Selen
Selen ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 34 und der Abkürzung „Se“.
Es ist kein Metall, obwohl die stabile Form des Selens einem Metall ähnelt (Halbmetall). Es zählt zu den
Chalkogenen.
Chalkogene sind die „Erzbildner“ im Periodensystem der chemischen Elemente und bilden die 6. Hauptgruppe. Zu ihnen
gehören die Elemente Sauerstoff, Schwefel, Tellur, Polonium, das künstlich hergestellte Ununhexium sowie Selen. In
der Natur kommt es nur selten in seiner reinen, elementaren Form vor.
Industriell wird Selen genutzt bei der Glasproduktion, Chemikalien, Farbpigmenten u.v.m. In der elektronischen
Industrie war Selen einmal wichtig als Halbleiter, ist aber zwischenzeitlich weitestgehend ersetzt worden durch
Silicon-Halbleiter.
Die Salze von Selenverbindungen wirken in größeren Mengen toxisch. Allerdings ist Selen als Spurenelement notwendig
für die Zellfunktionen der meisten, wenn nicht sogar alle Formen des Lebens. Es bildet das aktive Zentrum für die
Enzyme Glutathion-Peroxidase und Thioredoxin-Reduktase, welche eine Reihe von oxidierten Molekülen in Tieren und
Pflanzen reduzieren helfen, und einigen bekannten Schilddrüsenhormondeiodinasen, die bei der Aktivierung von T4
eine Rolle spielen. Der Selenbedarf bei Pflanzen fällt unterschiedlich aus. Es gibt sogar einige Pflanzen, die ohne
Selen auszukommen scheinen.
Gesundheitliche Effekte und Ernährung
Obwohl Selen in hohen Dosen giftig wirkt, ist es ein essentielles Spurenelement bzw. Mikronährstoff für Mensch
und Tier. In Pflanzen jedoch scheint es eine Art Bedarfsmineral zu sein, manchmal in toxischen Konzentrationen im
Viehfutter. Denn einige Pflanzen sind in der Lage, Selen zu konzentrieren, was als Schutz gegen Fressfeinde
fungiert. Andere Pflanzen, wie z.B. Locoweed (Astragalus und Swainsona), benötigen Selen zum Wachstum. Ihr Dasein
gibt Aufschluss über die Präsenz von selenhaltigen Böden.
Selen ist ein Bestandteil der etwas ungewöhnlichen Aminosäuren Selenocystein und Selenomethionin. Beim Menschen
fungiert Selen als Spurenelement in Form eines Cofaktors für die Reduktion von antioxidativen Enzymen, wie z.B. die
Glutathion-Peroxidase und einigen Formen der Thioredoxin-Reduktase, wie sie in Tieren und einigen Pflanzen zu
finden sind. Dieses Enzym kommt in praktisch allen Lebensformen vor. Ausnahme bilden eine Reihe von Pflanzen, die
nicht unbedingt auf Selen angewiesen sind.
Die Glutathion-Peroxidase ist eine Familie von Enzymen, die Reaktionen katalysiert, die für die Beseitigung von ROS
(reaktive Sauerstoffspezies), also freie Radikale im weitesten Sinne, verantwortlich ist.
Hierzu zählen z.B. Wasserstoffperoxid (H2O2) und organische Hydroperoxide. Letztere sind eine Klasse organischer
Verbindungen (Summenformel R—O—OH; R = kohlenstoffhaltiger Rest) mit ROS-Charakter. Da die O—O-Bindung leicht
aufbricht, bilden sich rasch freie Radikale in Form von R—O.
Selen spielt auch eine Rolle bei der Funktion der Schilddrüse, sowie jeder Körperzelle, die die Schilddrüsenhormone
benötigt. Hier stellt es den Cofaktor für drei bekannte Schilddrüsenhormondeiodinasen, die eine Reihe von
Schilddrüsenhormonen und deren Metabolite aktivieren und deaktivieren. Man vermutet, dass Selen in der Lage ist,
die Hashimoto Immunerkrankung zu beeinflussen, bei der die körpereigenen Schilddrüsenzellen vom eigenen Immunsystem
als fremd angesehen und zerstört werden. Hier konnte bei einer täglichen Einnahme von 0,2 Milligramm Selen eine
Reduktion von TPO-Antikörpern (Thyreoperoxidase-Antikörper) um 21 Prozent beobachtet werden. Ob aber diese 21
Prozent ausreichend sind, die Erkrankungen so nachhaltig zu beeinflussen, dass man sogar von einem therapeutischen
Konzept reden könnte, muss sich noch herausstellen.
Nahrungsmittel, die gut mit Selen ausgestattet sind, sind vor allem:
- Nüsse,
- Cerealien,
- Fleisch,
- Fisch,
- Pilze,
- Eier etc.
Die Paranuss steht hier an erster Stelle als Quelle für Selen in der Nahrung, allerdings hängt dies unter
anderem auch von der Bodenbeschaffenheit ab. Denn die Paranuss benötigt nicht unbedingt hohe Mengen an Selen für
das eigene Gedeihen.
Hohe Konzentrationen an Selen werden auch in:
- Ren,
- Thunfisch,
- Krabben
- Hummer gefunden.
Der Selengehalt des menschlichen Körpers wird auf 13 bis 20 Milligramm geschätzt.
Toxizität
Obwohl Selen als ein essentielles Spurenelement betrachtet werden kann, ist es in größeren Mengen giftig. Wenn
der obere tolerable Grenzbereich von 400 Mikrogramm pro Tag überschritten wird, dann droht eine Selenose
(Selenvergiftung). Allerdings ist dieser obere Grenzwert in einer Studie von 1986 an nur fünf chinesischen
Patienten ermittelt worden, bei denen eine offensichtliche Symptomatik für eine Selenose auftrat. Diese fünf
Patienten tauchen wieder auf in einer Folgestudie in 1992. Hier plötzlich befand man in der Studie, dass der
sichere Maximalwert etwa 800 Mikrogramm pro Tag beträgt bzw. 15 Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht. Man empfahl
aber dennoch einen oberen Grenzwert von 400 Mikrogramm täglich, um toxische Ereignisse zu vermeiden.
Des Weiteren sollte dadurch ein Ungleichgewicht von Nährstoffen vermieden werden (wie so was mit solchen
Rechenkünsten zustande kommen soll, kann ich mir beim besten Willen nicht ausmalen). Außerdem sollte mit diesem
wieder zurückgeschraubten Wert Rücksicht genommen werden auf andere Daten von anderen Ländern. Diese medizinische
Hampelmannwissenschaft macht deutlich, dass man offensichtlich keine genauen Vorstellungen von den wirklichen
Grenzwerten hat und auch nicht sonderlich gewillt ist, diese systematisch festzulegen. Von daher ist im eigenen
Interesse zu empfehlen, den kleinsten empfohlenen Wert als sicheren Maximalwert anzusehen.
Die in der Studie versorgten Chinesen erlitten ihre Selenvergiftung aufgrund eines regelmäßigen Verzehrs von Mais.
Dieser Mais wuchs auf einem selenreichen Brandschieferboden. Der Selengehalt des Bodens betrug hier über 9 Prozent.
Dies stellt die höchste jemals gemessene Selenkonzentration in einem Brandschieferboden dar. Eine Dosis von 5000
Mikrogramm per Tag ist für die meisten Erwachsenen absolut tödlich.
Die Symptome einer Selenose sind ein knoblauchartiger Mundgeruch, gastrointestinale Beschwerden, Haarverlust,
Verschorfung der Nägel, Fatigue, Gereiztheit, neurologische Schäden etc. Bei extremen Fällen einer Selenose treten
Leberzirrhosen auf, des Weiteren Lungenödeme und Tod. Elementares Selen und die meisten metallischen Selenide sind
relativ ungiftig. Dies rührt von ihrer geringen Bioverfügbarkeit her. Im Gegensatz dazu sind Selenate (Salze der
Selensäure) und Selenite (Salze der selenigen Säure) äußerst toxisch. Sie wirken wie Oxidantien ähnlich wie das
Arsentrioxid. Die chronische toxische Dosis von Selenit für Menschen liegt bei 2400 bis 3000 Mikrogramm Selen pro
Tag über einen längeren Zeitraum. Selenwasserstoff ist ein extrem toxisches, korrodierendes Gas.
Selen kommt aber auch in organischen Verbindungen vor. Dies sind Dimethylselenid, Selenomethionin, Selenocystein
und Methylselenocystein. Diese Substanzen haben alle eine hohe Bioverfügbarkeit und sind ebenfalls in hohen Dosen
giftig. Selen in Nanogröße hat eine vergleichbare Wirksamkeit, ist aber deutlich weniger giftig.
Am 19. April 2009 starben 21 Polo-Pferde kurz vor einem Spiel der US Polo Open. Drei Tage später veröffentlichte
eine Apotheke eine Erklärung, die besagte, dass die Pferde eine inkorrekte Dosis eines Inhaltsstoffs bekommen
hätten, die in Vitamin- und Mineralsupplementierungen benutzt werden. Mit diesen Supplementen sind die Pferde
injiziert worden. Solche Nährstoffinjektionen sind üblich, damit es zu einer schnelleren Regeneration der Pferde
nach einem Spiel kommt. In diesem Fall wurde die Mixtur von einer Apotheke zusammengestellt, die mit dieser
Prozedur nicht vertraut war.
Die Analyse der Blutkonzentrationen der anorganischen Verbindungen in dem Supplement zeigte eine
Selenkonzentration, die 15- bis 20-mal höher war als die normalerweise physiologische Konzentration bei Pferden.
Später wurde dann bestätigt, dass die fragliche toxische Substanz in der Mischung Selen war. Selen ist schon aktiv
in geringsten Mengen und hat eine Geschichte in Sachen unfreiwilliger Vergiftung bei Nahrungsmittelergänzung wenn
die Dosierung in Mikrogramm angegeben werden muss, in der Praxis aber versehentlich in Milligramm angegeben wird.
Dies erhöht die Konzentration um den Faktor 1000.
Eine Selenvergiftung von Wassersystemen kann hervorgerufen werden durch neue agrikulturelle Entwässerungsmaßnahmen
durch ein trockenes, noch nicht entwickeltes Stück Land. Dieser Prozess laugt natürlich lösliches Selen aus dem
Boden aus, was dann in konzentrierter Form in neuen bewässerten Arealen sich niederschlägt, so wie dieses Wasser
verdunstet. Hohe Konzentrationen von Selen, die durch diesen Prozess zustande kommen, verursachen bestimmte
Veränderungen in der Genstruktur bei Feuchtgebietvögeln.
Selenmangel
Ein Selenmangel ist ein seltener Zustand bei gesunden, gut ernährten Menschen. Er kann auftreten bei einer stark
eingeschränkten gastrointestinalen Funktion, bei einer ausschließlich durchgeführten parenteralen Ernährung und bei
Menschen im fortgeschrittenem Alter, über 90 Jahre. Menschen, die sich ausschließlich von Nahrung ernähren, die auf
einem selenarmen Boden geerntet wird, können theoretisch ebenfalls betroffen sein. Auf der anderen Seite spricht
die Tatsache dagegen, dass Neuseeland ebenfalls niedrige Selenkonzentrationen im Boden aufweist.
Ungünstige gesundheitliche Auswirkungen sind in dieser Beziehung dort aber noch nicht beobachtet worden. Ein
relevanter Selenmangel mag nur dann auftreten falls ein niedriger Selenstatus im Zusammenhang mit zusätzlichen
Stressfaktoren, wie Chemikalien oder erhöhter oxidativer Stress aufgrund von Vitamin E Mangel, auftritt.
Und dann gibt es da noch die Interaktionen von Selen mit anderen Nährstoffen wie Vitamin E und Jod. Diese
Interaktionen können beobachtet werden im Werdegang von vielen Mangelerkrankungen in Tieren. Ein reiner, isolierter
Selenmangel indes ist äußerst selten. Der Effekt eines Selenmangels auf die Gesundheit ist nach wie vor schlecht
einzuschätzen, speziell im Fall des Kashin-Beck-Syndroms. Hierbei handelt es sich um eine Mangelerkrankung, die
eine symmetrische Deformierungen der Gelenke von Armen und Beinen durch Hemmung des Skelettwachstums hervorruft.
Man vermutet hier einen Selenmangel als Auslöser der Erkrankung, aber eine Selensubstitution bei diesen Kranken war
nicht in der Lage, das Krankheitsbild zu verbessern.
Selen und seine gesundheitlichen Vorzüge – eine Kontroverse
Krebserkrankungen
Es gibt eine Reihe von Studien, die eine mögliche Verbindung zwischen Selenmangel und Krebs aufzeigen. Eine
Studie unter dem Namen NPC wurde durchgeführt, um den Effekt einer Selensupplementierung auf das Wiederauftreten
von Hautkrebs bei Männern mit Selenmangel zu untersuchen. Es zeigte sich allerdings keine Reduktion der
Wiederauftretensrate von Hautkrebs bei diesen Probanden. Es zeigte sich aber eine Reduktion im Auftreten von allen
Krebsformen, speziell Lungenkrebs, kolorektaler und Prostatakrebs.
Es zeigte sich auch eine signifikante Reduktion in der totalen Krebsmortalität von über 50 Prozent, allerdings ohne
eine statistisch signifikante Veränderung gegenüber der allgemeinen Gesamtmortalität. Der präventive Effekt, der in
der NPC-Studie beobachtet wurde, war am ausgeprägtesten bei den Probanden mit den niedrigsten
Selenausgangswerten.
2009 veröffentlichte die fünfeinhalb Jahre dauernde SELECT Studie, dass Selen und Vitamin E alleine und zusammen
nicht in der Lage waren, signifikant das Aufkommen von Prostatakrebs zu reduzieren. Die Studie wurde mit 35.000
Männern durchgeführt, die zumeist ausreichende Selenausgangswerte aufwiesen.
Die SELECT Studie zeigte, dass Vitamin E
Prostatakrebs nicht reduzieren konnte, im Gegensatz zur Alpha-Tocopherol, Betakarotin (ATBC) Studie. Aber die ATBC
Studie enthielt einen hohen Prozentsatz an Rauchern, der in der SELECT Studie nicht gegeben war. Hier zeigte sich
ein leichter Trend hin zu einer erhöhten Neigung zu Prostatakrebs. Dieser Trend zeigte sich aber nur bei der
Vitamin E Gruppe, die kein Selen erhalten hatte.
In Tierstudien zeigte natürliches Selen in der Nahrung einen Schutz vor einem chemisch induzierten Krebs. Von daher
wurde angenommen, dass Selen Krebserkrankungen verhindern kann in der Eigenschaft als Antioxidans oder durch die
Verbesserung der Immunabwehr. Aber nicht alle Studien bestätigen diesen krebsverhindernden Effekt des Selens. Eine
Studie mit physiologischen Konzentrationen von Selen von über 60.000 Teilnehmern zeigte keine signifikante
Korrelation zwischen den Selenkonzentrationen und Krebs. Die SU.VI.MAX Studie führte eine Supplementierung mit
niedrigen Dosierungen von Vitamin C, 120
Milligramm, Vitamin E, 30 Milligramm, Betakarotin, 6 Milligramm, Selen, 100 Mikrogramm und Zink, 20 Milligramm,
durch. Diese Maßnahme resultierte in einer Reduktion von 30 Prozent von Krebserkrankungen und eine Reduktion von 37
Prozent der Gesamtmortalität der Männer.
Es gab aber keine signifikanten Resultate für die Frauen. Eine Cochrane „Nachlese“ von Studien ergab, dass es
keinen überzeugenden Hinweis gibt, dass gut ernährte Personen einen Vorteil aus einer Selensupplementierung ziehen
können bezogen auf das Krebsrisiko. Auf der anderen Seite gibt es Hinweise, dass Selen zusammen mit einer
Chemotherapie die Behandlung effektivieren kann, die Toxizität der Chemotherapeutika reduzieren kann und die
Resistenzbildung gegen die Medikation herabsetzen hilft. In vivo Studien an Krebszellen ergaben, dass Selen die
Wirksamkeit von Chemotherapeutika auf die Krebszellen erhöhte.
Im März 2009 wurde berichtet, dass Vitamin E (400 IU) und Selen (200 Mikrogramm) die genetische Ausprägung
beeinflussen können und somit als Tumor-Suppressor wirksam sind. Dr. Eric Klein vom Glickman Urological and Kidney
Institute in Ohio bemerkt dazu, dass Vitamin E und Selen entgegen früheren Vermutungen doch eine protektive
Wirksamkeit gegen Krebs haben. Hier stehen natürlich die Ergebnisse der epidemiologischen Studien, der in vivo
Studien und der klinischen, randomisierten Studien nicht unbedingt in Eintracht zueinander. Hierzu meint Dr. Klein,
dass die randomisierten Studien nicht immer die biologischen Gegebenheiten wiedergeben, und dass die Modelle, auf
die diese Studien aufbauen, Schwachstellen aufweisen für eine Beurteilung der klinischen Realität.
HIV/AIDS
Einige Arbeiten geben Hinweise auf eine geographische Verbindung zwischen Regionen, in denen der Boden arm an
Selen ist, und Spitzenaufkommen von HIV-Infektionen. Große Teile von Schwarz-Afrika z.B. zeigen niedrige Selenwerte
in den Böden.
Der Senegal dagegen hat normale Werte und gleichzeitig eine signifikant geringere Inzidenz an HIV-Infektionen als
der restliche Kontinent. AIDS scheint eine langsame und schleichende Abnahme von Selen im Körper des Infizierten zu
bewirken. Ob diese Abnahme der Selenkonzentrationen ein direktes Resultat der Virusreplikation ist oder eine Folge
der allgemeinen Resorptionsstörungen, die bei AIDS Patienten oft auftreten, wird noch diskutiert.
Die niedrigen Selenkonzentrationen bei AIDS Patienten wurden direkt korreliert mit den erniedrigten
Immunzellenzahlen und dem beschleunigten Fortschreiten der Erkrankung und Tod. Selen wirkt unter anderem wie ein
Antioxidans. Somit verursachen erniedrigte Konzentrationen erhöhten oxidativen Stress auf das Immunsystem, was zu
einem schnelleren Verfall führt.
Andere Wissenschaftler argumentieren, dass die Gene der T-Zellen Selenproteine kodieren. Herabgesetzte
Selenkonzentrationen führen dann zu einer Abnahme von CD4-Helferzellen, was das Immunsystem noch weiter schwächt.
Aber unabhängig von der Ursache für die erniedrigten Serumkonzentrationen von Selen bei AIDS Patienten konnten
Studien zeigen, dass dieser erniedrigte Status die Progression der Erkrankung und den Tod begünstigt.
Tuberkulose
Einige Untersuchungen vermuten, dass eine Selensupplementation zusammen mit anderen Nährstoffen in der Lage ist,
das Rezidiv von Tuberkulose zu verhindern.
Diabetes
In einer gut kontrollierten Studie konnte gezeigt werden, dass die Selenkonzentrationen positiv korreliert waren
mit dem Risiko einer Diabetes Typ 2 Erkrankung. Da hohe Konzentrationswerte von Selen positiv korrelierten mit
dieser Form der Erkrankung und weil ein Selenmangel selten auftritt, wird von einer Supplementierung mit Selen
durch Nahrungsergänzungsmittel abgeraten.
Neuere Studien dagegen zeigten das genaue Gegenteil: Hier schien Selen geholfen zu haben bei der Verhinderung der
Entwicklung von Diabetes Typ-2 bei Männern. Allerdings liegen die Mechanismen für diese Beobachtung noch im
Dunkeln.
Quecksilber
Experimentelle Ergebnisse zeigten einen protektiven Effekt von Selen gegen die toxischen Wirkungen von
Methylquecksilber. Epidemiologische Studien indes zeigten keine schlüssigen Belege, dass Selen für die protektive
Wirkung gegen Methylquecksilber verantwortlich ist.
Biologische Anwendungsbereiche
Medizinischer Gebrauch
Die Substanz Selensulfid ist der aktive Bestandteil in einigen Shampoos gegen Schuppen. Die Selenverbindung
entfernt den Kopfhautpilz Malassezia, der ein Abschuppen der Haut in Form von ausgetrockneten Fragmenten
verursacht. Die Substanz wird ebenfalls in Körperlotionen benutzt, um Tinea versicolor zu behandeln, eine andere
Spezies des Malassezia-Pilz.
Ernährung
Selen wird oft im Zusammenhang mit Vitaminpräparaten oder anderen Nahrungsergänzungsmitteln in geringen Dosen
von 50 bis 200 Mikrogramm täglich verwendet. Futter für Nutztiere können ebenfalls mit Selen versehen sein.
Quellen:
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