微量元素硒與機(jī)體健康

黎思欣（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院）摘要：硒作為動(dòng)物必需的微量元素之一，對(duì)動(dòng)物免疫、生長發(fā)育、繁殖等有重要作用。但硒攝入過量或不足，都會(huì)對(duì)動(dòng)物和人體產(chǎn)生危害，只有適量地?cái)z入硒才能保證動(dòng)物和人體的健康。本文主要闡述了當(dāng)微量元素硒缺乏與過量時(shí)，動(dòng)物和人體會(huì)出現(xiàn)的一些疾病及其癥狀，探討了動(dòng)物營養(yǎng)與免疫功能的關(guān)系，揭示了營養(yǎng)代謝疾病的發(fā)病機(jī)理，為進(jìn)一步豐富動(dòng)物營養(yǎng)免疫學(xué)理論，制定合理利用微量元素新標(biāo)準(zhǔn)，控制營養(yǎng)代謝疾病的發(fā)生等提供重要依據(jù)。關(guān)鍵詞：微量元素硒機(jī)體健康硒（Se）作為動(dòng)物必需的微量元素之一，對(duì)動(dòng)物體有多種生理功能（如免疫、生長發(fā)育、繁殖等），并能在動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生富集。在日糧中添加硒可以對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生一定影響。硒攝入過量或不足，都會(huì)對(duì)動(dòng)物和人體產(chǎn)生危害，只有適量地?cái)z入硒才能保證動(dòng)物和人體的健康。1硒缺乏與健康自從1957年Schwartz和Flotz首次證實(shí)了硒可以防止肝壞死且能促進(jìn)人和動(dòng)物生長的這一生物學(xué)功能至今，硒生物學(xué)研究已有50多年的歷史了，現(xiàn)在人們對(duì)硒在生物集體中的作用及其機(jī)理有了不少的認(rèn)識(shí)。在1973年世界衛(wèi)生組織專家確定硒是人及動(dòng)物體生命活動(dòng)的必需微量元素之一，生物體每日攝入一定量硒具有重要的生物學(xué)作用。硒在機(jī)體正常生理活動(dòng)中起著關(guān)鍵作用，硒缺乏往往是影響機(jī)體健康，引發(fā)多種疾病的重要原因之一。1.1硒缺乏與動(dòng)物健康當(dāng)畜禽缺乏硒時(shí)，會(huì)出現(xiàn)各種病狀。主要有以下幾種：（1） 白肌病：該病主要發(fā)生于羔羊、犢牛、仔豬，以骨骼肌、心肌變性和壞死為主要特征，由病變肌肉色淡甚至蒼白而命名。患畜的共同病理變化是骨骼肌和心肌變性，色淡，如煮熟肉色，上有黃白色、灰黃色、灰白色條紋。肝臟腫大，質(zhì)硬而脆，表面粗糙，切面有檳榔樣外觀。（2） 馬地方性肌蛋白尿病：該病是馬的一種缺硒性疾病。其主要癥狀是運(yùn)動(dòng)障礙，骨骼肌呈對(duì)稱性腫脹，心臟衰弱，屎呈棕褐色，內(nèi)含肌紅蛋白。病理變化的特征是肝、腎等實(shí)質(zhì)臟器變性、出血、壞死和水腫，心肌和骨骼肌變性、壞死。（3） 駱駝“搖擺病”：該病是駱駝發(fā)生的一種以運(yùn)動(dòng)障礙為特征的疾病。該病的臨床特征是后軀僵硬，行走時(shí)前肢粘著，后肢拖曳，左右搖擺。驅(qū)趕或急轉(zhuǎn)彎時(shí)步態(tài)紊亂，易跌倒發(fā)生骨折。病駝下坡困難。頭頸常偏向一側(cè)，有的發(fā)生肌肉顫抖，兩后肢寬立，行走時(shí)呈“八”字步。（4） 犢牛“大肚病”：該病是青海省從新疆引入的新疆褐牛犢中發(fā)生的一種以腹瀉、心力衰竭、腹水和肺炎為主征的疾病，因病至后期有大量腹水、腹部膨大而得名。病的特征與犢牛白肌病相似，但運(yùn)動(dòng)障礙癥候較輕，而心力衰竭較嚴(yán)重，往往因并發(fā)或繼發(fā)肺炎和胸膜炎而使病情復(fù)雜化。（5） 雛雞滲出性素質(zhì)：本病是雛雞以皮下水腫為特征的地方性缺硒病。病雛的頭頸、胸、腹、翅下和大腿皮下組織水腫，呈黃色或淡藍(lán)色（存在變性血紅蛋白），穿刺水腫部，流出黃色或淡藍(lán)色液體。病至后期出現(xiàn)腹瀉、貧血、昏睡等癥狀，最終衰竭死亡。雞胚可發(fā)生頸部皮下水腫，孵化率降低。因以皮下水腫為特征，又稱為雛雞水腫病。除了上述幾種主要的疾病外，缺硒還會(huì)導(dǎo)致幼畜腹瀉、母牛乳房炎、胎衣不下、不育、流產(chǎn)、大腸桿菌病、豬桑葚心以及繁殖力下降、胚胎退化、免疫功能降低、幼畜存活率降低、使畜禽生長遲緩等。1.2硒缺乏與人體健康當(dāng)人體缺乏硒時(shí)就有可能患大骨節(jié)病和克山病，而這兩種病也是硒缺乏在人體上的最主要的表現(xiàn)。在1972年，楊興圻首次證實(shí)：缺硒是人體克山病、大骨節(jié)病的主要原因。大骨節(jié)病病情與硒水平呈顯著負(fù)相關(guān)，患病者尿硒-濃度（12pg/L）明顯低于非病區(qū)（18pg/L），病區(qū)居民血清硒平均含量低于11pg/L，而在無礦物質(zhì)缺乏的地區(qū)為60?105pg/L。克山病發(fā)生在育齡婦女和學(xué)齡前兒童，表現(xiàn)為充血性心力衰竭，偶發(fā)彌漫性心臟血栓形成而致突然死亡或麻痹。病區(qū)糧食、土壤硒含量明顯低于非病區(qū)，病區(qū)居民平攝硒量為10Mg/d。此外，低硒營養(yǎng)人群明顯增加冠心病發(fā)病率和死亡率。血清硒含量小于45mg/L，冠心病的發(fā)病率可增加2?3倍。缺硒還會(huì)使神經(jīng)細(xì)胞和甲狀腺功能受損，且與癌癥發(fā)病率也直接相關(guān)。浙江嘉善大腸癌發(fā)病率高，就與土壤耕層含硒量（僅有10Mg/kg）和稻米含硒量低（為17?37mg/kg）有密切關(guān)系。另外還有研究認(rèn)為，口腔癌、咽喉癌、鼻咽癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、胃腸、道癌、肝癌、肺癌、食道癌等的發(fā)生均伴隨血硒降低。硒與癌癥間存在明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，硒水平明顯影響癌基因與抗癌基因的表達(dá)。研究者在研究克汀病的時(shí)候還發(fā)現(xiàn)，克汀病患者血清硒明顯低于正常人。研究還表明，長期食用硒缺乏食物會(huì)因硒營養(yǎng)不足而使機(jī)體抵抗力降低，消化系統(tǒng)功能受損，神經(jīng)紊亂，影響視力、腎功能、生殖功能、性功能，誘發(fā)維生素、蛋白質(zhì)及能量缺乏性營養(yǎng)不良、白內(nèi)障、乳腺炎、肝炎、愛滋病、不孕癥、高血壓、溶血性貧血等20余種人類疾病。2硒過量與健康機(jī)體必需的微量元素的生物效應(yīng)與濃度關(guān)系遵循Weinberg原理。硒也不例外。Weinberg原理主要是指：當(dāng)微量元素的濃度未達(dá)到機(jī)體需求時(shí)，機(jī)體會(huì)表現(xiàn)出缺乏該微量元素的癥狀；而當(dāng)其濃度高于機(jī)體的耐受范圍時(shí)，機(jī)體會(huì)表現(xiàn)出該微量元素的中毒現(xiàn)象；而只有當(dāng)微量元素的濃度在機(jī)體所需及其耐受范圍之內(nèi)時(shí)，機(jī)體才有表現(xiàn)出正常的生理現(xiàn)象。如圖1所示。當(dāng)硒濃度處于a、b范圍內(nèi)時(shí)，活性氧濃度最低，體內(nèi)自由基的產(chǎn)生與清除達(dá)平衡狀態(tài)，硒表現(xiàn)出最佳生物效應(yīng)；而當(dāng)硒濃度在a以下或b以上時(shí)活性氧自由基或因硒缺乏而得不到清除，或因硒過多而催化產(chǎn)生，硒的生物活性降低，及至因硒缺乏和硒中毒而致死（a、b值隨生物體系及硒化合物種類不同而異）。硒與活性氧自由基的這種關(guān)系可能是硒劑量一生物效應(yīng)關(guān)系的微觀機(jī)制。圖1袍的劑童生物效應(yīng)與氧自由基的關(guān)系W陳春英等研究了化學(xué)模擬體系（NaSeO-GSH-O，NaSeO-GSH-HO）中硒濃度、生物效應(yīng)與2 3 2 2 3 22氧自由基的關(guān)系。結(jié)果均顯示，該體系隨硒濃度、自由基水平的差異，多種底物不同的脂質(zhì)過氧化程度均呈類似的規(guī)律，即符合最適營養(yǎng)濃度定律的曲線，而且該曲線與活性氧自由基含量密切相關(guān)。2.1硒過量與動(dòng)物健康不同形態(tài)的硒，其毒性強(qiáng)度也會(huì)有所不同。按硒的毒性大小排序?yàn)椋禾烊挥袡C(jī)硒＞硒酸鹽（+6）＞亞硒酸鹽（+4）＞硒化合物（-2）＞合成有機(jī)硒化合物，元素硒相對(duì)屬于無毒。由于畜禽種類不同和個(gè)體差異，引起中毒的硒劑量也有很大的不同。一般來說現(xiàn)在都是以亞硒酸鹽為硒源，研究硒對(duì)動(dòng)物的毒性情況。不同動(dòng)物不同方式的亞硒酸鈉中毒劑量如下：羊：羔羊口服亞硒酸鈉的LD%為1.9mg/kg，肌肉注射為0.455mg/kg，當(dāng)口服達(dá)6.4mg/kg，肌肉注射達(dá)5mg/kg時(shí)，可引起中毒死亡。皮下注射1.5mg/kg出現(xiàn)輕度中毒，致死量為1.7-2.2mg/kg。成年綿羊口服亞硒酸鈉后，2周內(nèi)的LD50^1.9mg/kg，皮下注射0.8mg/kg的亞硒酸鈉出現(xiàn)輕度中毒，致死劑量為1.8mg/kg。肌肉注射亞硒酸鈉192小時(shí)的LD5o^0.7mg硒/kg體重。牛：乳牛口服亞硒酸鈉的最小致死量為10mg/kg。成年牛口服1.1mg/kg亞硒酸鈉能引起中毒或死亡，最大耐受量為0.55mg/kg。一次口服亞硒酸鈉，硒的中毒量為9.9-11mg/kg；犢牛一次肌肉注射硒的LD5o^1-2mg/kg體重。豬：豬內(nèi)服亞硒酸鈉的最小致死劑量為17mg/kg，注射亞硒酸鈉超過1.0mg/kg時(shí)，出現(xiàn)輕度中毒，LD5o為2.0mg/kg，致死量為1.2-3.5mg/kg。一次口服亞硒酸鈉，硒的中毒劑量為13.2-17.6mg/kg。其他的動(dòng)物如兔、貓、大鼠的亞硒酸鈉的急性致死量為1.5-3.0mg/kg。雞胸肌注射0.15mg/kg的亞硒酸鈉出現(xiàn)輕度中毒。2.1.1急性硒中毒急性硒中毒多因注射或口服過量硒制劑而引起，主要臨床癥狀為：呼氣帶大蒜氣味，視覺障礙、失明、盲目前沖、轉(zhuǎn)圈運(yùn)動(dòng)、腹痛、跛行等。嚴(yán)重中毒者表現(xiàn)姿勢(shì)和行為異常，步態(tài)不穩(wěn)，低頭耳宜，呆立不動(dòng)，發(fā)紺，呼吸困難，肺有濕性羅音，鼻孔流出白色或紅色泡沫。臌氣，腹痛流涎，多尿，腹瀉，脈搏快而弱，虛脫，多在幾個(gè)小時(shí)或者一天內(nèi)死于呼吸衰竭。雞急性硒中毒表現(xiàn)為：精神沉郁，呼吸極度困難，食欲廢絕，運(yùn)動(dòng)失調(diào)，倒地，閉目呆立，雙翅下垂，流涎，死前發(fā)出慘叫，全身抽搐，痙攣，雞冠肉髯發(fā)紫，衰竭而亡。其病理變化為：皮下點(diǎn)狀出血，胸肌有出血點(diǎn)或出血條斑。心包積液，心內(nèi)外膜有出血點(diǎn)，心肌色淡，質(zhì)地柔軟，心腔內(nèi)有積血。肝臟腫大，土黃色，表面有針尖大的出血點(diǎn)和黃白色的壞死灶。膽囊腫大，膽汁稀薄。肺水腫，肺氣腫，局部有散在的出血點(diǎn)，切面濕潤并流出大量暗紅色血液。氣管和支氣管內(nèi)充滿白色泡沫狀液體，黏膜有點(diǎn)狀出血。肝小葉中央靜脈及小葉間靜脈擴(kuò)張、淤血、出血、肝細(xì)胞腫大，并發(fā)生顆粒變性和空泡變性，部分肝小葉的肝細(xì)胞發(fā)生局部灶性壞死，壞死灶周圍有不同程度淋巴細(xì)胞和嗜酸性細(xì)胞浸潤。兔表現(xiàn)為：死前精神極度沉郁，甚至昏睡，軀體蜷縮，反應(yīng)遲鈍，食欲廢絕，呼吸極度困難，四肢無力，運(yùn)動(dòng)失調(diào)，呈犬坐或趴臥姿勢(shì)。其病理變化表現(xiàn)為：心臟質(zhì)地柔軟，心包積液增多，心室與心房交界處有條帶狀或斑點(diǎn)狀出血。心房和心室擴(kuò)張，充滿凝血塊，有的心內(nèi)膜靠近乳頭肌周圍有紅色出血斑點(diǎn)。肝臟腫大，表面密布針尖大到粟狀大的黃白色斑點(diǎn)，膽囊充盈。腎臟被膜易剝離，髓質(zhì)部暗紫色，皮質(zhì)部土黃色，皮質(zhì)與髓質(zhì)交界處淤血明顯。小白鼠主要表現(xiàn)為：被毛粗亂，精神極度沉郁，站立不穩(wěn)，脖頸伸直，呼吸困難，四肢呈游泳狀劃動(dòng)，尖叫，全身抽搐，最后窒息而亡。豬急性硒中毒主要臨床癥狀為：精神沉郁，反應(yīng)遲鈍，運(yùn)動(dòng)失調(diào)；心跳加快，胃腸鼓氣、嘔吐、腹疼、腹瀉，多尿，呼吸困難，黏膜發(fā)紺，最后呼吸衰竭死亡。其病理變化為全身性促出血，肺臟充血、水腫，肝臟、脾臟、腎臟變性。馬急性硒中毒的主要表現(xiàn)：食欲廢絕，精神萎靡，流涎，大汗淋漓，腹痛，腹瀉，呼吸困難，昏迷，或呈狂躁不安等興奮狀態(tài)，多在24-48小時(shí)內(nèi)死亡。2.1.2慢性硒中毒在20世紀(jì)早期的時(shí)候，人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)長期的攝入含硒量高的食物會(huì)引起動(dòng)物的慢性硒中毒。如1933年研究證實(shí)“堿病”(指我國新疆地區(qū)，馬因?yàn)槌粤诉^量含硒牧草，而使蹄子脫落的現(xiàn)象)是食用過量含硒的食物所引起的硒毒病。Franke(1934)報(bào)告，他用富硒的谷物和牧草使牛、馬發(fā)生實(shí)驗(yàn)性硒中毒。Amor等(1954)報(bào)告，在北美和加拿大的相當(dāng)嚴(yán)重的“瞎撞病”和“堿病”也是硒中毒，在愛爾蘭的“狗疫”也是硒中毒。雞慢性硒中毒表現(xiàn)為：食欲減退，精神不振，羽毛粗亂，體質(zhì)量減輕，拉白色稀糞，發(fā)育遲緩，但死亡較少。綿羊主要表現(xiàn)為：食欲減退，精神不振。解剖慢性硒中毒而亡的羔羊發(fā)現(xiàn)：其肝臟充血腫大，膽囊充滿膽汁，肺漿膜下呈現(xiàn)大量紅色斑點(diǎn)和斑塊，切面流出大量紅色液體，氣管和支氣管內(nèi)壁附有大量白色或淡紅色泡沫狀液體，腸系膜血管充血明顯。豬慢性硒中毒臨床主要癥狀為：食欲下降，反應(yīng)遲鈍；生長緩慢，消瘦、貧血。被毛粗亂，局部或全身脫毛，蹄冠腫脹、蹄變形、甚至蹄殼脫落，重度跛行。母豬出現(xiàn)受胎率下降，死胎率升高，新生仔豬成活率下降等繁殖障礙綜合癥。其病理變化為肌萎縮，肝臟萎縮、硬化，并伴有胃腸炎、腎炎病變。關(guān)節(jié)面糜爛，蹄殼變性脫落，脫毛等。馬主要表現(xiàn)為：馬鬃和馬尾的長毛脫落，背毛粗亂，反應(yīng)遲鈍和缺乏活力，長期喪失食欲導(dǎo)致消瘦，末稍血液循環(huán)障礙；在寒冷季節(jié)，易造成蹄和四肢下部和尾部的凍傷，蹄冠下出現(xiàn)環(huán)狀龜裂，嚴(yán)重病例出現(xiàn)深的龜裂，把舊的贅生物和新的贅生物分開。2.2硒過量與人體健康當(dāng)人攝入了含硒量過高的食物后就會(huì)引起人的硒中毒。人的硒中毒也分為急性中毒和慢性中毒兩種。急性中毒癥狀表現(xiàn)主要為：神經(jīng)過敏、呼吸困難、嗜睡、嘔吐、有蒜味呼出、肌肉組織痙攣等；慢性中毒表現(xiàn)為：胃腸功障礙、腹水、貧血、經(jīng)常性耳嗚、指尖知覺喪失、脫指甲、脫發(fā)甚至脫眉毛。2.3硒的毒性機(jī)理硒的毒性機(jī)理至今卻不完全清楚。主要觀點(diǎn)有以下兩種：（1） 硒毒性的關(guān)鍵是由于硒能摻入到兩個(gè)硫原子中間形成“-S-Se-S-”硒橋，破壞了含-SH酶的結(jié)構(gòu)，或者硒取代了-SH酶上的硫，卻沒有-SH那樣形成氫鍵的能力，從而使重要的-SH酶活性降低或喪失而造成毒害。（2） 徐輝碧等則提出硒毒性的自由基機(jī)理。GSH將硒化合物還原成低氧化態(tài)形式，低氧化態(tài)硒在被o2,h2o2或其它過氧化物氧化成較高氧化態(tài)形式的同時(shí)產(chǎn)生活性氧自由基，過量的又會(huì)將生成較高氧化態(tài)形式的硒化合物還原成低氧化態(tài)形式，如此循環(huán)往復(fù)，不斷催化產(chǎn)生活性氧自由基而致毒。2.4硒的正常攝入量2.4.1成人膳食硒的攝入量及人體健康的關(guān)系硒與人體健康的關(guān)系十分密切，缺硒現(xiàn)象非常普遍，調(diào)查資料顯示世界上有三分之二的地區(qū)，中國有72%的縣市不同程度缺硒。硒在人體內(nèi)的營養(yǎng)劑量與毒性劑量間變幅小，因此在攝入硒時(shí)應(yīng)當(dāng)適量。硒的攝入量與人體健康的關(guān)系見表1：表1成人膳食硒攝我.童及人體健康的關(guān)系/對(duì)人體健康影響『4998§00頸眼55眼400^5眼/1加2-16^地方性硒中毒流行，居民普遍脫發(fā)脫甲，部分伴有皮炎、腹瀉及精神癥狀慢性硒中毒^最大安全膳食硒攝云星的觀測(cè)值，對(duì)硒耐受力低者出現(xiàn)中毒癥狀『高硒地區(qū)居民最大安全攝文重推薦值口一般地區(qū)居民最大安全攝M量推薦值『膳食硒生理需要推薦值『最低膳食50熹推薦值『與克