Selen

Selen

Wykonali: Joanna Stachowicz

Wojciech Ciszyński

Arkadiusz Romańczuk



Liczba atomowa: 34



Niemetal z grupy tlenowców



Występuje w 3 odmianach

alotropowych:



α – srebrzystoszary, kruchy



β - selen czerwony, amorficzny



γ - szkliste szaroróżowe ciało

stałe



Masa atomowa: 78,96u



Stopnie utlenienia: -2, 0, 4, 6,



Temp. topnienia: 217°C



Temp. wrzenia: 688°C



Rozpuszczalny w chloroformie,

dwusiarczku węgla i kwasie

siarkowym



Tlenki silnie kwasowe

Selen (Se)

Formy występowania



Formy organiczne

bezpośrednie połączenia C-Se, takie jak



związki metylowe np. dimetyloselenek,



aminokwasy selenowe,



selenoproteiny i ich pochodne np.

selenocysteina, selenomocznik, selenocystyna.



Formy nieorganiczne



selen elementarny,



selenki metali,



seleniany (IV) i (VI).

Źródła naturalne selenu



W skorupie ziemskiej w ilości 0,05 ppm jako

zanieczyszczenie niektórych rud siarczkowych,



Wypłukiwany ze skał i gleby,



Naturalna emisja selenu do atmosfery w postaci

cząstek pyłowych i związków lotnych – erupcje

wulkanów, parowanie z oceanów, mórz, jezior,



Bogatym źródłem selenu jest pszenica, brązowy

ryż, owies, pestki dyni, a także drób, półtłuste

mleko, chude mięso, ryby i skorupiaki.

Źródła antropogeniczne selenu



Przemysłowo pozyskuje się go jako

produkt uboczny rafinacji rud miedzi i

siarki,



Laboratoryjnie selen otrzymuje się

redukując hydrazyną kwas selenowy (VI)

(H

2

SeO

4

),



W rolnictwie do produkcji insektycydów,

pestycydów, fungicydów i środków

bakteriobójczych i pasz,



Sole selenu znajdują zastosowanie w

medycynie weterynaryjnej.

Źródła antropogeniczne selenu



Zawartość selenu w powietrzu waha się w

granicach od 0,004 ng/m

3

nad biegunem

południowym do kilkudziesięciu ng/m

3

nad

terenami miejskimi i przemysłowymi.



Istotną pozycję stanowi emisja selenu ze źródeł

przemysłowych, a głównie ze spalania węgla i

ropy naftowej, z których do 45% zawartości

selenu przedostaje się do atmosfery.



Wzrost

stężenia

selenu

w

powietrzu

odnotowuje się również nad wysypiskami

śmieci i nad bagnami, gdzie stężenie jego

wynosi ok. 1 ng/m

3

.

Zastosowanie Selenu



Przemysł elektroniczny (ogniwa

fotoelektryczne, półprzewodniki)



Przemysł metalurgiczny (stopy miedzi)



Wulkanizacja (katalizatory i

przeciwutleniacze)



Przemysł farmaceutyczny i

kosmetyczny (szampony

przeciwłupieżowe)



Przemysł szklarski (do barwienia

włókna szklanego, produkcji soczewek

i porcelany)



Rolnictwo (nawozy, dodatek do pasz,

itp.)

Występowanie w środowisku



Długo utrzymuje się w powietrzu (ok. 45 dni),

co świadczy o przewadze form lotnych.



Wykazuje największy wskaźnik wzbogacenia

w pyłach atmosferycznych, w porównaniu z

innymi pierwiastkami śladowymi oraz ulega

ulatnianiu, co odgrywa dużą rolę w jego

przyrodniczym obiegu.



Jest pierwiastkiem silnie rozproszonym w

skorupie ziemskiej.



Zwiększone ilości selenu występują w glebach

bogatych w związki żelaza i substancję
organiczną oraz glebach zasolonych.

Selen w glebie

Zależy od:



typu gleby,



rodzaju gruntu,



pH gleby,



składu mechanicznego.

Ilość selenu określana jako nietoksyczna

0,01 do 2 mg/kg

Wpływ warunków tlenowych i odczynu gleby na

występowanie różnych form chemicznych selenu

[Kuczyńska, Biziuk 2007]

Selen w wodzie i atmosferze

Stężenie selenu w wodach :



Oceanicznych od 0,03- 0,1 µg/l



Pitnych w Polsce od 0.01 – 0.08 µg/l
(dopuszczalna dawka 10 µg Se/l).

Atmosfera:



Globalna naturalna emisja selenu >6 tys. t

rocznie.



Emisja selenu ze źródeł przemysłowych, z

których do 45% zawartości selenu przedostaje

się do atmosfery.



Selen utrzymuje się stosunkowo długo w

powietrzu (45 dni).

Selen w roślinach



Selen jest najlepiej przyswajany przez

rośliny występujące na czarnoziemach i

bielicach



Rośliny o większej zawartości siarki

gromadzą zwykle więcej selenu



Liście i owoce zawierają zazwyczaj

wyższy poziom selenu niż korzenie i

łodygi

Biodostępność w żywności

Ilość selenu pobranego z pokarmem zależy od:

O

Formy chemicznej Se - najłatwiej przyswajane:
seleniany (VI), aminowe związki Se,

O

Zasobności diety w białka małocząsteczkowe,

O

Zasobności diety w witaminy A, C, E,

O

Zawartości siarki i metali ciężkich (Cu, Zn, Cd,
Hg, As).

Funkcje selenu w organizmie



Składnik peroksydazy glutationowej –

czynnika

przeciwutleniającego

zapobiegającego

głównie

utlenianiu

hemoglobiny



Ważny dla procesu immunologicznego -

przenika przez błony komórkowe, reaguje

z

białkami

oraz

pobudza

syntezę

przeciwciał



Niezbędny do prawidłowego wzrostu,

płodności

i

zapobiegania

różnym

schorzeniom



Warunkuje

prawidłową

regulację

hormonów tarczycy

Funkcje selenu w organizmie



Obniża

ryzyko

wystąpienia

chorób

naczyniowych



Skuteczny czynnik antynowotworowy



Ułatwia wchłanianie oraz reguluje funkcję

wit. E



Wraz z witaminą E opóźnia procesy

starzenia przyspiesza regenerację komórek



Wpływa na zmniejszenie toksycznego

działania kadmu, ołowiu, rtęci i arsenu

Bezpieczna maksymalna dawka w diecie nie

powodująca ryzyka efektów ubocznych

[µg/dzień]



Dzieci 1-3 lat

90



Dzieci 4-8 lat

150



Chłopcy i dziewczęta 9-13 lat

280



Powyżej 14 roku życia

400

objawy toksyczne

u

dorosłego człowieka przy
dawce > 700µg/24h

Zalecane dzienne dawki selenu w

diecie człowieka - w zależności od

wieku

Zwierzęta:



pasza o zawartości 100 µg Se/kg s.m.

<10 µg/kg s.m. występują objawy

niedoboru

>3000 µg/kg s.m. toksyczny dla

zwierząt

LD

50(doustnie, młoda owca)

= 1,9 mg/kg

LD

50(doustnie, szczur)

= 6700 mg/kg

Zalecana dawka selenu

Toksyczne związki selenu



selenek dimetylowy



tlenochlorek selenu



dwutlenek selenu



selenowodór

Sole selenu należą do jednych z najbardziej

toksycznych związków.
Selen na 6 stopniu utlenienia jest ponadto

rozpuszczalny w wodzie.
Selen jest bardzo toksyczny dla organizmów

wodnych.

Toksyczne dawki selenu

DL50 dla różnych zwierząt wynosi 0,4-6,4 mg

Se/kg paszy

Toksyczność ostra:



Koń: 3,3mg/kg



Trzoda chlewna: 17mg/kg

Toksyczność podostra:



Trzoda chlewna: 20-50 ppm w diecie przez 3 dni i

więcej

Toksyczność chroniczna:



Koń, trzoda chlewna, bydło: 5-10 ppm w diecie

przez kilka tygodni do kilku miesięcy.

Wchłanianie



Układ pokarmowy:
Wszystkie związki selenu dobrze wchłaniają się z

przewodu pokarmowego (ponad 60%)



Skóra:
może być wchłaniany przez nieuszkodzoną skórę

(np. siarczek selenu w szamponach)



Układ oddechowy:
wdychanie selenu w postaci dymu, pyłu i gazu

Selen wchłonięty do organizmu początkowo wiązany
jest przez krwinki czerwone oraz albuminy i globuliny
osocza, a następnie transportowany do tkanek.

Dystrybucja



W organizmie dorosłego człowieka znajduje

się od 10 do 30 mg selenu.



Ok. 30% ogólnej ilości selenu w wątrobie,

15% w nerkach, 30% w mięśniach, 10% w

osoczu krwi.



We krwi największy poziom selenu jest w

erytrocytach i trombocytach, najniższy < 1%

w leukocytach.



Stosunek zawartości selenu w krwinkach

czerwonych do zawartości w osoczu wynosi

3:1.



Przechodzi przez łożysko i przedostaje się do
płodu, znajduje się w mleku matki

.

Metabolizm Selenu

Drogi metabolizmu Se:



redukcja połączona z metylacją



bezpośrednie wiązanie przez białka, w których selen zastępuje siarkę (w
cysteinie i metioninie)

Nieorganiczne związki selenu przekształcają
się w organiczne selenokompleksy w mięśniach,
hemoglobinie i osoczu.
Sole selenianów w wątrobie, śledzionie, krwi i
osoczu redukowane są przez enzymy do
seleninów lub selenu, które mogą tworzyć
kompleksy z białkiem.
Selen odkłada się we włosach, paznokciach.
Selenin ma większe powinowactwo do tkanek
niż selenian.

Redukcja selenu połączona z
metylacją



Se

6+

(seleniany SeO

42-

) → Se

4+

(seleniny

SeO

32-

) → Se

2-

(selenki)



Se

6+

(seleniany SeO

42-

)→adenozyno-5‘-

selenofosforanu → Se

4+

(seleniny SeO

32-

)

Metabolity:
TMeSe

+

- metabolit o małej aktywności odżywczej

i toksycznej; wydalany z moczem

DMeSe

+

- metabolit pośredni; wydalany drogą

oddechową

MMeSe

+

- wydalany na drodze metabolizmu

selenometioniny

Wiązanie selenu przez białka



Połączenie z cysteiną lub metioniną



L-Selenometionina jest formą selenu
najlepiej przyswajalną



D-Selenometionina jest 5-krotnie słabiej
przyswajalna od L-selenometioniny

Wydalanie selenu

Selen wydalany jest:



z moczem (w postaci jonu trimetyloselenowego

TMeSe+),



z kałem (jako selenki metali oraz selen

elementarny),



z potem,



z wydychanym powietrzem postaci

dimetyloseleninu, mającego zapach czosnku.

Ilość wydalanego selenu zależy od ogólnego

stężenia tego pierwiastka w organizmie.
U ludzi dorosłych waha się w granicach 40-110

μg/dm

3

. Stężenia powyżej 400μg/dm

3

selenu w

moczu wskazują na zatrucie.

Mechanizm toksycznego
działania

Konkurencyjne działanie w stosunku do siarki podczas
syntezy związków biologicznie czynnych, a przede
wszystkim:



Glutationu



Kwasów merkapturowych



Zaburzenie procesów alkilacji



Tworzenie toksycznych związków alkiloselenowych



Reakcje selenianów (IV) z grupami tiolowymi



Zakłócenia metabolizmu witaminy A i C



Zwiększone wydalanie selenu z moczem



Apoptoza (przy większych dawkach)



Zaburzenia syntezy ATP (przy chronicznym narażeniu)

Objawy zatruć ostrych

Charakterystyczny jest zapach czosnku w
wydychanym powietrzu.

Spożycie selenu:



żrące szkody dla przewodu pokarmowego



otępienie



depresje oddychania



spadek ciśnienia tętniczego krwi



może doprowadzić do śmierci

Skóra:



zapalenie skóry i jej poparzenia



wypryski

Objawy zatruć ostrych

Wdychanie:



intensywne podrażnienia górnych dróg

oddechowych,
a w późniejszym okresie może wystąpić zapalenie i
obrzęk płuc



metaliczny smak w ustach



ślinotok



kaszel



wydzielina z nosa



utrata węchu i bóle głowy



wdychanie dwutlenku selenu może powodować

gorączkę

Kontakt z oczami:



może pojawić się silne podrażnienie



zaczerwienienie i ból

Objawy zatruć przewlekłych

Nasilenie objawów chorobowych może być różne,

a ich zespół określa się ogólnie jako selenoza.



niedokrwistość



ślinotok



ślepota



zesztywnienie kończyn, artretyzm



próchnica zębów, kruche włosy i paznokcie,

wypadanie owłosienia



uszkodzenia skóry



zanik mięśnia sercowego i narządów miąższowych



nudności i wymioty, zaburzenia żołądkowo-

jelitowe



tkliwość i drżenie mięśni

Objawy zatruć przewlekłych

U zwierząt po spożyciu selenu z wodą lub paszą
(0,5 -1 mg/kg) po kilku tygodniach stwierdzono:



niedokrwistość,



sztywność stawów,



zniekształcenie kości kopyt,



utratę owłosienia,



zaburzenia czynności układu pokarmowego,

wątroby, nerek.

KONIEC :)