Selen

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Biologische Bedeutung

Zusatz bei Milchviehfütterung

Selen ist ein essentielles Spurenelement für Menschen, Tiere und viele Bakterien. In der Milchviehfütterung wird Selen zugesetzt, da der natürliche Selengehalt der Futtermittel oft nicht zur Versorgung der Nutztiere ausreicht. Das deutsche Futtermittelrecht erwähnt zur Ergänzung der Selenversorgung nur die beiden anorganischen Selenquellen Natriumselenit und -selenat als Futterzusatzstoffe. Diese beiden Verbindungen sind ökonomisch sehr günstig, haben aber den Nachteil einer geringen Bioverfügbarkeit. [1]

Starke Toxizität bei höheren Konzentrationen

Selen wirkt in höheren Konzentrationen jedoch stark toxisch, wobei die Spanne zwischen Konzentrationen, die Mangelerscheinungen hervorrufen, und toxischen Konzentrationen sehr gering ist. Zudem ist die Toxizität von Selen abhängig von der chemischen Bindungsform.[1]

Schutz der Zellmembranen vor oxidativer Zerstörung

Selen ist in Selenocystein enthalten, einer Aminosäure im aktiven Zentrum des Enzyms Glutathionperoxidase und vieler weiterer Proteine. Wegen seiner hohen Reaktivität mit Sauerstoff spielt Selen bei Tieren und Menschen eine wichtige Rolle beim Schutz der Zellmembranen vor oxidativer Zerstörung (Radikalfänger). Selenocystein ist auch am Katalysemechanismus weiterer Enzyme beteiligt und in vielen Proteinen enthalten, deren Bedeutung noch nicht geklärt ist.[1]

Diskussion um Selen bei Tieren und Pflanzen

Bevor eine Arbeitsgruppe um Klaus Schwarz am National Institute of Health (USA) Selen als essentiellen Nahrungsbestandteil der Tiere entdeckte, galt Selen als toxische Substanz. In den 1930er Jahren machten Veterinäre in den „Great Plains“ die hohe Aufnahme selenhaltiger Pflanzen für die Alkali-Krankheit und die Blind-Ataxie der Rinder verantwortlich, andererseits berichtete eine Forschergruppe um Schwarz in den 1950er Jahren, dass Selen einer nekrotischen Leberdegeneration vorbeugt. Etwa gleichzeitig stellte eine Gruppe von Forschern der Oregon State University, der auch O. H. Muth und J. E. Oldfield angehörten, ein Selendefizit bei schwachen Kälbern fest. Später wies Hogue nach, dass Selen der Muskeldystrophie der Lämmer vorbeugt. Diesen Berichten folgend haben Forscher verschiedener Einrichtungen Studien zum Nutzen der Selensupplementierung auf Leistung und Gesundheit des Milchviehs begonnen. Es wurde beschrieben, dass Selen vorrangig an der Katalyse des Glutathionperoxidase (GSH-Px)-Systems beteiligt ist. Verschiedene Isoformen der GSH-Px zerstören die während des normalen Fettstoffwechsels gebildeten Peroxide (reaktive Sauerstoffverbindungen). Wenn Peroxide ungehindert in der Zelle verbleiben, greifen sie die Zellmembranen an und destabilisieren sie. Hemken erklärte, dass Selen auch an der Entgiftung gefährlicher Medikamente oder Toxine beteiligt ist. Selen spielt bei Tieren noch in mindestens zwei weiteren Enzym-Systemen eine Rolle: bei der Iodthyronin-Deiodase, einem Enzym, welches das Schilddrüsenhormon T4 aktiviert, und bei der Thioredoxin-Reduktase, einem Enzym, das die reduzierenden Reaktionen reguliert. Bestimmte Plasma-, Herz-, Muskel- und Nierenproteine enthalten Selen. Jedoch ist die Funktion des Selens in diesen Proteinen noch in weiten Bereichen unklar.[1]

Es gibt viele verschiedene Selenoproteine. In den Selenoproteinen ist meist Selenocystein enthalten, das auch als 21. Aminosäure bekannt ist und während der Proteinbiosynthese über eine eigene tRNA eingebaut wird. Selenoproteine kommen in dieser Funktion nur in tierischen Organismen, Bakterien und Archaeen vor. Pflanzen bauen Selen je nach Bodengehalt anstelle des Schwefels unspezifisch in Aminosäuren ein, besonders in Methionin (Se-Methionin) und in geringem Umfang auch Cystein (Se-Cystein) bzw. Derivate davon (Methyl-Se-Cystein). Nur die sogenannten „Selensammlerpflanzen“ (Selenakkumulator-Pflanzen, z. B. Paradiesnuss), die in selenreichen, ariden Gebieten vorkommen, speichern Selen darüber hinaus auch als organisch gebundenes, wasserlösliches Selen oder Selensalze.[1]

Selen im menschlichen Körper

Im menschlichen Organismus liegt Selen mit einem Anteil von 10-15 mg vor; es gehört damit zu den so genannten Spurenelementen. Der überwiegende Teil davon ist im Blut, im Herz, im Gehirn, in den Nieren und der Leber eingelagert. Hier bildet Selen als Bestandteil wichtiger Enzyme gemeinsam mit den Vitaminen A, C und E eine Abwehr gegen schädliche Stoffwechselprodukte.ref name="Vit-RG.Selen"/> Es

  • stärkt die Abwehrkräfte und das Immunsystem
  • schützt vor freien Radikalen, giftigen Schwermetallen und UV-Strahlung
  • bedingt die Bildung von Schilddrüsenhormonen

Darüber hinaus wird Selen eine prophylaktische Wirkung gegen Krebserkrankungen sowie eine unterstützende Funktion bei Krebstherapien nachgesagt.ref name="Vit-RG.Selen"/> Beides konnte jedoch noch nicht zweifelsfrei belegt werden.[2].

Selen spielt bei der Spermatogenese (Entstehung männlicher Spermatozoen) und damit für die Fruchtbarkeit des Mannes eine zentrale Rolle[3]. Selenmangel steht mit eingeschränkter Fruchtbarkeit in Zusammenhang[4]ref name="Vit-RG.Selen"/>

Natriumselenit und Schilddrüsenhormone

Selen spielt eine wichtige Rolle bei der Produktion der Schilddrüsenhormone, genauer bei der „Aktivierung“ von Thyroxin (T4) zu Triiodthyronin (T3).[5][6][7][1]

Selen ist Bestandteil eines Enzyms, der Thyroxin-5′-Deiodase, die für die Entfernung eines Iodatoms aus T4 verantwortlich ist. Durch diese Deiodierung entsteht T3. Ein Selenmangel führt zu einem Mangel an Thyroxin-5′-Deiodase, wodurch nur noch ein Teil des verfügbaren T4 deiodiert werden kann. Da T3 im Stoffwechsel wesentlich wirksamer ist, resultiert aus einem T3-Mangel eine Schilddrüsenunterfunktion (Hypothyreose). Eine zusätzliche Einnahme von Selenpräparaten (Natriumselenit) in hohen Dosen von 200–300 μg täglich ist nach ärztlicher Abklärung z. B. bei Hashimoto-Thyreoiditis angezeigt, dies kann auch die Entzündungsaktivität reduzieren.[8][1]

Selenbedarf

Der Selenbedarf wird von der Deutschen Gesellschaft für Ernährung wie folgt angegeben[9]:

  • ab Geburt bis einschließlich 3. Lebensmonat: 5-15 Mikrogramm
  • ab 4. bis einschließlich 12. Lebensmonat: 7-30 Mikrogramm
  • ab 1. bis einschließlich 3. Lebensjahr: 10-40 Mikrogramm
  • ab 4. bis einschließlich 6. Lebensjahr: 15-45 Mikrogramm
  • ab 7. bis einschließlich 9. Lebensjahr: 20-50 Mikrogramm
  • ab 10. bis einschließlich 14. Lebensjahr: 25-60 Mikrogramm
  • ab 15. Lebensjahr und darüber hinaus: 30-70 Mikrogramm

Da Selen sich u.a. in den Hoden und Samenleitern konzentriert und durch Ejakulation vom Körper ausgeschieden wird, haben Männer einen etwas höheren Bedarf als Frauen.[9]

Selenmangel

Neben unzureichender Zufuhr über die Nahrung gibt es eine Reihe von Faktoren, die Selenmangel im Körper begünstigen.[9] Dazu gehören

  • starker Alkoholkonsum, da Alkohol die Selenaufnahme behindert und die Selenausscheidung über den Urin fördert
  • einseitige Diäten und Fastenkuren
  • Esstörungen wie Magersucht oder Bulemie
  • streng vegane Kost
  • lang anhaltende Verdauungsstörungen
  • künstliche Ernährung
  • zunehmendes Lebensalter, da die Selenaufnahmefähigkeit mit steigendem Alter sinkt
  • Schwermetallbelastungen, da Selen Schwermetalle bindet und in diesem Zustand für den Körper nicht mehr verwertbar ist
  • großflächige oder schwere Verbrennungen
  • starke (Menstruations-) Blutungen

Als Folgen eines Selenmangels können

  • Herzveränderungen
  • Muskelfunktionsstörungen
  • Osteoarthropathie-Arten

auftreten. Darüber hinaus besteht bei anhaltendem Selenmangel ein erhöhtes Risiko [9][10] für

  • Grauen Star
  • Bluthochdruck
  • Krebserkrankungen
  • entzündliche Gelenke (Arthritis)
  • Leberzirrhose und deren Folgen
  • Fehlgeburten
  • Beeinträchtigung der Fruchtbarkeit

Da Selenmangel vor allem Funktionsstörungen nach sich zieht, ist eine Unterversorgung nicht immer an äußerlichen Merkmalen zu erkennen. Mögliche Anhaltspunkte sind

  • auffällige Nagelveränderungen
  • schuppige Haut
  • Wachstumsbeeinträchtigungen

Welche Bedeutung Selen für den Körper hat, wurde erst mit der Entdeckungen der Keshan-Krankheit und der Kaschin-Beck-Krankheit bekannt. Beide gelten als typische Folgeerscheinung in Gebieten mit extremem Selenmangel; können nach Ausbruch jedoch nicht durch zusätzliche Selengaben behoben werden.[9]

Selen als Nahrungsergänzungsmittel

Kritische Meinungen zu Selen: Diabetes-Risiko

In einer kritischen Bewertung der Pharmainformation vom Juni 2005[11] wird festgestellt, dass die bislang verfügbaren Studien keine Hinweise für einen Nutzen einer zusätzlichen Gabe von Selen in irgendeinem Zusammenhang erbringen konnten. Zwar scheint eine positive Beeinflussung verschiedener Krebsarten möglich, andererseits die Begünstigung anderer Karzinome nicht unwahrscheinlich. Die „SELECT“-Studie („Selenium and Vitamin E Cancer Prevention Trial“) sollte diesbezüglich Auskunft geben und 2013 abgeschlossen werden. Allerdings wurde diese im Oktober 2008 abgebrochen, da während der Studie nachgewiesen werden konnte, dass es keine verbesserte Schutzwirkung im Vergleich zum Placebo gibt und ein Nutzen ausgeschlossen werden konnte. In dieser Studie wurde zwar sogar eine erhöhte Prostatakrebshäufigkeit unter der Gabe von Vitamin E und eine erhöhte Diabetesentstehung unter der Selengabe festgestellt, beides war aber nicht statistisch signifikant.[12][1]

Im Rahmen der neuerlichen Auswertung von Daten einer Studie kam Saverio Stranges von der Universität in Buffalo[13] zu dem Ergebnis, dass von den 600 Patienten, die Selen einnahmen (tägl. 200 µg) nach fast acht Jahren etwa zehn Prozent an Typ 2 Diabetes erkrankt waren. Bei der Placebo-Kontrollgruppe waren es lediglich sechs Prozent. Bis dato wurde noch keine potentielle Ursache für das erhöhte Diabetes-Risiko gefunden. Hohe Selenkonzentrationen im Blut korrelieren mit dem Risiko, an Diabetes zu erkranken.[14] Somit kommt auch die Pharmainformation vom Februar 2008 zum Schluss: „Eine kritische Haltung gegenüber wenig belegten Konzepten, hinter denen natürlich ein großes finanzielles Interesse steht, hat sich wieder einmal bestätigt.“[15][1] Die Studienlage ist diesbezüglich jedoch nicht eindeutig. So werden der Studie von Stranges u. a. methodische Fehler unterstellt, etwa das Fehlen einer vorherigen Familienamnese, die eine erhöhte familiäre Prävalenz von Diabetes mellitus innerhalb der Selengruppe hätte ausschließen müssen, sowie die Tatsache, dass die untersuchten Probanden Personen waren, die in hohem Maße Sonnenstrahlung und Chemikalien ausgesetzt waren, weswegen sich die Ergebnisse schlecht auf „durchschnittliche“ Probanden übertragen ließen. Zudem liege das Diabetes-Risiko sowohl in der Placebo- als auch in der Selengruppe unter dem amerikanischen Durchschnittswert.[16][1]

Positive Meinungen zu Selen bei Selen-Mangel

Andere Studien legen weiterhin einen hemmenden Effekt von Selen auf die Entwicklung von Diabetes mellitus nahe, darunter eine jüngst veröffentlichte von Tasnime Akbaraly (Universität Montpellier) durchgeführte Untersuchung an 1162 Männern und Frauen.[17][1] Auch eine Arbeit aus dem Jahr 2012 zeigt einen positiven Effekt von Selen nur dann, wenn ein Selenmangel besteht, ansonsten kommt es eher zur Entwicklung eines Diabetes mellitus.[18] Eine große Metastudie aus dem Jahr 2013 zeigt keinen protektiven Nutzen der Selensubstitution bezüglich Herz-Kreislauferkrankungen. Es gab zwar vermehrte Diabetes-2-Fälle in der Selen-Substitutionsgruppe, der Unterschied war jedoch nicht signifikant. Aber es kam vermehrt zu Alopezie und zu Dermatitis.[19][1]

Selenverwertbarkeit

Wie gut der Körper Selen verwerten kann, hängt von der jeweiligen Selenverbindung ab. Als besonders verträglich gelten natürliche Selenomethionine wie sie beispielsweise in Selenhefe enthalten sind. Natriumselenite können dagegen eine Schilddrüsenfunktionsstörung auslösen.[9]

Wechselwirkung Selen und Vitamin E

In der Kombination mit Vitamin E wirkt Selen synergisch; d.h. die Wirkung beider Stoffe verstärkt sich – was sich besonders bei rheumatischen Erkrankungen als positiv erweist.

Wechselwirkung Selen und Zink

Zink kann die Aufnahme von Selen im Körper beeinträchtigen. Entsprechende Nahrungsergänzungsmittel sollten daher idealerweise zeitversetzt eingenommen werden. Üblicherweise genügt dafür ein Abstand von etwa zwei bis drei Stunden.[9]

Überdosierung von Selen

Werden dem Körper über mehrere Wochen täglich mehr als 800 Mikrogramm Selen zugeführt, kann es zu einer Selerose (Selenvergiftung) kommen, die sich durch

  • knoblauchartigen Mundgeruch
  • Depressionen
  • brüchige und ausfallende Fingernägel
  • Haarausfall
  • Hautentzündungen

bemerkbar macht. In der Regel bilden sich diese Symptome nach Absetzen der Präparate jedoch wieder zurück.[9]

Sicherheitshinweise

Selen und Selenverbindungen sind giftig. Direkter Kontakt schädigt die Haut (Blasenbildung) und Schleimhäute. Eingeatmetes Selen kann zu langwierigen Lungenproblemen führen. Eine Vergiftung durch übermäßige Aufnahme von Selen wird als Selenose bezeichnet. Eine Selen-Aufnahme von mehr als 3000 µg/d kann zu Leberzirrhose, Haarausfall und Herzinsuffizienz führen. Beschäftigte in der Elektronik-, Glas- und Farbenindustrie gelten als gefährdet.[20] Nach anderen Quellen treten schon ab 400 µg/d Vergiftungserscheinungen auf wie Übelkeit und Erbrechen, Haarverlust, Nagelveränderungen, periphere Neuropathie und Erschöpfung.[21] [1]

Weitere Informationen

Einzelnachweise

  1. 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 Wikipedia: Selen, abgerufen am 20.Dezember 2016
  2. „Effect of Selenium and Vitamin E on Risk of Prostate Cancer and Other Cancers“ Dezember 2008 bzw. K. Rees, L. Hartley, C. Day, N. Flowers, A. Clarke, S. Stranges: „Selenium supplementation for the primary prevention of cardiovascular disease“
  3. Boitani C, Puglisi R., Selenium, a key element in spermatogenesis and male fertility“, Adv Exp Med Biol. 2008;636:65-73. doi: 10.1007/978-0-387-09597-4_4 - See more at: http://vitamine-ratgeber.com/spurenelemente/selen/#fn-398-3
  4. Atig F, Raffa M, Habib BA, Kerkeni A, Saad A, Ajina M., „Impact of seminal trace element and glutathione levels on semen quality of Tunisian infertile men.“, BMC Urol. 2012 Mar 19;12:6. doi: 10.1186/1471-2490-12-6.
  5.  D. Behne, A. Kyriakoupoulos, H. Meinhold, J. Köhrle: Identification of type I iodothyronine 5′-deiodinase as a selenoenzyme. In: Biochem. Biophys. Res. Comm.. Nr. 173, 1990, S. 1143–1149 (PMID 2268318).
  6.  J. R. Arthur, F. Nicol, G. J. Beckett: Selenium deficiency, thyroid hormone metabolism, and thyroid hormone deiodinases. In: Am. J. Clinical Nutrition. Nr. 57, 1993, S. 236–239 (Abstract).
  7.  C. Ekmekcioglu: Spurenelemente auf dem Weg ins 21. Jahrhundert – zunehmende Bedeutung von Eisen, Kupfer, Selen und Zink. In: Journal für Ernährungsmedizin. Nr. 2 (2), 2000, S. 18–23 (Ausgabe für Österreich, PDF).
  8. Einfluß einer Selen-Substitution auf den Verlauf einer Autoimmunthyreoiditis.
  9. 9,0 9,1 9,2 9,3 9,4 9,5 9,6 9,7 Vitamine-Ratgeber: Selen, deutsche Seite rund um Vitamine, Spurenelemente, Mineralstoffe, Aminosäuren und bekannte Naturheilmittel, abgerufen am 20. Dezember 2016
  10. H. K. Biesalski, M. M. Berger, P. Brätter, R. Brigelius-Flohé, P. Fürst, J. Köhrle, O. Oster, A. Shenkin, B. Viell, A. Wendel: „Kenntnisstand Selen – Ergebnisse des Hohenheimer Konsensusmeetings“ von 1997, S. 224-231
  11. Gibt es Indikationen für eine Selengabe? In: Pharmainformation. Jahrgang 20, Nr. 2, Juni 2005, abgerufen am 29. Mai 2013.
  12. Scott M. Lippman, Eric A. Klein u. a.: Effect of Selenium and Vitamin E on Risk of Prostate Cancer and Other Cancers. In: JAMA. 301, 2009, S. 39, doi:10.1001/jama.2008.864.
  13.  S. Stranges, J. R. Marshall, R. Natarajan, R. P. Donahue, M. Trevisan, G. F. Combs, F. P. Cappuccio, A. Ceriello, M. E. Reid: Effects of Long-Term Selenium Supplementation on the Incidence of Type 2 Diabetes: A Randomized Trial. In: Annals of Internal Medicine. 147, Nr. 4, 2007, S. 217.
  14.  J. Bleys, A. Navas-Acien, E. Guallar: Serum Selenium and Diabetes in US Adults. In: Diabetes Care. 30, Nr. 4, 2007, S. 829–834.
  15. Selen – Diabetes. PHARMAINFORMATION Jahrgang 23/ Nr. 1; Innsbruck, Februar 2008 (online).
  16. Kritik zur Studie, veröffentlicht auf Frag einen Laborarzt: Selen und Diabetes – voreilige Schlüsse.
  17. BioMed Central: Selenium Protects Men Against Diabetes, Study Suggests. In: ScienceDaily. 18. März 2010, 28. Juli 2010.
  18. M. P. Rayman: Selenium and human health. In: Lancet. 379(9822), 31. März 2012, S. 1256–1268. doi:10.1016/S0140-6736(11)61452-9.
  19. K. Rees, L. Hartley, C. Day, N. Flowers, A. Clarke, S. Stranges: Selenium supplementation for the primary prevention of cardiovascular disease. In: The Cochrane Library. doi:10.1002/14651858.CD009671.pub2.
  20. Cornelia A. Schlieper: Selen. In: Cornelia A. Schlieper: Grundfragen der Ernährung. Verlag Dr. Felix Büchner, 2000, ISBN 3-582-04475-0.
  21. Robert M. Russell (für die deutsche Ausgabe: Hans-Joachim F. Zunft): Vitamine und Spurenelemente – Mangel und Überschuss. In: Manfred Dietel, Joachim Dudenhausen, Norbert Suttorp (Hrsg.): Harrisons Innere Medizin. Berlin 2003, ISBN 3-936072-10-8.

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