Особенности метаболизма и спектра действия селена, возможности применения селенсодержащих пищевых добавок в условиях пандемии SARS-CoV-2

  • Авторы: Окладникова Е.В.1, Потупчик Т.В.1, Эверт Л.С.2,3,4, Веселова О.Ф.1, Широбоков Я.Е.5
  • Учреждения:
    1. ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России
    2. ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российская академия наук»
    3. НИИ медицинских проблем Севера - обособленное подразделение
    4. ФГБОУ ВО «Хакасский государственный университет имени Н.Ф. Катанова»
    5. Самарский государственный медицинский университет
  • Выпуск: Том 25, № 3 (2022)
  • Страницы: 23-33
  • Раздел: Биоэлементология
  • URL: https://ogarev-online.ru/1560-9596/article/view/143419
  • DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2022-03-04
  • ID: 143419

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлен литературный обзор отечественных и зарубежных источников, отражающих распространенность селена (Se) в окружающей среде, его метаболизм в организме человека. Показано, что дефицит Se ассоциируется с сердечно-сосудистыми заболеваниями, нарушениями в эндокринной и репродуктивной системах. Представлена роль Se в системе антиоксидантной защиты, поддерживающей окислительно-восстановительный гомеостаз клетки и организма, например в случае вирусных инфекций, одной из причин которых является окислительный стресс. В приведенных источниках отражена также положительная роль Se при вирусных инфекциях, в том числе при новой коронавирусной инфекции, вызванной вирусом SARS-CoV-2, поскольку Se необходим для дифференцировки и пролиферации ряда иммунных клеток, участвующих в процессах врожденного и адаптивного иммунитета. Доказано, что в умеренных дозах добавка Se увеличивает пролиферацию Т-клеток и активность естественных клеток-киллеров. В связи с этим можно рекомендовать прием пищевых добавок, содержащих Se, в зонах высокого риска и/или вскоре после подозрения на инфицирование SARS-CoV-2. Положительные результаты исследований, а также хороший профиль безопасности свидетельствуют о возможности применения в комплексной терапии биологически активных пищевых добавок, содержащих Se, в частности препарат «SELENBIO for women» при нарушениях сердечно-сосудистой, эндокринной, репродуктивной систем, а также при инфекционных заболеваниях.

Об авторах

Е. В. Окладникова

ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России

Email: potupchik_tatyana@mail.ru

к.м.н., доцент, кафедра фармакологии и клинической фармакологии с курсом последипломного образования

Т. В. Потупчик

ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России

Email: potupchik_tatyana@mail.ru

к.м.н., доцент, кафедра фармакологии и клинической фармакологии с курсом последипломного образования

г. Красноярск, Россия

Л. С. Эверт

ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российская академия наук»; НИИ медицинских проблем Севера - обособленное подразделение; ФГБОУ ВО «Хакасский государственный университет имени Н.Ф. Катанова»

Email: potupchik_tatyana@mail.ru

д.м.н., гл. науч. сотрудник, клиническое отделение соматического и психического здоровья детей; профессор, кафедра общепрофессиональных дисциплин, Медико-психолого-социальный институт

О. Ф. Веселова

ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России

Email: potupchik_tatyana@mail.ru

к.м.н., зав. кафедрой фармакологии и клинической фармакологии с курсом последипломного образования

Я. Е. Широбоков

Самарский государственный медицинский университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: potupchik_tatyana@mail.ru

аспирант, кафедра управления и экономики фармации

Список литературы

  1. Варламова Е.Г. Микроэлемент селен: уникальные свойства, встречаемость в природе, ключевые функции селенсодержащих соединений, роль в здоровье: Монография. М.: Русайнс, 2018.
  2. Weng L., Vega F.A., Supriatin S., Bussink W., Van Riemsdijk W.H. Speciation of Se and DOC in soil solution and their relation to Se bioavailability. Environ. Sci. Technol. 2011; 45: 262-267. D01:10.1021/es1016119.
  3. Winkel L.H., Vriens B., Jones G.D., Schneider L.S., Pilon-Smits E., Banuelos G.S. Selenium cycling across soil-plant-atmosphere interfaces: A critical review. Nutrients. 2015; 7: 4199-4239. D01:10.3390/nu7064199.
  4. Raina M., Sharma A., Nazir M, Kumari P., Rustagi A., Hami A., Bhau B.S., Zargar S.M., Kumar D. Exploring the new dimensions of selenium research to understand the underlying mechanism of its uptake, translocation, and accumulation. Physiol Plant. 2021; 171(4): 882-895. doi: 10.1111 /ppl. 13275.
  5. Mehdi Y., Hornick J.L., Istasse L., Dufrasne I. Selenium in the environment, metabolism and involvement in body functions. Molecules. 2013; 18: 3292-3311. DOI :10.3390/molecules 18033292.
  6. Terry N., Zayed A.M., De Souza M.P., Tarun A.S. SELENIUM IN HIGHER PLANTS. Annu. Rev. Plant. Physiol. Plant. Mol. Biol. 2000; 51: 401-432. doi: 10.1146/annurev. arplant. 51.1.401.
  7. Filippini T., Michalke B., Wise L.A., Malagoli C., Malavolti M., Vescovi L., Salvia C., Bargellini A., Sieri S., Krogh V., Ferrante M., Vinceti M. Diet composition and serum levels of selenium species: A cross-sectional study. Food Chem Toxicol. 2018; 115: 482-490. doi: 10.1016/j.fct.2018.03.048.
  8. Fairweather-Tait S.J., Bao Y., Broadley M.R., Collings R., Ford D., Hesketh J.E., Hurst R. Selenium in human health and disease. Antioxid Redox Signal. 2011; 14(7): 1337-1383. doi: 10.1089/ars.2010.3275. Epub 2011 Jan 6. PMID: 20812787.
  9. Rayman M.P., Infante H.G., Sargent M. Food-chain selenium and human health: Spotlight on speciation. Br. J. Nutr. 2008 Aug; 100(2): 238-253. doi: 10.1017/S0007114508922522.
  10. Plateau P., Saveanu C., Lestini R., DauplaisM., Decourty L., Jacquier A., Blanquet S., Lazard M. Exposure to selenomethionine causes selenocysteine misincorporation and protein aggregation in Saccharomyces cerevisiae. Sci. Rep. 2017; 7: 44761. doi: 10.1038/srep44761.
  11. Fairweather-Tait S.J., Bao Y., Broadley M.R., Collings R., Ford D., Hesketh J.E., Hurst R. Selenium in human health and disease. Antioxid Redox Signal. 2011; 14(7): 1337-1383. doi: 10.1089/ars.2010.3275.
  12. Huang W., Akesson B., Svensson B.G., Schutz A., Burk R.F., Skerfving S. Selenoprotein P and glutathione peroxidase (EC 1.11.1.9) in plasma as indices of selenium status in relation to the intake of fish. Br. J. Nutr. 1995; 73(3): 455-461. doi: 10.1079/bjn19950047.
  13. Bulteau A.L., Chavatte L. Update on selenoprotein biosynthesis. Antioxid Redox Signal. 2015; 23(10): 775-794. doi: 10.1089/ars.2015.6391.
  14. Carlson B.A., Lee B.J., Tsuji P.A., Tobe R., Park J.M., Schweizer U., Gladyshev V.N., Hatfield D.L. Selenocystein et RNA [Ser]Sec: From Nonsense Suppressor tRNA to the Quintessential Constituent in Selenoprotein Biosynthesis. In: Hatfield D.L., Tsuji P.A., Gladyshev V.N., editors. Selenium: Its Molecular Biology and Role in Human Health. 4th ed. Springer Science+Business Media, LLC; New York, NY, USA, 2016.
  15. Hill K.E., Zhou J., McMahan W.J., Motley A.K., Atkins J.F., Gesteland R.F., Burk R.F. Deletion of selenoprotein P alters distribution of selenium in the mouse. J. Biol. Chem. 2003; 278(16): 13640-13646. doi: 10.1074/jbc.M300755200.
  16. Raman A. V., Pitts M. W., Seyedali A., Hashimoto A.C., Seale L.A., Bellinger F.P., Berry M.J. Absence of selenoprotein P but not selenocysteine lyase results in severe neurological dysfunction. Genes. Brain. Behav. 2012; 11(5): 601-613. doi: 10.1111/j.1601-183X.2012.00794.x.
  17. Cui S., Men L., Li Y., Zhong Y., Yu S., Li F., Du J. Selenoprotein S Attenuates Tumor Necrosis Factor-alpha-Induced Dysfunction in Endothelial Cells. Mediat. Inflamm. 2018; 2018: 1625414. doi: 10.1155/2018/1625414.
  18. Ye Y., Fu F., Li X., Yang J., Liu H. Selenoprotein S Is Highly Expressed in the Blood Vessels and Prevents Vascular Smooth Muscle Cells From Apoptosis. J. Cell Biochem. 2016; 117(1): 106-117. doi: 10.1002/jcb.25254.
  19. Zhang Y., Roh Y.J., Han S.J., Park I., Lee H.M., Ok Y.S., Lee B.C., Lee S.R. Role of Selenoproteins in Redox Regulation of Signaling and the Antioxidant System: A Review. Antioxidants (Basel). 2020; 9(5): 383. doi: 10.3390/antiox9050383.
  20. Marciel M.P., Hoffmann P.R. Molecular Mechanisms by Which Selenoprotein K Regulates Immunity and Cancer. Bi ol. Trace Elem. Res. 2019; 192 (1): 60-68. doi: 10.1007/s12011-019-01774-8).
  21. Lee J.H., Park K.J., Jang J.K., Jeon Y.H., Ko K.Y., Kwon J.H., Lee S.R., Kim I.Y. Selenoprotein S-dependent Selenoprotein K Binding to p97(VCP) Protein Is Essential for Endoplasmic Reticulum-associated Degradation. J. Biol. Chem. 2015; 290(50): 29941-29952. doi: 10.1074/jbc.M115.680215
  22. Pothion H., Jehan C., Tostivint H., Cartier D., Bucharles C., Falluel-Morel A., Boukhzar L., Anouar Y., Lihrmann I. Selenoprotein T: An Essential Oxidoreductase Serving as a Guardian of Endoplasmic Reticulum Homeostasis. Antioxid Redox Signal. 2020; 33(17): 1257-1275. doi: 10.1089/ars.2019.7931.
  23. Rocca C., Pasqua T., Boukhzar L., Anouar Y., Angelone T. Progress in the emerging role of selenoproteins in cardiovascular disease: Focus on endoplasmic reticulum-resident selenoproteins. Cell Mol. Life Sci. 2019; 76(20): 3969-3985. doi: 10.1007/s00018-019-03195-1.
  24. Merk D., Ptok J., Jakobs P, von Ameln F., Greulich J., Kluge P., Semperowitsch K., Eckermann O., Schaal H., Ale-Agha N., Altschmied J., Haendeler J. Selenoprotein T Protects Endothelial Cells against Lipopolysaccharide-Induced Activation and Apoptosis. Antioxidants (Basel). 2021; 10(9): 1427. doi: 10.3390/antiox10091427.
  25. Ma C., Martinez-Rodriguez V., Hoffmann P.R. Roles for Selenoprotein I and Ethanolamine Phospholipid Synthesis in T Cell Activation.Int J Mol Sci. 2021; 22(20): 11174. doi: 10.3390/ijms222011174.
  26. Kim H, Lee K., Kim J.M., Kim M.Y., Kim J.R., Lee H.W., Chung Y.W., Shin H.I., Kim T., Park E.S., Rho J., Lee S.H., Kim N., Lee S.Y., Choi Y., Jeong D. Selenoprotein W ensures physiological bone remodeling by preventing hyperactivity of osteoclasts. Nat.Commun. 2021; 12(1): 2258. doi: 10.1038/s41467-021-22565-7.
  27. Панина И.С., Филатова Л.Ю., Кабанов А.В., Клячко Н.Л. Исследование физико-химических свойств фермента глутатионпероксидазы типа 1 и его комплексов с полиэлектролитами как перспективных агентов для лечения заболеваний центральной нервной системы. Вестник Московского университета. 2014; 55(3): 153-157.
  28. Guillin O.M., Vindry C., Ohlmann T., Chavatte L. Selenium, Selenoproteins and Viral Infection. Nutrients. 2019; 11(9): 2101. doi: 10.3390/nu11092101.
  29. Brigelius-Flohe R., Maiorino M. Glutathione peroxidases. Biochim Biophys Acta. 2013; 1830(5): 3289-3303. doi: 10.1016/j.bbagen.2012.11.020.
  30. Arner E.S.J. Selective Evaluation of Thioredoxin Reductase Enzymatic Activities. Methods Mol. Biol. 2018; 1661: 301-309. doi: 10.1007/978-1-4939-7258-6_21.
  31. Liu X., Zhang Y., Lu W., Han Y., Yang J., Jiang W., You X., Luo Y., Wen S., Hu Y., Huang P. Mitochondrial TxNRD3 confers drug resistance via redox-mediated mechanism and is a potential therapeutic target in vivo. Redox. Biol. 2020; 36: 101652. doi: 10.1016/j.redox.2020.101652.
  32. Tarrago L., Oheix E., Peterfi Z., Gladyshev V.N. Monitoring of Methionine Sulfoxide Content and Methionine Sulfoxide Reductase Activity. Methods Mol. Biol. 2018; 1661: 285-299. doi: 10.1007/978-1-4939-7258-6_20.
  33. Fairweather-Tait S.J., Bao Y., Broadley M.R., Collings R., Ford D., Hesketh J.E., Hurst R. Selenium in human health and disease. Antioxid Redox Signal. 2011; 14(7): 1337-1383. doi: 10.1089/ars.2010.3275.
  34. Голубкина Н.А., Синдирева А.В., Зайцев В.Ф. Внутрирегиональная вариабельность селенового статуса населения. Юг России: экология, развитие. 2017; 12(1): 107-127.
  35. Сенькевич О.А., Ковальский Ю.Г., Голубкина Н.А. Мониторинг содержания селена в некоторых пищевых продуктах Хабаровска. Вопросы питания. 2018; 87(6): 89-94. doi: 10.24411/0042-8833-2018-10070.
  36. World Health Organization. Vitamin and Mineral Requirements in Human Nutrition. 2nd ed. World Health Organization; Geneva, Switzerland: 2005. [(accessed on 15 September 2021)]. Available online: https://apps.who.int/iris/handle/10665/42716.
  37. Gac P., Czerwinska K., Macek P., Jaremkow A., Mazur G., Pawlas K., Porqba R. The importance of selenium and zinc deficiency in cardiovascular disorders. Environ Toxicol Pharmacol. 2021; 82: 103553. doi: 10.1016/j.etap.2020. 103553.
  38. Shimada B.K., Alfulaij N., Seale L.A. The Impact of Selenium Deficiency on Cardiovascular Function.Int. J. Mol. Sci. 2021; 22(19): 10713. doi: 10.3390/ijms221910713.
  39. Flohe L. Selenium in peroxide metabolism. Med. Klin. 1997; 92(3): 5-7. doi: 10.1007/BF03041948.
  40. Mirnamniha M., Faroughi F., Tahmasbpour E., Ebrahimi P., Harchegani A.B. An overview on role of some trace elements in human reproductive health, sperm function and fertilization process. Rev. Environ. Health. 2019; 34(4): 339-348. doi: 10.1515/reveh-2019-0008.
  41. Mistry H.D., Pipkin F.B., Redman C.W.G., Poston L. Selenium in reproductive health. Am. J. Obstet. Gynecol. 2012; 206(1): 21-30. doi: 10.1016/j.ajog.2011.07.034.
  42. Nikniaz L., Mahavi R., Ostadrahimi A., Nikniaz Z., Taghipour S. Synbiotic supplementation is not effective on breast milk selenium concentrations and growth of exclusively breast fed infants: a pilot study.Int. J. Vitam. Nutr. Res. 2019; 89(1-2): 73-79. doi: 10.1024/0300-9831/a000549.
  43. Loscalzo J. Keshandisease, seleniumdeficiency, andthese-lenoproteome. N. Engl. J. Med. 2014; 370(18): 1756-1560. doi: 10.1056/NEJMcibr1402199.
  44. Molteni C.G., Principi N., Esposito S. Reactive oxygen and nitrogen species during viral infections. Free Radic. Res. 2014; 48(10): 1163-1169. doi: 10.3109/10715762.2014.945443.
  45. Полубояринов П.А., Елистратов Д.Г., Швец В.И. Метаболизм и механизм токсичности селенсодержащих препаратов, используемых для коррекции дефицита микроэлемента селена. Тонкие химические технологии. 2019; 14(1): 5-24.
  46. Gorham J., Moreau A., Corazza F., Peluso L., Ponthieux F., Talamonti M., Izzi A., Nagant C., Ndieugnou Djangang N., Garufi A., Creteur J., Taccone F.S.Interleukine-6 in critically ill COVID-19 patients: A retrospective analysis. PLoS One. 2020;1 5(12): e0244628. doi: 10.1371/journal.pone.0244628.
  47. Bermano G., Meplan C., Mercer D.K., Hesketh J.E. Selenium and viral infection: are there lessons for COVID-19? Br. J. Nutr. 2021; 125(6): 618-627. doi: 10.1017/S0007114520003128.
  48. Steinbrenner H., Al-Quraishy S., Dkhil M.A., Wunderlich F., Sies H. Dietary selenium in adjuvant therapy of viral and bacterial infections. Adv. Nutr. 2015; 6(1): 73-82. doi: 10.3945/an.114.007575.
  49. Notz Q., Herrmann J., Schlesinger T., Helmer P., Sudowe S., Sun Q., Hackler J., Roeder D., Lotz C., Meybohm P., Kranke P., Schomburg L., Stoppe C. Clinical Significance of Micronutrient Supplementation in Critically Ill COVID-19 Patients with Severe ARDS. Nutrients. 2021; 13(6): 2113. doi: 10.3390/nu13062113.
  50. Moghaddam A., Heller R.A., Sun Q., Seelig J., Cherkezov A., Seibert L., Hackler J., Seemann P., Diegmann J., Pilz M., Bachmann M., Minich W.B., Schomburg L. Selenium Deficiency Is Associated with Mortality Risk from COVID 19. Nutrients. 2020; 12(7): 2098. doi: 10.3390/nu12072098
  51. Notz Q., Herrmann J., Schlesinger T., Helmer P., Sudowe S., Sun Q., Hackler J., Roeder D., Lotz C., Meybohm P., Kranke P., Schomburg L., Stoppe C. Clinical Significance of Micronutrient Supplementation in Critically Ill COVID-19 Patients with Severe ARDS. Nutrients. 2021; 13(6): 2113. doi: 10.3390/nu13062113.
  52. Im J.H., Je Y.S., Baek J., Chung M.H., Kwon H.Y., Lee J.S. Nutritional status of patients with COVID-19.Int. J. Infect. Dis. 2020; 100:390-393. DOI: 10.1016/j. ijid.2020.08.018.
  53. Zhang J., Taylor E.W., Bennett K., Saad R., Rayman M.P. Association between regional selenium status and reported outcome of COVID-19 cases in China. Am. J. Clin. Nutr. 2020; 111(6): 1297-1299. doi: 10.1093/ajcn/nqaa095.
  54. Alexander J., Tinkov A., Strand T.A., Alehagen U., Skalny A. Early Nutritional Interventions with Zinc, Selenium and Vitamin D for Raising Anti-Viral Resistance Against Progressive COVID-19. Aaseth J. Nutrients. 2020; 12(8): 2358. doi: 10.3390/nu12082358.
  55. Полубояринов П.А. Биофортификация растений астрагала Астрагала шерстистоцветкового (Astragalus dasyanthus Pall.) аминокислотой L-селеноцистеином. URL: https://www.seret-dolgolet.ru/biofortifikatsiya-rasteniy-astra-galasherstistotsvetkovogo-astragalus-dasyanthus-pall-amino-kislotoy-lselenotsistinom/(дата обращения 13.12.2021).
  56. Полубояринов П.А., Елистратов Д.Г., Швец В.И. Метаболизм и механизм токсичности селенсодержащих препаратов, используемых для коррекции дефицита микроэлемента селена. Тонкие химические технологии. 2019; 14(1): 5-24.
  57. Shahidi F., De Camargo A.C. Tocopherols and tocotrienols in common and emerging dietary sources: Occurrence, applications, and health benefits.Int. J. Mol. Sci. 2016; 17(10): 1745. doi: 10.3390/ijms17101745.
  58. Борисов В.В. Микроэлементы селен и цинк в организме женщины и мужчины: проблемы и решения. Consilium Medicum. 2018; 20(7): 63-68.
  59. Дедов Д.В. Cелен и селенсодержащие препараты: значение для организма и профилактики различных заболеваний. Фармация. 2021; 70(8): 54-57. doi: 10.29296/25419218-2021-08-09.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».