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硒 机体的抗氧化剂

发布日间:2020-09-29   浏览次数:892

软科学课题组历时10 年研究,初步梳理出了硒元素有益于人体健康的多种生物学作用,今天给大家重点科普,硒 集体的氧化剂。首先带大家了解硒元素对于人体健康有哪些生物学作用:

抗氧化损伤,抑制基因突变,预防和抑制某些肿瘤发生、发展,防治多种增龄性疾?。ǜ哐购托哪匝懿?、糖尿病、骨质疏松、白内障等),防治男性不育,降低胚胎发育 畸形(抗致畸),抑制多种病毒,抗炎性病变,拮抗重金属和类重金属毒性,抵御辐射, 预防和延缓衰老,促进机体发育生长,调节免疫,改善负性情绪,?;ど窬?。其中,硒 的抗氧化性是它最基础、最重要的生物学功能(黄开勋,等,2009)。

同时发现,机体缺硒,会使体内的氧化—抗氧化系统失衡引起氧化应激,进而引起几 乎涉及人体所有器官和组织的病变。

氧化应激与人类大部分疾病相关

生命活动依赖于氧,并通过氧化过程获得机体需要的各种能量,所以说氧对生命 体是不可缺少的。但是,在氧化过程中氧也会对机体造成氧化损伤,造成损伤的物质主要是活性氧自由基(ROS)及其衍生物(黄开勋,等,2009)。

在正常生理情况下,机体的氧化—抗氧化系统会将自由基的产生和清除维持在一个 动态平衡状态。但当机体遭到各种有害刺激时,这一氧化—抗氧化系统失去平衡,自由 基的生成超过清除,过度生成与积累的自由基,成为体内的有害物质。国内外大量研究显示,人类的大部分疾病是 由氧化应激损伤引起或与氧化应激密切相关,比如心血管系统、呼吸系统、消化系统、 泌尿系统、神经系统、内分泌系统、免疫系统、生殖系统等系统的大部分疾病,甚至肿 瘤也与此相关,还有研究发现骨质疏松、白内障、听力障碍以及男性不育等也有氧化应 激参与其中。

氧化应激与肿瘤关系的研究更是受到各国科学家的关注,研究认为,氧化应激在肿 瘤的形成中起到重要作用,有的发挥了关 键作用。20 世纪 70 年代兴起并迅速发展的自由基致癌理论认 为,脂质过氧化反应(LPR)中产生的自由基和过氧化物可引起多种细胞损伤,特别是 ROS 导致的 DNA 的损伤、原癌基因活化和相关信号激活等,都可能是许多癌肿发生的 重要原因。

硒通过清除体内有害自由基发挥抗氧化作用

科学家们经过百年探索,已证实人类大部分疾病伴随着氧化应激和 DNA 损伤过程, 说明氧化应激无处不在,给人类健康带来极大危害。因此,研究氧化应激损伤及其防护策略已成为生命科学领域的攻关热点。

大量研究显示,在机体的抗氧化体系中,硒是有害自由基的清除剂之一,并通过抗氧化酶类和非酶类的自由基清除剂来实现其抗氧化作用。

第二个被发现的含硒抗氧化酶即谷胱甘肽磷脂氢过氧化物酶(PHGPx)。它催化的反 应与 GPx 相同,但还能还原 GPx 不能直接还原的磷脂氢过氧化物。这对生物膜免遭损害 有特殊意义。

除 GPx 之外,谷胱甘肽转移酶、过氧化氢酶、硫氧还蛋白还原酶等含硒酶以及多种硒蛋白也具有抗氧化作用,能有效?;は赴っ馐芄趸锼鸷?,防止过氧化物在体 内积累,减少 DNA 损伤,预防突变,达到抑制癌变发生的目的。

(自由基的种类)

硒抗氧化的活性氧自由基机理

硒清除有害自由基、防止体内氧化损伤的抗氧化机理是什么呢?

徐辉碧团队经过多年深入研究,发现硒在抗氧化时有这样一种生物学现象:硒在一定 生物化学条件下会表现出生物效应的两面性,即在较低浓度下,硒对活性氧自由基有清除 作用;在较高浓度时,硒对活性氧自由基有催化作用。

具体表现是:当体内硒浓度低下时,硒的生物效应低下,即 GPx 活性不足,活性氧 自由基水平较高;硒浓度达到适宜时,生物效应最高,即 GPx 活性最高,活性氧自由基 水平最低;硒浓度超出适宜范围,就可能出现硒中毒症状(图 8-2)。

中国科学院陈春英等学者在生物体系做硒的剂量、生物效应与活性氧自由基三者关系 的实验后,也证实了这一论断是正确的(徐辉碧,2014)。

上述硒的剂量(即浓度)、生物效应、活性氧自由基三者关系也遵循着著名的 Weinberg 原理。Weinberg 原理通常研究的是剂量与效应之间的关系。对硒而言,硒与活性 氧自由基之间的这种关系,可能是硒的剂量—效应关系的微观机制,它调控着硒元素的抗 氧化作用。


(硒的剂量(即浓度)—生物效应曲线示意(黄开勋,等,2009))

硒和其他抗氧化剂一起在抗氧化功能上发挥协同增效作用

硒的抗氧化功能还表现在与维生素 E 的协同作用上。 Combs 等(1974)在 20 世纪 70 年代初就发现硒和维生素 E 在防止动物肝脏细胞中微粒 体和线粒体等亚细胞器膜脂质过氧化方面的协同作用。他们在实验中发现,给小鸡饮食中 单独补硒或维生素 E,其肝脏微粒体和线粒体的脂质过氧化不能被完全抑制,而在同时喂 以足量的硒和维生素 E 时才能被完全抑制。

近年来,氧化应激导致肝纤维化乃至肝硬化、特别是肝星状细胞活化的情况日益受到 关注(张晓岚,等,2007)。Shen 等(2005)给大鼠同时补充硒和维生素 E,在一定程度 上抑制了由四氯化碳诱导激活的肝星状细胞增殖,促进急性损伤期肝星状细胞的凋亡,从 而有效降低肝纤维化,促进肝脏恢复进程。

硒的作用与维生素 E 相似,但抗氧化效力更大。维生素 E 的抗氧化作用虽不及硒, 但它能抑制各种细胞膜上不饱和脂肪酸的氧化,减少过氧化物的形成。而硒主要是通过 GPx 在细胞质中消除代谢产生的过氧化物。两者的?;ね揪恫煌?,但可发挥协同作用, 减少致癌物质含量,共同?;は赴庠馍撕?,预防和抑制肿瘤的发生、发展(王健, 2014;陈元明,2014)。

黄开勋、徐辉碧等(2009)也认为,硒的抗氧化性是多方面的。硒的作用还与维生素 E 的抗氧化作用紧密相连。两者在细胞抗氧化损伤上相互补充。维生素 E 存在于细胞及亚细 胞膜上,硒则存在于细胞水相的水溶性酶蛋白的组成成分中心。两种物质在不同的位置上 协同完成对细胞膜脂质过氧化的抑制和中间产物的代谢还原,从而?;は赴峁鼓酥凉δ?免受损伤。
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