生命之“息”——微量元素硒的生物效应

硒元素有一个浪漫的名字——月亮女神。

硒元素有一个重要的性质——多功能性。

硒元素扮演一个不可或缺的角色——人体必需。

图1. 硒元素[1]

硒元素如此可爱又神秘，在我们的生活中有着不可或缺的作用。我们要想认识硒元素并了解它的生物效应，就得从源头说起。1817年，瑞典化学家J.J.Berzelius发现了微量元素硒，并给他起了一个优雅而浪漫的名字：Selene。

希腊语中，Selene是月亮女神的意思，象征着光明和希望。直到1975年，硒元素被确立为人体必需的微量元素。1988年，中国营养学会将硒元素列为每日膳食营养素并提出成年人应每日摄入50-250微克；2014年，将硒的日摄入最低量从50微克上调到60微克。而硒在人体无法合成，要满足人体对硒的需求，就需要每天补充硒。

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一、硒元素简介及资源分布

硒是一种非金属微量元素，与硫元素性质相似，有四种氧化态：-2、0、4、6价。大致可分为硒单质、无机硒和有机硒三类。硒资源微量广泛而又不均匀的分布在地球上，中国是一个缺硒大国，同时湖北恩施因为高富硒而被称为世界硒都。 

二、硒的生物效应

2003-2006年，江西省丰城发现富硒土壤。丰城也因富硒土壤的存在成为百岁老人最多的地方。硒元素对人和动物的生长发育至关重要，具有多种营养作用，人的生长、发育、衰老与疾病都与微量元素硒有关。硒的生物效应主要表现在以下四个方面。

1. 抗氧化性：微量元素硒参与谷胱甘肽过氧化物酶的合成，这种酶使有害的过氧化物还原为无害的羟基化合物，保护生物膜的结构和功能。

2. 提高免疫能力：硒对人体的免疫功能起着积极作用，刺激免疫球蛋白和抗体的产生，增加机体对疾病的抵抗能力。

3. 抗重金属：硒在体内可以和许多重金属反应，比如硒具有拮抗和减低汞、镉等元素的毒性作用。

4. 微量元素硒参与体内多种内分泌代谢活动。如：甲状腺激素、雄性激素、胰岛素等。此外，硒还参与了眼睛中光子转换成电信号的过程等。

图2. 硒的生物效应

三、影响硒生物效应的因素

1. 摄入量的影响：日常生活中，微量元素硒的使用有严格的限制，缺硒会造成疾病，过量的硒摄入又会引起中毒，具有两重性。作为微量元素，硒在人体内的含量有限，只有一个狭窄的安全范围，如图3表示。

图3. 硒的生物效应和浓度的关系

2. 存在形式的影响：硒元素总量测定不能提供准确的硒的生物效应的可用性信息。因为硒元素不同形态有不同的营养作用和毒性。植物可利用的硒形态有三类：有机硒化物、硒酸盐和部分亚硒酸盐。人和动物对有机态硒的吸收和利用率高于无机态硒。

四、硒的生物效应机理及代谢

硒的营养作用主是通过清除活性氧自由基，分解过氧化物来完成的。通过谷胱甘肽过氧化酶发挥其生物活性，防止因脂质过氧化物堆积所造成的心细胞及其他细胞的损伤，从而保护生物膜的完整性。

摄入的硒通过肠道吸收。吸收的硒首先进入血液，与血浆蛋白结合。然后由血液转运到全身各个器官和组织。肝有存储硒的功能，当体内的硒缺乏时，肝中的硒可以输送到全身。体内的硒可以通过消化和呼吸系统排出体外。

五、硒在食物链的传递

人体中硒含量取决于食物、饮水中的硒含量，食物中硒含量又取决于地质环境的硒水平。植物吸收环境中的无机硒进行转化和积累。硒在植物中通常以硒酸盐、亚硒酸盐和有机态硒的形式存在，而其中有机态硒又以各种可溶的硒代氨基酸和硒蛋白的形式存在。

通过用富硒饲料或富硒植物喂养动物可以对硒进行进一步的积累，作为富硒产品供人食用。人对植物性产品中硒的生物学利用率大于动物性产品。人对有机态硒的吸收率高于无机态硒。

图4. 硒在食物链的传递

六、硒的食物来源

在中国老百姓的传统认识中，药补不如食补。在内脏和海产品，瘦肉，谷物，奶制品，水果蔬菜中，备受青睐的是天然有机植物活性硒，比如富硒玉米，硒以硒代氨基酸存在，人体吸收率达到99%以上，既满足了人体硒元素需要，又解决了硒的吸收和代谢率偏低等难题。

图5. 富硒玉米（图片来源于网络）

此外，微量元素硒可以促进植物生长；增强农作物的抗逆性；增产效果明显；也提高了作物中的硒含量；可改善农产品品质、风味和口感。

七、硒元素生物利用国际前沿

硒元素仍然是科学界争论的焦点。生物纳米技术为硒在动物营养中的应用提供了一个全新的视角。生物源硒纳米颗粒具有低毒、改善抗氧化状态和增强人体免疫反应的作用。对硒在动物营养中的应用研究开辟了新的空间。[2]

以肠杆菌cloacae菌株Z0206为原料，在有氧条件下，将四价态的硒还原为元素硒和有机硒，制备富硒多糖(SeEPS)。SeEPS可作为无机硒的替代品，在改善动物生长性能、提高抗氧化能力、调节硒沉积等方面发挥着重要作用。[3]

人体内已经鉴定出25种硒蛋白，这些硒蛋白具有多种生理功能。有机硒比无机硒安全，可作为缺硒地区人群的营养补充。超营养摄入硒已被声称可以预防癌症，缺硒地区的人食用富含硒的食物可能是最安全、最好的建议。[4]