The role of selenium in the functioning of immune system components and the incidence of allergies: a content analysis of recent literature

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

Selenium is an essential trace element. Adequate intake of selenium is necessary for optimal functioning of cellular and humoral processes in the body. Lack of selenium in the diet can lead to aggravation of infectious and allergic diseases and also increase the risk of tumor formation.

This review article provides data on the metabolic pathways of selenium and its role in the immune system, as well as the occurrence of allergies and antitumor and antioxidant protection. In detail, the role of selenium is discussed in relation to the implementation of body antiviral defenses. Under conditions of selenium deficiency, numerous viral infections are linked to an unfavorable prognosis, and this article specifically considers the problem of myocarditis occurring during viral infections, summarizing data on the pathogenesis of the condition and possible connections with selenium deficiency.

The results of content analysis demonstrate that selenium, participating in the synthesis of selenium-containing enzymes and selenoproteins, ensures the functioning and activity of innate and acquired immunity, antitumour and antioxidant defence, which indirectly affects the course of allergic diseases. Selenium deficiency increases the incidence of allergies, tumours and infections, especially viral infections.

In case of viral infections, not only the course of immune reactions depends on sufficient amount of selenium in the organism, but also the possibility of increasing the virulence of the pathogen in case of selenium deficiency. In the case of a severe course of the disease, the main symptoms of infection may be joined by other, more serious manifestations, such as myocarditis. The antioxidant, immunostimulant and antiviral properties of selenium ensure its modifying role in the development of diseases and the percentage of fatalities. Rational consumption of selenium may be of great importance in the prevention, course and determination of outcomes of many diseases, including allergopathology.

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Ещё век назад селен (Se) считался токсичным веществом для организма человека, но в настоящее время признан эссенциальным микроэлементом, входящим в состав некоторых гормонов и ферментов [1]. Роль селена в организме активно изучается: он выполняет каталитическую, структурную и регуляторную функции, участвует в окислительно-восстановительных процессах, клеточном дыхании, обмене жиров, белков и углеводов [1, 2]. Селен нормализует обмен нуклеиновых кислот, белков и эйкозаноидов, улучшает репродуктивную функцию, регулирует функцию щитовидной и поджелудочной железы. При дефиците селена наблюдается повреждение клеточных мембран вследствие перекисного окисления липидов, обусловленного снижением активности фермента глутатионпероксидазы, в состав которой входит селен. Эти процессы и определяют главные, наиболее изученные антиоксидантные свойства микроэлемента.

В настоящее время большой интерес представляет изучение роли селена в работе иммунной системы, прежде всего в компонентах противовирусного и противоопухолевого иммунитета, а также патогенетических путях вирусных инфекций при недостатке его поступления в организм ― селенодефиците.

ИСТОЧНИКИ СЕЛЕНА И НОРМЫ ЕГО ПОТРЕБЛЕНИЯ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА

В организме человека содержится около 14 мг селена [1]. Верхний допустимый уровень потребления селена для взрослых мужчин и женщин (включая периоды беременности и лактации) составляет 255 мкг/сут [2]. Основным источником селена для организма человека являются продукты животного происхождения (морепродукты, мясо и мясные продукты), также селеном богаты яйца, молочные продукты, злаковые растения, орехи, лук, чеснок [3]. При дефиците селена в почве некоторые фермеры прибегают к использованию селеносодержащих удобрений, что способствует большему насыщению растений селеном [4].

К настоящему времени в России и странах постсоветского пространства, а также в Европе проведены мониторинговые исследования, по результатам которых обнаружен дефицит селена у населения. В ряде государств приняты законодательные меры по обогащению рациона питания селеном [5, 6]. Одно из исследований показывает, что только за последние 20–30 лет в Великобритании поступление селена с пищей сократилось на 50% [5]. В некоторых развивающихся странах процент поступления селена с пищей сократился ещё больше, так как в число факторов, определяющих содержание селена в организме, входит и широкое употребление импортных продуктов интенсивного сельскохозяйственного производства [7].

Основные запасы селена на Земле содержатся в почве. Кларк селена в почвах мира равен 0,1 ррm [1]. В рыхлых, щелочных, хорошо аэрируемых почвах селен присутствует в форме селенатов, которые хорошо растворимы и легко усваиваются растениями. В кислых, заболоченных почвах селен находится в виде малорастворимых комплексов с железом, обладающих крайне низкой биодоступностью [1]. Так, в Российской Федерации эталоном почвы по количеству селена являются чернозёмы из заповедников Курской области, также богаты селеном некоторые земли Якутии и Республики Тыва. Селенодефицитными регионами являются Приморский край, Верхнее Поволжье, Удмуртия, Забайкалье, Читинский край, Ростовская и Иркутская области, Южный Урал, Карелия, Бурятия [1, 3]. В мире же показательными регионами по недостатку селена являются страны Центральной Африки и часть регионов Китая, в которых в разное время регистрировалась заболеваемость, ассоциированная с селенодефицитом у населения [5]. Одно из проявлений селенодефицита — дилатационная кардиомиопатия — впервые описана у жителей сельской местности округа Кешан (Китай), где в почвах был низкий уровень селена. Другой не менее известной патологией, связанной с нарушением обмена селена в организме, является болезнь Кашина–Бека — полипатогенная дегенеративная остеохондропатия, характеризуемая некротическим изменением хондроцитов, задержкой роста организма и вторичным остеоартрозом, которая возникает преимущественно у детей в возрасте 5–15 лет. Болезнь Кашина–Бека эндемична для районов Китая, Тибета, Сибири и Северной Кореи. Нехватка селена имеется также в ряде других стран — США, Канаде, Австралии, Новой Зеландии, Финляндии, Дании и Швеции.

ОСНОВНЫЕ ПУТИ МЕТАБОЛИЗМА СЕЛЕНА В ОРГАНИЗМЕ

Селен поступает в организм человека в виде двух форм: в составе селеносодержащих аминокислот и неорганических соединений. Белки с селеносодержащими аминокислотами — селенометионин (SeMet) и селеноцистеин (SeCys) — подвергаются перевариванию, продукты распада которых абсорбируются в нижних отделах тонкой кишки путём активного транспорта. В свою очередь, неорганические соединения селена не требуют переваривания и абсорбируются путём простой или опосредованной через переносчики диффузии. Почти все формы селена, включая селенат, легко абсорбируются в желудочно-кишечном тракте, за исключением форм селенита, биодоступность которого не превышает 60%. Для его более эффективной абсорбции требуются глутатионсодержащие соединения [8]. Дальнейшие превращения соединений селена заканчиваются образованием селенида водорода (HSe).

После всасывания в просвете желудочно-кишечного тракта различные формы селена поступают в печень по системе воротной вены: SeMet транспортируется в форме Se-альбумина, в то время как селенат и органические соединения селена могут поступать в неизменном виде. Далее при помощи рецепторов семейства аполипопротеинов селеносодержащие соединения захватываются клетками печени путём эндоцитоза, там же происходит синтез некоторых селенопротеинов, в частности селенопротеина P (SELENOP), который отвечает за доставку селена к тканям и его депонирование. Некоторые метаболиты селена после прохождения через печень по системному кровотоку доставляются в другие ткани и органы, где происходит синтез остальных Se-протеинов. Являясь химическим аналогом серы, селен способен заменять её в серосодержащих аминокислотах — метионине и цистеине [9]. При этом отмечается, что SeMet и SeCys биологически активнее и обладают наиболее сильным антиоксидантным и радиопротекторным эффектом [10]. При селенодефиците синтез некоторых селенопротеинов является приоритетным по сравнению с другими. Примером могут служить глутатионпероксидазы, участвующие в нейтрализации активных форм кислорода внутри клеток, в просвете кишечника, а также кровяном русле. Избыточные продукты обмена селена выводятся в виде диметилселенида при дыхании, а также селеносахаров и триметилселенида почками [8].

В организме человека описано 25 селенопротеинов, активным центром которых является селеноцистеин. Вставка селеноцистеина в селенопротеин определяется стоп-кодоном UGA в мРНК с обязательным присутствием последовательности вставки селеноцистеина (SECIS) в мРНК. SECIS состоит из структуры «стебель-петля», или «шпилька», с тремя консервативными последовательностями AUGA-(A)AA-GA. У бактерий элемент SECIS обычно расположен сразу после кодона UGA в рамке считывания селенопротеина. У архей и эукариот элемент SECIS находится в 3'-нетранслируемой области (3'UTR) мРНК и может направлять несколько кодонов UGA для кодирования остатков селеноцистеина [9].

Часть селенопротеинов является ферментами, участвующими в окислительно-восстановительных реакциях, роль же других селенопротеинов в настоящее время активно изучается, особенно при иммунных процессах.

ВЛИЯНИЕ СЕЛЕНА НА КОМПОНЕНТЫ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ

Роль селена в работе компонентов приобретённого иммунитета

Активность и функционирование приобретённого иммунитета зависит от уровня селена в организме. Так, высокий уровень селена в организме способствует пролиферации и дифференцировке Th1 (CD4+) клеток [11]. Другие исследования продемонстрировали положительный эффект селена на пролиферацию и дифференцировку цитотоксических Th2 (CD8+) клеток. Это также подтверждается исследованием, в котором диета с высоким содержанием селена приводила к изменению баланса Th1/Th2 в сторону Th1-клеток, участвующих в противовирусном и противоопухолевых процессах [11]. Так, добавление селена в рацион пожилых людей в Аризоне в дозе 400 мкг/день привело к увеличению общего пула Т-клеток на 27% по сравнению с плацебо [12]. Недавнее исследование с участием людей продемонстрировало функциональное влияние добавок селена на иммунную систему.

В экспериментах in vivo на мышах продемонстрировано, что делеция в Т-клетках участка тРНК, связанной с селеноцистеином (ген Trsp), приводит к снижению активации и созревания Т-клеток, а также менее эффективному взаимодействию с B-клетками [13], обусловливая нарушение секреции антител, что отражалось в более низких уровнях сывороточного иммуноглобулина [13]. В более поздних исследованиях с участием людей показан положительный эффект добавления селена в рацион на титр антител, вырабатываемых B-клетками, после введения вакцины против дифтерии [10].

Роль селена в работе компонентов врождённого иммунитета

Широко признаётся роль селена в регуляции как врождённого, так и адаптивного иммунитета [14]. В частности, показано, что диета с достаточным уровнем селена ведёт к увеличению содержания иммунных клеток в крови при инфекциях, а также более быстрой элиминации вируса из организма. Показано, что селенодефицит при гриппоподобных состояниях повышает уровень провоспалительных цитокинов и макрофагальной инфильтрации лёгочной ткани. Напротив, адекватный уровень селена модулирует иммунный ответ, предупреждая чрезмерный иммунный ответ в заражённых тканях.

Известно, что селен вызывает фенотипическое переключение в макрофагах с обычного провоспалительного ответа (М1) на альтернативный (М2). Активация последнего фенотипа сопровождается синтезом простагландинов J2 (PG J2), участвующих в элиминации гельминтов. Известны результаты работ, в которых подтверждено положительное влияние селена и селенопротеинов на продукцию макрофагами оксида азота, их миграцию, фагоцитоз и секрецию ими цитокинов, что обусловлено участием селена в полимеризации актина [13, 15, 16]. В то же время селен защищает нейтрофилы от эндогенного окислительного стресса и увеличивает цитотоксичность NK-клеток [13].

Роль селена в патогенезе аллергических заболеваний

Уровень селеносодержащих белков в организме человека может опосредованно влиять на патогенез аллергии через образование активных форм кислорода. Так, селензависимая глутатионпероксидаза-1 (GPX1) нейтрализует активные формы кислорода во всех тканях, обеспечивая резистентность клеток и тканей к продуктам перекисного окисления липидов, снижает интенсивность воспалительного процесса, препятствуя таким образом развитию аллергических реакций [17].

Бронхиальная астма

В исследовании В.П. Иванова и соавт. [18] показано, что мутантный аллель 198Leu гена GPX1 ассоциирован у пациентов с повышенным риском развития бронхиальной астмы. Исследователи установили, что у мужчин с аллергической формой бронхиальной астмы наблюдалась высокая частота аллеля 198Leu с пониженной функциональной активностью GPX1, что может приводить к недостаточному обезвреживанию накапливающихся в результате окислительного стресса гидроперекисей и других активных форм кислорода. Однако значимых различий в полиморфизме Pro198Leu гена GPX1 между группами здоровых мужчин и больных неаллергической формой бронхиальной астмы, а также между группами здоровых женщин и больных различными клинико-патогенетическими вариантами бронхиальной астмы не наблюдалось. G. Riccioni и соавт. [19] наблюдали низкий уровень селена в крови пациентов с бронхиальной астмой. Однако крупное когортное исследование GAL2EN [20] показало, что измерение сывороточного селена в группе пациентов с бронхиальной астмой и/или зарегистрированным эпизодом бронхиальной астмы в течение последних 12 месяцев не выявило статистически значимой корреляции между уровнем селена в организме и частотой развития бронхиальной астмы. В экспериментах in vivo по моделированию у животных аллергического воспаления дыхательных путей самкам мышей давали добавки селена различной концентрации. Результаты показали, что при средних дозах селена активность GPX1 выше, чем при низких. Уровни цитокинов TNF-α, IL-4, IL-5, IFN-γ и IL-2, клеточная инфильтрация и эозинофилия также были выше при средних дозах [21].

Применение селена, вероятно, может улучшить иммунный ответ на воспаление дыхательных путей, но необходимы дальнейшие исследования в этой области.

Атопический дерматит

В метаанализе J. Lv и соавт. [22] показано, что уровни селена в плазме крови неодинаковы при разных заболеваниях кожи: более низкий уровень селена обнаружен при псориазе, обыкновенном акне, хлоракне и атопическом дерматите. В исследовании J. Miyazaki и соавт. [23] установлено, что содержание селена в плазме крови беременных женщин было обратно пропорционально развитию атопического дерматита у их детей, но не влияло на развитие бронхиальной астмы. Показано также, что использование термальной воды, богатой селеном, при атопическом дерматите оказывало противовоспалительный эффект и уменьшало симптомы заболевания [24].

Аллергический ринит

Работ по влиянию селена на развитие аллергического ринита крайне мало. Так, J. Jiang с соавт. [25] показали, что диета, включающая витамин Е и селен, уменьшает симптомы аллергического ринита, но добавление только селена было неэффективным. M. Bobrowska-Korzeniowska с соавт. [26] изучали взаимосвязь между содержанием Se, Zn, Cu, витаминов A, E и D в пуповинной крови и выяснили, что дисбаланс этих компонентов может приводить к развитию аллергических заболеваний, таких как аллергический ринит, атопический дерматит и пищевая аллергия, у детей в возрасте 7–9 лет.

Пищевая аллергия

В исследованиях B. Kalita с соавт. [27] показано, что у детей с пищевой аллергией средние концентрации селена в плазме крови ниже примерно на 20 мг/л, чем у здоровых детей. В другом исследовании у детей с IgE-зависимой и IgE-независимой пищевой аллергией были снижены концентрации селена и цинка в плазме крови, а также активность GPX1. Эти показатели повышались после соблюдения элиминационной диеты [28].

В польском исследовании 2017 года изучена взаимосвязь между статусом селена у беременных женщин и развитием в дальнейшем пищевой аллергии, атопического дерматита и бронхиальной астмы у их детей на первом году жизни. Отмечена положительная корреляция между уровнем селена у беременных женщин и риском развития атопического дерматита, но не пищевой аллергии и бронхиальной астмы [29]. Можно заключить, что исследований для установления причинно-следственной связи между низким уровнем селена и развитием пищевой аллергии пока недостаточно.

Роль селена в аутоиммунных процессах

Показано, что люди с дефицитом селена в организме чаще страдают аутоиммунным тиреоидитом [30]. Предположительно, это связано с тем, что селен является основным молекулярным синергистом йода, участвующим в функционировании щитовидной железы и отягчающим состояние аутоиммунного тиреоидита. Селен входит в такие важные для щитовидной железы соединения, как йодтиронин-5-дейодиназа, тироксин-редуктаза, цитолитическая глутатионпероксидаза, селенопротеин N, внеклеточная тромбоцитарная глутатионпероксидаза, фосфолипид- глутатионпероксидаза, тиоредоксин редуктаза, селенопротеин Р (табл. 1) [12, 31, 32]. Из этого следует, что недостаток селена обусловливает снижение синтеза ферментов, принимающих участие в активации и регуляции баланса тиреоидных гормонов, и добавление йода в рацион питания или лечение не компенсирует этот дефект.

 

Таблица 1. Участие Se-содержащих соединений в работе щитовидной железы

Table 1. Participation of Se-containing compounds in the functioning of the thyroid gland

Se-содержащее соединение

Регулируемые процессы

Йодтиронин-5-дейодиназа

Активирует процесс превращения Т4 в Т3

Тироксин-редуктаза

Катализирует НАФ-зависимую реакцию восстановления тироксина

Цитолитическая глутатионпероксидаза

Антиоксидантная защита клеток от негативного влияния Н2О2

Селенопротеин N

Перенос и снижение концентрации Н2О2

Внеклеточная тромбоцитарная глутатионпероксидаза

Противовоспалительное, иммуномодулирующее действие

Фосфолипид-глутатион пероксидаза

Ингибирует окисление фосфолипидов, регулирует процесс апоптоза

Тиоредоксин редуктаза

Регуляция процессов клеточной пролиферации и апоптоза, поддержание окислительно-восстановительного баланса клетки

Селенопротеин Р

Транспорт селена, антиоксидантная защита

 

Роль селена в противоопухолевом иммунитете

Ряд исследований доказывают влияние селена на патологические процессы канцерогенеза в организме человека. Так, в исследовании L.C. Clark и соавт. [33] сообщается о снижении смертности от рака у пациентов, потребляющих 200 мкг селена в сутки. В работе P.D. Whanger [34] описано 8 испытаний, посвящённых влиянию добавок селена, и все они показали положительный результат. Первое интервенционное исследование в Китае показало, что потребление поваренной соли, обогащённой селенитом натрия, в течение 8 лет снижало заболеваемость первичным раком печени практически вдвое (27,2 против 50,4 на 100 000 населения), однако после прекращения приёма селена заболеваемость снова начала расти. В другом исследовании, проведённом в округе провинции Хэнань (Китай), включившем 3698 человек (с 1984 по 1991 год), смертность от рака пищевода в данной области была и остаётся самой высокой в мире [35]. В итальянском исследовании L. Bonelli и соавт. [36] 304 пациента получали средство Bio-Se, содержащее 200 мкг селена в виде L-селенометионина вместе с цинком и витаминами A, С и Е в течение 5 лет. Оценивалась частота аденом в толстой кишке у пациентов с аденоматозными полипами, включая ранее удалённые. Группа, принимавшая препарат, имела частоту аденом 5,6%, в то время как в группе плацебо — 11%. Исследование показало, что селен оказывает антиканцерогенное действие только в определённых концентрациях, что сложно контролировать в организме на постоянном уровне [36]. В других обсервационных исследованиях обнаружена более низкая заболеваемость и смертность от рака мочевого пузыря, желудка и предстательной железы, связанные с более высокими дозами потребления селена и его соединений [37]. Однако в бразильском исследовании показано, что повышенные дозы селена могут быть генотоксичными, даже канцерогенными [38]. Данные всех исследований следует интерпретировать с осторожностью, поскольку имели место гетерогенность популяции и различия химических соединений селена.

Предполагаемый механизм противоопухолевого действия селена заключается в экспрессии глутатионпероксидаз 2 и 3 (GPX2 и GPX3), отвечающих за восстановление перекиси водорода в эпителии желудочно-кишечного тракта. В отличие от здоровых клеток, опухолевые клетки имеют гораздо более высокую метаболическую активность и, следовательно, производят больше активных форм кислорода. Известно, что в ткани опухоли более низкая экспрессия селенопротеинов (GPX2, GPX3, SELENOP, SELENOS), поэтому их снижение в ткани коррелирует с увеличением размера опухоли и распространением метастазов в лимфатические узлы. GPX3 ингибирует также передачу сигналов Wnt, что было показано в клеточных линиях рака щитовидной железы человека [39].

Роль селена в противовирусном иммунитете

Противовирусный иммунитет также зависит от статуса селена в организме. В работе [32] показано, что дефицит селена у мышей, приводящий к низкой активности GPX1, вызывает мутации в РНК-вирусах и способствует появлению более вирулентных штаммов, определяющих развитие вирусного миокардита [40–42]. Проводимое в 2014–2016 годах тщательное сравнительное изучение геномов Эболы и ВИЧ-1 показало, что наряду с GPX1 в геномах этих вирусов высок также удельный вес тиоредоксинредуктазы (TrxR), гены которой перекрываются между собой. Тиоредоксинредуктаза обладает большим окислительно-восстановительным влиянием на репликационные процессы, что обусловливает крайнее истощение селена в организме при развитии этих заболеваний [5].

Изложенные сведения позволяют предложить возможный механизм поражения миокарда при сочетании вирусной инфекции и дефицита селена. Вирус, имеющий ген селенопротеинов, поражает сердечную мышцу, вызывая лизис клеток и воспаление. В условиях дефицита запасы селена в организме быстро истощаются, обусловливая нарушение синтеза эндогенных селенопротеинов, что в свою очередь приводит к хронизации воспаления и нарушению нейтрализации активных форм кислорода. Таким образом, создаются условия для развития неадекватных иммунных реакций, альтерации кардиомиоцитов и появления аутоантител.

В 1935 году в Китае в округе Кешан была описана эндемическая дилатационная кардиомиопатия, известная как болезнь Кешана. Болезнь сопровождалась развитием хронической сердечной недостаточности, отёком лёгких с последующим летальным исходом. В почве, воде, продуктах питания этих районов было установлено недостаточное содержание селена [43].

Изменение патогенности вируса у хозяина с дефицитом селена было зарегистрировано для вируса гриппа [43]. M.A. Beck и соавт. [44] провели эксперимент, в котором мышей кормили рационом либо с дефицитом, либо с адекватным содержанием селена в течение 4 недель. Затем обеим группам мышей был привит штамм гриппа A/Bangkok/1/79 (H3N2), который привёл к развитию лёгкого пневмонита у мышей с адекватным алиментарным статусом селена. Вирус был намного более вирулентным у мышей с дефицитом селена, хотя с таким же титром вируса, как у мышей с адекватным содержанием селена. Кроме того, секвенирование генов HA, NA и M вирусов, выделенных от мышей с адекватным содержанием/ дефицитом селена, продемонстрировало сильное влияние статуса селена на мутацию вируса [43]. Исследование с дифференцированными эпителиальными клетками дыхательных путей человека показало, что в случае заражения вирусом гриппа дефицит селена влияет на морфологию клеток эпителия, продукцию цитокинов и процесс апоптоза. Таким образом, селенодефицит может значительно изменить восприимчивость клеток к воздействию патогена [45].

N. Abd-El Moemen с соавт. [46] обнаружили, что возникновение лихорадки Эбола тесно связано с дефицитом селена в организме человека. Штамм Заир содержит 17 UGA кодонов и несколько SECIS последовательностей в отличие от штамма Рестон, непатогенного для человека [47, 48]. Таким образом, возможно, именно селенопротеины играют роль в механизме развития лихорадки Эбола [48]. В частности, селен играет важную роль в процессе свёртывания крови, что указывает на его возможную роль в развитии геморрагического синдрома при данном заболевании [48, 49].

В другом исследовании показано, что применение селенита натрия снижает смертность в случае тяжёлого течения хантавирусной инфекции на 60% [50]. Несколько исследований показали связь между уровнем селена в плазме крови и прогрессированием инфекции, вызванной вирусом гепатита В (HBV) [51, 52]. M.S. Khan с соавт. [51] установили, что в сыворотке крови пациентов, инфицированных HBV, содержится меньше селена, чем при отсутствии инфекции. Показано, что уровень селена не коррелирует с реактивностью на лечение интерфероном, при этом повышенная концентрация селена в плазме крови ассоциируется с низким уровнем трансаминаз, чьё высвобождение в плазме связано с повреждением гепатоцеллюлярной системы [53]. В интервенционных исследованиях добавление селена снижало частоту развития рака у пациентов с HBV-инфекцией [43].

В одном из исследований показано, что британцы, заражённые пероральным живым аттенуированным полиовирусом, с относительно низким статусом селена в организме получали добавки селена в виде селенита натрия (50 мкг и 100 мкг в день) и избавлялись от полиовируса быстрее, чем в группе плацебо [31].

Установлено, что при инфекции SARS-CoV-1 дефицит селена приводит к ослаблению активности глутатионпероксидазы и TrxR и активации нуклеокапсидного фактора (NF-kB), принимающего участие в транскрипции. Как следствие, формируется тяжёлый воспалительный процесс. Показано, что селен ингибирует синтез NF-kB белка, благодаря чему снижается рост вируса в клетках хозяина. Из-за схожести геномов SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2 можно предположить, что селен аналогичным способом влияет на инфекцию COVID-19 [9].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Участвуя в синтезе селеносодержащих ферментов и селенопротеинов, селен обеспечивает функционирование и активность врождённого и приобретённого иммунитета, противоопухолевой и антиоксидантной защиты, которая опосредованно влияет на течение аллергических заболеваний. При селенодефиците увеличивается частота возникновения аллергий, опухолевых заболеваний и инфекций, особенно вирусного генеза.

При вирусных инфекциях от достаточного количества селена в организме зависит не только течение иммунных реакций, но и возможность усиления вирулентности возбудителя в случае селенодефицита. При тяжёлом течении заболевания к основным симптомам инфекции могут присоединиться и другие, более серьёзные проявления, как, например, миокардит. Антиоксидантные, иммуностимулирующие, противовирусные свойства селена обеспечивают его модифицирующую роль в развитии заболеваний и проценте летальных исходов. Рациональное потребление селена может иметь большое значение в профилактике, течении и определении исходов многих заболеваний, включая аллергопатологию.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении поисково-аналитической работы.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение контент-анализа и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом: М.А. Шикина, Н.Е. Чапова, Д.Д. Кузнецова, Ю.В. Жернов, А.В. Захарова, М.М. Кожевникова, П.В. Пронина, К.В. Моисеев, Т.Р. Самигуллин — обзор литературы, сбор и анализ литературных источников, написание текста и редактирование статьи.

ADDITIONAL INFORMATION

Funding source. This article was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Authors' contribution. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work. M.A. Shikina, N.E. Chapova, D.D. Kuznetsova, Yu.V. Zhernov, A.V. Zakharova, M.M. Kozhevnikova, P.V. Pronina, K.V. Moiseev, T.R. Samigullin — designed the study, wrote the manuscript with input from all authors.

×

About the authors

Mariia A. Shikina

The First Sechenov Moscow State Medical University (Sechenov University)

Author for correspondence.
Email: my.htc.10.2336@gmail.com
ORCID iD: 0009-0004-9212-6598
Russian Federation, Moscow

Nadezhda E. Chapova

The First Sechenov Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: Chapova_n_e@student.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0002-7315-7784
Russian Federation, Moscow

Daria D. Kuznetsova

The First Sechenov Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: kuznetsova_d_d@student.sechenov.ru
ORCID iD: 0009-0004-2560-4879
Russian Federation, Moscow

Yury V. Zhernov

The First Sechenov Moscow State Medical University (Sechenov University); Research Institute of Human Ecology and Environmental Hygiene named after A.N. Sysina, Centre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks of the Federal medical and biological agency

Email: Zhernov@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-8734-5527
SPIN-code: 4538-9397

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Moscow; Moscow

Anastasia V. Zakharova

The First Sechenov Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: zakharova_a_v_3@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0002-4815-8830
SPIN-code: 5590-3335
Russian Federation, Moscow

Maria M. Kozhevnikova

The First Sechenov Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: m.kozhevnikova2708@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1325-7342
Russian Federation, Moscow

Polina V. Pronina

The First Sechenov Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: polinapronina983@gmail.com
ORCID iD: 0009-0007-6818-2516
Russian Federation, Moscow

Kirill V. Moiseev

The First Sechenov Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: mouse.kiril@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-7195-3006
Russian Federation, Moscow

Timurbulat R. Samigullin

The First Sechenov Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: timursamwork@gmail.com
ORCID iD: 0009-0009-5670-473X
Russian Federation, Moscow

References

  1. Gorbunov АV, Lyapunov SМ, Okina ОI, Selenium and iodine intake by human body in different diets. Human Ecology. 2011;(10):3–8. EDN: OHWUUB
  2. Turck D, Bohn T, Castenmiller J, et al. Scientific opinion on the tolerable upper intake level for selenium. EFSA J. 2023;21(1):e07704. EDN: TPVBAB doi: 10.2903/j.efsa.2023.7704
  3. Hu W, Zhao C, Hu H, Yin S. Food sources of selenium and its relationship with chronic diseases. Nutrients. 2021;13(5):1739. EDN: ZBRWDU doi: 10.3390/nu13051739
  4. Beck MA, Levander OA. Effects of nutritional antioxidants and other dietary constituents on coxsackievirus-induced myocarditis. Curr Top Microbiol Immunol. 1997;(223):81–96. doi: 10.1007/978-3-642-60687-8_5
  5. Guseynov TM, Guliyeva RT, Yakhyayeva FR. The biological significance of selenium and its place in RNA viral diseases. Trace Elements Med. 2020;21(4):21–31. EDN: TRLUYR doi: 10.19112/2413-6174-2020-21-4-21-31
  6. Adadi P, Barakova NV, Muravyov KY, Krivoshapkina EF. Designing selenium functional foods and beverages: A review. Food Res Int. 2019;(120):708–725. EDN: SSHCKX doi: 10.1016/j.foodres.2018.11.029
  7. Huseynov TM, Safarov NS. Selenium and some viral infections. Biomedicina (Baku). 2007;(2):3–7. (In Russ).
  8. Roman M, Jitaru P, Barbante C. Selenium biochemistry and its role for human health. Met Integr Biometal Sci. 2014;6(1):25–54. EDN: SPAZXN doi: 10.1039/c3mt00185g
  9. Huseynov TM, Yakhyayeva FR. Selenium and aging, role of selenium in gerontological processes. Biomedicina (Baku). 2015;(4):3–7. (In Russ).
  10. Etminan M, FitzGerald JM, Gleave M, Chambers K. Intake of selenium in the prevention of prostate cancer: A systematic review and meta-analysis. Cancer Causes Control. 2005;16(9):1125–1131. EDN: SCFFHZ doi: 10.1007/s10552-005-0334-2
  11. Hoffmann FW, Hashimoto AC, Shafer LA, et al. Dietary selenium modulates activation and differentiation of CD4+ T cells in mice through a mechanism involving cellular free thiols. J Nutr. 2010;140(6):1155–1161. doi: 10.3945/jn.109.120725
  12. Rayman MP. Selenium and human health. Lancet Lond Engl. 2012;379(9822):1256–1268. doi: 10.1016/S0140-6736(11)61452-9
  13. Avery JC, Hoffmann PR. Selenium, selenoproteins, and immunity. Nutrients. 2018;10(9):1203. EDN: YKIFET doi: 10.3390/nu10091203
  14. Carlson BA, Yoo MH, Tsuji PA, et al. Mouse models targeting selenocysteine tRNA expression for elucidating the role of selenoproteins in health and development. Mol Basel Switz. 2009;14(9):3509–3527. doi: 10.3390/molecules14093509
  15. Carlson BA, Yoo MH, Shrimali RK, et al. Role of selenium-containing proteins in T cell and macrophage function. Proc Nutr Soc. 2010;69(3):300–310. doi: 10.1017/S002966511000176X
  16. Safir N, Wendel A, Saile R, Chabraoui L. The effect of selenium on immune functions of J774.1 cells. Clin Chem Lab Med. 2003;41(8):1005–1011. doi: 10.1515/CCLM.2003.154
  17. Zhu K, Yang S, Li T, et al. Advances in the study of the mechanism by which selenium and selenoproteins boost immunity to prevent food allergies. Nutrients. 2022;14(15):3133. EDN: GFOWNV doi: 10.3390/nu14153133
  18. Ivanov VP, Solodilova MA, Polonikov AV, Panfilov VI. Antioxidant defense enzymes and complex human diseases: the role of selenium-dependent glutathione peroxidase in predisposition to allergic variant of bronchial asthma. Humans and their health. 2006;(4):38–44. EDN: KUCOLH
  19. Riccioni G, D'Orazio N. The role of selenium, zinc and antioxidant vitamin supplementation in the treatment of bronchial asthma: Adjuvant therapy or not? Expert Opin Investig Drugs. 2005;14(9):1145–1155. doi: 10.1517/13543784.14.9.1145
  20. Burney P, Potts J, Makowska J, et al. A case-control study of the relation between plasma selenium and asthma in European populations: A GAL2EN project. Allergy. 2008;63(7):865–871. doi: 10.1111/j.1398-9995.2008.01716.x
  21. Hoffmann PR, Jourdan-Le Saux C, Hoffmann FW, et al. A role for dietary selenium and selenoproteins in allergic airway inflammation. J Immunol. 2007;179(5):3258–3267. doi: 10.4049/jimmunol.179.5.3258
  22. Lv J, Ai P, Lei S, et al. Selenium levels and skin diseases: Systematic review and meta-analysis. J Trace Elem Med Biol. 2020;(62):126548. doi: 10.1016/j.jtemb.2020.126548
  23. Miyazaki J, Ikehara S, Tanigawa K, et al. Prenatal exposure to selenium, mercury, and manganese during pregnancy and allergic diseases in early childhood: The Japan environment and children's study. Environ. Int. 2023;179(1):108123. doi: 10.1016/j.envint.2023.108123
  24. Baldwin H, Aguh C, Andriessen A, et al. Atopic dermatitis and the role of the skin microbiome in choosing prevention, treatment, and maintenance options atopic dermatitis and the role of the skin microbiome in choosing prevention, treatment, and maintenance options. J Drugs Dermatol. 2020;19(10):935–940. doi: 10.36849/JDD.2020.10.36849/JDD.2020.5393
  25. Jiang J, Mehrabi Nasab E, Athari SM, Athari SS. Effects of vitamin E and selenium on allergic rhinitis and asthma pathophysiology. Respir Physiol Neurobiol. 2021;(286):103614. doi: 10.1016/j.resp.2020.103614
  26. Bobrowska-Korzeniowska M, Jerzyńska J, Polańska K, et al. The role of antioxidants and 25-hydroxyvitamin D during pregnancy in the development of allergic diseases in early school-age children: Polish mother and child cohort study. Allergy Asthma Proc. 2020;41(1):e19–e25. doi: 10.2500/aap.2020.41.190020
  27. Kalita B, Nowak P, Slimok M, et al. [Selenium plasma concentration level in children with food allergy. (In Polish)]. Pol Merkur Lekarski. 2001;10(60):411–413.
  28. Kamer B, Wąsowicz W, Pyziak K, et al. Role of selenium and zinc in the pathogenesis of food allergy in infants and young children. Arch Med Sci. 2012;8(6):1083–1088. doi: 10.5114/aoms.2012.32420
  29. Podlecka D, Stelmach I, Jerzynska J, et al. Early childhood allergy symptoms in relation to plasma selenium in pregnant mothers. Ann Allergy Asthma Immunol. 2017;118(5):632–634. doi: 10.1016/j.anai.2017.02.015
  30. Gorini F, Sabatino L, Pingitore A, Vassalle C. Selenium: An element of life essential for thyroid function. Molecules. 2021;26(23):7084. EDN: TCYLPA doi: 10.3390/molecules26237084
  31. Broome CS, McArdle F, Kyle JA, et al. An increase in selenium intake improves immune function and poliovirus handling in adults with marginal selenium status. Am J Clin Nutr. 2004;80(1):154–162. doi: 10.1093/ajcn/80.1.154
  32. Beck MA, Handy J, Levander OA. Host nutritional status: the neglected virulence factor. Trends Microbiol. 2004;12(9):417–423. doi: 10.1016/j.tim.2004.07.007
  33. Clark LC, Combs GF, Turnbull BW, et al. Effects of selenium supplementation for cancer prevention in patients with carcinoma of the skin. A randomized controlled trial. Nutritional Prevention of Cancer Study Group. JAMA. 1996;276(24):1957–1963. doi: 10.1001/jama.276.24.1957
  34. Whanger PD. Selenium and its relationship to cancer: An update. Br J Nutr. 2004;91(1):11–28. doi: 10.1079/bjn20031015
  35. Blot WJ, Li JY, Taylor PR, et al. Nutrition intervention trials in Linxian, China: supplementation with specific vitamin/mineral combinations, cancer incidence, and disease-specific mortality in the general population. J Natl Cancer Inst. 1993;85(18):1483–1492. EDN: XYQMGI doi: 10.1093/jnci/85.18.1483
  36. Bonelli L, Puntoni M, Gatteschi B, et al. Antioxidant supplement and long-term reduction of recurrent adenomas of the large bowel. A double-blind randomized trial. J Gastroenterol. 2013;48(6):698–705. EDN: FABCTL doi: 10.1007/s00535-012-0691-z
  37. Vinceti M, Filippini T, del Giovane C, et al. Selenium for preventing cancer. Cochrane Database Syst Rev. 2014;2014(3):CD005195. EDN: YDOPYL doi: 10.1002/14651858.cd005195.pub3
  38. Uysal H, Agar G. Selenium protective activity against aflatoxin B1 adverse affects on Drosophila melanogaster. Braz Arch Biol Technol. 2005;48(2):227–233. doi: 10.1590/S1516-89132005000200009
  39. Kipp AP. Selenium in colorectal and differentiated thyroid cancer. Horm Athens Greece. 2020;19(1):41–46. doi: 10.1007/s42000-019-00118-4
  40. Lee DW, Gardner R, Porter DL, et al. Current concepts in the diagnosis and management of cytokine release syndrome. Blood. 2014;124(2):188–195. doi: 10.1182/blood-2014-05-552729
  41. Komarowska I, Coe D, Wang G, et al. Hepatocyte growth factor receptor c-met instructs T cell cardiotropism and promotes T cell migration to the heart via autocrine chemokine release. Immunity. 2015;42(6):1087–1099. doi: 10.1016/j.immuni.2015.05.014
  42. Siripanthong B, Nazarian S, Muser D, et al. Recognizing COVID-19-related myocarditis: The possible pathophysiology and proposed guideline for diagnosis and management. Heart Rhythm. 2020;17(9):1463–1471. EDN: FNKKUE doi: 10.1016/j.hrthm.2020.05.001
  43. Guillin OM, Vindry C, Ohlmann T, Chavatte L. Selenium, selenoproteins and viral infection. Nutrients. 2019;11(9):2101. EDN: JTMKUE doi: 10.3390/nu11092101
  44. Beck MA, Nelson HK, Shi Q, et al. Selenium deficiency increases the pathology of an influenza virus infection. FASEB J. 2001;15(8):1481–1483.
  45. Jaspers I, Zhang W, Brighton LE, et al. Selenium deficiency alters epithelial cell morphology and responses to influenza. Free Radic Biol Med. 2007;42(12):1826–1837. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2007.03.017
  46. Abd-El Moemen N, Menshawy A, Negida A, et al. Ebola outbreak in West Africa; Is selenium involved? Int J Pept Res Ther. 2016;22(1):135–141. doi: 10.1007/s10989-015-9491-7
  47. Tomo S, Saikiran G, Banerjee M, Paul S. Selenium to selenoproteins: Role in COVID-19. EXCLI J. 2021;(20):781–791. doi: 10.17179/excli2021-3530
  48. Ramanathan CS, Taylor EW. Computational genomic analysis of hemorrhagic fever viruses. Viral selenoproteins as a potential factor in pathogenesis. Biol Trace Elem Res. 1997;56(1):93–106. doi: 10.1007/BF02778985
  49. Meydani M. Modulation of the platelet thromboxane A2 and aortic prostacyclin synthesis by dietary selenium and vitamin E. Biol Trace Elem Res. 1992;(33):79–86. doi: 10.1007/BF02783995
  50. Hou JC. Inhibitory effect of selenite and other antioxidants on complement-mediated tissue injury in patients with epidemic hemorrhagic fever. Biol Trace Elem Res. 1997;56(1):125–130. EDN: QIKCGA doi: 10.1007/BF02778988
  51. Khan MS, Dilawar S, Ali I, Rauf N. The possible role of selenium concentration in hepatitis B and C patients. Saudi J Gastroenterol. 2012;18(2):106–110. doi: 10.4103/1319-3767.93811
  52. Balamtekin N, Kurekci AE, Atay A, et al. Plasma levels of trace elements have an implication on interferon treatment of children with chronic hepatitis B infection. Biol Trace Elem Res. 2010;135(1-3):153–161. EDN: ZYJBEZ doi: 10.1007/s12011-009-8507-6
  53. Cheng Z, Zhi X, Sun G, et al. Sodium selenite suppresses hepatitis B virus transcription and replication in human hepatoma cell lines. J Med Virol. 2016;88(4):653–663. EDN: WQMLKN doi: 10.1002/jmv.24366

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright © Pharmarus Print Media, 2024


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77-42773 от  21.07.2009.