Selen a nowotwory

W latach trzydziestych XX wieku selen (Se) uważany był za pierwiastek toksyczny. W odniesieniu do zwierząt opinia ta utrzymała się do lat pięćdziesiątych. W przypadku ludzi ewoluowała wolniej i ostatecznie w latach 80. XX w., gdy w Chinach udowodniono związek jego deficytu z endemiczną chorobą serca (1), uzyskał status niezbędnego mikroelementu. Obecnie wiadomo, że jest on nie tylko mikroelementem niezbędnym dla przebiegu procesów fizjologicznych lecz także, że prawdopodobnie ogranicza toksyczność metali ciężkich (As, Hg, Cd, Pb i Pt, Ni, Cr, Be).

Według wskazań UE suplementacja selenu polecana jest w celu: ograniczenia stresu oksydacyjnego, poprawy funkcji tarczycy i wzmocnienia układu odpornościowego, poprawy płodności mężczyzn (ruchliwości plemników) czy wzmocnienia paznokci i włosów (4). Publikacje naukowe opisują natomiast pozytywny wpływ selenu na choroby układu nerwowego (padaczkę, chorobę Parkinsona, Alzheimera, stwardnienie rozsiane), łuszczycę, zaćmę, choroby sercowo-naczyniowe, redukcję aktywności HIV (potencjalny inhibitor replikacji). Jego wpływ na ryzyko chorób nowotworowych zależny jest od stężenia w surowicy i rodzaju nowotworu.

Selen jest pierwiastkiem wysoce zależnym od dawki – zbyt mała obecność w organizmie zagraża życiu (upośledzona zostaje synteza i funkcje selenoenzymów - jako najczęstsze objawy niedoboru selenu wymieniane są: zaburzenia odporności, kardiomiopatia, arterioskleroza, zaburzenia stawowo-mięśniowe, zaburzenia widzenia, martwica wątroby i łamliwość paznokci (1,2,5,6,7,8,9,10,11,12), zbyt duża jest silnie toksyczna (prowadzi do selenozy - jej widocznym objawem jest oddech o zapachu czosnku, spowodowany wydychanym dimetyloselenkiem, a przy dłuższej ekspozycji na nieco niższe od toksycznych dawki Se obserwuje się depresję i wzrost ryzyka chorób nowotworowych (2).

Chemicznie selen wykazuje pewne podobieństwa do siarki, co związane jest z sąsiedztwem obu pierwiastków w układzie okresowym. W środowisku naturalnie występuje w powietrzu, wodzie i glebie, a jego pierwotnym źródłem są gazowe i stałe produkty wulkaniczne (związki z Cu lub Ag, związki siarki i siarczków). Bogate w selen są kraje Ameryki Środkowej (Meksyk i Wenezuela) i Ameryki Północnej. Polska należy do regionów ubogich. Badania populacyjne poziomu selenu w osoczu/surowicy, wykazały duże zróżnicowanie poszczególnych społeczności. Najwyższy poziom stwierdzono w Wenezueli i Gwatemali, ekstremalnie wysoki w refugialnym, górskim regionie Chin, wysoki m.in. w USA i Kanadzie, bardzo niski w pewnych regionach Chin i państwach byłej Jugosławii. Ogólnie, populacje europejskie charakteryzuje niski poziom selenu w surowicy/osoczu. Do łańcucha pokarmowego selen trafia głównie z gleby, absorbowany przez rośliny w ilości proporcjonalnej do stężenia w środowisku i wbudowywany w białka. Najbogatszym źródłem roślinnym selenu są prawdziwki (Boletus spp), orzechy (brazylijskie, nerkowce) oraz ogólnie nasiona. Człowiek i zwierzęta wchłaniają go głównie w przewodzie pokarmowym: z pożywienia i wody, w mniejszym stopniu przez układ oddechowy.

Odkrycie w 1973 r. peroksydazy glutationowej u człowieka uświadomiło niezbędność selenu jako mikroelementu i uznanie go za "pierwiastek życia". Wpływa bowiem na płodność męską, chroniąc plemniki przed stresem oksydacyjnym związanym z utlenionymi formami fosfolipidów oraz jako białko strukturalne, uczestniczy w mechanizmie ruchu plemnika.

Selen przyczynia się do tworzenia szeregu niezbędnych dla organizmu związków takich jak: selenoproteina P (SEPP1), syntetyzowana w wątrobie, wpływa na metabolizm glukozy, reduktazy tioredoksyny (TrxRs) – izoenzymy uczestniczące w wewnątrzkomórkowych reakcjach redoksowych, które w komórkach prawidłowych i nowotworowych regulują wzrost, migrację i przeżycie komórek, dejodynazy jodotyronionowe, które odpowiadają za homeostazę jodu oraz wpływają na metabolizm, rozwój i wzrost płodu, selenoproteina W (SelW) chroniąca komórki nerwowe przed niszczącym efektem stresu oksydacyjnego, selenoproteina R, która umożliwia regenerację białek uszkodzonych przez oksydanty, selenoproteina 15 kDa (SEP15) ulegająca ekspresji w licznych tkankach, w tym prostaty, nerek, jąder, wątroby i mózgu - rozważny jest jej udział w mechanizmach przeciwnowotworowych, Selenoproteina S (SEPS1) wpływa na regulację układu odpornościowego - reakcje zapalne, choroby autoimmunizacyjne (np. Hashimoto) oraz podatność na choroby układu naczyniowego, nowotwory przewodu pokarmowego i stan przedrzucawkowy (1,2).

W przypadku szeregu nowotworów (prostaty, płuc, pęcherza i okrężnicy) (9) istnieją sugestie o przeciwnowotworowym działaniu selenu. Jak wykazano, występuje zależność pomiędzy ryzykiem występowania choroby nowotworowej, a stężeniem selenu (16,17,18,19). We wstępnych badaniach wykonanych w Polsce i Estonii, regionach których populacje charakteryzują się niskim poziomem selenu w surowicy, wykazano niższe stężenia selenu w surowicy na czczo u chorych na raka okrężnicy, płuca i krtani, sugerując odwrotny związek pomiędzy stężeniem selenu w surowicy i częstością tych nowotworów (6,20,21). Kontynuacją tej linii badawczej są badania kliniczno-kontrolne, wykorzystujące zasoby biobanku UM w Szczecinie. Do badań zakwalifikowano około 20.000 kobiet i 6.000 mężczyzn, u których w chwili włączenia do badania nie stwierdzono nowotworu. W okresie 20 miesięcy rozwinęły się 102 nowotwory u kobiet i 72 u mężczyzn. Nowotwory te miały różnorodną lokalizację. Stwierdzono, że najniższe ryzyko nowotworów u kobiet występuje przy stężeniu selenu w surowicy 73-87 μg/l (ok. 3,5 x niższe niż u kobiet z Se <73) a u mężczyzn przy stężeniu 85-120 μg/l (blisko 3 x niższe niż u mężczyzn z Se <85). Proponuje się więc ograniczenie suplementacji Se w pożywieniu do momentu uzyskania w surowicy stężenia ~85 μg/l u kobiet oraz ~120 μg/l u mężczyn, gdyż po jego przekroczeniu przeważają konsekwencje ujemne.

1. Combs Jr. G.F. Nutrients 2015, 7(4), 2209-2236.
2. Higdon J. , Tsuji P.A. 2015. Selenium. Micronutrient Information Center. Website provided by the Linus Pauling Institute at Oregon State University.
3. Tapiero H. at al. Biomedicine&Pharmacotherapy. 2003, 57, 134-144.
4. Dziennik Urzędowy UE, L136/1, 25.05.2012. Rozporządzenie Komisji UE nr 432/2012, Bruksela, 16.05. 2012.
5. Combs Jr, G.F. Pharmacol. Exp. Ther. 1998, 79, 179-196. 6. Rayman M.P., Proc Nutr Soc 2005, 64, 527-542.
6. Boitani C., Puglisi R. Adv Exp Med Biol. 2008, 636, 65-73.
7. Stone C.A. et al., Nutr Rev. 2010,68, 671-681.
8. Rayman M.P., Lancet 2012, 379, 1256-1268.
9. Schomburg L., Nat Rev Endocrinol. 2012, 8, 160-171.
10. Lee B.C., et al., Mol Cell. 2013, 51 397-404.
11. Hatfield D.L., et al., Trends Biochem. Sci. 2014, 39, 112- 120.
12. Sonic Pathology Handbook, ed.Campbell K,. Sonic Healhcare 2014, 791-792.
13. Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, PWN 2013.
14. Hill K.E., et al., J. Biol Chem. 2012, 287, 40414-40424.
15. Bakaknejad N., et al., Biol Trace Elem Res. 2014, 159, 1-7.
16. Meplan C., et al., Mutagenesis, 2012, 27 177-186.
17. Steinbrecher A, et al., Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2010,
18. 2558-2968. 19. Gerstenberger J.P., et al. Prostate 2015, 75, 60-69.
19. Lener M.R. et al, BMC Cancer 2013, 13, 214.
20. Jaworska K., et al., PLos One, 8: pe59051
21. Rayman M.P., Lancet 2012, 379, 1256-1268.
22. Lippman S.M., et al., JAMA, 2009, 301, 39-51.
23. Duffield-Lillico A.J., BJU Int, 2003, 91, 608-612.