人体对硒的代谢功能及硒营养状况

（一）人体摄取硒营养的途径和方式

人体从食物、水和空气中摄入硒。饮水硒仅占人体摄入硒1%左右，对人体硒状态水平的影响并不重要。硒在大气中的浓度一般也较低，每立方米大气中只有几纳克，对人体的影响更小。但是在特殊地区生活的人群（例如高硒岩石和土壤地区、城市垃圾和燃煤动力厂附近地区），并不能忽视饮水硒和空气硒对他们的影响。

食物是人体硒的主要来源，尽管各地区食物结构不完全一样，但是不外乎粮食、蔬菜、肉类和水果。由于各地这些食物硒含量水平不一致，导致各地人群摄入的硒多少也不一样。生态物质系统的食物链营养结构，是人体获取硒营养的途径。事实表明，这条食物链越复杂，人体吸收硒营养的渠道就越多；相反，人体吸收硒的渠道就越单一。但这并不意味着人体摄取硒的渠道越多，人体硒营养水平就一定越高，或者说吸取的硒渠道越单一，人体硒含量水平就一定越低。决定人体硒营养水平的高低不仅依赖于食物链复杂程度，更取决于人体摄取的食物含硒水平高低。在富硒区（例如湖北恩施），哪怕人或动物只吃一二种含硒很高的玉米和鹅儿肠野菜（在1959～1963年干旱期间），人体也会因超高硒状态而硒中毒；相反在贫硒地区（例如克山病区），人群即使吃各种粮食、蔬菜、豆类或肉食，但终因这些食物硒含量很低而导致人体硒水平不高。

食物进入人体后硒将以怎样的形式存在，是人们十分关心的课题。就目前的研究技术和水平，已发现硒在人体内存在形式有二甲基硒、二甲基二硒、三甲基硒低分子化合物、硒代牛磺酸、谷胱甘肽过氧化物酶、硒蛋白、含硒t-RNA高分子含硒酶和含硒多糖类。Ursini等（1982）和Schuckelt等（1991）还发现一种新的含硒酶并命名为磷脂过氧化氢谷胱甘肽过氧化物酶（PHGPx）。最近还有人报道一种新含硒酶——硒脱碘酶（徐辉碧，1993）。Whanger等（1997）报道了低分子量细胞DNA的5种形态，并分别进行了编码。Park等人（1997）提出，UGA编码的蛋白质是硒半胱氨酸t-RNA携带硒半胱氨酸与氨基酸合成物贡献的。因此硒蛋白的形成是硒半胱氨酸t-RNA转移、复制和表达的结果。关于动物是否像植物一样可将无机硒转化成含硒氨基酸和酶蛋白质，目前还没有肯定或否定的结论。过去认为谷胱甘肽过氧化物酶是硒存在的主要形式，现在已有不少研究者提出质疑。研究发现不同机体和不同组织中以GSH-Px形式存在的硒占组织全硒量的百分比相差悬殊。Tappel等发现GSH-Px中的硒仅占机体总硒量的三分之一。由此看来，用谷胱甘肽过氧化物酶活性来衡量机体硒状况似乎应重新考虑。但是Brigelius-Flohe等（1997）强调了内皮细胞功能中脂质谷胱甘肽过氧化物酶（pHGPx）和硒磷酸盐合成物（SelD）的作用，两者都与机体中硒的状态有关。

试验表明，大鼠对小剂量亚硒酸盐、硒蛋氨酸、硒半胱氨酸的吸收率分别为92%、91%和81%，人对膳食中硒的吸收率为55%～70%。家兔饲用富硒燕麦后骨骼含硒量较饲用等剂量亚硒酸盐升高29倍。芬兰低硒男子食用富硒小麦和硒酵母较服用硒酸钠对提高血浆和红细胞硒水平更加有效。因此一些研究者认为，人体能较充分吸收可溶性的天然硒化合物，天然硒化合物较无机硒盐更能有效提高人体硒状态水平。有人还认为植物产品中的硒比动物产品中的硒更容易被人体吸收，但也有人提出相反的结论。

由于人体各组织中硒的半衰期不同，随着时间的变化，各组织器官中硒的含量将出现差异。一般的规律是肾＞肝＞睾丸＞心脏＞小肠＞肺＞脑＞肌肉＞骨骼。这些组织和器官将随着新的细胞的生成使可溶性硒化物中的硒转变成含硒蛋白质和含硒酶而固定，同时细胞中的硒在代谢过程中将随尿液被排出体外。除此而外，人体还将合成挥发性二甲基硒化物通过呼吸系统和皮肤排出体外，特别是在高硒中毒地区，人体可呼出一种大蒜型异味。

（二）人体最佳硒营养状况和人体硒平衡

硒是人体必需的一种营养元素，但是若过量又会引起人体硒中毒。因此人体对硒的需要量既不能少，也不能多，需要保持在一个适量的水平上。前已述及，可用血硒、发硒和尿硒来衡量人体硒含量水平，并划分出硒中毒、高硒、硒适宜、低硒边缘和低硒五个级别。其中硒适宜的血硒、发硒营养水平分别为02～025μg/ml、02～10μg/g，尿硒正常标准为0005μg/ml。和田攻（1985）用硒摄入量、食物含硒量和血硒浓度作为分级指标，将人体硒营养状况分为6个等级（表1-10）。其中最佳适宜的血硒水平是01～02mg/L，人体需要摄入的硒量是004～023mg/（人·d），平均01mg/（人·d），食物硒含量是005～02mg/kg。

表1-10　人体含硒水平参考标准

杨光圻等人（1990）在研究湖北恩施硒中毒时发现，过量（或接近中毒水平）的硒能抑制化学致癌作用，因而在恩施高硒地区除了曾发生过硒中毒事件之外，癌症死亡率和其他许多疾病发生率都是全国最低的。这表明人体硒水平的最佳状态在不发生硒中毒危险的前提下可进一步提高，大致可限定在血硒01～044μg/ml，发硒02～376μg/g的范围内。杨光圻将相应的最高安全食物硒摄入量定为055mg/（人·d），最高界限摄入量为075～085mg/（人·d）（杨光圻，1990）。但是杨光圻又特别指出高硒区健康人和硒中毒病人血硒浓度值并无太大差异，甚至有的健康人血硒浓度远远高于10μg/ml，发硒高达1416μg/g，也并未出现硒中毒症状。因此他认为血硒浓度似乎并不与硒中毒相关。人们提出各种血硒（或发硒）浓度标准应该只是一种参考值而非绝对指标。这种参考值表明，人体允许的硒摄入量为01～055mg/（人·d），在这个范围内可达到人体硒状态平衡。即使血硒和发硒浓度超过几倍或更高，也并不一定对身体造成危害。低于或高于这个人体硒摄入范围，人体将失去硒平衡，出现硒营养异常。

（三）人体硒营养异常——人体硒反应症

人体失去硒的平衡状态，当血硒和发硒浓度分别高于或低于01～044μg/ml和02～376μg/ml，即产生人体硒营养异常。其主要特点将出现人体硒反应症。目前比较公认的硒反应症有克山病、硒中毒和消化道癌症。

1克山病

克山病是一种病因不明的地方性心肌病。其主要临床症状表现为严重的心肌变性、坏死和癜痕形成，除病程短的急型或没有心功能障碍的潜在型外，心脏均有程度不同的扩大、增重，严重者可引起心前胸隆起和胸廓变形，心脏扩大近球形，心肌坏死有凝固性心肌溶解和液化性心肌溶解，二者常混合出现。临床上将克山病分为四种类型：急型、亚急型、潜型和慢型。急型和亚急型具有发病急、病程短、发病率和死亡率都较高的特点。潜型克山病一般病症不明显，只有轻微心电图异常，常常容易转为慢型克山病。调查表明，病区人群血硒普遍低于01～02μg/ml，发硒＜02μg/g。血中含硒酶——谷胱甘肽过氧化物酶活性明显低于非病区人群。病区土壤、粮食、饮水等环境介质中的硒也都处于低水平。地带性分布的克山病区范围与这些低硒生态营养环境分布非常吻合（图1-3、1-4）（谭见安等，1982、1982、1988;Ohta et al,1990;Yin Zhaohan,1990;Li Jiyuan,1990）。特别是在我国东北、西北和西南克山病区进行的大规模人体补硒干预试验，使克山病发病率大幅度降低，证明缺硒是引起克山病的因素之一，因此被认为是一种硒缺乏反应症。研究结果表明，硒能保护心脏不受损害，起到一种预防和治疗心脏病灶性坏死和纤维化的作用；如果在缺硒状态下，将降低这种保护作用，而使肌体发生病变。

图1-3　中国克山病分布示意图

低硒环境和克山病分布于我国14个省300多个县近3亿人口的广大地区，主要易患人群为山区农村的育龄妇女和儿童，该病的发病特点是暴发流行快，容易从急性变为亚急性至慢性，严重者可危及生命。近二、三十年来，国家花费大量人力、物力防治克山病，已经取得明显效果。特别是近十几年，克山病自然消退现象明显，因此克山病已经不再对人民构成巨大威胁了。

2硒中毒

图1-4　中国硒生态景观分布图

地方性硒中毒是人或动物体内微量元素硒过剩引发的一种硒反应症疾病。其主要症状表现为先期毛发脱落，随后指甲受损脱落，指甲周围皮肤红肿溃烂，伴随四肢麻木疼痛，严重者四肢瘫痪，并导致死亡（主要见于牲畜）。研究发现导致人或动物体内硒过剩的原因是食用了过量的富硒粮食或动植物。当停止食用这些食物后，人体或动物体内的硒含量迅速下降，中毒症状随之消失（毛大均等，1993；杨光圻等，1990）。最早人类关于硒中毒症状的报道见于意大利旅行家马可·波罗（Marco Polo,1274）在我国西部发现的马脱毛掉蹄的现象，后来在世界其他地区也相继发现人和牲畜脱发脱甲症状。但几百年来一直不明白这种现象真正的病因。直到1932年Taboury从牲畜体内以及它们啃食的紫云英、黄芪、野豌豆和苜蓿等牧草中检出了高含量的元素硒，1934年Franke通过动物试验继而证明了动物食取富硒牧草和食物可引起硒中毒，但是人体硒中毒却未获证实。在美国即使在动物出现硒中毒的高硒地区人群中也未发现硒中毒的特有病症，从尿硒水平高的100名被调查者中，也未查出硒中毒症状（程云鹫等，1989）。

1959～1963年在我国湖北省恩施地区暴发了原因不明的人畜脱发、脱甲症疾病。最初认为可能与粮食和水中As、Sb、Hg、Pb等有毒元素有关，但监测结果并未发现上述异常。后来经杨光圻等人几年的潜心研究终于发现人发和血液中硒含量很高，这与当地玉米及蔬菜含硒高的情况是一致的。通过高硒玉米动物试验证实了人体硒中毒是脱发脱甲症状的病因。联系到本区有关该病的更早记载（毛大均等，1993、1990），可以确认本区是我国乃至世界上最典型的硒中毒病区。

杨光圻对湖北恩施地区典型硒中毒研究表明，硒中毒的最高安全硒摄入量为055mg/（人·d），最高界限硒摄入量为075～085mg/（人·d），低于这个界限，一般不发生硒中毒，高于这个界限就可能发生硒中毒。其相应的血硒水平＞（100～105）μg/ml。但是事实上许多中毒区健康人血硒浓度远远高于这个水平，他们并未显示硒中毒症状。例如花被村中毒区119人（其中5人是未愈病人），居民日均摄入硒13384μg，测出血硒平均（151±005）μg/ml，发硒平均（1416±104）μg/g。各项指标都远远超过界限阈值。5个病人血硒浓度1054～185μg/ml，与绝大多数健康人并无太大差别。这些事实表明杨光圻所提供的人体最大安全硒摄入量指标只是一个硒中毒危险参考指标。它表示如果超过这一指标，就有可能发生硒中毒。但最终能否出现硒中毒可能还有其他一些制约因素存在，比如元素的拮抗作用、人体耐受性、年龄及健康方面原因等。

3癌症

人体硒营养异常与癌症的关系是最近一、二十年才引起人们极大关注的一个领域。它主要基于人们对硒的生物化学功能日渐深入地认识。首先，硒参与人体GSH-Px酶，这种酶能防止细胞膜脂质的过氧化反应，从而保护细胞膜、线粒体膜、微粒体膜，以及溶酶体膜免受氧自由基的破坏。徐辉碧（1993）还提出了除GSH-Px酶之外的有机硒化合物对氧自由基的消除和猝灭作用。此外，硒还能与维生素E协同防止氧自由基对细胞膜的攻击和破坏作用。近代生物化学自由基理论认为，细胞的癌变及人和动物的衰老等可能与氧自由基对细胞膜脂的氧化反应有关。由于硒有以上对氧自由基的清除和猝灭作用，保护细胞不受癌变而受到人们重视。近年来的研究还发现，通过拮抗作用，亚硒酸钠阻止有机致癌物质二甲基苯并蒽（DMBA）以及一些可能致癌的重金属离子Hg+、Cd+、Pb2+等进入细胞DNA中，同时还能对细胞DNA进行修复而起到对癌症的抑制作用（薛少安，1989；贾永平，1989；魏华臣，1985；董泽平，1995）。除了以上理论准备之外，临床实践和统计对比中也发现许多硒具有抗癌作用的事实。如据湖北恩施高硒地区1979年统计资料，食管癌、胃癌、乳腺癌、肺癌死亡率在每10万人中依次为752、649、470、189人，而全国这些癌症平均死亡率在每10万人中依次为1883、1954、1254、709人。与全国各地区对比后发现，该区上述癌症死亡率是全国最低地区之一。其相应人群血硒和发硒分别为016～151μg/ml和069～1416μg/g，而食管癌高发区血硒和发硒分别为004～0095μg/ml和0193～0268μg/g。胃癌高发区血硒为0085～046μg/ml。再如我国江苏启东县肝癌高发区发病率的地理分布与人群血硒水平和粮食硒含量呈负相关，利用含硒盐（15mg/kg Na2SeO3）进行补硒试验，通过6年的观察，居民血硒水平明显升高，肝癌死亡率逐年下降（李文广等，1986）。中美科学家在我国林县食管癌高发区进行了6年的人体随机干预试验，发现用微量元素硒与维生素E和β胡萝卜素可使胃癌死亡率降低20%，但对食管癌影响不太明显。部分原因可能与补硒剂量低（50μg/日·人）有关（张绮玲等，1998）。在动物临床对比试验中，当用7,12-二甲基苯并蒽（DMBA）、N-甲基-N亚硝基脲（MNO）、1,2－二甲基肼（DMH）、2-2酰氨基苯（AAF）、3-甲基肼蒽、黄曲霉素B等化学致癌物质诱发小鼠肿瘤时，给小鼠饮水或饲料中补充1～5μg/g硒（Na2SeO3、硒-氨基酸、硒酵母及含硒酪蛋白等），可使皮肤、肝、乳腺、结肠、肺、大肠、小肠、气管等肿瘤减少7%～100%。当补硒2～5μg/g时，硒表现出最高抑癌活性，当硒大于5μg/g时，不但不能增加抑癌活性，还会造成肝损伤（薛少安，1989；贾永平，1989）。Combs等（1997）对8269人进行了8年（1983～1990）口服硒酵母片补硒试验（200μg/日），其结果对皮肤癌作用并不明显，但是却降低了其他癌症（肺癌、结肠癌、骨癌等）总死亡率和标化死亡率。

以上试验和统计结果表明，硒确实具有对某些癌症的抑制作用，能降低这些癌症发生的危险，但是对另一些癌症作用并不明显。除了补硒剂量和其它抑病因素外，可能还有更深层次的原因。