Национальная программа селеннзацин в Финляндии
- влияние на диету, уровень в тканях и крови, и на
здоровье
Горные породы и почвы Финляндии бедны селеном. Его
концентрация составляет только 0,03-0,10 мг/кг. В результате
этого низок уровень селена (0,2-0,3 мг/кг) в сельскохозяйс
твенных почвах. Низкие температуры и высокая влажность
климата Финляндии, а также низкий pH и высокое содержание
железа в почвах способствуют снижению селена и уменьшению форм, доступных для растений. Таким образом, геохимические и климатические условия объясняют тот факт, что Финляндия представляет собой обедненный селеном ареал как в отношении почв, так и в отношении биосферы.
После появления более эффективных методов животноводства в 50-х и 60-х гг. мышечная дистрофия и другие болезни, ассо циирующиеся с недостаточным потреблением селена, стали в Финляндии проблемой. Несмотря на общую практику добавления во все промышленно выпускаемые корма селенита натрия (0,1 мг селена/кг сухого корма), начиная с 1969 г., симптомы недостаточ ности регулярно встречались у домашних животных, и возникала необходимость лечения селеном. В конце 70-х гг. было показано, что все сельскохозяйственные продукты в Финляндии содержат чрезвычайно малые количества селена (2). Прием селена с пищей меняется в 70-х гг. в зависимости от соотношения импортного и отечественного зерна, но большей частью оно было ниже мг/10 MJ/2.400 ккал.
РЕШЕНИЕ О ДОБАВЛЕНИИ СЕЛЕНА В УДОБРЕНИЯ
Сообщения об исследованиях применения селена в Китае (3) наряду с эпидемиологическими исследованиями в Финляндии - привели к выводам, что низкая концентрация селена в сыво ротке является фактором риска сердечно-сосудистых заболе ваний и рака (4,5), повышающим важность обеспечения доста точного количества селена в пище в Финляндии. Отечественное зерно считалось низким по качеству из-за низкого содержания в нем селена и стало частым самолечение препаратами селена.Эти факты дали основу для дискуссий о возможности добавления селена в пищу. Надежным и достаточным путем повышения потребления селена населением сочли удобрения, т.к. растения действуют как буфер между удобрением и человеком и неорга нические формы селена трансформируются растениями в орга нические.
Ранние исследования использования селена в удобрениях относились большей частью к селенитам. Ряд исследований в Дании и Финляндии (6-9) продемонстрировали, что большая часть селена, добавляемого в с/х почвы в виде селенита, быстро превращалась в форму, которая плохо усваивалась растениями.
И, наоборот, селен, добавляемый в виде селената, оставался в доступной для усвоения форме несколько месяцев. Количество селена, содержащегося в яровой пшенице, ячмене и тимофеевке луговой, может быть значительно повышено при использовании удобрений, содержащих селенаты. Количество селена, необхо димого для повышения содержания селена в травах и растениях, было меньше по сравнению с количеством, необходимым для повышения концентрации в хлебных злаках. Министерство сель ского и лесного хозяйства Финляндии решило в 1983 г. дополнить мультиминеральные удобрения селеном в форме селената натрия, начиная с 1984 г. Группа экспертов, назначенная правительством, предложила для зерновой продукции добавление 16 мг/кг, а для фуража и сена - 6 мг/кг в виде селената натрия. Первой целью было десятикратное увеличение концентрации селена в зерне.
Группа экспертов наблюдала за результатом добавления селена в удобрения и ежегодно докладывала о влиянии на почвы, воды, корма животных, зерно, пищу и человеческую сыворотку (11).
-4 Количество селена, добавляемого в удобрения, было постоянным до 1990 г., затем снизилось до 6 мг/кг для всех удобрений (12).
В этом обзоре описывается влияние удобрений с селеном на пищу, кровь и ткани, а также на здоровье населения Финляндии в 1984-1992 гг.
-оадэп ондэшщп о : р ; : i •.. шгплшох оиц< RMsqa от a t( iV 0!......и : л:, о ia u.?,:
ВЛИЯНИЕ СЕЛЕНА, СОДЕРЖАЩЕГОСЯ
В УДОБРЕНИЯХ, НА СОДЕРЖАНИЕ
СЕЛЕНА В ПИЩЕ
Воздействие удобрений, содержащих селен, на содержание селена в различных продуктах питания см. в Таб. 11.1.Европейское зерно содержит обычно от 20 до 50 мкг/кг, а зерно из Северной Америки от 200 до 500 мкг/кг (13). Уровень селена, добавляемого в удобрения, был выбран с учетом повышения концентрации селена в 10 раз. Таб. 11.1 показывает изменения в содержании селена в хлебных злаках, выращенных в Финляндии, с 1984 по 1991 гг. Среднее содержание селена в яровой пшенице превышало 200 мкг/кг в 1985 г., в первый год добавления селена. В 1989 г. было примерно 300 мкг/кг, в 1991 г., после того, как уровень селена в удобрениях был снижен, содержание селена уменьши лось в среднем до 125мкг/кг. Увеличение в озимых злаках (рожь и озимая пшеница) было значительно меньше, концентрация варь ировала от 20 до 70 мкг/кг (14). Имеются по меньшей мере два объяснения для подобной разницы.
В минеральные удобрения для зимних зерновых, засеваемых осенью, добавляется обычно небольшое количество селена, тогда как азотные удобрения без селена вносятся весной. Селенат может превратиться в селенит и таким образом попадает в почву во время зимнего сезона. Кроме того, какое-то количество селе ната может выщелачиваться.
Овес и ячмень в больших количествах выращиваются в Финляндии на корма для животных. Они засеваются весной и поэтому их реакция на внесение селена примерно такая же, как у яровой пшеницы. Средние концентрации селена колебались от 220 до 260 мкг/кг. Таблица 11.2. показывает различия в содер жании селена в ячмене, полученном в 1989 г. в большинстве образцов содержится от 100 до 300 мкг/кг. Тем не менее, неко торые хозяйства до сих пор производят зерно с примерно перво начальным содержанием селена (около 10 мкг/кг), в то время как концентрация селена в других образцах превосходит средний уровень в несколько раз. Эта разница может иметь значение в кормлении животных, т.к. домашние животные питаются кормами, полученными в отдельных фермерских хозяйствах на протяжении всей жизни. С другой стороны, в питании человека имеет значение только средний уровень, т.к. при современной системе питания зерно и мука из разных индивидуальных хозяйств смешивается.
Эта практика усредняет как высокий, так и низкий уровни.
Финляндия время от времени импортирует зерно из-за недо статочного или некачественного урожая, и отечественное зерно смешивается с импортным перед помолом в пропорции, предло женной Министерством сельского хозяйства. Значительная часть зерна импортируется из Северной Америки. Импортное зерно повышало содержание селена в муке и хлебе даже в те годы, когда в удобрения добавлялся селен, потому что содержание селена в зерне из Северной Америки было выше, чем в зерне, выращенном в Финляндии с удобрениями, обогащенными селеном. Таким образом, пики концентрации в 1982, 1984 и 1988 гг. (Таб.11.3) являются результатом использования импортного зерна.
Потребление хлеба в Финляндии - примерно 200 г/день - г пшеничного, из которых примерно 15% озимые сорта, 50 г ржаного, 5 г ячменного, 10 г овса, 15 г риса и других зерновых (15). В 1985-90 гг. население получило с зерновыми продуктами примерно 20% (25 мкг/день) от общего количества потреблен ного селена. После снижения содержания селена в удобрениях содержание селена в зерне и поступление его с зерном снизилось примерно до 15 мкг/день.
Содержание селена в говядине, произведенной в Финляндии в середине 70-х годов, было низким, в среднем 50 мкг/кг сухого вещества. Свинина содержала больше селена (примерно 200 мкг/ кг сухого вещества), возможно из-за регулярных добавок селе нита в промышленные корма. Но даже этот уровень был низким по сравнению с цифрами, сообщаемыми из других стран.
Селенит повышает содержание селена в мышечных тканях менее эффективно, чем органический селен (16). Это объясняется недостаточным воздействием селена, содержащегося в удобре ниях, на количество селена, содержащегося в мясе. Концентрация в говядине в 1990 г. была примерно 600 мкг/кг сухого вещества (более чем 10-кратное увеличение по сравнению с 70-ми), а в свинине - 1100 мкг/кг сухой массы. Содержание селена в брой лерных цыплятах было примерно 800 мкг/кг сухой массы в г. (17).
Мясо и мясопродукты являются основным источником поступ ления селена в Финляндии, до 40% (около 50 мкг/день) от общего его количества поступает с мясопродуктами. После уменьшения содержания селена в удобрениях первые признаки уменьшения селена в мясе наблюдались в декабре 1991 г. (см. таб. 11.1). Новое плато - в течение 1992 г. Тем не менее, относительное значение мясопродуктов в качестве источника селена повышается изза пропорционального снижения потребления селена злаками (зерновыми).
ПОВСЕДНЕВНЫЕ ПРОДУКТЫ И ЯЙЦА
В середине 70-х гг. концентрация селена в молоке была очень низкой (около 30 мкг/кг сухого вещества; 3-4 мкг/литр). Оно медленно увеличивалось в начале 80-х, возможно из-за увеличения потребления селенита, содержащегося в промышленных кормах и минеральных концентратах, а также из-за лечения селеном крупного рогатого скота. Влияние селенсодержащих удобрений на состав молока было быстрым и существенным. Селенсодер жащие удобрения впервые были использованы в мае 1985 г.Образцы молока, взятые в июне 1985 г., уже содержали около мкг селена на кг сухой массы по сравнению с прежним уровнем в 50 мкг/кг сухой массы. Плато, 175 мкг/кг сухого вещества, было достигнуто к зиме за несколько месяцев (18). После снижения количества селена в удобрениях в 1991 г. изменения в противопо ложном направлении наблюдались уже в то же лето.
Селен, содержащийся в яйцах, был относительно высоким (около 450 мкг/кг сухого вещества) уже в середине 1970-х годов из-за употребления обогащенной селеном пищи. После 1985 г.
концентрация постепенно увеличивалась до уровня 1200 мкг/кг сухого вещества. Вклад повседневных продуктов и яиц в общее потребление селена был примерно 30 мкг/день (более 25% в 1990 г).
До селеновых добавок в удобрения важность рыбы как источ ника селена была намного выше, чем в настоящее время и вклад в потребление селена колебался от 10 до 25% от общего количества, зависящего от количества импортного зерна. В настоящее время это примерно 6%. Содержание селена в рыбе осталось без изме нений - от 500 до 1500 мкг/кг сухого вещества - в зависимости от вида и содержания жира в рыбе (19). Среднее количество селена, получаемого с рыбой, в настоящее время приблизительно 5 мкг/ день на человека.
КАРТОФЕЛЬ
Селенизированные удобрения повысили содержание селена в картофеле по меньшей мере в 10 раз по сравнению с уровнем середины 70-х годов. Уровень в 1990 г. был примерно 10 мкг/кг сухого вещества, а в 1991 г. - 60 мкг селена на кг. Среднее потреб ление селена с картофелем было примерно 3 мкг/день в 1985- гг. и 2 мкг/день в 1991 г.Разные овощи по-разному реагировали на селеновые добавки (20). Реакция томатов была слабой - нынешняя концентрация примерно 30 мкг селена на кг сухой массы, в то время как крес тоцветные, такие например, как белокочанная и цветная капуста, обнаружили высокую концентрацию селена (600 и 700 мкг селена на кг сухой массы соответственно).
ПОСТУПЛЕНИЕ С ПИЩЕЙ
Среднее поступление селена в день в середине 1970-х гг., когда зерно не импортировалось, было 25 мкг на человека в день. В начале 1980-х гг., когда стали импортировать зерно, потребление составило 40-50 мкг/день (21). Но все-таки поступление селена большей частью было ниже нижнего лимита безопасного и доста точного поступления селена, которое определила Американская национальная академия наук - 50 мкг/день (22).Селенизированные удобрения существенно повлияли на среднее потребление (таб. 11.4).
Плато в 110-120 мкг/день было достигнуто в 1987 г. и оста валось постоянным до 1990 г. Уменьшение количества селена в удобрениях, начиная с 1991 г., отразилось на содержании селена в пищевых продуктах в течение 2-3 месяцев 1991 г. Основываясь на определении селена в марте 1992 г. подсчитанное количество было примерно 95 мкг/день. Новое плато, вероятно, будет достиг нуто в 1992 г. и, вероятно, будет между 80 и 90 мкг/день.
ИССЛЕДОВАНИЯ НА ЛЮДЯХ
СЫВОРОТКА И ЦЕЛЬНАЯ КРОВЬ
Концентрация селена в сыворотке у европейского населения колебалась от 0,80 до 1,65 ммоль/литр (23, 24). Концентрация селена в сыворотке в Финляндии колебалась между 0,63-0, ммоль/литр (25, 26), самый низкий уровень был в Европе (Таб.11.5).
Между 1979 и 1985 гг. концентрация колебалась между 0, и 1,23 ммоль/литр, это зависело от количества импортного зерна (пшеницы), содержащего большие количества селена. Начиная с 1985 года уровень селена в сыворотке наблюдался как у город ского, так и у сельского населения. До селенизации удобрений средняя концентрация сывороточного селена была незначительно выше у городского населения, по сравнению с сельским (выбо рочные группы) (Таб. 11.2).
Уровни селена в сыворотке определялись во многих группах риска с низким уровнем селена. Образцы клеточных столбиков крови были изучены в Юразличных географических районах до селенизации удобрений. Уровни повсюду в стране были похожими и поэтому для наблюдения были выбраны образцы из 4 больших городов в южной части Финляндии. Среднее увеличение концен трации селена в сыворотке, наблюдаемое после селенизации удобрений, было 52% (Таб. 11.2). Беременные женщины во время первого триместра и женщины во время родов имели незначи тельно пониженные уровни селена по сравнению со здоровыми небеременными женщинами до фертилизации (25). После селеv низации удобрений уровень в обеих группах вырос на 63% и 85% соответственно, но был все же ниже, чем у небеременных женщин.
Два контингента пожилых людей были обследованы на концентрацию селена в сыворотке до (1984 г.) и в течение ( г.) селенизации удобрений. Повышение концентрации селена в сыворотке в обеих группах было по существу похожим на повы шение, наблюдаемое у здорового городского населения среднего возраста (Таб. 11.2). В 1989 г. это было 0,88-2,53 ммоль/л (70- мкг/л). Пожилые женщины составили другую группу риска из-за их низкой потребности в энергозатратах. До селенизации удоб рений 3 из 300 обследованных женщин имели значения сыворо точного селена ниже 0,57 ммоль/л (45 мкг/л), уровень, который способствует увеличению числа сердечно-сосудистых и раковых заболеваний (4, 5, 26). Добавки селена в удобрения повысили среднюю концентрацию селена в этой группе на 104%. В обследо ванной группе не было обнаружено ни одного человека с уровнем селена ниже, чем 0,57 ммоль/л.
Концентрация селена в цельной крови в наблюдаемой группе городского населения определялась ежегодно в 1985-1991 гг.
уровень был 1,15±0,12 ммоль/л (среднее значение ±SD) и она достигла постоянного состояния (равновесия) примерно 2, ммоль/л в 1989 г.
НОГТИ НА НОГАХ
Определение концентрации селена в ногтях привлекло повы шенный интерес в качестве долговременного биомаркера потреб ления селена (2 7). Мы изучили этот биомаркер на двух группах населения: до селенизации удобрений в 1984-85 гг. на людях в возрасте 59 лет (п=136) в Хельсинки (28) и во время селенизации в 1988 г. на людях в возрасте 55 лет (п=43) в центральной части Финляндии (29). Никто из исследуемых не получал селеновые добавки (пищевые). Концентрация селена (среднее значение ±SD) в ногтевом материале (срезанные ногти) увеличилась от 0,45±0,06 мг/кг до 0,69±0,10 мг/кг соответственно. Предвари тельные результаты исследований среди фермеров, полученные в 1991 г., показали, что постоянное состояние в 1988 г. еще не было достигнуто, уровень в обеих группах был 0,96 мг/кг (30).Подобно уровню селена в сыворотке уровень селена в ногтях был низким до селенизации удобрений и сравнимым только с уров нями в Новой Зеландии (27). Европейские данные были полу чены только из Нидерландов, где сообщалось о концентрации от 0,60 до 0,78 мг/кг (31, 32).
Печень содержит большинство фракций содержащегося в теле селена. Селен печени - относительно мобильная форма, отража ющая количество селена в пище в течение недель, а не месяцев (33). Концентрация селена в печени у мужчин среднего возраста, полученная путем аутопсии в южных районах Финляндии до применения селенизированных удобрений была ниже самого низкого уровня в Европе (34) (Табл. 11.3). С применением селени зированных удобрений концентрация селена увеличилась более чем на 60%. Уровень до сих пор ниже, чем в Нидерландах (1, мг/кг) (35) и в Шотландии (1,80 мг/кг) (36).
Концентрация селена в печени плода и тканях сердца повы силась на 20% и 40% соответственно. Сравнение по странам не выполнялось из-за отсутствия данных.
ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СЫВОРОТКУ, ЭРИТРОЦИТЫ
И ГЛУТАТИОНПЕРОКСИДАЗУ ТРОМБОЦИТОВ
Два исследования, одно до (1981 г.), другое во время (1988 г.) селенизации удобрений были проведены на одинаково здоровых людях среднего возраста в центральной части Финляндии, потребляющих 2000 мкг селена в день в виде селената, селенита, обогащенных селеном дрожжей или богатой селеном пшеницы в течение 11-16 недель (37, 38). Селениты и селенаты повысили активность тромбоцитарной глутатионпероксидазы на 50-70% до селенизации, но только на 30% - спустя 3 года после селенизации удобрений. У обследованных, получавших селенсодержащие дрожжи, заметное повышение активности сыворотки наблюда лось только до селенизации удобрений. Ни одна из различных типов селеновых добавок не оказала какого-либо воздействия на плазму и активность ГПО эритроцитов.
ИССЛЕДОВАНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
В 1990 г. были собраны образцы воды из 18 озер, на которые не повлияли удобрения (которые были недоступны для них).Концентрация селена, выраженная средним значением ±SD, в озерной воде была 62±18 мг/л с разбросом от 25 до 114 мг/л.
Не было разницы в средней концентрации селена между двумя типами озер (64 и 60 мг/л соответственно) (39).
Ежегодные образцы листьев водяных лилий (Nuphar Luteum) собирались с 1986 по 1991 гг. из 19 лесных прудов, озер и рек течение всего периода. Существовала разница между образцами из различных типов воды (водяные лилии (кувшинки) из лесных прудов 16±4, из озер 26±8, из рек 46±15 мкг/кг сухой массы). Эта разница, возможно, отражает скорее общее содержание пита тельных веществ в воде, чем влияние селенизированных удоб рений.
Антропогенное выделение селена в Финляндии Общая годичная антропогенная эмиссия селена в атмосферу Финляндии в 1989 г. составила 28 тонн. Два больших источника - это производство цветных металлов (72%) и производство первичной энергии (28%). Общие осадки селена составили тонн, 65% с дождями, 35% со снегом. Это примерно равно коли честву селена в удобрениях (29 тонн в 1989 г.) (40). Следует подчеркнуть, что химические формы селена в осадках встреча ются чаще, чем малодоступный (для усвоения) селенат натрия из удобрений.
ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА
За исключением кардиомиопатии, описанной в низкоселе новых районах Китая, роль селена в возникновении болезней человека до сих пор мало известна. Тем не менее, клинические и эпидемиологические данные свидетельствуют в пользу гипо тезы о том, что низкое потребление селена с пищей имеет отно шение к атеросклерозу и раку человека. Дефицит селена явля ется причиной этиологии и прогноза множества других болезней человека, но данные большей частью основываются на изучении отдельных случаев и мало контролируемых клинических иссле дований.Уменьшение приема селена с пищей может влиять на риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, или способс твуя прогрессированию атеро-склероза, или воздействуя на процессы, вызывающие острый инфаркт миокарда и смерть лиц с атеросклерозом коронарных артерий. Первый механизм влияет на процент сердечно-сосудистых заболеваний среди населения в течение многих лет, тогда как последний меняет его незамедли тельно.
Смертность от ишемической болезни сердца в Финляндии постепенно уменьшилась начиная с конца 1960-х. Как показано в Таб. 11.6, цифра уменьшения была примерно ровной (линейной?) в 1980-х и не изменилась после селенизации удобрений также и в 1987-91 гг. при высоком потреблении селена населением.
Механизм, с помощью которого селен может влиять на развитие рака, является гипотетичным, но, поскольку существует такая точка зрения, вряд ли влияние селена на заболеваемость и смертность проявляется незамедлительно после изменений в его потреблении. Данные о смертности от рака в Финляндии имеются до 1991 года, и о случаях сайт-специфического рака - до 1988 г.
Никаких изменений, которые могли бы относиться к поступлению селена с пищей, не наблюдалось.
Из-за множества других факторов, влияющих на результаты изменений количества заболеваний, трудно определить, повлияло ли повышение потребления селена на здоровье населения. Таким образом, заключение о влиянии селена на здоровье должно осно вываться на экспериментальных и клинических исследованиях, эпидемиологических исследованиях населения и контролиру емых клинических опытах.
По географическим причинам Финляндия - страна с низким содержанием селена. Основываясь на исследовании содержания селена в пище человека, эпидемиологических исследованиях и клинических опытах с селеновыми добавками, было решено в 1984 г. повысить потребление селена населением, добавляя селен в мультиминеральные удобрения. В результате среднее потреб ление селена с пищей у населения повысилось с 30-40 мкг/день до более 100 мкг/день в начале 1990 г. Потребление селена насе лением в настоящее время является умеренным и считается безо пасным и достаточным.
«