Selen – für Schilddrüse und Immunsystem

Selen ist als Bestandteil verschiedener Enzyme an der Radikalabwehr in der Zelle beteiligt. Es beeinflusst unter anderem das Immunsystem, Zellteilungsprozesse sowie die Aktivierung von Schilddrüsenhormonen. Bei Vergiftungen mit Cadmium, Quecksilber oder Silber bindet Selen an diese und verhindert so deren Bindung an wichtige Eiweiße sowie potenzielle Schäden.

Funktionen und Wirkungsweisen

Antioxidans

Glutathionperoxidasen

Als integraler Bestandteil der Enzymgruppe der Glutathionperoxidasen (GSH-Px) ist Selen zur Entgiftung von zellschädigenden Radikalen, insbesondere von Wasserstoffperoxid und Lipidperoxiden. Derzeit sind 4 selenhaltige Glutathionperoxidasen (GPx) bekannt, die von unterschiedlichen Genen codiert werden:

  • zytosolische Glutathionperoxidase
  • gastrointestinale Glutathionperoxidase
  • Plasma-Glutathionperoxidase
  • Phospholipid-Hydroperoxid-Glutathionperoxidase

Selenhaltige Glutathionperoxidasen sind vor allem in den Erythrozyten (roten Blutkörperchen), Thrombozyten (Blutplättchen), Phagozyten (Fresszellen) sowie in Leber, Schilddrüse und Augen enthalten. Diese erreichen ihr Aktivitätsmaximum bei einer Selenaufnahme zwischen 60 und 80 µg pro Tag.

Thioredoxinreduktase

Dieses Enzym gehört zur selenhaltigen Thioredoxinreduktasefamilie (TrxR1, TrxR3, TGR), die eine Rolle bei der Reduktion von oxidiertem Thioredoxin und anderen Substanzen wie der Dehydroascorbinsäure sowie von Lipidhydroperoxiden spielt.

Das Enzym dient dabei der Elektronenübertragung und der Regulation des zellulären Redoxstatus (Thioredoxinsystem) und ist an den Glutathionstatus gekoppelt.

Entgiftung

Selen ist in der Lage, den Körper vor schädigenden Schwermetallen wie Blei, Cadmium und Quecksilber zu schützen. Selen geht mit den Schwermetallen einen schwerlöslichen, biologisch inaktiven Selenid-Eiweißkomplex ein und macht Schwermetalle so unschädlich. Dadurch wird deren Aufnahme in Körpergewebe wesentlich herabgesetzt. Eine hohe Belastung mit Schwermetallen kann den Bedarf an Selen beträchtlich steigern, da das Spurenelement ständig für die Schwermetallbindung bereitgestellt werden muss.

Immunsystem

Zusammen mit antioxidativ wirksamen Vitaminen stimuliert Selen die humorale und zelluläre Immunantwort. Es ist dabei an der Regulation verschiedener immunologischer Prozesse (Chemotaxis, Phagozytose sowie fungizide und bakterizide Reaktionen) beteiligt und stimuliert die Bildung von Immunzellen (Lymphozyten), Antikörpern (IgG) und Botenstoffen (Interferone, Tumor-Nekrose-Faktor).

Gleichzeitig hemmt es die Bildung von T-Suppressorzellen, erhöht die Wirkung von natürlichen Killerzellen und zytotoxischen T-Lymphozyten. Die Immunsystem-stimulierenden Wirkungen hängen von der Höhe der Selenaufnahme ab.

Proteinsynthese

Die Bildung verschiedener Eiweiße findet unter Beteiligung von Selen oder Selen-haltiger Enzyme statt:

Selenophosphat-Synthase: Dieses Enzym kontrolliert den ersten Schritt der Selenoproteinsynthese.

Selenoprotein W: Dieses Eiweiß kommt im Muskel, Gehirn und anderen Geweben von Tieren vor. Es ist vermutlich an der Pathogenese der Muskeldystrophie bei kombiniertem Selen-Vitamin E-Mangel beteiligt.

Selenoprotein P: Selenoprotein P ist ein Selen-bindendes Protein im Plasma. Es transportiert Selen in Glutathion-Peroxidase-abhängige Gewebe und besitzt vermutlich antioxidative Eigenschaften (Mobilisierung von Selen aus der Leber in andere Organe wie Gehirn und Nieren). Zudem ist es vermutlich am Abbau von Peroxinitrit beteiligt. Selenoprotein P kleidet das Endothel aus und bindet Schwermetalle.

Weitere Proteine: In den Gonaden sind weitere Selenoproteine lokalisiert. Diese üben bei Tieren eine spezifische Rolle in der Spermatogenese und Reproduktion aus. Beim Menschen ist die Rolle noch unklar, derartige Proteine liegen in Ovarien, Nebennieren und Pankreas vor. Einige sind vermutlich bei der Tumorbildung von Bedeutung.

Schilddrüse und Schilddrüsenhormone

Selen ist an der Aktivierung und der Deaktivierung der Schilddrüsenhormone Thyroxin (T4) und Trijodthyronin (T3) über die selenabhängigen Enzyme Dejodasen (Jodthyronin-Dejodasen) beteiligt. Davon existieren 3 Typen mit Selenocystein im aktiven Zentrum. Diese kommen in Leber, Nieren und Muskulatur vor. Die Enzyme katalysieren dabei die Umwandlung des Prohormons Thyroxin (T4) zum biologisch aktiven Schilddrüsenhormon Trijodthyronin (T3) sowie die Umwandlung von T3 und reversem T3 (rT3) zu inaktivem Dijodthyronin (T2).

Weitere Funktionen

Des Weiteren ist es an der DNA-Biosynthese, am Zellwachstum und an der Apoptose (programmierter Zelltod) beteiligt, ist für die Regenerierung des antioxidativ wirksamen Vitamin E von Bedeutung und an den Einbau von Selenocystein gekoppelt.

Präventives und therapeutisches Potenzial

Die anfänglich vermutete krebspräventive Wirkung durch die Gabe von Selen lieferte widersprüchliche Ergebnisse in entsprechenden Studien. Es gab Hinweise auf geschlechtsspezifische Unterschiede. Die regelmäßig aktualisierte Cochrane-Metaanalyse kann dies nicht bestätigen. Vielmehr treten gegenteilige Effekte zum Vorschein. So steigt bei einer Selen-Supplementation möglicherweise das Risiko für Diabetes mellitus und Prostatakrebs [Vin 2018].

Psoriasis (Schuppenflechte)

Selen ist ein Spurenelement mit einer antiproliferativen und immunregulierenden Wirkung. Wissenschaftler beobachteten, dass eine Unterversorgung mit Selen mit einer stärkeren Ausprägung von Psoriasis einherging [Ser 2002]. Der Einsatz von Selenpräparaten erbrachte in verschiedenen Studien jedoch widersprüchliche Ergebnisse [Mil 2014].

Vorkommen und Bedarf

Vorkommen

Die Aufnahme von Selen erfolgt vor allem über Fleisch, Fisch, Leber, Nüsse sowie Hühnereier. Gute Lieferanten sind zudem Linsen und Spargel. Der Gehalt in pflanzlichen Lebensmitteln ist stark vom Selengehalt des Bodens abhängig, wodurch unterschiedliche Gehalte in Tierkörper, Pflanzen und Mensch bedingt sind. Der Gehalt ist in proteinreichen Nahrungsmitteln am höchsten.

Spezielles Anbauverfahren: Apfel Selstar®

Die Hochschule Osnabrück hat den Apfel Selstar®mit einem 10-mal höheren Gehalt an Selen im Vergleich zu anderen Apfelsorten entwickelt. Der Apfel ist fein säuerlich im Geschmack, wird umweltschonend erzeugt und in einer natürlichen Kartonschale ohne Plastik verpackt.

Angebaut wird Selstar® von ausgewählten Obstbaubetrieben im Alten Land. Der hohe Selengehalt ist das Ergebnis eines speziellen Anbauverfahrens, durch das die Apfelbäume das Spurenelement besser aufnehmen und in den Früchten einlagern können.

Auch ist der Apfel offenbar allergenärmer als die herkömmlichen Varianten. Die Ursache hierfür wird in einem Folgeprojekt in Kooperation mit der Universität Hamburg erforscht.

Weitere Informationen gibt es auf der Website der Hochschule Osnabrück.

Bedarf

Unabhängig vom Körpergewicht wird von einem täglichen Bedarf von etwa 60 µg Selen für Frauen und 70 µg Selen für Männer ausgegangen. Bei dieser Menge werden keine maximalen Aktivitäten Selen-abhängiger Enzyme erreicht. Diese Empfehlungen berücksichtigen keine Risikogruppen.

In der Muttermilch sind zwischen 15 und 30 µg/ Liter enthalten. Der Gehalt nimmt mit zunehmender Stilldauer ab. Die Versorgung gestillter Säuglinge liegt höher als bei nicht-gestillten Säuglingen. Der Bedarf in der Schwangerschaft wird mit 60 µg und in der Stillzeit mit 75 µg pro Tag angegeben [DACH Referenzwerte].

Der Bedarf wurde von der Aktivität der Glutathionperoxidase (GSH-Px) im Plasma nach Supplementation bei Mangel abgeleitet. Genaue Bedarfswerte lassen sich schwer bestimmen, da Mangelerscheinungen kaum auftreten. Es handelt sich hier also um reine Schätzwerte.

Die optimale Zufuhr variiert in Abhängigkeit vom Gesundheitsstatus und ist bei Stress sowie chronischen Entzündungen oder einer Belastung mit Schwermetallen erhöht.

Symptome einer Unter- und Überversorgung

Mangelerscheinungen

Ein in klinisch manifester Selen-Mangel ist im Allgemeinen beim Menschen selten. Bei einer unzureichenden Selenversorgung wird über Urin und Stuhl weniger ausgeschieden.

Ursachen:

Ursachen für die Ausprägung eines Mangels können eine proteinarme Kost (z. B. phenylalaninarme Kost bei der Phenylketonurie), parenterale Ernährung sowie Aufnahmestörungen des Darms (z. B. Kurzdarmsyndrom) sein. Auch Alkoholismus kommt als Grund in Betracht.

In Gegenden mit selenarmen Böden und selenarmem Trinkwasser kann die Aufnahme mit der Nahrung unzureichend sein.

Symptome/ Folgen:

Im Vordergrund der Symptomatik stehen Schilddrüsenfunktions- und Fortpflanzungsstörungen sowie unspezifische Symptome wie Gewichtsverlust, Darmträgheit, Verdauungsstörungen, Schlaflosigkeit, Gedächtnisverlust, Immunschwäche, Kopfschmerzen und Gelenkschmerzen.

Besteht eine Unterversorgung über einen längeren Zeitraum, kann es zur Ausbildung der Keshan-Krankheit (Herzmuskelschwäche) sowie Kashin-Beck-Krankheit (Störungen des Knochen- und Gelenkstoffwechsels) kommen.

Ein leichter Mangel geht mit einer verminderten Aktivität von Enzymen (Glutathionperoxidase) ohne klinische Symptomatik einher. Es können Muskelschwäche, Nagelveränderungen (weiße Flecken) oder dünne und blasse Haare auftreten.

Risikogruppen:

  • VegetarierInnen und VeganerInnen
  • Personen mit extrem einseitiger Ernährung sowie mit Alkoholmissbrauch
  • Bulimie- und Anorexia nervosa-PatientInnen
  • Personen mit starken Selen-Verlusten über Blut, Stuhl oder Urin
  • PatientInnen mit Phenylketonurie oder chronischer Hämodialyse
Toxizität

Bei sehr großen Selenmengen wird die Selenhomöostase auch über die Atmung reguliert. Selen wird als Dimethylselenid abgeatmet und verursacht einen knoblauchartigen Geruch der Atemluft. Eine übermäßige Selenzufuhr geht mit schwerwiegenden gesundheitlichen Störungen einher. Das Verhältnis von Bedarf chronischer Toxizität zu akuter Toxizität beträgt 1:50:500. Der NOEL (no observed effect level) liegt bei 800 µg/ Tag. Eine chronische sichere Zufuhr über die Nahrung liegt noch etwa bei 400 µg pro Tag. Supplemente sind immer unter ärztlicher Kontrolle einzunehmen.

Chronische Toxizität:

Ab einer längerfristigen Zufuhr von 800 µg täglich treten Symptome einer chronischen Vergiftung auf:

  • nach Knoblauch und Zwiebeln riechende Ausatemluft
  • rissige und brüchige Finger- sowie Zehennägel
  • Haarausfall
  • Schäden des Zentralnervensystems (periphere Polyneuropathien)
  • Leberzirrhose
  • Herzinsuffizienz
  • schuppende Dermatose

Akute Toxizität:

  • Übelkeit/ Erbrechen und Diarrhö
  • abdominelle Schmerzen
  • Atemstörungen (> 10 mg)
  • Gaben von 1 mg/ kg Körpergewicht in Tierversuchen führte zu schweren Kariesformen
  • nach Knoblauch riechende Ausatemluft
  • Haarausfall, Hautveränderungen
  • Deformation, Brüchigkeit von Nägeln
  • Leberschäden (Verlängerung der Prothrombinzeit)
  • Störungen des Zentralen Nervensystems

Infografik Selen

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