硒的毒作用机制
硒在体内发挥着许多重要的生物学作用,但生理需要量范围较窄,如摄入量超过生理需要量10倍,即可达到中毒阈剂量水平。所以,在研究硒的生物学作用的同时,必需深入探讨硒的毒性作用及其机制。目前有关硒的毒作用机制尚不十分清楚,但概括地归纳为以下两个方面,即自由基学说和对酶活性的抑制。
(一)自由基形成学说
硒的自由基形成学说是1988年由Seko首先提出来的,并且已由大量的实验予以证实。目前认为,亚硒酸盐(SeO2-)与谷胱甘肽反应,可产生硒化氢(H2Se);与氧反应可产生超氧阴离子或其他形式的活性氧。上述物质均可引起过氧化损伤。扫描电镜观察在体外亚硒酸钠和硒半胱氨酸均能破坏红细胞膜,并认为可能是自由基所导致。1991年Yan等利用扩大化学发光技术,证实了亚硒酸盐与L-半胱氨酸反应亦能产生超氧化物;同时利用鲁米诺放大发光技术发现在上述反应中还能产生H2O2。Kitahara等利用水杨酸钠羟化法、脱氧核酸降解法研究表明,亚硒酸盐在谷胱甘肽存在的情况下可与氧反应生成氢氧根自由基。
体内实验研究也证实硒蛋氨酸可通过胱硫醚途径转变为单质硒,而单质硒可与谷胱甘肽反应最终形成Se2-。因此有人推断组织中的硒蛋氨酸具有产生活性氧的潜能。庞永珣将硒的自由基理论加以总结:亚硒酸盐与谷胱甘肽反应,产生硒代三硫化物(GSSeSG),然后GSSeSG又与活性氧、H2O2发生氧化反应,又生成亚硒酸盐,同时又将活性氧释放出来。若产生的活性氧超过了机体抗氧化能力,则可重新导致脂质过氧化,其产物(ROOH、H2O2等)又将促使GSSeSG发生新一轮的氧化。如此反复,形成恶性循环,最终加重机体过氧化损伤。(https://www.daowen.com)
(二)硒对酶活性的抑制
许多研究都证明:硒抑制生物氧化过程中的某些脱氢酶体系的活性。脱氢酶体系中的许多酶结构中富含巯基,当大量的硒化物进入体内后,可取代巯基,从而使酶失去活性,例如琥珀酸脱氢酶、丙酮酸脱氢酶、细胞色素氧化酶、蛋氨酸腺苷转移酶等。硒化物能与巯基结合,形成含巯基的化合物,其结果使某些以巯基作为功能基团的酶激活受阻,从而干扰细胞的正常生物氧化和蛋白质、脂肪的合成过程。
另外在无机硒的代谢转化(解毒)过程中,需要消耗大量S-腺苷蛋氨酸为其提供甲基,才能形成毒性相对较低的二甲基硒化合物。S-腺苷蛋氨酸是生化代谢中重要的甲基供体,可为许多物质的生物转化提供甲基。由于硒的毒性作用,使S-腺苷蛋氨酸大量耗损,妨碍细胞的正常生化代谢过程。