Роль селена в организме человека.Механизм включения этого неметалла в белки.

Наибольшая часть селенометионина путем транссульфатирования превращается в селеноцистеин, он не включается в белки, а трансформируется в печени в серин и водорода селенид (H2Se) с помощью фермента β-лиазы. Селениты при участии глутатионовой системы превращаются в H2Se в эритроцитах и плазме крови через селенодиглутатион и глутатионселено-персульфид. Водорода селенид является ключевым метаболитом, который или образует активную форму селенофосфата для включения в селенопротеины в виде селеноцистеина, или метилируется с помощью селенаденозилметионина до метил-селенола (CH3Se), диметилселенида ((CH3)2Se) и триметилселенониума ((CH3)3Se+). Диметилселенид может выводиться с выдыхаемым воздухом, а триметилселенониум - с мочой. Незначительная часть селена выводится через кишечник, в нормальных условиях гомеостаз этого микроэлемента регулируется экскрецией его производных с мочой.



4.Роль селена в организме человека
В настоящее время идентифицировано свыше 30 селенопротеинов, которые содержат в своей первичной структуре селеноцистеин. Большая половина из них очищены, для 9 селенопротеинов секвенированы и клонированы ДНК, это позволило многим ученым более подробно изучить, охарактеризовать функции, которые выполняет селен. Сначала были изучены ферменты семейства глугатионпероксидаз, среди них различают гастроинтестинальную, цитозольную, внеклеточную и связанную с плазматическими мембранами. Все селеносодержащие глутатионпероксидазы при участии восстановленного глутатиона катализируют реакцию восстановления и детоксикации пероксида водорода, органических пероксидов и гидропероксидов до нетоксических соединий
Н_2 О_2+2Г-SН →2Н_2 О +S-S-Г;
R_2 O_2 +2Г-SH→2ROH +S-S-Г;
ROOH+2Г-SH →ROH+ H_2 O+S-S-Г.
Вместе с тем субстратом каталазы и глутатионпероксидазы, которая не содержит в своей структуре селен, является пероксид водорода. Гастроинтестинальная селенсодержащая глутатионпероксидаза образуется только в пищеварительном канале, а также функционирует как барьер, предотвращающий всасывание гидропероксидов из пищи. Если возникает низкая, но стабильная концентрация этого фермента, которая в основном наблюдается при дефиците селена, то достаточно для предотвращения абсорбции гидропероксидов и повреждения ими эпителия. Цитозольная глутатионпероксидаза всегда защищает внутриклеточные белки печени, сердца, головного мозга, легкие и клетки крови от повреждения пероксидом водорода липопероксидами и липогидропероксидами, восстанавливая их до нетоксических соединений. Внеклеточная глутатионпероксидаза является секреторным ферментом, с помощью него происходит восстановление органических пероксидов и гидропероксидов в материнской децидуальной оболочке, эмбриональной энтодерме, желточном мешке, миокарде плода, участках окостенения, эмбриональной жировой ткани, эпителии и коже. Дефицит селена у женщин служит причиной бесплодия и спонтанных абортов, что свидетельствует о защитной роли селенопротеинов в процессе эмбрионального развития. У детей и взрослых внеклеточная глутатионпероксидаза в наибольшем количестве определяется в проксимальных почечных канальцах, в меньшей концентрации - в миокарде предсердии, кишечнике, коже и жировой ткани. Связанная с плазматическими мембранами глутатионпероксидаза защищает от пероксидного окисления мембранных липидов. Тиоредоксинредуктаза, как и глутатионпероксидаза, представляют собой селеносодержащий антиоксидантный фермент. НАДФ восстанавливает тиоредоксин и другие соединения. Выделяют три изоформы тиоредоксинредуктазы: цитозольную, митохондриальную и внеклеточную, расположенную в яичках. Этот фермент защищает клетки от оксидативных повреждений, ингибирует апоптоз, влияя на сигнальную киназу 1 апоптоза, регулирует клеточные процессы, предотвращая повреждение различных транскрипционных факторов и восстанавливая нуклеотиды до дезоксинуклеотидов. Селенсодержащие тиоредоксинредуктазы способствуют выживанию клеток. Три типа селенсодержащих йодтирониндейодиназ катализируют преобразование тетрайодтиронина в активный трийодтиронин.
Селенопротеин P, молекула которого содержит 10 атомов селена, переносит селен из печени в другие органы, в головной мозг и яички. В период беременности он транспортирует селен в организм плода. Приблизительно 60% селена плазмы крови содержится в этом белке. Кроме транспортной функции он выполняет еще и антиоксидантную. Селенопротеин W необходим для нормального метаболизма мышц.


Селенопротеин капсулы сперматозоидов с молекулярной массой 17 000 КДа принимает участие в формировании жгутиков и стабилизирует их целостность, что обусловливает свойство селена поддерживать высокую фертильность (плодовитость) мужчин. С помощью неизвестных селенопротеинов или низкомолекулярных неорганических форм селена стимулируется мембранный транспорт глюкозы, это приводит к увеличению количества ГЛЮТ-1 в плазматических мембранах адипоцитов и фибробластов, в случае их инсулинорезистентности. Селен оказывает инсулиноподобное действие, угнетая липолиз в жировой ткани и глюконеогенез в печени, стимулируя гликолиз, пентозофосфатный цикл и синтез жирных кислот. Механизм инсулиноподобного действия селена не до конца изучен, тем не менее установлено, что он активирует ключевые белки, входящие в каскад инсулиновых сигналов. Селен регулирует функцию иммунной системы, способен защищать организм от воспалительных факторов, при бронхиальной астме. Физиологический уровень селена угнетает активность транскрипционного ядерного фактора NF-kB, который контролирует экспрессию генов, кодирующих синтез воспалительных цитокинов. Это приводит к значительному угнетению селеном синтеза СРП в печени в ответ на действие ФНО-α. Антиканцерогенное действие селена. - благодаря многочисленным эпидемиологическим наблюдениям, исследованиям на животных и культурах опухолевых клеток было установлено антиканцерогенное действие селена. Причем антиканцерогенный эффект селена оказался намного сильнее, чем ретинола, β-каротина или витамина Е. Недавно установлено, что антибластомное действие этого микроэлемента не связано с синтезом селенопротеинов и их антиоксидантным действием. Среди всех химических соединений селена наибольшим канцеропревентивным эффектом обладает монометилированная его форма - метилселенол (CH3Se), образующийся при метилировании водорода селенида.