Примерное время чтения: 8 мин.
Известно, что дисбаланс микроэлементов в окружающей среде оказывает непосредственное влияние на функционирование организмов, а при избыточном или недостаточном поступлении этих веществ начинают действовать механизмы адаптации. Высокая биологическая значимость селена и его необходимость для организма человека определяют приоритетность оценки селенового статуса территорий в большинстве стран мира.
Селен (Se), 34-й элемент периодической системы, хорошо был знаком человечеству еще до его официального открытия. Название происходит от греч. σελήνη — Луна. Элемент назван так в связи с тем, что в природе он является спутником химически сходного с ним теллура (названного в честь Земли). Селен широко распространен в природе, его источником служат изверженные породы, вулканические дымы, гидротермы, поэтому в районах современного и древнего вулканизма почвы и осадочные породы нередко им обогащены. Селен содержится в сульфидных рудах, ураново-молибденовых и серных месторождениях. Обнаруживается он в комплексе с фосфоритами, свинцом, цинком, ртутью, серебром и медью. Среднее содержание селена в горных породах главных типов изменяется от 0,01-0,025 (песчаники, граниты) до 0,3 (сланцы) и 3 г/т (угли). Среди осадочных пород селеном обогащены даже обычные глинистые сланцы (0,3–0,6 г/т), еще больше — углеродистые и сульфидоносные сланцы.
В зависимости от концентрации в почве селен может оказывать как токсическое, так и стимулирующее воздействие на растения и почвенную биоту. Источники загрязнения почв селеном: добыча полезных ископаемых, главным образом переработка сульфидной руды, сжигание топлива, в частности угля, использование на сельскохозяйственных почвах осадка сточных вод, фосфорных удобрений и инсектицидов. Неорганические соединения селена гораздо более токсичны, чем органические.
Этот элемент удачно маскировался под другие химические элементы — теллур и серу, его открытие произошло в 1817 году химиком Й.Я. Берцелиусом. Тем не менее, в течение значительного периода времени после этого конкретные биохимические механизмы действия соединений селена были не ясны и долгое время селен считался токсичным элементом. Были зарегистрированы случаи отравления людей, работавших на селеновых производствах, а также животных, поедавших богатые селеном растения.
Стоит отметить, что действительно селен по характеру действия несколько напоминает мышьяк; обладает политропным действием с преимущественным поражением печени, почек и центральной нервной системы. Особенно токсичен селеноводород, однако, ввиду его отвратительного запаха, ощущаемого даже в ничтожных концентрациях (0,005 мг/л), удаётся избежать отравлений. Органические соединения селена, такие как алкил- или арил-производные (например, диметилселен, метилэтилселен или дифенилселен), являются сильнейшими нервными ядами с очень неприятными запахами.
Выдающийся советский ученый-естествоиспытатель и общественный деятель Владимир Иванович Вернадский доказал, что селен является даром для человечества и для нашего организма он выступает как «биокорректор высокого ранга». В 1954 году были обнаружены первые признаки биологического значения селена для микроорганизмов. До сих пор интерес к селену не ослабевает и его потенциальные возможности до конца не раскрыты.
Жизненная необходимость этого микроэлемента в биологии млекопитающих и в питании человека впервые была установлена в 1957 году. В 1970 году описана связь выраженного дефицита селена с развитием болезни Кашина–Бека (дегенеративная остеоартропатия) и болезни Кешана (заболевания, которое характеризуется кардиогенным шоком, аномальным увеличением сердца, сердечной недостаточностью, аритмией сердца и изменениями ЭКГ, — прим. ред.). В ряде работ показана ассоциация умеренного дефицита селена с повышенным риском онкологических и инфекционных заболеваний, мужским бесплодием, нарушениями метаболизма тиреоидных гормонов, тяжелыми неврологическими заболеваниями, включая болезнь Паркинсона и Альцгеймера.
В организме человека селен взаимодействует с витаминами, ферментами и биологическими мембранами, участвует в регуляции обмена веществ и является компонентом более 30 жизненно важных соединений, входит в активные центры многих ферментов и обладает антиоксидантными свойствами. Суточная потребность человека в селене составляет 70-100 мкг. Согласно данным эпидемиологических исследований 1990-х годов, более чем у 80% россиян наблюдается дефицит селена. Однако, при превышении этой дозы всего в несколько раз можно получить серьезное отравление.
Характерные симптомы селендефицитных состояний не определены, но отмечено, что у многих людей, имеющих низкую обеспеченность селеном, снижен мышечный тонус. У детей из-за дефицита селена часто возникают заболевания дыхательной системы. Есть предположение, что с дефицитом селена связан синдром внезапной детской смерти (СВДС). У подростков дефицит селена может привести к снижению нормальной функции щитовидной железы, проявлению кожных заболеваний и заболеваний сердечной мышцы. У взрослых возрастает частота инфаркта миокарда, инсультов и онкологических заболеваний.
Поступающий с пищей или водой селен усваивается более чем на 80%. В продуктах животного и растительного происхождения селен находится в составе органических веществ, преимущественно аминокислот, но он может поступать в организм также и в виде неорганических солей: селенита или селената натрия. В принципе, с точки зрения всасываемости селена организмом нет большой разницы, поступает ли он в составе органических и неорганических соединений.
Согласно исследованиям, прием 200 мкг селена в сутки снижает риск заболеваемости раком прямой и толстой кишки на 58%, опухолями простаты — на 63%, раком легких — на 46%, снижает общую смертность от онкологических заболеваний на 39%. Малые концентрации селена подавляют гистамин и за счет этого оказывают антидистрофический эффект и противоаллергическое действие. Также селен стимулирует пролиферацию тканей, улучшает функцию половых желез, сердца, щитовидной железы, иммунной системы. В комплексе с йодом селен используется для лечения йододефицитных заболеваний и патологий щитовидной железы.
Способностью превращать неорганические формы селена в органические обладают растения. Важную роль в обеспеченности селеном населения играет специализированная пищевая продукция диетического лечебного и профилактического питания. Так, в большинстве стран мира зерновые, как основные пищевые продукты, служат важнейшими источниками селена для человека.
Антропогенное воздействие, в первую очередь связанное со сжиганием ископаемого топлива, резко увеличивает долю атмосферного селена таким образом, что последний, наряду с депонированными в земле формами, становится важным источником этого микроэлемента для растений. Однако далеко не весь селен почвы доступен для растений. Так, в кислых, сильно заболоченных почвах биодоступность микроэлемента низка, хотя общее содержание может быть и значительным. Общее содержание селена в растениях зависит от типа почвы, величины рН, окислительно-восстановительного потенциала, запасов селена в почве, осадков, температуры окружающей среды и от фазы роста и развития самого растения. При этом, кислотность почвы является основным фактором.
Обогащение сельскохозяйственных растений селеном считается одним из наиболее эффективных и экономически выгодных путей оптимизации селенового статуса населения. Объектами первого направления являются:
- пшеница и рис, являющиеся основными продуктами в питании более половины населения мира;
- кукуруза, наиболее широко используемая в большинстве стран Африки и Центральной Америки;
- фасоль — традиционная культура Африки и Латинской Америки.
Объектами второго направления служат овощные культуры. Однако из-за узкого диапазона между дефицитом и токсическим количеством его для растений, применение селеновых удобрений должно строго базироваться на данных агрохимических анализов почвы на содержание элемента.
Москва
