Необходимый токсин

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. Необходимая суточная доза селена для человека составляет 50–100 микрограмм в сутки. Однако при превышении этой дозы всего в несколько раз можно получить серьезное отравление. Как поддерживать баланс селена в организме при таком узком диапазоне между безвредной и токсической концентрацией? И почему он так важен для благополучия человека? На эти и другие вопросы N + 1 ответил Анатолий Скальный, профессор, заведующий и основатель кафедры медицинской элементологии РУДН.

N + 1: За что в организме человека отвечает селен? Насколько важен этот элемент?

Анатолий Скальный: Долгое время селен считался исключительно токсичным элементом. Лишь во второй половине XX века были открыты его функции, связанные, наоборот, с детоксикацией, активацией антиоксидантных систем организма; функции, подавляющие воспаление, препятствующие возникновению различных новообразований.

Селен оказывает большое влияние на питание, развитие и функционирование мышечной и соединительной ткани. Очень важно помнить, что селен — один из ключевых элементов, влияющих на усвоение организмом йода. Он оказывает влияние на фермент дейодиназу 2, способствующую активации гормонов щитовидной железы в тканях.

Для человека селен является эссенциальным, то есть жизненно важным элементом. Если резко снизить или вовсе заблокрировать его поступление в организм, человек заболеет и даже может погибнуть.

А к каким именно последствиям может привести дефицит селена в организме человека? Как этот дефицит проявляется у маленького ребенка, подростка, взрослого?

У детей из-за дефицита селена хуже работают легкие, а также ухудшается функция щитовидной железы. Есть гипотеза, что с дефицитом селена связан синдрома внезапной детской смерти (СВДС).

У жертв СВДС, страдающих от дефицита селена, по некоторым исследованиям, наблюдались изменения в структуре митохондрий сердечной мышцы, что приводило к снижению синтеза убихинона и, как следствие, вызывало аномалии в электронно-транспортной цепи, кардиомиопатии и дегенеративные заболеваний сердечных мышц. Селен способен защищать клетки от окислительного стресса и, по-видимому, сохраняет способность клеток синтезировать убихинон.

Согласно нашим наблюдениям, практически у всех недоношенных детей, родившихся с пониженным весом, менее 2 килограммов, наблюдался дефицит селена. Интересно, что у родителей дефицит селена обнаружен не был, то есть на уровень содержания этого элемента в организме новорожденного влияет и длительность внутриутробного вынашивания ребенка.

У подростков дефицит селена наиболее опасен тем, что из-за него может снизиться нормальная функция щитовидной железы. Это способствует более частому проявлению кожных заболеваний и заболеваний сердечной мышцы.

Взрослым дефицит селена также грозит многими осложнениями. Селен относится к антивозрастным элементам. Соответственно, при дефиците селена продолжительность жизни, как правило, ниже.

У взрослых возрастает частота инфаркта миокарда, инсультов и онкологических заболеваний, например, предстательной железы, матки, груди, печени, кожи и толстого кишечника — многие виды рака связаны с дефицитом селена.

У людей, злоупотребляющих алкоголем, а также у тех, кто перенес гепатиты различной этиологии, наблюдается дефицит селена.

Этанол — источник и активатор образования свободных радикалов. Сильная алкогольная интоксикация приводит к более интенсивному образованию активных форм кислорода (АФК) в митохондриях.

Повышенный уровень АФК приводит к повреждению митохондрий, что усугубляет развитие окислительного стресса — процесса повреждения клеток в результате окисления. Для правильной работы большинства ферментов-антиоксидантов необходим селен, то есть резко увеличивается его расход.

Жители каких стран наиболее подвержены патологиям, связанным с нехваткой селена? Насколько распространены подобные заболевания в России?

Описанные выше заболевания являются эндемическими, то есть они распространены на территориях, где есть дефицит селена. Из миллиарда людей, страдающих от нехватки селена в той или иной степени, большинство — по оценочным данным, почти половина — проживает на территории Китая.

Наиболее часто дефицит селена встречается в северо-восточных, граничащих с Россией регионах страны, а также в Центральном Китае.

Для Китая это огромная проблема, потому что 30-40 лет назад именно там была широко распространена болезнь Кешана, при которой в основном молодые мужчины умирали от кардиомиопатии в раннем возрасте. Заболевание характеризуется кардиогенным шоком, аномальным увеличением сердца, сердечной недостаточностью, аритмией сердца и изменениями ЭКГ.

В настоящее время этот феномен уже хорошо изучен, и благодаря множеству профилактических процедур по снижению дефицита селена число случаев смерти в результате болезни Кешана минимизировано. Тем не менее, ситуация продолжает тревожить власти КНР.

В России регион дефицита селена — это Забайкальский край, там как раз есть граничащие с Китаем территории. Однако население Забайкалья, по сравнению с Китаем, малочисленно. Еще один большой регион с дефицитом селена — это Северо-Запад России. Мы наблюдаем высокую частоту дефицита селена от Талдома и севернее.

В Оренбургской области мы произвели анализ почвы с использованием атомно-абсорбционной спектрофотометрии. Мы также исследовали там уровень селена в основных продуктах питания и образцах человеческих волос с использованием масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.

Дефицит селена в этом регионе оказался достаточно распространен, причем дефицит и селена, и йода.

Благодаря нашим усилиям в Оренбургской области были основаны Институт биоэлементологии и Федеральный центр биологических систем и агротехнологий. Они активно занимаются выравниванием дисбаланса путем добавления в продукты питания, корма для животных и окружающую среду селена и соединений, содержащих селен.

Есть и районы с избыточным содержанием селена. Они тоже относятся к числу малонаселенных — в Якутии, на Среднем Урале. Однако регионов с избытком селена намного меньше, чем регионов с его дефицитом.

Селенотоксикоз не менее опасен, чем нехватка селена. Избыток селена зачастую характеризуется выпадением волос, отслоением ногтей и расстройством ЖКТ.

В Китае избыток селена максимально выражен в провинции Хубэй, уезде Эньши, где проживает около четырех миллионов человек. В этом районе работают организации, выращивающие продукты, богатые селеном, для поставок в те районы страны, где, напротив, наблюдается его дефицит.

Недостаток селена также широко распространен в Центральной и Западной Европе. В Германии и Финляндии, например, действуют государственные программы, посвященные изучению и коррекции дефицита этого элемента.

В США дефицит селена встречается редко — как, например, и в Индии. Правда, в Индии есть регионы с избытком селена, в частности в штате Пенджаб, где мы проводили совместные исследования с индийскими учеными.

Каким образом можно восполнить недостаток селена в организме?

С помощью продуктов питания, обогащенных селеном или богатых селеном по природе. Продукты, накапливающие селен в природе — это орехи. Чемпион по содержанию селена — бразильский орех (68–91 микрограмм в одном орехе), 1-2 ореха в день восполняют суточную норму селена (50-100 микрограмма в сутки).

Другие продукты, более простые и понятные нам — это чеснок, черный хлеб, пшеничный хлеб из регионов с избыточным содержанием селена.

Мы, кстати, занимались измерением уровня селена в пшенице, выращенной на обогащенных этим элементом почвах, совместно с нашими индийскими коллегами, в частности профессором Пракашем, который работает в одном из университетов штата Пенджаб, где как раз есть богатые селеном почвы.

В каком виде селен лучше всего усваивается организмом?

В продуктах животного и растительного происхождения селен находится в составе органических веществ, преимущественно аминокислот, а именно селеноцистеина (Se-Cys) в животных продуктах и селенометионина (Se-Met) в растительных.

Селен может поступать в организм также и в виде неорганических солей: селенита или селената натрия, например. В принципе, с точки зрения всасываемости селена организмом нет большой разницы, поступает ли он в составе органических и неорганических соединений.

Более 80 процентов селена, поступающего с пищей или водой, усваиваются. Хотя считается, что безопаснее селен именно в органической форме, на самом деле он хорошо усваивается и из других источников — лекарственных препаратов, витаминов, БАДов и так далее.

Но стоит помнить, что есть случаи и селенотоксикозов. Моя рекомендация очень простая — не принимать препараты, содержащие селен, дольше 3 месяцев, если вы не контролируете его содержание в организме. А контролировать можно с помощью анализа содержания селена в сыворотке крови, волосах, ногтях.

Как вы измеряли уровни селена в обычной пшенице и пшенице, выращенной на почвах с избыточным содержанием селена?

Мы отбирали образцы зерен пшеницы из области, обогащенной селеном (Пенджаб, Индия; содержание селена в почве — 6,5 ± 0,3 микрограмма на килограмм), и области с нормальным уровнем селена (Патиала, Индия; 1,08 ± 0,23 микрограмма на килограмм). Далее мы изготовили из цельнозерновой муки лепешки.

Образцы обрабатывали методом микроволнового разложения в азотной кислоте при температуре 170-180 градусов Цельсия в течение 20 минут. Определение содержания селена проводилось методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.

Уровень селена в пшенице из обогащенных селеном районов превышал аналогичное значение для пшеницы из районов с нормальным уровнем селена почти в 500 раз. В хлебе селена было больше в 179 раз.

Мои ученицы доктора наук Елена Сальникова и Татьяна Бурцева из Оренбургской области также изучали этот процесс. Селен хорошо сохраняется в хлебе, но при любой обработке пшеницы потери неизбежны, поэтому концентрация селена в таких продуктах несколько меньше, чем в исходном материале.

Изменялся ли как-то уровень других микроэлементов в пшенице и хлебе из районов с разным содержанием селена в почве?

Если в пшенице будет много селена, то при отсутствии источника сильного загрязнения тяжелыми металлами количество этих металлов в пшенице будет относительно ниже. Селен может связывать тяжелые металлы, и в такой форме они выводятся из растения.

Надо уточнить, что при повышенном содержании селена в почве этот селен не всегда переходит непосредственно в растение. Это может быть связано с загрязнением почвы тяжелыми металлами, соединениями серы.

В том же Оренбурге в окрестностях газоперерабатывающего завода, где происходят большие выбросы серосодержащих соединений, переход селена в растения происходит хуже, чем на территориях, где выбросы серы значительно ниже.

Потребление хлеба с повышенным содержанием селена может помочь людям, страдающим от его дефицита. Не будет ли такой хлеб вреден для людей с нормальным уровнем селена в организме? Скорее всего нет.

Чтобы переесть селен, надо питаться этим хлебом в неимоверных количествах, но поскольку сейчас существует тенденция к снижению потребления хлебобулочных изделий, то особого риска быть не может. Вряд ли кто-то из нас съедает по два килограмма хлеба в сутки, а только при этом условии возможно избыточное накопление селена в организме.

А как выращивание на обогащенных селеном почвах влияет на уровень содержания этого элемента в других культурных растениях? Например, в рисе или кукурузе?

Уровень селена в них возрастает, конечно же. Считается, что пшеница в наших широтах — неплохой накопитель селена, но в том же уезде Эньши в Китае растут кукуруза и рис, обогащенные селеном.

Возможно ли для восполнения дефицита селена вводить в рацион не только обогащенную селеном пшеницу, но и, например, рис, кукурузу, горчицу?

Конечно, многие продукты можно. Для нас более актуален, например, чеснок. Он содержит очень много селена. Еще много селена содержит кокос. Из растений, используемых в народной медицине, высокий уровень селена характерен для чистотела. Горчица тоже неплохо его накапливает.

Есть ли уже сегодня в продаже продукты, обогащенные селеном? Маркируются ли они каким-то особенным образом?

В составе группы ученых я помогал составлять для провинции Хубэй, где в почве очень много селена, программу по развитию экспорта богатых селеном продуктов. Над их выпуском работают более 200 предприятий провинции.

Продукты, выращенные на этой почве, маркируются. На кукурузе, рисе, грибах, чае, картофеле пишется содержание селена, и с такой маркировкой они поступают в регионы с дефицитом селена.

В китайской провинции Шаньдун есть сельскохозяйственная опытная станция имени профессора Скального, которая открыта на основе моей идеи о производстве обогащенных селеном продуктов на принципе гидропоники. Там этот принцип применили для выращивания клубники, обогащенной селеном.

В Эньши существует целое производство, где в продукты для стандартизации количества селена методом гидропоники добавляются селенид натрия и неорганический селен.

В Оренбургской области есть программы, по которым осуществляется производство местных продуктов, богатых селеном. Речь идет, например, о майонезе, яйцах. Для этого курицы потребляют корм, обогащенный селеном.

У нас с профессором Александром Тамбиевым, Натальей Кириковой и Владимиром Мазо есть совместный патент на обогащение селеном спирулины. Спирулина — это пищевая и кормовая добавка для человека и животных, изготовленная на основе цианобактерий из рода Arthrospira и являющаяся богатым источником витаминов, макро- и микроэлементов, антиоксидантов.

Спирулина при определенных физических воздействиях накапливает очень много селена. Нужно ее при этом мало — 1-2 грамма спирулины, обогащенной селеном, восполняет половину суточной нормы. Это один из биотехнологических приемов, которым можно эффективно восполнить дефицит селена.

Сейчас мы создаем линейку продуктов, обогащенных отдельными микроэлементами. Эти продукты производятся, например, в виде батончиков, конфет и всего такого, что любят дети. Но вообще мы производим широкий ассортимент продуктов — сладости, колбасы, безглютеновые продукты и тому подобное.

Сейчас мы обсуждаем проект по включению обогащенных продуктов в рационы школьного питания, но с учетом особенностей региона. В зависимости от региона мы предлагаем выпускать продукты местных жителей, чтобы они восполняли дефицит различных микроэлементов с помощью самого естественного пути — пищи. Уже весной начнется выпуск некоторых продуктов.

Беседовала Кьяра Макиевская