셀레늄: 노화 방지에 중요한 역할을 하는 항산화제 1부

추상적인: 노화는 활성 산소종(ROS)에 의한 손상과 유기체의 항산화 방어 사이의 불균형을 특징으로 합니다. 중요한 영양 요소인 미량 원소 셀레늄(Se)은 산화 스트레스로 인한 점진적이고 자발적인 생리적 변화를 개조하여 잠재적으로 질병 예방 및 건강한 노화로 이어질 수 있습니다. 그녀는 항산화 방어, 면역 기능 및 대사 항상성 개선에 관여합니다. 부적절한 Se 상태는 노화를 가속화하거나 면역 기능 장애 및 암 위험을 포함한 다양한 장애에 대한 취약성을 증가시켜 인간의 기대 수명을 단축시킬 수 있습니다. 이 검토는 노화 메커니즘에서 셀레늄의 효과적인 역할에 대한 이용 가능한 연구를 강조하고 셀레늄 섭취와 관련된 잠재적인 임상적 의미를 보여줍니다. 유기 셀레늄의 주요 공급원과 나노제제의 이점에 대해서도 논의했습니다.

Cistanche의 배당체는 또한 심장 및 간 조직에서 SOD의 활성을 증가시킬 수 있으며 각 조직에서 리포푸신 및 MDA의 함량을 크게 감소시켜 다양한 활성 산소 라디칼(OH-, H₂O₂ 등)을 효과적으로 제거하고 이로 인한 DNA 손상으로부터 보호합니다. OH-라디칼에 의해. Cistanche phenylethanoid glycosides는 자유 라디칼의 강력한 소거 능력, 비타민 C보다 높은 환원 능력, 정자 현탁액에서 SOD의 활동을 개선하고 MDA의 함량을 감소시키며 정자 막 기능에 대한 특정 보호 효과가 있습니다. Cistanche 다당류는 D-갈락토스에 의해 유발된 실험적으로 노화된 쥐의 적혈구 및 폐 조직에서 SOD 및 GSH-Px의 활성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 폐 및 혈장의 MDA 및 콜라겐 함량을 감소시키고 엘라스틴 함량을 증가시킬 수 있습니다. DPPH에 대한 우수한 소거 효과, 노화된 쥐의 저산소증 시간 연장, 혈청 내 SOD 활성 개선, 실험적으로 노화된 쥐의 폐의 생리학적 퇴행 지연 피부 노화 질환을 예방하고 치료하는 약물이 될 가능성이 있습니다. 동시에 Cistanche의 echinacoside는 DPPH 자유 라디칼을 제거하는 상당한 능력이 있으며 활성 산소 종을 제거하고 자유 라디칼로 인한 콜라겐 분해를 방지하는 능력이 있으며 티민 자유 라디칼 음이온 손상에 대한 우수한 복구 효과도 있습니다.

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키워드: 셀레늄; 건강 혜택; 인간의 노화; 항산화효과; 면역보호; 화학 예방

1. 소개

노화는 많은 연령 관련 장애의 진행에 중요한 위험 요소입니다[1]. 전 세계적으로 인구의 고령화 추세가 꾸준히 진행됨에 따라 노화와 관련된 질병도 점차 증가하고 있습니다. 신경퇴행성 질환이나 암을 포함한 다양한 건강 장애의 병인은 세포 노화의 주요 원인인 산화 스트레스와 염증을 유발하는 활성산소종(ROS)의 축적 때문입니다[1,2]. 일반적으로 노화는 ROS에 의한 손상과 유기체의 항산화 방어 사이의 불균형을 특징으로 합니다[3]. 자유 라디칼은 환경 오염 물질, 금속 이온, 방사선 또는 대사 약물의 부산물의 영향으로 인해 생성될 수 있습니다[4]. ROS 생성 및 생체거대분자(핵산, 지질 및 단백질)에 대한 산화적 손상은 노화 관련 질병 발생에 적합한 환경을 나타낼 수 있습니다[5,6]. 인체의 내인성 방어 메커니즘은 ROS 손상을 완전히 예방할 수 없으며 다양한 천연 식이 항산화제가 이 목적에 특히 중요합니다[7]. 많은 폴리페놀, 비타민 및 미량 원소의 항산화 특성은 잘 알려져 있습니다[4,7-11]. 비타민, 미네랄 등 미량영양소의 결핍은 면역력을 억제하고 전염병, 암, 신경변성, 심혈관질환, 호르몬 불균형 등의 소인을 유발할 수 있다[12]. 효과적인 자유 라디칼 제거제인 천연 항산화제는 많은 노화 관련 장애를 예방하고 치료하는 데 없어서는 안 될 필수 요소입니다[1,4].

미량 원소 셀레늄(Se)은 귀중한 항산화 특성을 가지고 있기 때문에 건강을 개선하기 위한 식이 보충제로 간주되었습니다[13]. 그것은 항산화 방어, 면역 기능 및 대사 항상성 개선에 관여하기 때문에 잠재적으로 질병 예방 및 건강한 노화로 이어지는 점진적이고 자발적인 생화학 및 생리적 변화를 개조할 수 있습니다[14]. 그녀는 물, 토양 및 음식에서 자연적으로 발견됩니다 [15]. 아미노산, 펩타이드 및 효소는 생물학적으로 중요한 Se 함유 유기 화합물의 주요 물질로 간주됩니다[13]. 아미노산 시스테인의 S-to-Se 치환 변형인 셀레노시스테인은 셀레노단백질의 핵심 구성 요소입니다[16]. 따라서 Se의 생리학적 효과는 주로 셀레노단백질에 포함되기 때문입니다[17].

인간에게서 25개의 셀레노단백질이 발견되었다는 점에 유의해야 합니다[18]. 셀레노단백질은 노화, 암 또는 감염과 같은 많은 대사 및 기능적 경로와 관련이 있습니다[19]. 따라서 셀레늄 함유 효소 글루타티온 퍼옥시다제는 H2O2를 H2O로, 유기 하이드로퍼옥사이드(ROOH)를 알코올(ROH)로 환원시켜 자유 라디칼 반응을 허용 가능한 수준으로 낮추는 데 도움을 줄 수 있습니다[20,21]. Se 의존성 글루타티온 과산화효소(GPX1–4 및 GPX6)와 티오레독신 환원효소(TrxR1-3)는 산화 스트레스를 직접 억제합니다. 세포질 GPX4는 배아 발달과 세포 생존에 필수적입니다. GPX1은 가장 풍부한 셀레노단백질이며 심각한 산화 스트레스에 대한 신체 Se의 주요 대사 형태입니다[22]. 부수적으로, GPX1은 포유류 신체에서 발견된 최초의 셀레노단백질이었습니다[17]. GPX1은 ROS를 해독하여 산화환원 평형을 유지하는 특별한 포유류 셀레노효소입니다[17]. 셀레노단백질 F, H, I, K 등과 같은 여러 비효소 셀레노단백질도 알려져 있습니다[17]. Avery와 Hoffmann은 셀레늄 결핍이 면역 기능 저하를 일으켜 병원균이나 심지어 암에 대한 감수성을 상당히 증가시킬 수 있다고 보고했습니다[17]. 예를 들어, 셀레노프로테인 K의 건강 증진 기능은 면역 체계 기능의 예에서 입증되었습니다[23].

WHO 권고에 따르면 성인의 셀레늄 일일 섭취량은 성별과 신체 상태(체중, 여성의 임신 상태 등)에 따라 40~70μg/day가 되어야 한다[24]. 그럼에도 불구하고 일일 식단에서 셀레늄의 평균 함량은 종종 이 수준에 도달하지 않습니다. 일일 소비량의 일반적인 수준은 유럽 국가마다 30~50μg/일 범위에서 다양합니다[20]. 400 µg/day 이상의 복용량에서 Se는 유해한 작용을 나타냄을 언급해야 합니다. Se가 풍부한 제품을 통제하지 않고 섭취하면 중독이 발생할 수 있습니다[20]. 따라서 Se는 결핍, 최적의 생리학적 수준 및 독성 수준 사이에서 인체의 매우 좁은 범위의 농도를 특징으로 하는 미량 원소로 간주될 수 있습니다[20]. 인체에 대한 셀레늄의 이점은 생물학적 물질(혈액, 혈장, 소변, 조직) 또는 글루타티온 퍼옥시다제 활성에 대한 연구 중에 가장 자주 평가됩니다[25]. 혈장 Se의 정상 범위는 약 120–160 ng/mL입니다[26].

전 세계적으로 약 10억 명의 사람들에게 영향을 미치는 셀레늄 결핍은 건강에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다[27]. 많은 국가에서 셀레늄은 토양과 이에 따라 이 기질에서 자라는 식물에 낮은 농도 때문에 부족할 수 있습니다[13]. Keshan 및 Kashin-Beck과 같은 유명한 아시아 풍토병은 셀레늄 결핍으로 인한 것입니다. 중국 지역의 50% 이상이 토양의 셀레늄 결핍을 특징으로 한다는 점을 언급해야 합니다[28]. 그녀는 필수 수준과 독성과 관련된 양 사이에 좁은 차이가 있습니다[13]. 일반적으로 셀레늄의 건강 효과(유익 또는 독성)는 복용량에 따라 다르며 이 미량 원소의 화학적 형태 및 생물학적 이용 가능성과 관련이 있습니다[29]. Se 함량이 약간 초과되면 독성이 발생할 수 있습니다. 따라서 신중하고 신중하게 복용해야 합니다[20,30]. 신체에 셀레늄이 부족하거나 과잉일 때 건강 결과가 발생합니다(그림 1). 특히 Se 결핍은 내분비 및 면역 장애, 감염, 만성 염증, 신경 퇴행, 심혈관 질환 및 암을 유발하여 궁극적으로 수명에 부정적인 영향을 미칩니다 [31].

일부 지역에서 Se의 과잉은 '셀레노시스'라고 하는 또 다른 장애를 유발할 수 있습니다[13,32]. 셀레노시스의 임상 징후로는 호흡 시 마늘 냄새와 설사, 탈모증, 손톱 벗겨짐, 통증, 과민성, 오한, 떨림, 신경학적 손상 등이 있습니다. 극심한 셀레노시스 사례는 간 변형, 간경화, 폐부종, 폐 병변 또는 사망을 나타낼 수 있습니다[33].

인간이 섭취하는 셀레늄의 주요 형태는 셀레노메티오닌으로 간주됩니다[17]. 유기 셀레노메티오닌이 무기 Se보다 훨씬 높은 농도에서 독성을 유발할 수 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다[34]. 유기 Se, 특히 주요 식품 종인 SeMet는 균형 잡힌 식단의 틀에서 무기 형태보다 더 유익합니다[29].

식이 보충제로 과도하게 섭취하거나 환경 오염의 결과로 이 요소는 관절 질환 및 혈액 시스템 장애의 형태로 독성 영향을 미칠 수 있습니다[35]. 발톱 건강은 역학 연구에서 Se의 영양 상태를 다른 바이오마커보다 더 크게 보여줍니다[31].

셀레늄 결핍의 위험은 연령[36] 및 연령 관련 질환[22]에 비례하여 증가하는 것으로 보입니다. Se는 고령자의 건강 유지에 역할을 하기 때문에 노인 인구의 장수 지표로 간주될 수 있습니다[37]. 부적절한 Se 상태는 노화 과정을 가속화하거나 다양한 연령 관련 질병에 대한 취약성을 증가시켜 인간의 기대 수명을 단축시킬 수 있습니다. González et al. 좋은 혈청 셀레늄 수치를 유지하는 것이 건강에 대한 자기 인식, 신체 활동, 결과적으로 노인의 삶의 질에 영향을 미칠 수 있기 때문에 중요하다는 것을 보여주었습니다[38]. 이 검토는 노화 메커니즘에서 셀레늄의 효과적인 역할에 대한 이용 가능한 연구를 강조하고 셀레늄 섭취와 관련된 잠재적인 임상적 의미를 보여줍니다. 유기 Se의 주요 공급원에 대해서도 논의했습니다.

2. 건강 장애의 예방 및 치료에서 셀레늄의 역할

2.1. 산화 스트레스, 염증 및 면역

자연이 제공하는 피할 수 없는 노화 과정에서 항산화 방어와 ROS 사이의 불균형, 미토콘드리아 재생의 돌이킬 수 없는 변화, 줄기 세포 고갈이 있습니다[39]. Alehagen 등에 따르면 이러한 장애는 노화 관련 질병에 수반되는 만성 염증과 밀접한 관련이 있습니다[39]. Simonoffet al. 노인의 항산화 상태는 혈중 Se 및 비타민(A 및 E) 수치를 측정하여 평가할 수 있다고 주장했습니다[40]. 혈청 및 혈장 Se 수치, 글루타티온 퍼옥시다아제 활성 및 셀레노프로테인 P 농도는 일반적으로 인간의 Se 상태를 측정하는 데 사용됩니다[17].

셀레늄은 항산화, 면역 자극 및 항염증 효과를 가지고 있습니다[33]. 많은 셀레노단백질이 항산화 활동의 조절에 관여합니다[41]. 셀레노프로테인 K의 셀레노시스테인 잔기는 생물 활성을 담당하는 것으로 간주됩니다[23]. GPX 1-4와 같은 셀레노단백질은 ROS로부터 보호하는 세포 과산화물을 효율적으로 해독합니다[13]. 생체 내 연구에 따르면 노화 모델을 유도하기 위해 D-갈락토오스를 복강 주사한 마우스에서 Se가 풍부한 쌀에서 추출한 셀레노단백질이 마우스의 간과 혈청에서 효소 항산화 능력(GSH-Px 및 SOD)을 강화한 것으로 나타났습니다. 대조군[42]과 비교하여 Se-diet군.

항산화제 보호에 관여하는 효소의 보조 인자로서 셀레늄은 유기체의 다양한 염증 과정을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다[35]. 유기체의 셀레늄 부족은 건선 및 아토피 피부염과 같은 염증성 피부 질환과 관련이 있습니다[43]. 일반적으로 셀레늄은 면역계에서 항체 생산 증가를 자극합니다[20,44]. 최적의 Se 상태(60–175 ng Se/mL 혈장)는 염증 과정을 완화하고 폐, 장 등의 합병증을 줄일 수 있습니다[17]. Espaladoriet al. 근관내 약물에 사용되는 셀레늄이 치근단 치과 조직의 항염증 반응에서 수산화칼슘의 치유 효과를 강화할 수 있음을 발견했습니다[45]. Ceyan 등에 따르면, Se는 치과용 아말감에 의해 유발된 산화 독성에 대한 보호 효과를 입증했습니다[46].

Upper Silesia 지구(폴란드)에 거주하는 101세에서 105세 사이의 16명의 100세 노인 그룹은 젊고 건강한 성인 여성보다 적혈구 글루타티온 환원 효소 및 카탈라아제 활성이 유의하게 더 높았습니다[47]. 100세 노인의 혈중 효소, 주로 글루타티온 환원효소 및 카탈라아제의 활성 증가는 정상적인 노화에서 ROS 생성과 항산화 방어 효능 사이의 균형을 가능하게 하는 산화 스트레스에 대한 호의적인 반응으로 해석될 수 있습니다. 47]. 호흡 곤란 증후군 환자의 셀레늄 보충은 또한 인터루킨(IL)-1 및 IL{6}} 수준을 통해 폐의 항산화 능력을 회복하여 염증 반응을 조절할 수 있습니다[48]. 셀레노단백질은 면역 조절 효과로 인해 프로스타노이드 대사에 매우 중요합니다.

셀레늄 결핍은 선천적 및 적응적 면역 반응의 상태를 손상시킵니다[17]. 셀레늄이 면역계에 미치는 영향은 다표적화됩니다. 즉, 호중구, 대식세포, 자연 살해 세포, T 및 B 림프구의 활동을 조절합니다[18]. 지난 10년간의 연구는 소아 백혈병 동안 면역 체계를 효과적으로 지원하기 위해 최적의 셀레늄 보충이 사용될 수 있음을 보여주었습니다[50]. 충분한 셀레늄 수준은 대식세포의 식균작용 기능과 T 세포 활동을 향상시켰다[51].

많은 셀레노효소와 비효소 셀레노프로테인 K(칼슘 의존 신호 전달에 중요한 소포체 막관통 단백질)는 면역 세포의 활성화에 중요한 역할을 합니다[18,52]. Marciel과 Hoffmann은 다른 유형의 세포가 종양 세포로 변형될 때 칼슘 항상성이 변경될 수 있다고 보고했습니다. 소포체에서 단백질의 번역 후 변형 및 성숙에 관여하는 효소의 보조 인자로서 면역 조절에 중요한 역할을 하는 Selenoprotein K는 면역 세포의 소포체에서 칼슘 플럭스를 촉진합니다[23]. 따라서 셀레늄 결핍은 항산화 방어 장애뿐만 아니라 세포의 칼슘 플럭스 및 단백질 폴딩과도 관련이 있습니다[53]. 셀레늄 보충제는 암이나 다른 질병에 대한 면역력을 강화하여 건강한 장수를 위한 기회를 창출할 수 있다는 결론을 내릴 수 있습니다.

2.2. 감염

알려진 바와 같이, ROS는 바이러스 감염 시 인체에서 자주 생성되며, 그 과잉은 많은 질병에 대한 임상 증상의 특징 중 하나인 산화 스트레스를 유발할 수 있습니다[54]. 바이러스 감염의 진행과 관련된 필수 미량 영양소 중 셀레늄은 이미 언급한 바와 같이 매우 중요한 셀레노단백질[55,56]에 포함되기 때문에 레독스 항상성과 항산화 방어에 중요한 역할을 합니다. 예를 들어 셀레늄 보충은 르완다에서 HIV 감염 환자의 바이러스 억제 및 T 세포 회복에 강력한 영향을 미쳤습니다[57]. 결핵 및 HIV에 감염된 환자는 건강한 사람에 비해 셀레늄 상태가 더 낮았습니다[17].

3년째 코로나바이러스 질병인 COVID-2019는 수백만 명의 사람들에게 영향을 미치고 있으며 주기적인 전 세계적 대유행 발생으로 이어지고 있습니다. Se 결핍은 COVID-19 [35,55]를 포함하여 바이러스로 인한 여러 건강 장애에서 기록되었습니다. 최근 연구에 따르면 COVID-19 환자는 철(Fe), 아연(Zn) 및 Se의 순환 수준이 낮습니다[58]. COVID-19 환자의 Se 보충은 질병 진행을 예방하는 데 유용했습니다[59]. Hargreaves와 Mantle은 코엔자임 Q10과 Se가 COVID-19-감염 환자의 산화 스트레스와 염증 수준을 감소시킬 수 있음을 발견했습니다[60]. Se 함유 제제는 항염증 및 면역 조절 특성으로 인해 COVID-19에 대한 방어 메커니즘의 중요한 조절자로 간주되었습니다[61].

항생제 내성과 암은 현재 매년 150만 명이 넘는 사람들의 사망으로 인해 지구 인구의 심각한 사망을 초래하는 두 가지 가장 중요한 공중 보건 문제로 간주됩니다[62]. 이것은 항생제와 사용 가능한 화학 요법이 그러한 심각한 건강 문제에 대한 효과적인 치료를 제공하지 못한다는 것을 시사합니다. 셀레늄 나노입자는 다제내성 박테리아에 대해 상당한 항균 활성을 보였다[63]. Se 함유 실란트는 병원성 세균인 Streptococcus mutations, S. sanguinis 및 S. salivarius에 의해 유발된 치석의 생물막 형성을 제거했습니다[64,65]. Seguyaet al. 인간 치아에 S. 돌연변이 생물막 형성을 방지하기 위해 유기노셀레늄 실란트와 클로르헥시딘 디아세테이트의 효능을 비교했습니다[66]. chlorhexidine diacetate와 organoselenium은 S. mutations의 치아 부착을 약간 억제한다고 보고되었다[66].

셀레늄 보충은 트리파노소마 크루지(Trypanosoma cruzi)의 브라질 변종으로 생쥐 감염 중에 유익하여 기생충혈증이 감소하고 수명이 증가했습니다. 감염 64일 후 식수에 셀렌산나트륨으로 4ppm 및 8ppm Se를 섭취한 그룹은 60%의 생존율을 보였고 Se가 없는 그룹은 0%의 생존율을 보였습니다[67].

2.3. 내분비계 장애

알려진 바와 같이 갑상선의 적절한 기능을 위해서는 요오드 외에 Se, Zn, 구리(Cu) 등 여러 가지 원소가 필요합니다[68]. 그녀는 대사 과정의 중요한 조절자 중 하나이며 항상성을 유지하기 위해서는 최적의 섭취가 필요합니다[69].

최근 보고된 바와 같이, 35개의 셀레노단백질이 동정되었다[70]. Schomburg[71]가 지적한 바와 같이 상당수의 셀레노단백질이 갑상선 기능에 관여합니다. 셀레늄 결핍은 하시모토 갑상선염과 그레이브스병 발병에 결정적입니다[72]. 임신 중 식이 요법에서 셀레늄의 심각한 결핍은 자가 면역 갑상선 질환의 발병을 유발할 수 있습니다[73].

그 중 3개는 갑상선 호르몬 대사에서 중요한 역할을 하는 요오드티로닌 탈요오드분해효소입니다. Se 효소의 중요한 역할 중 하나는 갑상선 호르몬 합성에 관여하여 모든 신체 세포와 조직의 기초 대사를 조절하는 것입니다[74]. Iodothyronine deiodinases는 갑상선 호르몬 대사에서 요오드-탄소 결합을 절단합니다. 인간 혈장에 존재하는 Selenoproteins P와 GPX 3은 종종 유기체의 Se 상태를 평가하기 위한 바이오마커로 추정됩니다[13,34]. 자가면역 갑상선염의 경우 셀레늄 투여는 자가면역 항체 역가를 감소시키고 환자의 복지를 개선했습니다[75].

지속적인 셀레늄 결핍은 또한 불임을 유발할 수 있습니다[35]. 많은 임상 연구는 남성과 여성의 불임, 유산, 조산 등과 같은 여러 생식 합병증에서 셀레늄 결핍을 암시합니다[76,77].

Prabhu와 Lei가 결론을 내린 것처럼 셀레늄 결핍과 공급 과잉은 여러 동물 연구에서 포도당 대사를 조절하지 못하고 제2형 당뇨병의 위험을 강화하는 것으로 보이며 임상 연구에서 덜 명확한 연관성이 발견되었습니다[34].

2.4. 암

5-년 동안 일본 과학자들이 수행한 역학 연구와 임상 시험에서 다양한 암 유형을 가진 환자들에게 충분한 셀레늄 상태의 중요한 효과가 확립되었습니다[78]. Razaghi et al. 셀레늄의 영양 섭취량은 암에 대한 면역 체계를 자극할 수 있다고 보고했습니다[18]. 셀레노프로테인 K의 항암 효과는 생체 내 흑색종 모델과 인간 흑색종 세포주에서 밝혀졌습니다[23]. Varlamova et al.에 따르면 셀레늄의 항암 효과에는 다양한 기전이 관련되어 있습니다. 눈에 띄는 항산화 효과 외에도 Se 함유 화합물은 DNA 안정성을 유지하고 염증 및 면역 반응을 조절하며 중금속의 독성을 억제할 수 있습니다. 따라서 셀레늄은 특히 질병이 발병하기 전이나 발병 초기에 예방적 방법으로 투여할 경우 항암 특성을 가지고 있다[20,56,80]. 그러나 과다 복용은 세포 사멸을 유도하는 산화 촉진제 역할을 할 수 있습니다. 일반적으로 알려진 바와 같이 Se의 항암 메커니즘은 상당한 항산화 능력과 관련이 있습니다[20]. Razaghi et al. 암 환자의 셀레늄 상태는 전 염증성 사이토 카인 농도와 높은 상관 관계가 있음을 발견했습니다 [18]. Varlamova와 Turovsky는 서로 다른 암 세포에 대한 메틸셀레닌산의 주요 세포독성 활동을 설명했습니다[81].

암세포가 ROS 노출에 매우 취약하다는 점을 고려할 때 종양 세포의 항산화 능력을 표적으로 삼는 것이 항암 치료를 위한 유망한 전략으로 여겨져 왔습니다[82]. 치명적이지는 않지만 증가된 복용량에서 Se는 pro-oxidant로 작용하여 정상 세포에 부작용 없이 암세포의 성장을 억제합니다[53,83]. Wang et al.에 따르면 유세포 분석법에 의한 검출은 Se 나노입자(24 μM 이상)에 의해 유도된 버팔로 쥐 간에서 암세포 생존력이 감소한 것으로 나타났습니다[84]. 주로 괴사보다는 종양 세포 사멸로 인해 발생했습니다. 따라서 Se는 영양 수준에서 항산화 특성 또는 슈퍼 영양 수준에서 prooxidant 효과로 인해 '양날의 검'으로 간주되었습니다 [18,85]. 종양 세포에서 산화환원 불균형이 있는 산성 pH 상태로 인해 과도한 셀레늄 화합물은 ROS 과잉 생산을 유발하여 ER 스트레스와 미토콘드리아 무결성 파괴로 이어집니다[79]. Se-화합물의 항암 효과는 산화 스트레스를 유도하는 능력과 암 세포에서 DNA 손상을 유도하여 절대적인 세포사멸을 유도하는 것과 관련이 있습니다[17]. 반대로 셀레늄을 최적의 수준으로 섭취하면 건강한 세포의 DNA 손상과 그에 따른 돌연변이 발생을 예방할 수 있습니다.

알려진 바와 같이 양성 전립선 비대증과 선암종은 남성의 나이와 밀접한 관련이 있습니다. Darago et al. Zn, Cu 및 Se의 결핍이 위에서 언급한 전립선 질환 [86]의 병인에서 불안한 항상성을 야기함을 발견했습니다. PLAL(pulsed laser ablation in liquid)이라 불리는 새로운 녹색 공정에 의해 생성된 100 nm 미만 크기의 셀레늄 나노입자는 인간 아교모세포종 및 흑색종 세포에 대한 항암 효과를 보여주었습니다[62]. Se-nanoformulation의 항암 효과는 합성 단계에서 세포 주기를 방해함으로써 암세포의 성장을 억제했습니다[87]. Brassica 및 Allium 속의 Se가 풍부한 식물에서 발견되는 Selenomethylselenocysteine은 뛰어난 항암 특성을 가진 화합물로 간주되었습니다[25].

임상 연구 동안 중국인 구강암 환자 325건을 Chen 등이 분석했습니다. [88]. Se 섭취, 음주/흡연 상태, 생선 및 신선한 과일 섭취 빈도 사이의 다중 상호 작용을 연구했습니다. 높은 수준의 혈청 Se는 구강암 위험에 대한 보호 요인으로 간주되었습니다. 적절한 식이요법과 면역은 구강암에서 조절 가능한 중요한 요인으로 여겨진다[89]. 혈청 내 Se 및 세룰로플라스민 수치는 편평 세포 암종의 질병 마커로 간주되었습니다. 셀레늄이 전체 원인 및 암 사망률 감소에 미치는 영향은 미국 인구의 성인 13,887명을 대상으로 수행된 12-년 연구에서 관찰되었습니다[90].

2.5. 취함

그녀는 다양한 환경 오염 물질과 약물 관련 부작용에 대한 인체의 효과적인 보호제입니다 [91]. Limaye A. et al. 셀레늄과 폴리페놀 커큐민은 탁월한 항산화 특성으로 인해 아플라톡신증에 매우 효과적이라는 사실을 발견했습니다[92]. Bjørklund [93]는 수많은 연구에서 많은 Se 함유 식품이 수은(Hg) 노출로부터 인체를 보호한다는 것을 보여주었습니다. Se와 Hg 사이의 친화력이 높기 때문입니다. Se, Zn 및 일부 비타민의 적절한 섭취는 As 유도 독성을 줄이기 위해 제안되었습니다[94].

3. 장수 및 연령 관련 장애에서 셀레늄의 역할

신경변성, 심혈관 질환, 면역 기능 장애, 피부 주름 형성 등과 같은 연령 관련 질환은 셀레늄 결핍과 밀접한 관련이 있습니다[95]. 건강한 성인의 혈장 내 셀레늄 농도는 노인 인구보다 높습니다[96].

동물의 수명을 늘리기 위한 Se 적용의 가능한 효과와 관련된 항목이 광범위하게 조사되었습니다[97-100]. Drosophila melanogaster의 암컷과 수컷 파리에서 GSH-Px의 활성은 배지에서 아셀렌산나트륨이 증가함에 따라 증가했습니다. Se 그룹에서 파리의 평균 수명과 평균 최대 수명은 대조군에 비해 크게 향상되었습니다[100]. 또 다른 동물 연구에서는 셀레늄이 부족한 식이를 먹인 파리의 생존율이 최적의 셀레늄이 보충된 식이를 먹인 파리의 절반 수준인 것으로 나타났습니다[99]. 아셀렌산나트륨을 7일 동안 투여하면 10(5) L797 세포를 접종한 쥐의 수명이 크게 증가했습니다. 이러한 결과는 아셀렌산나트륨의 항백혈병 효과가 DNA 복제, 전사 및 번역의 억제와 관련이 있음을 시사합니다[97]. 그들의 최근 간행물에서 Wu et al. 낮은 수준의 셀레늄이 호르몬 화학 물질로 간주되고 건강 수명과 수명을 분리할 수 있는 새로운 노화 모델을 제안했습니다[22]. 저자의 실험 데이터는 식이 셀레늄 결핍이 골다공증, 백발, 탈모증 및 백내장 발병률을 증가시켰지만 놀랍게도 생쥐의 수명을 촉진했음을 밝혔습니다. 또한 포도당 내성, 인슐린 감수성 및 포도당 자극 인슐린 생산의 노화에 따른 감소가 가속화되었습니다.

Steinbrenner와 Klotz는 역학 연구를 분석했습니다[101]. 그들은 Zn과 Se의 불충분한 식이 섭취가 노인의 인지 기능 장애를 일으킬 수 있음을 밝혔습니다. 셀레늄 보충은 노화와 관련된 인지 저하를 효과적으로 회복시켰습니다[2]. 셀레늄은 뇌 건강에 중요하지만 동시에 종분화 및 용량에 따라 신경독성을 나타낼 수 있습니다[102]. 귀중한 피부 관리 및 노화 방지 효과는 Wei et al. Se가 풍부한 발효 녹두 외용 후[103].

허혈성 심장사는 미국 22개 주 25개 도시에서 혈액 셀레늄과 반비례 관계가 있었습니다[104]. 메릴랜드주 볼티모어에서 676명의 중등도에서 중증 장애가 있는 지역사회 거주 여성을 대상으로 혈청 셀레늄과 손의 악력 사이의 연관성이 확립되었습니다[105]. 인구 기반 연구에 따르면 낮은 혈청 Se 및 총 카로티노이드 농도는 미국 인구의 나이든 여성의 사망 위험 증가와 관련이 있습니다[106]. Al-Mubarak 등에 따르면, 심부전 환자의 30-50%에서 셀레늄 섭취 부족이 발견되었다[107].

100세 노인의 신체 Se는 영양학적으로 적절한 수준으로 유지되며, 이는 셀레노단백질 발현과 수명 사이의 긍정적인 연관성을 시사합니다. 상승된 ROS 수치는 항산화 셀레노단백질이 억제할 수 있는 알츠하이머병 및 파킨슨병의 병리에 기여했습니다. Selenoprotein p (SelP)는 신경 세포의 정상적인 기능에 필수적이며 알츠하이머병을 예방합니다 [22].

과학자들은 중국 지역에서 인간의 장수와 관련된 셀레늄 소비를 포함한 환경 및 영양 요인에 관한 여러 조사를 수행했습니다[104,108–112]. 중국(5개 성) 장수 지역의 최고령 노인 446명에서 혈장 Se 함량의 중앙값(사분위수 범위)은 1.44(0.91) µmol/L였습니다. 100세 노인의 혈장 Se, Fe, Cu 함량은 90세 이상 노인보다 높았다. 혈장 Se의 함량은 나이가 들면서 증가했습니다. 혈장 셀레늄 농도는 장수 지역에서 가장 나이가 많은 노인에서 높았다[111]. 또 다른 종단 조사[111]에 참여한 중국 7개 장수 지역의 100세 노인들은 다른 연령대에 비해 만성 질환 위험이 낮고 항산화 활성이 높았으며 90세 이상에 비해 영양 성분 수준이 높았다. 하이난성의 18개 도시와 군 전체에서 단면 연구[108]는 음식과 물에서 Cu, Se, Zn의 일일 섭취량과 노화 및 장수 지수 사이에 양의 상관관계가 있음을 밝혔습니다. 또 다른 중국 연구에서는 주민이 일반적으로 장수하는 Zhongxiang 지역의 장수 인구 비율이 주식인 쌀의 거시적 및 미량적 요소 함량과 밀접한 관련이 있음을 확인했습니다 [110]. 이 연구의 저자는 장수에 미치는 영향에 따라 쌀의 요소를 분류했는데, Se가 쌀과 양의 상관관계를 보였다는 것을 나타냅니다. Foster와 Zhang은 영향을 받지 않은 카운티보다 Kaschin-Beck 및 Keshan 질병이 풍토병인 중국 카운티에 거주하는 고령 인구가 적다고 결정했습니다[112]. 이 연구자들은 셀레늄 결핍 지역의 풍토병 및 만성 질환으로 인한 사망률 증가와 과도한 세포 손상으로 인한 노화 가속화로 이를 입증합니다. 중국의 Se 결핍 지역에서는 심장 근육 손상이 발생하여 성인의 수명이 심각하게 단축되었습니다[104]. Huang et al. [113]은 더 높은 85 플러스/65 플러스 분포 비율을 발견했는데, 이는 중국의 해안 남부 및 동부 지역에서 향상된 수명을 나타내는 반면 토양에서 더 높은 수준의 셀레늄 분포가 발생함을 나타냅니다[109]. 바다 물고기의 Se 및 오메가-3 지방산과 같은 영양 요소는 장수에 결정적이었습니다.

Asturias(스페인)의 14개 요양원에 거주하는 227명의 노인을 대상으로 한 코호트 연구에서 혈청 Se의 상위 3분위수를 가진 피험자는 건강 상태가 양호하고 씹는 능력이 좋으며 6가지 이상의 행동을 보고할 확률이 2배 이상 높은 것으로 나타났습니다. 하루 0분 운동[38]. 프랑스에서 59-71세의 1389명의 자유 생활 참가자를 대상으로 한 9-년의 종적 EVA 연구[37]를 설계한 연구원은 혈장 셀레늄과 장수 사이의 관계를 조사했습니다. 그들은 부적절한 혈장 셀레늄이 고령 인구에서 최적의 건강 유지에 악영향을 미칠 수 있다고 결론지었습니다. 혈장 Se의 사분위수 간 생존 분포를 비교한 결과 기준선에서 혈장 Se 농도가 낮은 하위 그룹에서 사망률이 증가한 것으로 나타났습니다. 혈장 Se의 0.2 µmol/L 감소는 높은 사망 위험과 상당한 관련이 있었습니다.

Se 결핍의 낮은 비율은 이탈리아 과학자들의 100세-100세 연구에서 장수에 대한 가능한 설명으로 보고되었습니다. Se 값의 현저한 감소는 노년층(60-90세) 그룹에 비해 노년층/100세 그룹(91-110세)에서 입증되었습니다. 또 다른 연구[114]는 다른 유럽 국가보다 100세 이상의 유병률이 높은 이탈리아 섬인 Sardinia에 거주하는 피험자를 포함했습니다. 대조군(61.2±1.1세)과 비교하여 노년기(89.0±6.3세) 및 100세(101±1세)의 혈장에서 셀레늄 농도의 상당한 고갈이 나타났습니다. Se의 기하 평균 값은 규칙에서 111 µg/mL, 88.9 µrulesrulesrulesrulesnonagenarians, 81.9 µg/mL입니다.

4. 인간 식단의 셀레늄 공급원

식품의 유기 Se는 인체 건강을 지원하는 안전하고 효율적인 공급원으로 간주됩니다[115]. 인간을 위한 유기 셀레늄 공급원 중에는 동물성, 채소성 및 버섯 기원의 식품이 있습니다[13,116]. Se의 주요 동물 공급원은 붉은 육류, 가금류, 쇠고기 또는 양 간, 해산물, 계란 및 유제품입니다[31,35,117]. 셀레늄이 비교적 많이 함유된 식품의 주요 종류는 그림 2에 나와 있습니다.

식물은 토양에서 무기 Se를 흡수하여 셀레노메티오닌 또는 셀레노시스테인과 같은 유기 형태로 변환할 수 있으며, 이는 무기 형태보다 동물과 인간이 훨씬 더 쉽게 접근할 수 있습니다[25,118]. 인간이 섭취하는 유기 Se는 아미노산과 단백질을 결합하여 변화합니다[25].

주로 셀레노메티오닌 형태의 매우 높은 Se 함량은 브라질 너트의 특징입니다[20]. 다른 식물보다 셀레늄을 몇 배 더 많이 축적할 수 있는 브로콜리는 일부 암 유형의 위험 감소와 관련이 있습니다[119]. Se가 풍부한 브로콜리를 섭취하면 인간 백혈구가 활성화되고 면역 반응 동안 사이토카인 생성이 증가합니다[120]. 소비되는 채소(마늘, 브로콜리 등)에는 메틸화 형태의 유기 Se가 함유되어야 암 예방에 효과적이라는 점에 유의해야 합니다[25,117]. Methylseleninic acid는 막 셀레노단백질의 조절과 암의 세포사멸 활성화를 통해 기능하는 소포체에 스트레스를 유발할 수 있습니다[52,61,121].

다양한 약용 식물 원료의 평균 셀레늄 양에 대한 군집 분석은 미나리과 및 꿀풀과 대표가 다른 식물과의 종보다 셀레늄이 더 풍부함을 보여주었습니다[122]. 따라서 Majoranae herba(Lamiaceae)는 50 µg/kg 이상의 Se를 함유하고 있습니다. 다당류의 조합으로 형성된 버섯 Grifola frondosa의 유기 Se-화합물은 면역 조절에 매우 효과적이며 항종양 및 노화 방지 효과가 있습니다[123]. 셀레늄 함유 효모는 쉽게 동화될 수 있는 셀레늄의 귀중한 공급원입니다[20]. Fordyce는 유제품, 버섯, 채소에서 Se의 생체 이용률이 요리 결과로 감소하여 특히 식초와 소금을 첨가할 때 Se 화합물의 약 50%가 손실된다고 보고했습니다[124].

최근 수십 년 동안 셀렌이 풍부한 식용 식물을 생산하기 위해 생물강화 전략이 널리 적용되었습니다[125]. 무기 Se 화합물과 같은 비료로 토양을 비옥하게 하면 작물의 유기 Se 수준이 급격히 증가합니다[118]. 또한 무기 공급원을 포함하는 배양 배지에서 Se가 풍부한 식물 바이오매스, 박테리아 및 효모가 이 미량 원소 보충의 전망으로 간주된다는 것이 입증되었습니다[126]. Se가 풍부한 효모는 가장 저렴한 유기농 Se 보충제입니다[25]. 식물의 Se 농도는 일반적으로 토양 함량을 반영하며 0.005 mg/kg에서 5500 mg/kg까지 매우 광범위하게 변할 수 있습니다[13,127]. 가축용 사료 보충제로 사용되는 Se 함유 효모는 현재 유럽 국가에서 이 요소로 동물성 식품을 풍부하게 하는 것으로 승인되었습니다[128].

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