Nồng độ selen thấp có thể làm hạn chế quá trình tổng hợp các selenoprotein, do đó làm giảm nồng độ selen huyết thanh và làm tăng khả năng xảy ra stress oxy hóa, cũng như làm tăng nguy cơ mắc các bệnh ung thư [65]. Nồng độ selen huyết thanh trong khoảng 0,8–1,1 mmol/L sẽ giúp tối đa hóa lượng selenoprotein huyết tương. Nhu cầu selen hàng ngày được dựa trên cơ sở duy trì lượng selenoprotein tối ưu ở trong máu, đặc biệt là glutathione peroxidase huyết thanh. Ngoài ra, hoạt động của selenoprotein P cũng được sử dụng như một thông số cho biết mức độ của selen hiện có. Các quy định đối với selen trong việc phòng ngừa bệnh mạn tính hiện nay vẫn chưa được xác định một cách rõ ràng [90]. Nồng độ selen huyết thanh thấp có liên quan đến việc làm tăng tỷ lệ tử vong do ung thư và tỷ lệ tử vong nói chung ở đàn ông và phụ nữ lớn tuổi ở Pháp cũng như phụ nữ ở Baltimore, Maryland [58, 65]. Mức độ hoạt tính của glutathione peroxidase, một selenoenzym chủ yếu, cũng được chứng minh là làm tăng nguy cơ dẫn đến các vấn đề về tim mạch ở người lớn mà được nghi là bệnh động mạch vành [64].
Hydro selenua (H2Se) đóng một vai trò trung tâm, hình thành từ phản ứng ghép glutathione từ selenite qua seleno diglutathione và glutathione seleno persulfide (GS- Seh). H2Se nói chung vừa là chất nền cho sinh tổng hợp selenocysteine (Sec) bởi synthases cysteine vừa là phân tử cho việc chuyển đổi sang selenophosphate từ selenophosphate synthetase và cả hai đều cần thiết cho sự tổng hợp các seleno-protein. Hơn nữa chuyển hóa H2Se liên quan đến methyl hóa tuần tự để methyl selennol
(CH3SeH), dimethylselenide (CH3)2Se), và ion trimethylselenonium (CH3)3Se+, sau đó
cả hai được thải ra qua hơi thở hoặc bài tiết qua nước tiểu. Ngoài ra, selenomethionine, có thể được kết hợp thành protein thay thế methionine, chuyển đổi selenocysteine thành transsulfuration, do đó H2Se bị giáng hóa bởi cystein lyase [37].
Selen có chứa protein được chia thành ba nhóm, bao gồm (i) các protein được selen kết hợp không đặc hiệu, (ii) loại protein đặc biệt ràng buộc selen, và (iii) selenlenoproteins thật sự, có chứa selen trong các hình thức di truyền selenocysteine mã hóa [37].
Selenoproteins có vai trò quan trọng trong nhiều phản ứng sinh học và có liên quan đến bảo vệ chống lại các chất oxy hóa. Ví dụ, trong 4 peroxidases glutathione, Cytosolic glutathione peroxidase đã xác định selenoprotein đầu tiên, bảo vệ tế bào
chống lại thiệt hại peroxidative bằng cách giảm hydrogen peroxide, hydroperoxides acid béo tự do, và hydroperoxides phospho-lipid [37].
Deiodinases bao gồm ba thành viên khác nhau liên quan đến phân phối mô và vai trò của chúng trong xúc tác kích hoạt và ngừng hoạt động của các hormon tuyến giáp. Trong động vật có vú, 3 reductases thioredoxin khác nhau hoạt động trong tế bào cân bằng nội môi bằng cách giảm thioredoxin và nhiều chất khác [37].
1.2.2. Vai trò điều tiết nội bào
Tín hiệu ROS bao gồm hai cơ chế hoạt động chung, cụ thể là sự biến đổi điều chỉnh quá trình oxy hóa tế bào và biến đổi oxy hóa của protein. Cơ chế trước đây được thực hiện bởi các hệ thống oxy hóa khử thiol, chủ yếu là glutathione và thioredoxin, cả hai chống lại phản ứng oxy hóa trong tế bào bằng cách giảm H2O2 và hydroperoxides lipid. Hơn thế nữa, cysteines quan trọng trong việc oxy hoá khử các nhân tố nhạy cảm nhạy cảm AP-1 (activating protein-1) có thể giảm bởi thioredoxin và nhân tố oxy hoá khử, sau đó tăng hoạt động sao chép của cả hai yếu tố sao chép bằng cách tăng cường khả năng để liên kết DNA (Deoxyribonucleic acid). Việc biến đổi oxy hóa của các axit amin quan trọng trong khu vực protein chức năng liên quan đến nhóm sulfhydryl trong cysteine, có thể bị oxy hóa thành các disulfide và sulfenic và các dẫn xuất khác. Trong trạng thái đó, protein tyrosine phosphatase type 1B đã được ngừng hoạt động do quá trình oxy hóa ROS qua trung gian của một cysteine tại khu xúc tác của nó, đã được coi như là một cơ chế cho các yếu tố tăng trưởng kích hoạt các tín hiệu nội bào [37].
Tầm quan trọng của selen được đặc trưng bởi vai trò của nó như là một thành phần của một số chất chống oxy hóa mạnh cũng như các đặc tính oxy hoá khử độc đáo của selenocysteine và việc sử dụng nó trong các enzym chống oxy hóa như thioredoxin reductase. Cơ chế ức chế của các hợp chất selen liên quan đến sự biến đổi dư lượng cysteine trong protein đã được chứng minh có liên quan đến sự hình thành của selen trung gian của selenodisulfide (S-Se-S) hoặc selenylsulfide (S-Se) và quá trình oxy hóa của các nhóm thiol cũng nhanh như giảm disulfide. Trong trường hợp đó, các hoạt động của ngoại bào kinase tín hiệu được kích thích bởi sự hiện diện của tế bào mỡ và selenlenate trong tế bào gan, giống như qua trung gian của quá trình oxy hóa của nhóm SH của các protein. Ngược lại, sự kích thích của p38 mitogen đã kích
hoạt protein kinase và protein tyrosine nitrosylation do peroxynitrite bị ức chế bởi selenite từ tế bào biểu mô của gan chuột [82].
Các khía cạnh phân tử và cơ học của các hợp chất có chứa selen trong cơ thể vẫn còn đang được thảo luận và được cho là có hai mặt tích cực và tiêu cực: mức micromolar của selenite và methylselenol tạo điều kiện hình thành liên kết S-S nội nguyên tử trong các tiểu đơn vị xúc tác cysteine có chứa protein kinase C dẫn đến enzyme ngừng hoạt động trong các tế bào tiền ung thư. Ngược lại, thioredoxin reductase đảo ngược selen làm ngưng hoạt động các protein kinase C, điều này giải thích tại sao kháng thể selen có thể phát triển thuận lợi trong tế bào ác tính [47].
1.2.3. Vai trò phòng chống ung thư
Các nghiên cứu dịch tễ cho thấy, selen như một hợp chất ngăn ngừa ung thư, hiệu quả chống ung thư của selen phụ thuộc vào hợp chất chứa selen và liều lượng sử dụng [37, 47]. Bổ sung selen với liều 200 µg/ngày làm giảm nguy cơ tử vong ung do và tỷ lệ giảm đáng kể với các loại ung thư thứ phát (ví dụ như ung thư phổi, tuyến tiền liệt ...) so với nhóm chứng. Tuy nhiên, không có tác dụng trên sự tái phát của khối u ác tính và ung thư da không hắc tố [47, 59, 63]. Tuy vậy, cần phải có các nghiên cứu can thiệp có nhóm đối chứng, cứu mù đôi với số lượng bệnh nhân mắc ung thư da tham gia sẽ kiểm chứng giả thuyết rằng việc bổ sung selen có thể làm giảm nguy cơ ung thư. Điều thú vị là phân tích hiệu quả điều trị bằng việc định lượng nồng độ của selen huyết thanh đã chỉ ra rằng điều trị chỉ có hiệu quả cao khi nồng độ selen huyết thanh ở mức selen thấp (<106 ng/ml). Nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng có đối chứng về vai trò phòng chống ung thư của selen khi kết hợp với vitamin E cho thấy cả selen và vitamin E có vai trò tích cực trong việc phòng ngừa ung thư tuyến tiền liệt [59, 63].
Ngăn ngừa lượng dư ROS tham gia vào quá trình phát triển ung thư, liên quan đến glutathione peroxidases, thioredoxin reductases và có thể seleno-protein khác (ví dụ như selenP) có chứa selen trong các hình thức selenocysteine. Ảnh hưởng của selen trên điều chỉnh hoạt động của các protein này là một trong những phương tiện có thể qua đó selen có thể ngăn chặn chất gây ung thư [37, 63]. Nghiên cứu khác đã chỉ ra, chức năng của các gen với một số protein seleno, ví dụ cytosolic glutathione peroxidase, cũng như sự thiếu hụt seleno protein trong alen thúc đẩy quá trình phát triển ung thư [41, 63]. Bên cạnh các hoạt động chống oxy hóa của các enzym chứa
selen, các dạng phản ứng khác của selen tham gia vào một loạt các phản ứng liên quan đến hiệu quả chống ung thư. Một số chất chuyển hóa đặc biệt quan trọng như selenite, seleno diglutathione, methylselenol, selenomethionine, và selen methyl seleno cysteine (CH3SeCH2 (NH)2COOH), có tác dụng làm phân tử liên kết với các thay đổi trong quá trình chuyển hóa của endo hoặc chất gây ung thư ngoại lai cũng như thay đổi oxi hóa khử trong các tế bào khối u dẫn đến ức chế sự phát triển và tăng cường apoptosis [59, 63]. Tuy nhiên, cơ chế chính xác về hiệu quả chống ung thư của selen vẫn còn nhiều bí ẩn và cần phải có nhiều nghiên cứu khoa học hơn nữa để tìm hiểu vai trò này của selen. Ảnh hưởng của việc bổ sung selen với liều lượng cao cũng đã được đề xuất triển khai thực hiện để tìm hiểu những vai trò, cơ chế chưa được phát hiện của selen trong phòng chống ung thư [58, 59].
1.2.4. Vai trò sinh học của selen protein P
Dạng đơn giản của selen protein P (selen P) được biết đến khi nồng độ của chúng tăng một cách đáng kể trong bệnh ung thư. Selen P là hợp chất duy nhất giữa các loại selenoprotein. Hợp chất selen P là một phân tử 67 kDa, nhờ glycosyl, mặc dù một dạng selenP cỡ 41 kilodaltons (kDa) được tìm thấy trong DNA selen P của con người. Vai trò sinh học của selenP vẫn chưa được làm sáng tỏ hoàn toàn, nhưng hiện nay đã có bằng chứng cho thấy rằng chúng có nhiều chức năng. Như selen P là hợp chất selen-protein chính trong huyết thanh người, nó có chức năng vận chuyển selen từ gan đến các cơ quan khác nhau bao gồm cả não [52, 83]. Ngoài ra, có nhiều bằng chứng cho thấy selen P hoạt động như một người thu gom các gốc tự do trong việc bảo vệ các tế bào chống lại tổn thương của sự oxy hóa [37].
Người ta đã tìm thấy bằng chứng khoa học chỉ ra rằng việc bổ sung selen P tinh khiết bảo vệ peroxyt - lipit bằng cách gây ức chế quá trình oxy hóa của low density lipoproteins (LDL). Sự bảo vệ của LDL từ quá trình oxy hóa cung cấp thêm bằng chứng về khả năng chống oxy hóa của selenP. Vì selen P liên kết với màng tế bào nội mô, nó có thể hoạt động trong cơ thể là một yếu tố bảo vệ LDL dưới tác động của các gốc tự do [37]. Các nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng 2 liên kết của selenP do sự khác biệt trong glycosyl hóa và/hoặc sử dụng UGA riêng biệt khi ngừng liên kết 3 nucleotit liên tiếp. Kết quả nghiên cứu chỉ ra các tác dụng bảo vệ các tế bào ung thư của selen P vẫn tiếp tục nghiên cứu. Do khả năng tiềm tàng là chất chống oxy hóa, selen P được
coi là chất bảo vệ chống lại ROS, làm giảm tổn thương DNA và ngăn ngừa một số loại ung thư [37].
Selenoprotein P làm điều hòa selen hemotasis [58, 65]. Iodothyronine deiodinases giúp điều hòa quá trình trao đổi chất của hormone tuyến giáp bằng cách xúc tác quá trình khử iod của thyroxine, triiodothyronine, và triiodothyronine tạo ngược [34, 44]. Thioredoxin reductase thì liên quan đến việc bảo vệ chống oxy hóa và điều hòa quá trình oxy hóa khử của chức năng tế bào [80].
1.2.5. Vai trò chống oxy hóa
Stress oxy hóa tình trạng hủy hoại một cách liên tục bằng cách bị oxy hóa ở các tế bào, mô, hoặc cơ quan, được gây ra bởi các gốc tự do có chứa oxi nguyên tử (reactive oxygen species - ROS) trong cơ thể. Sự mất cân bằng có thể là kết quả của sự thiếu hụt khả năng chống lại các tác nhân oxy hóa, gây ra bởi sự mất cân bằng trong sản sinh, phân phối hoặc bởi một lượng dư thừa của ROS từ các nguồn nội sinh hoặc từ môi trường. Nếu cơ thể không điều tiết phù hợp, vượt quá ROS có thể gây tổn hại tế bào chất béo, protein hay DNA (Deoxyribonucleic acid), gây ức chế đường truyền tín hiệu nói chung và ức chế chức năng tế bào bình thường. Vì thế, phản ứng oxy hóa đã liên quan đến ngày càng nhiều tới những căn bệnh như bệnh tim mạch và thoái hóa thần kinh và ung thư cũng như trong quá trình lão hóa [86].
ROS là sản phẩm của quá trình chuyển hóa tế bào, được tạo ra chủ yếu do rò rỉ electron trong khi vận chuyển electron và enzyme trong quá trình phosphoryl bị oxy giáng hoá. Thêm vào đó, các men tế bào khác hoặc phức hợp enzyme nằm trong hoặc liên kết với màng tế bào hoặc cơ quan tử được mô tả cho quá trình sản xuất ROS trong các tế bào thực bào và nonphagocytic [73]. Các nguồn bên ngoài đại diện cho ROS là chu kỳ khử xenobiotics cũng như bức xạ, ví dụ như ánh sáng tia cực tím. Một loạt các cytokine và các yếu tố tăng trưởng được biết để tạo ra ROS mà thông qua sự thay đổi trạng thái oxy hoá nội bào hoặc thay đổi hay giáng hóa protein tác dụng lên cơ chế hoạt động của chúng dựa trên tín hiệu các thành phần và các yếu tố sao chép [89].
Chất chống oxy hóa là những phân tử tự nhiên hoặc tổng hợp ngăn chặn sự hình thành không kiểm soát được của ROS hoặc ức chế phản ứng của họ với cấu trúc sinh
học. Chất chống oxy hóa bảo vệ liên quan đến nhiều phương pháp, men hoặc không men.
Các hợp chất không enzyme bao gồm tocopherols, carotenes, ascorbate, glutathione, ubiquinols, và flavonoid. Ngoài ra, có sự chú ý đặc biệt đến các yếu tố vi lượng như selen và kẽm có vai trò quan trọng như là thành phần không thể thiếu của các enzym bảo vệ thông qua axit amin đặc biệt (ví dụ: selenocysteine, selenomethionine) hoặc cấu trúc các thành phần (ví dụ Zn fingers, Zn- metallothionein). Nhìn chung, các phân tử chất chống oxy hóa có khối lượng phân tử thấp bổ sung vào hệ thống của các enzyme được cung cấp bởi dismutases superoxide, catalase, thioredoxin reductases, và glutathione peroxidases [37].
1.3. HẤP THU, CHUYỂN HÓA, DỰ TRỮ VÀ THẢI TRỪ SELEN
1.3.1. Nhu cầu selen
Theo khuyến nghị của FAO/WHO 2002, nhu cầu selen chung cho người Đông Nam Á được xác định dựa vào cân nặng, giới và tình trạng sinh lý. Hiện nay, Việt Nam đang áp dụng theo khuyến nghị này [18].
Bảng 1.1. Nhu cầu khuyến nghị về selen cho người Việt Nam
Nhóm tuổi
Nhu cầu trung bình
Nhu cầu khuyến
Cho 1kg/ngày | Tổng số µg/ngày | nghị µg/ngày | ||
Trẻ em | <6 | 0,85 | 5,1 | 6 |
(tháng tuổi) | 6-11 | 0,91 | 8,2 | 10 |
Trẻ nhỏ | 1-3 | 1,13 | 13,6 | 17 |
(năm tuổi) | 4-6 | 0,92 | 17,5 | 22 |
7-9 | 0,68 | 17,0 | 21 | |
Trẻ vị thành niên trai (năm tuổi) | 10-18 | 0,50 | 22,5 | 32 |
Có thể bạn quan tâm!
-
Hiệu quả bổ sung sắt phối hợp với selen đến tình trạng dinh dưỡng và thiếu máu ở học sinh tiểu học 7 - 10 tuổi tại Phổ Yên, Thái Nguyên - 1 -
Hiệu quả bổ sung sắt phối hợp với selen đến tình trạng dinh dưỡng và thiếu máu ở học sinh tiểu học 7 - 10 tuổi tại Phổ Yên, Thái Nguyên - 2 -
Biểu Hiện Lâm Sàng Của Thừa Và Thiếu Selen -
Mối Liên Quan Giữa Thiếu Sắt Và Thiếu Máu Thiếu Sắt Trong Quần Thể -
Giải Pháp Dựa Vào Nguồn Thực Phẩm (Food Based Approache)
Xem toàn bộ 139 trang tài liệu này.
10-18 | 0,42 | 20,6 | 26 | |
(năm tuổi) | ||||
Nam trưởng thành | 19-60 | 0,42 | 27,3 | 34 |
(năm tuổi) | >60 | 0,41 | 26,2 | 33 |
Nữ trưởng thành | 19-60 | 0,37 | 20,4 | 26 |
(năm tuổi) | >60 | 0,37 | 20,2 | 25 |
3 tháng đầu | 26 | |||
Phụ nữ có thai | 3 tháng giữa | 28 | ||
3 tháng cuối | 30 | |||
Bà mẹ cho con bú | 6 tháng đầu | 35 | ||
6 tháng sau | 42 |
Trẻ vị thành niên gái
Bảng 1.1 cho thấy, bà mẹ cho con bú nhu cầu selen là cao nhất, tiếp đến là trẻ vị thành niên (vị thành niên nam còn cần nhiều hơn ở nữ), điều này là cơ sở quan trọng trong việc bổ sung selen theo từng đối tượng.
1.3.2. Hấp thu và chuyển hoá
Hàng ngày cơ thể cần hấp thu 100 μg selen từ thức ăn, nồng độ selen trong huyết tương cần có để đạt được hoạt động tối đa của glutathione peroxidase trong tiểu cầu là 1,25 đến 1,45 μmol/L. Với lượng hấp thu selen là 100 μg/ngày, hoạt động của glutathione peroxidase được bão hòa trong huyết tương, hồng cầu và hầu như bão hòa trong tiểu cầu. Quá trình hấp thu này rất hữu ích cho việc đánh giá tình trạng dinh dưỡng của selen trong cơ thể [58, 79].
Sự hấp thu của selen - chủ yếu là selenomethionine và selenocysteine - từ thức ăn là khoảng 55-70% [91]. Selenomethionine được hấp thụ chủ yếu ở tá tràng cùng một cách như methionine và không bị ảnh hưởng bởi tình trạng selen. Các hợp chất có chứa selen này được gắn với albumin và vận chuyển quanh cơ thể thông qua hệ thống huyết tương. Selenomethionine từ thức ăn vào trong cơ thể và giống như các phân tử methionine cho đến khi được chuyển hóa thành selenocysteine. Selenocysteine được tiếp tục chuyển hóa để giải phóng để tạo thành các hợp chất selenua. Nó được biết về sự hấp thu của các hình thức khác của selen, mặc dù nó được nghĩ rằng cả hai
selenocysteine và selenate được hấp thu tốt. Selenate, selenocysteine và selenite có thể trực tiếp chuyển hóa thành để selenide. Selenide có thể được chuyển hóa đến selenophosphate, tiền thân của selenocysteine, selenoproteins, hoặc chuyển hóa thành các chất bài tiết [111].
Trong cơ thể, selen được tồn tại dưới hai dạng chính: selenomethionine, và selen selenocysteine - vô cơ được điều hòa - có chứa selen dưới dạng hoạt hóa trong cơ thể. Các protein chứa selenocysteine, trừ selenoprotein P, được cho là có hoạt động enzym trong đó selenocysteine là chất xúc tác. Các selenoprotein ở động vật có vú chứa selenocysteine, selenocysteine được tổng hợp và kết hợp lại thành các selenoprotein theo một cách thức phức tạp mà cho đến hiện nay khoa học vẫn chưa thể hiểu được một cách trọn vẹn [54].
Ngoài ra, selenomethionine, có thể được kết hợp thành protein thay thế methionine, chuyển đổi selenocysteine thành transsulfuration và H2Se bị phân hủy bởi cystein lyase [37].
1.3.3. Dự trữ và thải trừ
Trong cơ thể người lượng selen dao động từ 6-13 mg. Selen được dự trữ chủ yếu tại cơ, chiếm khoảng 28 - 46 %. Thận là mô có hàm lượng selen cao nhất tính theo trọng lượng 470 ng/g, cơ chiếm 51 ng/g. Nồng độ selen tại gan ở trạng thái trung gian giữa thận và cơ. Lượng selen trong cơ thể dự trữ theo thứ tự: thận, gan, lách, tụy, tim, não, phổi và cơ [57].
Khoảng 50% lượng hấp thu selen trong chế độ ăn uống hàng ngày được bài tiết qua nước tiểu. Lượng bài tiết trung bình của selen trong nước tiểu là 0,72 μmol/ngày (50 μg/ngày) dao động từ 0,50 đến 1,22 μmol/ngày (40 đến 97 μg/ngày). Lượng selen dư thừa từ selenite, selenate hoặc các selenocysteine sẽ được bài tiết qua nước tiểu. Thận chiếm 50-60% tổng bài tiết của selen. Ngoài ra còn có một số lượng nhất định selen được bài tiết qua phân. Một phần nhỏ khác được bài tiết qua các lỗ chân lông như tóc, lỗ chân lông trên bề mặt da [111].