作用機(jī)理，探索更多的功能，為戰(zhàn)勝疾病做出更大的貢獻(xiàn)。