E C O L O G I CA L C H E M I ST R Y A N D E N G IN E E R IN G

T. 14, Nr S1

2007

Joanna KUCZYŃSKA

*1

i Marek BIZIUK*

BIOGEOCHEMIA SELENU I JEGO MONITORING

W MATERIAŁACH BIOLOGICZNYCH

POCHODZENIA LUDZKIEGO

SELENIUM BIOCHEMISTRY AND ITS MONITORING

IN BIOLOGICAL SAMPLES

Streszczenie: Na przestrzeni ostatnich kilkudziesięciu lat selen stał się przedmiotem intensywnych badań na-
ukowych w wielu dyscyplinach nauki. Najczęściej poruszanymi zagadnieniami są aspekty związane
z biochemią, geologią, toksykologią, wykorzystaniem przemysłowym selenu oraz jego wpływem na orga-
nizmy żywe [1]. Powodem szczególnego zainteresowania tym pierwiastkiem jest jego niewielka różnica
pomiędzy poziomem niezbędnym a toksycznym oraz szereg funkcji, jakie pełni w organizmie człowieka.

Z uwagi na to, iż żywność stanowi główne źródło selenu, jego zawartość w organizmie jest determino-

wana szeregiem czynników związanych m.in. z miejscem pochodzenia żywności, stężeniem oraz postacią fizy-
kochemiczną Se w glebie, na której produkowana jest żywność. W świetle zagrożeń, jakie może stwarzać za-
równo niski, jak i wysoki poziom zawartości selenu w środowisku, konieczne jest monitorowanie zawartości
tego pierwiastka w organizmie ludzkim. W ostatniej dekadzie pojawiło się wiele doniesień na temat wykorzys-
tania biologicznych wskaźników zawartości selenu, odzwierciedlających poziom pobrania tego pierwiastka
z żywnością. Badania próbek materiałów biologicznych, których wyniki stanowią cenne źródło informacji
o stanie mineralnym organizmu, przeprowadza się najczęściej za pomocą technik spektralnych, polarograficz-
nych czy też jądrowych.

Słowa kluczowe: selen, selenobiałka, biomonitoring, materiały biologiczne pochodzenia ludzkiego

Wstęp

Pierwiastki występujące w środowisku w śladowych lub ultraśladowych ilościach,

często określane mianem „niezbędnych mikroelementów”, odgrywają szereg biologicz-
nych funkcji w organizmach żywych. Jednym z przedstawicieli tej grupy jest selen, zna-
ny jako „pierwiastek posiadający dwa oblicza” [2, 3]. Pomimo iż jest on konieczny do
prawidłowego funkcjonowania organizmów żywych, nadmierne pobranie tego pierwiast-
ka może wywoływać zaburzenia w homeostazie organizmu, a nawet prowadzić do

*

Katedra Chemii Analitycznej, Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-952

Gdańsk, tel. [phone], fax [phone], e-mail: [e-mail]

1

Autor do korespondencji: e-mail: [e-mail]

Joanna Kuczyńska i Marek Biziuk

śmierci. Różnica pomiędzy dawką niezbędną a toksyczną jest niewielka: dzienne spoży-
cie selenu poniżej 0,1 mg/kg masy ciała przyczynia się do wystąpienia niedoborów bio-
pierwiastka w organizmie, natomiast ilości powyżej 1 mg Se/kg (m.c.) mogą powodo-
wać wystąpienie objawów toksycznego działania [4]. Podwójna natura tego pierwiastka
spowodowała ogromne zainteresowanie właściwościami i wpływem selenu na organizmy
żywe. Przeprowadzone badania epidemiologiczne wykazały zależność występującą
pomiędzy niedoborem selenu w ustroju człowieka a wzrastającym ryzykiem zachorowa-
nia na nowotwory oraz choroby układu krążenia [5].

Występowanie selenu w środowisku

Selen należy do pierwiastków bardzo rozpowszechnionych na powierzchni Ziemi,

jednakże nie jest on równomiernie rozmieszczony. W skorupie ziemskiej występuje
w postaci 6 stabilnych izotopów ( Se

74

(9,4%), Se

76

(9,4%), Se

77

(7,6%), Se

78

(23,8%),

Se

80

(49,6%) i Se

82

(8,7%)) [6], najczęściej jako zanieczyszczenie niektórych rud

siarczkowych oraz złóż węglowych (w ilości około 0,09 mg/kg [7]).

Jego obecność w środowisku jest wynikiem zarówno naturalnych procesów przyrod-

niczych, jak i aktywnej działalności człowieka. Proces wietrzenia łupków ilastych oraz
nawadnianie bogato selenowych gleb przeznaczonych pod uprawę stanowią główne źró-
dła tego pierwiastka, zwłaszcza w niektórych regionach Ameryki Północnej [4]. Ważnym
źródłem selenu jest również spalanie paliw oraz wytapianie i rafinacja miedzi, podczas
których następuje ulatnianie związków tego pierwiastka do atmosfery.

Całkowita zawartość selenu w glebie jest ściśle zależna zarówno od typu, jak i rodza-

ju gruntu, wykazując ścisłą zależność od składu mechanicznego. Wartości stężeń tego
pierwiastka w glebach, w których ilości selenu określa się jako nietoksyczne, wahają się
w granicach od 0,01 do 2 mg/kg [7, 8]. Największe zawartości tego pierwiastka występu-
ją w glebach wytworzonych ze skał (do 4,2 mg/kg), przy czym najmniejsze stężenia,
z reguły nieprzekraczające 0,4 mg/kg, odnotowuje się w glebach bielicowych [9]. Szcze-
gólnie zasobnymi w selen są minerały siarczkowe (do 120 mg/kg) oraz gleby wulka-
niczne, w których ilość Se sięga do 200 mg/kg.

O zachowaniu się związków selenu w środowisku decydują zarówno złożone właści-

wości geochemiczne, jak i wielowartościowość pierwiastka (Se

6+

, Se

4+

, Se

0

,

Se

2

−

). Czyn-

niki te przyczyniają się do powstania różnych form mobilnych Se, potencjalnie bio-
dostępnych w roztworze glebowym (tab. 1). Seleniany (

−

2
4

SeO ), obecne w środowisku

alkalicznym, stanowią termodynamicznie stabilną grupę związków [8]. Ze względu na
ich rozpuszczalność w wodzie seleniany są łatwiej wypłukiwane z gleb, transportowane
do wód gruntowych i pobierane przez rośliny aniżeli seleniny (

−

2
3

SeO ). Związki te wy-

stępują w warunkach słabo utleniających i mogą ulegać redukcji do formy elementarnej
Se

0

. Największą trudnością w pobieraniu Se przez rośliny i zwierzęta charakteryzują się

selenki (Se

2

−

) występujące w środowisku kwaśnym.

W wyniku działania substancji organicznej oraz roślin zarówno wyższych, jak i niż-

szych wszystkie związki selenu obecne w glebie ulegają procesowi biometylacji, tworząc

48

Biogeochemia selenu i jego monitoring w materiałach biologicznych pochodzenia ludzkiego

łatwo lotny dimetylek selenu (CH

3

)

2

Se. Produkt ten jest ostatecznie wydalany zarówno

z korzeni, jak i z nadziemnych części roślin [9].

Ze względu na niebezpieczne skutki, jakie może powodować zarówno niedobór, jak

i nadmiar selenu dla organizmów żywych, niezwykle ważnym aspektem jest oznaczanie
zawartości tego pierwiastka w glebach z różnych rejonów świata. Szacowanie poziomu
stężeń selenu może zostać przeprowadzone przy zastosowaniu jednej z dwóch metod: (1)
badania całkowitej zawartości selenu w glebie lub (2) wykorzystania biowskaźników se-
lenu (roślin lub zwierząt).

Tabela 1

Wpływ warunków tlenowych i odczynu gleby na występowanie różnych form chemicznych selenu

[9-11, 14, 15]

Warunki redoksowe

Formy chemiczne selenu

Charakterystyka form selenu

Utleniające

seleniany

Se

6+



łatwo rozpuszczalne



nie podlegają sorpcji przez związki żelaza



łatwo pobierane przez rośliny

Przejściowe

seleniny

Se

4+



formy rozpuszczalne z metalami alkalicznymi



formy stabilne w połączeniu z tlenkami, wodoro-
tlenkami żelaza oraz substancją organiczną



słabo dostępne dla roślin

Redukcyjne

selenki i selen

elementarny

Se

2

−

, Se

0



silnie wiązane przez wodorotlenki żelaza



słabo mobilne i trudno dostępne dla roślin

Oceniając ilość selenu pobranego przez rośliny, należy przeanalizować czynniki

wpływające na bioprzyswajalność tego pierwiastka, która jest ściśle zależna od
[10-12]:


formy chemicznej pierwiastka,



pH gleby,



potencjału utleniająco-redukcyjnego,



obecności substancji organicznych i innych składników gleby,



czynników klimatycznych.

Selen występujący w formach rozpuszczalnych jest łatwiej przyswajany przez rośliny.

Jego zwiększone zawartości występują zazwyczaj w glebach zasolonych oraz bogatych
w związki żelaza i substancję organiczną. Duże zróżnicowanie gatunkowe i odmianowe
roślin w znacznym stopniu wpływa na ilość pobieranego pierwiastka. Wśród roślin,
wykazujących tendencje do kumulowania selenu w dużych ilościach, wyróżnia się rośli-
ny należące do rodziny Compositae, Leguminosae, Cruciferae i Allium, tzw. hiperaku-
mulatory. Rosnąc na glebach zasobnych w selen, rośliny te mają zdolność jego kumulo-
wania w ilości nawet do kilku tysięcy mg/kg suchej masy [13]. Naturalne właściwości
tych roślin do pobierania i gromadzenia selenu sprawiają, iż mogą być one wykorzystane
do usuwania (fitoremediacja) tego pierwiastka z gleb silnie nim zanieczyszczonych.

Również czynniki glebowe i klimatyczne w istotnym stopniu wpływają na dostępność

tego pierwiastka. Wzrost temperatury otoczenia oraz pH gleby sprzyja migracji selenu

49

Joanna Kuczyńska i Marek Biziuk

w środowisku oraz pobieraniu go przez rośliny i inne organizmy glebowe. Na rysunku 1
przedstawiono przemiany chemiczne selenu zachodzące w glebie.

Selenki

Selen

elementarny

Seleniny

Seleniany

Trudno

rozpuszczalne

Utrata aktywności

biologicznej Se

R

o

ś

l

i

n

y

Wypłukiwanie

Utrata aktywności

biologicznej Se

pH<7

pH>7

Fe(OH)SeO

3

Trudno

rozpuszczalne

Utrata aktywności

biologicznej Se

Kwaśne, słabo

przewietrzane gleby

Alkaliczne, dobrze

przewietrzane gleby

Rys. 1. Przemiany chemiczne selenu w glebie [10]

Żywność jako źródło selenu

Obecność selenu w organizmach żywych jest konsekwencją jego występowania

w środowisku, w którym żyją. Rośliny są głównym odbiorcą tego mikroelementu z gleby,
a jednocześnie głównym jego źródłem w pożywieniu ludzi i zwierząt. Jego dobowe zapo-
trzebowanie zależy od wieku i stanu organizmu i waha się w zakresie od 20 μg u dzieci
do 75 μg u kobiet karmiących.

Dzienne pobieranie Se przez człowieka jest zróżnicowane w poszczególnych krajach

i w dużym stopniu jest odbiciem poziomu tego pierwiastka w produktach spożywczych.
W regionach z podwyższoną zawartością selenu dzienne dawki są znacznie większe
i dochodzą w Stanach Zjednoczonych do około 200

µ

g, a w Chinach nawet do 5000

µ

g

[9].

Zawartość selenu w pokarmach jest bardzo zmienna i zależna od rodzaju surowców

roślinnych czy zwierzęcych, na które wpływają m.in. poziom tego pierwiastka w glebie
przeznaczonej do uprawy, czynniki klimatyczno-glebowe, warunki hodowli oraz zastoso-
wane procesy technologiczne. Przetwarzanie surowców żywnościowych wiąże się zarów-
no z obróbką mechaniczną, rozdrabnianiem materiału, jak również procesami

50

Biogeochemia selenu i jego monitoring w materiałach biologicznych pochodzenia ludzkiego

gotowania czy pieczenia. Podczas obróbki cieplnej wraz z procesem odparowywania se-
lenu obecnego w produktach usuwa się nawet do 40% tego pierwiastka [16], przy czym
najmniejsze straty występują podczas gotowania, a największe przy smażeniu
i pieczeniu.

Selen jest obecny w wielu produktach żywnościowych, jednak nie wszystkie pokarmy

są dobrym jego źródłem, bowiem pierwiastek ten nie w każdej postaci jest dobrze wchła-
niany w przewodzie pokarmowym. Orzechy brazylijskie są bogatym źródłem łatwo przy-
swajalnego selenu; w rejonie lasów Amazonii, gdzie tereny zostały wzbogacone w selen
wskutek wyziewów wulkanicznych, zawierają one nawet do 36 mg Se/kg świeżej masy [9].

Z uwagi na fakt, iż selen łatwo łączy się z proteinami, żywność o dużej zawartości

białka, a więc mięso, podroby, ryby oraz owoce morza, stanowi dobre źródło tego pier-
wiastka [17].

Rozpatrując udział poszczególnych grup produktów spożywczych w dostarczaniu

selenu w krajowych racjach pokarmowych, można stwierdzić, że ważnym źródłem tego
składnika są produkty zbożowe. Znacznie mniejszy udział mają warzywa i owoce.
W tabeli 2 podano informacje na temat zawartości selenu w wybranych produktach spo-
żywczych.

Tabela 2

Średnie zawartości selenu w produktach żywnościowych produkowanych w Polsce [9, 18-21]

Żywność

Ilość selenu

[μg/kg]

Żywność

Ilość selenu

[μg/kg]

Zboża i produkty zbożowe

Owoce i warzywa

Pszenica

32

Brukselka

102

Żyto

22

Cebula

34

Kukurydza

< 4

÷

112

Kalafior

81

Ryż

80

Kapusta

57

Ziarno sezamowe

267

Marchew - korzeń

42

Chleb żytni razowy

180

Ogórek

56

Mięso i jego przetwory

Pietruszka - korzeń

36

Mięso drobiowe

125

Pietruszka - nać

72

Mięso wieprzowe

18

Pomidory

44

Wątroba drobiowa

560

Rzodkiewka

53

Wątroba wołowa

39

Sałata

38

Cielęcina, udziec

70

Ziemniaki

37

Ryby

Borówki

81

Śledź świeży

300

Pieczarki świeże

75

Makrela wędzona

320

Gruszki

182

Jaja

Jabłka

36

Jaja kurze, całe

160

Śliwki

58

Mleko i produkty mleczne

Rośliny strączkowe

Mleko, 3,2%

17

Soczewica

>1000

Mleko w proszku

120

Soja

435

Jogurt, 2% tłuszczu

25

Groch

1345

Masło śmietankowe

12

Fasola

938

Ser ementaler

65

Orzechy

Wino

Orzechy włoskie

10

51

Joanna Kuczyńska i Marek Biziuk

Wino mieszane

1,13

Wino winogronowe

2,41

Oprócz ogólnej zawartości selenu w produkcie duże znaczenie ma jego przyswajanie

przez organizm. Ogólnie przyjmuje się, że biodostępność selenu z pożywieniem wynosi
około 55%. Na przyswajalność selenu z żywności wpływa wiele czynników (rys. 2).



Zawartość składnika
w dobowej racji
pokarmowej



Forma chemiczna



Stopień utlenienia



Substancje ułatwia-

jące wchłanianie



Substancje utrudnia-
jące wchłanianie



Rodzaj połączeń
chemicznych



Wiek, płeć



Stan fizjologiczny



Stan odżywienia



Regulacja

homeostazy



Choroby, stresy



Mikroflora przewodu
pokarmowego



Wiek, płeć



Stan fizjologiczny



Stan odżywienia



Regulacja homeostazy



Choroby, stresy

Pula

całkowita

Pula dostępna

do absorpcji

Racja

pokarmowa

Pula

wchłonięta

Pula

wykorzystana

Czynniki

związane

z produktem

Czynniki

związane

z organizmem

Rys. 2. Czynniki wpływające na przyswajalność selenu w organizmie [22]

Podstawową rolę w biodostępności odgrywa forma chemiczna selenu [14] (najłatwiej

wchłaniane są organiczne połączenia Se, tj. selenocysteina, selenometioniny), rodzaj pro-
duktu stanowiącego źródło tego pierwiastka, skład posiłku oraz ilość białka [23]
w diecie. Wykazano, że żywność roślinna zawiera proporcjonalnie więcej selenometio-
niny niż żywność pochodzenia zwierzęcego i w związku z tym jest łatwiej przyswajana
niż selen z połączeń nieorganicznych. Ze względu na biodostępność Se produkty można
podzielić na cztery grupy (tab. 3).

Tabela 3

Biodostępność selenu w wybranych grupach produktów spożywczych [5, 14]

Biodostępność Se [%]

Produkty spożywcze

85

÷

100

warzywa, produkty zbożowe

20

÷

50

owoce morza, ryby

15

mięso

52

Biogeochemia selenu i jego monitoring w materiałach biologicznych pochodzenia ludzkiego

< 2

nabiał

Na ogół przyjmuje się, że wchłanianie selenu wzmagają białka małomolekularne oraz

witaminy (głównie E, A, C). Z kolei zmniejszona absorpcja występuje podczas spożywa-
nia dużych ilości witaminy C oraz słodyczy, jak również przy podwyższonej ilości metali
ciężkich i siarki w diecie.

Metabolizm i biochemiczna rola selenu

Selen, dostarczany z żywnością oraz suplementami diety do organizmu, występuje

pod różnymi postaciami zarówno organicznymi, jak i nieorganicznymi, głównie jako se-
lenocysteina (SeCys) i selenometionina (SeMet) oraz seleniny i seleniany.

Nieorganiczne formy selenu wewnątrz organizmu ulegają redukcji do selenków.

Podobny produkt powstaje również wskutek przemian selenocysteiny i selenometioniny,
które metabolizowane do selenków są wykorzystywane w syntezie selenoprotein [24].
Badania eksperymentalne wykazały, iż przyswajalność selenu jest ściśle zależna od che-
micznej formy Se, która wpływa również na wewnątrzkomórkowe rozmieszczenie tego
pierwiastka w organizmie (rys. 3).

W organizmie dorosłego człowieka znajduje się od 10 do 30 mg selenu [25]. Jest on

obecny we wszystkich tkankach ludzkich, przy czym około 30% ogólnej ilości Se znaj-
duje się w wątrobie, 15% w nerkach, 30% w mięśniach i 10% w osoczu krwi.

Formy selenu

dostarczane

z żywnością:



Selenocysteina



Selenocystyna



Selenometionina



Seleniny



Seleniany

Światło jelita

Absorpcja

i transport do

lipoprotein

i albumin

Wydalanie z kałem

(selenki metali,

selen elementarny)

Pula

krążąca

Inne tkanki:


Włosy



Paznokcie



Trzustka

Nerki

Wydalanie z moczem

(TMSe

+

)

Wątroba



Przekształcenie oraz

przyłączenie do białek

(jako selenocysteina)



Metylacja np. do

(CH

3

)

2

Se

53

Joanna Kuczyńska i Marek Biziuk

Rys. 3. Metabolizm selenu [26]

Wchłanianie selenu z przewodu pokarmowego zależy od wielu czynników, do któ-

rych można zaliczyć m.in. stopień wysycenia organizmu tym pierwiastkiem, rodzaj
związku, jego ilość oraz obecność np. metali ciężkich.

Związki selenu występujące w połączeniach organicznych są łatwiej przyswajane

w przewodzie żołądkowo-jelitowym aniżeli nieorganiczne sole selenu. Wchłanianie
związków nieorganicznych selenu zachodzi na skutek transportu biernego (dyfuzja
w obecności jonów sodu) w jelicie cienkim, natomiast wchłanianie organicznych form
selenu odbywa się w wyniku aktywnego transportu jelitowego. Po procesie absorpcji za-
równo organiczne, jak i nieorganiczne formy selenu są przenoszone do wątroby, gdzie
następuje wzbogacanie frakcji przez komórki wątrobowe. Pozostała ilość jest transporto-
wana wraz z krwioobiegiem do innych tkanek organizmu ludzkiego.

Kumulacja w organizmie selenometioniny jest większa (74%) niż nieorganicznego

selenu (32

÷

40%). Badania z użyciem izotopów selenu wykazały, że selenometionina

wchłonięta do tkanek przechodzi przez wątrobę i trzustkę kilka razy zanim zostanie wy-
dalona z organizmu. W związku z tym zawartość selenu w tkankach po podaniu seleno-
metioniny jest większa niż po podaniu selenków [27].

Homeostaza selenu w organizmie człowieka jest zależna od jego katabolizmu.

Degradacja selenoaminokwasów prowadzi do powstania reszt aminokwasowych oraz se-
lenków. Pierwiastek ten jest usuwany z ustroju głównie z moczem (w postaci jonu trime-
tyloselenowego TMeSe

+

) i kałem (jako selenki metali oraz selen elementarny) [10]. W

przypadku nadmiernego pobrania selenu powstające lotne formy Se o charakterys-
tycznym zapachu czosnku (dimetyloselenki) są wydalane z organizmu wraz z wydycha-
nym powietrzem. Ilość wydalanego selenu zależy od ogólnego stężenia tego pierwiastka
w organizmie.

Różnorakie funkcje, które spełnia selen wewnątrz ustroju ssaków, wiążą się głównie

z występowaniem selenobiałek - białek zawierających Se w postaci aminokwasu seleno-
cysteiny, odgrywających rolę w wielu procesach fizjologicznych. Do tej pory zostało roz-
poznanych około 35 selenobiałek obecnych w organizmach żywych, jednakże tylko
w przypadku 11 z nich opisano działanie i rolę pełnioną w organizmie człowieka (tab. 4).

Tabela 4

Funkcje selenobiałek w organizmie ludzkim [28-31]

Selenoproteiny

Rozmieszczenie

wewnątrzkomórkowe

Funkcje w organizmie

1

2

3

Peroksydaza
glutationowa
komórkowa
(GSH-Px)



wątroba, erytrocyty



katalizuje reakcje redukcji nadtlenku wodoru



przekształca szkodliwe produkty peroksydacji
lipi- dów i fosfolipidów w nieszkodliwe (woda,
alkohol)



pełni rolę w procesie obrony organizmu (bio-
molekuł lipidów, lipoproteid, DNA) przed stre-
sem
oksydacyjnym

Peroksydaza



osocze, wątroba, nerki,



nasila przeciwutleniające działanie witaminy E

54

Biogeochemia selenu i jego monitoring w materiałach biologicznych pochodzenia ludzkiego

pozakomórkowa

serce, płuca, łożysko,
tkanka gruczołowa piersi

Peroksydaza

nadtlenków

lipidowych



głównie w jądrach



chroni fosfolipidy błon komórkowych przed
utlenieniem



odgrywa rolę w syntezie prostaglandyn oraz
amin katecholowych

1

2

3

Peroksydaza

jelitowa



cytozol wątroby, jelita,
tkanka gruczołowa piersi



ułatwia wchłanianie i reguluje funkcję wita-
miny E



chroni błony organelli komórkowych przed
utleniającym działaniem lipidów

Reduktaza

tioredoksyny

(TrxR)



redukuje nukleotydy podczas syntezy DNA



chroni przed stresem oksydacyjnym



utrzymuje wewnątrzkomórkową homeostazę
redoks



bierze udział w prewencji i naprawie szkód wy-
wołanych stresem oksydacyjnym przez H

2

O

2

Dejodynaza



tarczyca, wątroba, nerki



bierze udział w produkcji aktywnych hormo-
nów tarczycy



warunkuje prawidłowy metabolizm hormonów
tarczycy

Selenoproteina N



mięsień szkieletowy, wą-
troba, mózg, serce, żołą-
dek



bierze udział w rozmnażaniu i regeneracji ko-
mórek

Selenoproteina P



osocze krwi



chroni przed wolnymi rodnikami



transportuje selen do erytrocytów



odgrywa główną rolę w metabolizmie selenu

Selenoproteina W



mięśnie, śledziona, jądra,
serce, mózg



metabolizm mięśni, zapobiega nadmiernemu
utlenieniu

Syntetaza
selenofosforanowa
(SPS2)



różne tkanki



katalizuje przyłączanie selenocysteiny do sele-
noprotein



katalizuje reakcję syntezy fosforanu selenu -
donoru Se w reakcjach biologicznych

Selenoflagelina



sperma szczurów i byków



warunkuje prawidłowy metabolizm testostero-
nu oraz prawidłową budowę jąder

Znaczenie selenu dla zdrowia człowieka

Aż do połowy lat 50. XX wieku selen był znany wyłącznie ze swej silnej toksycz-

ności w stosunku do zwierząt i człowieka. Dopiero 1957 rok, kiedy to wykazano, iż selen
jest składnikiem tzw. czynnika 3, białka chroniącego tkankę wątrobową przed uszkodze-
niami [32], okazał się punktem zwrotnym w poznaniu biochemicznej roli tego pierwiast-
ka. Od tego czasu zainteresowanie jego właściwościami znacząco wzrosło. Prowadzone
późniejsze badania przedstawiły selen jako integralną część enzymu peroksydazy gluta-

55

Joanna Kuczyńska i Marek Biziuk

tionowej (GSH-Px) [33] i ostatecznie dowiodły znaczenie selenu jako pierwiastka nie-
zbędnego do prawidłowego funkcjonowania organizmów żywych.

Jako składnik selenobiałek selen odgrywa rolę zarówno strukturalną, jak i enzyma-

tyczną. Znany jest głównie jako przeciwutleniacz i katalizator produkcji czynnego hor-
monu tarczycy. Selen pobudza układ immunologiczny do wzrostu produkcji przeciwciał
i powoduje zwiększoną aktywność komórek immunologicznych. Synergiczne działanie
selenu z witaminą E przyczynia się do opóźniania procesów starzenia oraz przyspiesze-
nia regeneracji komórek. Prawdopodobnie stanowi on najważniejszy składnik odżywczy,
hamujący progresję zakażenia wirusem HIV do pełnoobjawowego AIDS. W nietoksycz-
nych dawkach selen wzmaga procesy detoksykacyjne, m.in. usuwa metale ciężkie,
tj. kadm, ołów, rtęć i arsen, poprzez tworzenie trudno rozpuszczalnych selenków tych
metali [2]. Ponadto, pierwiastek ten jest konieczny do prawidłowego wzrostu oraz odgry-
wa ważną rolę w przekazywaniu impulsów nerwowych w ośrodkowym układzie
nerwowym.

Niedobór selenu

Pobranie niewystarczających ilości selenu z pożywieniem może przyczyniać się do

pojawienia się etiologii procesów chorobotwórczych lub w niektórych przypadkach do
intensyfikacji postępów choroby. Rozpowszechnienie występowania objawów niedoboru
Se w ogólnej populacji jest następstwem niewystarczającej podaży Se w diecie, która
wynika z małej zawartości tego pierwiastka w glebie na niektórych obszarach Ziemi. Zja-
wisko to jest źródłem poważnych problemów zdrowotnych wielu milionów ludzi, za-
mieszkujących te tereny.

Stwierdzono, iż niedobór selenu jest główną przyczyną uszkodzenia mięśnia serco-

wego (choroba Keshan) oraz ograniczenia sprawności układu odpornościowego (choroba
Kashin-Becka) u ludzi zamieszkujących tereny ubogoselenowe. Schorzenia te dotykają
przeważnie dzieci (w wieku 5-13 lat) oraz kobiety, których dzienne spożycie Se nie prze-
kracza 3 μg, a poziom we krwi jest niższy niż 20 μg Se/cm

3

[34]. Te krytycznie małe za-

wartości selenu przyczyniają się do występowania zespołu objawów, do których należą
niewydolność krążenia, arytmia i powiększenie mięśnia sercowego (w przypadku choro-
by Keshan), a także dystrofia chrząstek stawowych, występująca u osób dotkniętych cho-
robą Kashin-Becka. Symptomy towarzyszące niedoborom selenu obserwuje się również
u chorych żywionych pozajelitowo, u których mogą wystąpić zaburzenia w pracy serca,
trzustki, wątroby, zapalenie węzłów chłonnych, zmniejszenie odporności, zmiany w pig-
mentacji skóry i włosów.

Licznie przeprowadzone badania epidemiologiczne wskazują na związek pomiędzy

małą zawartością selenu w diecie a rozwojem tzw. chorób cywilizacyjnych, wśród któ-
rych można wyróżnić: niektóre rodzaje nowotworów, choroby sercowo-naczyniowe [26,
35, 36], cukrzycę czy też udar mózgu. Niedobór selenu stwierdza się również w przypad-
ku reumatoidalnego zapalenia stawów, niewydolności nerek, mukowiscydozy oraz przy-
spieszonego procesu starzenia się organizmu.

W kontekście powyższych danych, niski lub obniżony poziom selenu w niektórych

regionach geograficznych, w tym w części krajów europejskich, staje się poważnym pro-
blemem zdrowotnym.

56

Biogeochemia selenu i jego monitoring w materiałach biologicznych pochodzenia ludzkiego

Nadmiar selenu

Pierwsze doniesienia o niekorzystnym wpływie selenu na organizmy żywe można

znaleźć w zapiskach z podróży Marco Polo z XIII wieku do Chin. Podróżnik ten zauwa-
żył, że odżywianie się zwierząt hodowlanych trawami rosnącymi na niektórych pastwis-
kach powoduje odpadanie u nich kopyt. Zaobserwowaną chorobę powiązano z podwyż-
szonym stężeniem selenu w roślinach, którymi żywiły się zwierzęta.

Stwierdzono również, iż duże stężenie tego pierwiastka w pożywieniu może być

także szkodliwe dla człowieka i wywoływać chorobę zwaną selenozą (chorobą alkalicz-
ną). Niektóre tereny bogate w selen, na których dzienne pobranie Se może dochodzić do
5 mg (poziom we krwi 3200 μg/cm

3

), wykazują wyraźne symptomy toksyczności selenu,

tj. utratę włosów, twardnienie paznokci, nudności, zmęczenie, metaliczny posmak w
ustach oraz utrzymującą się charakterystyczną woń oddechu i skóry, przypominającą za-
pach czosnku, spowodowaną obecnością pochodnych metylowych selenu

[37]. Do in-

nych objawów nadmiernego spożywania selenu należą: znużenie, podrażnienie dróg od-
dechowych oraz zawroty głowy bez uchwytnej przyczyny [38].

Oznaczanie zawartości selenu w próbkach materiału biologicznego

Z uwagi na to, iż pożywienie stanowi główne źródło selenu, jego zawartość w orga-

nizmie jest determinowana szeregiem czynników, związanych m.in. z formą występowa-
nia w środowisku, składem pożywienia czy też zawartością selenu w glebie, na której
produkowana jest żywność. W ostatniej dekadzie pojawiło się wiele doniesień na temat
wykorzystania biologicznych wskaźników zawartości selenu, odzwierciedlających
poziom pobrania tego pierwiastka z żywnością. W tabeli 5 podano informacje na temat
poziomu zawartości Se w próbkach materiału biologicznego pobranego od mieszkańców
różnych krajów.

Tabela 5

Wartości stężeń selenu w próbkach materiału biologicznego

Typ materiału bio-

logicznego

Miejsce pobrania

próbki

Technika anali-

tyczna

Średnie stężenie

[X

śr

±SD]

Literatura

paznokcie

Kanada

INAA

0,936 ± 0,150 μg/g

[39]

Finlandia

Fluorymetria

0,470 ± 0,090 μg/g

[40]

surowica
krew
mocz
paznokcie

Południowa Dakota

i Wyoming, USA

GC-MS

2,10 ± 0,38 μmol/dm

3

3,22 ± 0,79 μmol/dm

3

1,56 ± 1,04 μmol/dm

3

NAA

15,2 ± 3,0 nmol/g

[41]

krew
surowica
mocz
mięsień
ślina

Mumbai, Indie

DP-CSV

99,6 ng/cm

3

100 ng/cm

3

5,2 ng/cm

3

195,4 ng/g

2 ng/cm

3

[42]

57

Joanna Kuczyńska i Marek Biziuk

łożysko
pępowina
paznokcie
włosy

Hiszpania

GF-AAS

0,81 ± 0,02 μg/g

76,3 ± 6,5 μg/dm

3

0,90 ± 0,27 μg/g
0,60 ± 0,37 μg/g

[43]

paznokcie
plazma

Waszyngton, USA

NAA

1,02 ± 0,21 μg/g

GF-AAS

161 ± 29 μg/dm

3

[44]

krew

Republika Czeska

HG-AAS

82,4 ± 20,2 μg/dm

3

[45]

W zależności od materiału biologicznego, użytego do oceny stanu odżywienia, istnie-

je możliwość uzyskania zarówno krótko-, jak i długoterminowej informacji o stanie
mineralnym organizmu. Wykorzystanie tego typu biosubstratów do oszacowania pozio-
mu Se stanowi niezwykle cenne narzędzie analityczne [46], pozwalające na uzyskanie in-
formacji stanowiących podstawę do oceny ryzyka zachorowania na różne schorzenia
związane z nadmiarem bądź niedoborem selenu w organizmie.

W zależności od uzyskanej informacji biomateriały pochodzenia ludzkiego można

podzielić na trzy grupy:


wskaźniki krótkoterminowe: mocz, surowica, plazma,



wskaźniki średnioterminowe: krew,



wskaźniki długoterminowe: paznokcie, włosy, erytrocyty, aktywność peroksydazy
glutationowej [47, 48].

W tabeli 6 zostały wymienione wady i zalety najczęściej wykorzystywanych bio-

substratów.

Tabela 6

Cechy wybranych materiałów biologicznych wykorzystywanych do oceny „stanu selenowego”

organizmu [47, 49-51]

Typ

wskaźni-

ka

Biosubstrat

Zalety

Wady

kr

ót

k

ot

er

m

in

ow

e

mocz



nieinwazyjny charakter oraz łatwość
pobierania próbek



możliwość uzyskania relatywnie du-
żych objętości próbek (nawet do
800 cm

3

)



brak ryzyka związanego z pobiera-
niem i analizą próbek



przechowywanie próbek moczu wy-
maga niskich temperatur



z uwagi na możliwość zafałszowań
próbki moczu powinny być pobierane
w obecności osób trzecich, co często
jest traktowane jako „pogwałcenie
prywatności”

 rozcieńczenie małych ilości analitu

w dużej objętości moczu

śr

ed

n

iot

er

m

in

ow

e

krew



„łącznik” pomiędzy wszystkimi ko-
mórkami organizmu



stosunkowo duże stężenie analitu, da-
jące się oznaczyć bez konieczności
zatężania próbki (zwłaszcza w prób-
kach osocza)



inwazyjny charakter pobierania pró-
bek



możliwość pobrania tylko niewielkich
objętości próbek (ok. 20 cm

3

)



trudności związane z uzyskaniem
zgody na pobieranie próbek krwi do
badań



ryzyko związane z przeniesieniem
choroby od pacjenta



ryzyko uzyskania nieaktualnego stę-
żenia pierwiastków w organizmie,

58

Biogeochemia selenu i jego monitoring w materiałach biologicznych pochodzenia ludzkiego

wynikające z działania mechanizmów
homeostatycznych

d

łu

got

er

m

in

ow

e

paznokcie,

włosy



stężenia większości pierwiastków śla-
dowych są większe niż we krwi i in-
nych tkankach

 łatwość pobierania próbek



transport i przechowywanie próbek
nie wymaga specjalnych warunków



próbki dostarczają zapisu zarówno
przeszłych, jak i obecnych poziomów
stężeń pierwiastków śladowych



niewielka wrażliwość włosów i pa-
znokci na mechanizmy homeostatycz-
ne

 stabilność materiału
 nieinwazyjny charakter pobierania

próbek



zmienny udział zewnętrznych zanie-
czyszczeń w zawartości śladowych
metali we włosach i paznokciach

 niejednorodność próbek paznokci



trudności związane z oczyszczaniem
próbek, zwłaszcza paznokci



zmienność stężeń pierwiastka związa-
na z wiekiem oraz płcią dawcy pró-
bek

59

Joanna Kuczyńska i Marek Biziuk

Próbki stałe

Tkanki twarde i miękkie: włosy,

paznokcie, łożysko, pępowina itp.



Dodatek substancji zapewniających zachowanie
optymalnych warunków fizykochemicznych

(np. heparyny zapobiegającej krzepnięciu krwi)



Przechowywanie próbek płynów biologicznych

w niskich temperaturze z dodatkiem substancji

ochronnych (np. glicerol w przypadku krwi)



Tkanki twarde nie wymagają specjalnego
traktowania po pobraniu



Tkanki miękkie powinny być mrożone
w temperaturze

−

20

o

C do czasu analizy



Mineralizacja za pomocą kwasów

(HNO

3

, HNO

3

/HClO

4

, H

2

SO

4

) z użyciem jednej

z technik:



rozkład próbek z wykorzystaniem mikrofal,



mineralizacja wspomagana promieniowaniem

UV,



rozkład próbki w mieszaninach utleniających

wspomagany ultradźwiękami,



Mineralizacja utleniająca na drodze suchej



Usuwanie zewnętrznych zanieczyszczeń
i martwej skóry z próbek tkanek ludzkich



Osuszanie próbek (np. na drodze liofilizacji),

rozdrabnianie, homogenizacja i mieszanie



Mineralizacja za pomocą kwasów

(HNO

3

, HNO

3

/HClO

4

, H

2

SO

4

) z użyciem

jednej z technik:



rozkład próbek z wykorzystaniem

mikrofal,



mineralizacja wspomagana

promieniowaniem UV,



rozkład próbki w mieszaninach
utleniających wspomagany

ultradźwiękami.



Mineralizacja utleniająca na drodze suchej

Pobieranie próbek

Próbki ciekłe

Płyny biologiczne: krew, mocz,

mleko kobiece itp.

Transport, konserwacja i przechowywanie

Przygotowanie próbek

Oznaczanie końcowe Se

Analiza próbek materiału biologicznego przy wykorzystaniu następujących technik analitycznych:



spektroskopii absorpcji atomowej z generowaniem wodorków (HG-AAS)



spektroskopii absorpcji atomowej z atomizacją w piecu grafitowym (GF-AAS)



spektrofluorymetrii



spektrometrii emisji atomowej ze wzbudzeniem w indukowanej plazmie (ICP-AES)



spektrometrii mas ze wzbudzeniem w indukowanej plazmie (ICP-MS)



różnicowo-pulsowej katodowej woltamperometrii inwersyjnej (DP-CSV)



neutronowej analizy aktywacyjnej (NAA)

Rys. 4. Ogólny schemat toku postępowania analitycznego w przypadku oznaczania selenu w prób-

kach materiału biologicznego pochodzenia ludzkiego

60

Biogeochemia selenu i jego monitoring w materiałach biologicznych pochodzenia ludzkiego

Miarodajność wszelkich ocen zagrożenia i oszacowań zawartości selenu zależy od

dokładności i precyzji pomiaru stężenia tego pierwiastka w wybranej matrycy. Aby oce-
nić przydatność danej próbki jako wskaźnika narażenia, należy rozważyć wiele aspek-
tów, wśród których wymieniamy:
 przemiany metaboliczne, którym ulega selen w organizmie,
 ilość dostępnego materiału biologicznego,
 analityczną jakość próbki z uwzględnieniem technicznych aspektów konserwacji

i przechowywania [52].

Oznaczanie selenu w próbkach materiału biologicznego nastręcza wiele trudności.

Główne przyczyny pojawiających się problemów wynikają zarówno z różnorodności
form selenu obecnych w układach biologicznych, jak i niskich poziomów stężeń
(0,01

÷

1

µ

g/g) [53]. Ponadto, bogata matryca próbek stanowi dodatkową przyczynę licz-

nych interferencji zakłócających mierzony sygnał analityczny.

Niezwykle ważnymi etapami, mającymi znaczący wpływ na wyniki oznaczeń końco-

wych, są etapy pobierania i przygotowania próbki [54, 55]. Operacje związane z tymi
procesami mogą przyczyniać się zarówno do straty analitu (m.in. ze względu na znaczną
lotność selenu), jak i stanowić dodatkowe źródło zanieczyszczeń. W przypadku próbek
materiałów biologicznych jednym z ważniejszych etapów jest przeprowadzenie analizo-
wanych próbek do roztworu. Rozkład matrycy może odbywać się na drodze mineralizacji
z użyciem jednego lub kilku kwasów mineralnych (np. HNO

3

, HClO

4

, H

2

SO

4

, HF)

z dodatkiem bądź bez innych związków o właściwościach utleniających (np. H

2

O

2

).

Schematyczny opis procedury analitycznej wykorzystywanej podczas oznaczania selenu
w próbkach biologicznych pochodzenia ludzkiego przedstawiono na rysunku 4.

Licznie pojawiające się trudności podczas oznaczania selenu przyczyniły się w latach

80. XX wieku do rozwoju wielu technik analitycznych. Obecnie największą popular-
nością cieszą się:


metody spektralne, w tym: technika generowania wodorków połączona z zatężaniem
w piecu grafitowym i pomiarem absorpcji atomowej (HG-ET-AAS) oraz spektro-
metria mas ze wzbudzeniem w indukowanej plazmie (ICP-MS),



polarograficzne - różnicowo-pulsowa katodowa woltamperometria inwersyjna
(DP-CSV),



jądrowe - neutronowa analiza aktywacyjna (NAA).

Wybór odpowiedniej techniki analitycznej do rozwiązania określonego zadania anali-

tycznego zależy od szeregu czynników, z których jako najważniejsze należy wymie-
nić:
 wymagana precyzja i dokładność,
 zakres stężeń oznaczanego pierwiastka,
 ilość próbki konieczna do wykonania oznaczenia,
 skład próbki i zawartość w niej poszczególnych składników, które należy ozna-

czyć,

 względy ekonomiczne.

W tabeli 7 przedstawiono porównanie

technik

analitycznych stosowanych do ozna-

czania selenu w próbkach materiału biologicznego.

61

Joanna Kuczyńska i Marek Biziuk

Tabela 7

Porównanie technik analitycznych wykorzystywanych do oznaczania selenu

w próbkach materiału biologicznego

Technika

analityczna

Rodzaj próbki

Granica

wykrywalności

Wielkość próbki

Literatura

Techniki spektralne

HG-AAS

Mocz i surowica

4,73 μg/dm

3

1 cm

3

[56]

Krew

8 µg/dm

3

2 cm

3

[57]

GF-AAS

Włosy i paznokcie

0,02 µg/g

100 mg

[58]

Plazma i surowica

0,08 μmol/dm

3

0,2 cm

3

[59]

HG-AFS

Włosy

0,002 μg/dm

3

500 mg

[60]

ICP-OES

Krew

76 µg/dm

3

2 cm

3

ICP-MS

Krew

6 µg/dm

3

1 cm

3

[57]

Surowica

0,02 μmol/dm

3

0,2 cm

3

[61]

Fluorymetria

Plazma i mocz

0.126 μmol/dm

3

0,1 cm

3

[62]

Techniki polarograficzne

DP-CSV

Krew, surowica

Mocz

Ślina

Mięsień

0,5 μg/dm

3

1 cm

3

10 cm

3

15 cm

3

10 mg

[42]

Techniki jądrowe

NAA

Surowica

0,2 μg/g

100

÷

300 mg

[63]

Podsumowanie

Selen, obecny w centrach aktywnych wielu białek, spełnia za ich pośrednictwem wie-

le biologicznych funkcji. Stanowi integralną część enzymów przeciwutleniających, chro-
niących komórki przed szkodliwym działaniem wolnych rodników powstających podczas
procesów utleniania w organizmie. Jako przeciwutleniacz zapobiega przedwczesnemu
starzeniu się komórek oraz powstawaniu zmian nowotworowych w różnych narządach
i tkankach. Przeprowadzone badania epidemiologiczne wyraźnie wskazują na istnienie
zależności pomiędzy niedoborem selenu a rozwojem niektórych rodzajów nowotworów
oraz zwiększonym ryzykiem występowania chorób sercowo-naczyniowych. Ostatnie do-
niesienia sugerują, że niedostateczne zaopatrzenie organizmu w selen może przyczyniać
się do powstawania stanów zapalnych, rozwoju cukrzycy czy zakażenia wirusem HIV.

Na szczególną uwagę zasługuje fakt, iż pomiędzy potrzebną dla organizmu dawką

selenu a ilością toksyczną istnieje tylko niewielka rozpiętość. W kontekście tychże
danych konieczne jest monitorowanie zawartości tego pierwiastka w organizmie
ludzkim.

62

Biogeochemia selenu i jego monitoring w materiałach biologicznych pochodzenia ludzkiego

Spis skrótów i akronimów

Skrót/Akronim

Termin obcojęzyczny

Termin w języku polskim

AIDS

Acquired Immunodeficiency
Syndrome

Zespół nabytego niedoboru odporności

DAN

Diaminonaphthalene

Diaminonaftalen

DP-CSV

Differential Pulse Cathodic Stripping
Voltammetry

Różnicowo-pulsowa katodowa
woltamperometria inwersyjna

GC-MS

Gas Chromatography Mass
Spectrometry

Chromatografia gazowa z detekcją
spektrometrii mas

GF-AAS

Graphite Furnace Atomic Absorption
Spectrometry

Spektrometria absorpcji atomowej
z atomizacją w piecu grafitowym

GSH-Px

Glutathione peroxidase

Peroksydaza glutationowa

HIV

Human Immunodeficiency Virus

Wirus zespołu nabytego braku
odporności

HG ET AAS

Hydride Generation Electrothermal
Atomic Absorption Spectrometry

Technika generowania wodorków połą-
czona z zatężaniem w piecu grafitowym
i pomiarem absorpcji atomowej

HG-AAS

Hydride Generation Atomic
Absorption Spectrometry

Spektroskopia absorpcji atomowej
z generowaniem wodorków

HG-AFS

Hydride Generation Atomic
Fluorescence Spectrometry

Spektrometria fluorescencji atomowej
połączona z generacją wodorków

ICP-AES

Inductively Coupled Plasma Atomic
Emission Spectrometry

Spektrometria emisji atomowej ze
wzbudzeniem w indukowanej plazmie

ICP-MS

Inductively Coupled Plasma Mass
Spectrometry

Spektrometria mas ze wzbudzeniem
w indukowanej plazmie

ICP-OES

Inductively Coupled Plasma Optical
Emission Spectrometer

Spektrometria emisji optycznej ze
wzbudzeniem w indukowanej plazmie

INAA

Instrumental Neutron Activation
Analysis

Instrumentalna neutronowa analiza ak-
tywacyjna

NAA

Neutron Activation Analysis

Neutronowa analiza aktywacyjna

SeCys

Selenocysteine

Selenocysteina

SeMet

Selenomethionine

Selenometionina

SPS2

Selenophosphate synthetase 2

Syntetaza selenofosforanowa

TMSe

+

Trimethylselenonium ion

Jon trimetyloselenowy

TrxR

Thioredoxin reductases

Reduktaza tioredoksyny

Literatura

[1] Simmons D.B.D. i Wallschläger D.: Environ. Toxicol. Chem., 2005, 24, 1331-1343.
[2] Hartikainen H.: J. Trace Elem. Med. Biol., 2005, 18, 309-318.
[3] Wysocka A.I. i Bulska E.: Analityka, 2002, 3, 13-17.
[4] B’Hymer C. i Caruso J.A.: J. Chromatogr. A, 2006, 1114, 1-20.
[5] Alaejos M.S., Diaz Romero F.J. i Diaz Romero C.: Nutrition, 2000, 16, 376-383.

63

Joanna Kuczyńska i Marek Biziuk

[6] Uden P.C.: Encyclopedia of Analytical Science. Elsevier 2005, 216-224.
[7] Chen Y., Li L., D’Ulivo A. i Belzile N.: Anal. Chim. Acta, 2006, 577, 126-133.
[8] Rodriguez M.J.M., Rivero V.C. i Ballesta R.J.: Environ. Geochem. Health, 2005, 27, 513-519.
[9] Kabata-Pendias A. i Pendias H.: Biogeochemia pierwiastków śladowych. WN PWN, Warszawa 1999.

[10] Diplock A.T.: Am. J. Clin. Nutr., 1993, 57, 256-258.
[11] Johnson L.: Plant Soil, 1991, 133, 57-64.
[12] Cartes P., Gianfreda L i Mora M.L.: Plant Soil, 2005, 276, 359-367.
[13] Uden P.C., Bokaye H.T., Kahakacchchi C. i Tyson J.F.: J. Chromatogr. A, 2004, 1050, 85-93.
[14] Navarro-Alarcón M. i López-Martínez M.C.: Sci. Total Environ., 2000, 249, 347-371.
[15] Blaylock M.J. i James B.R.: Plant Soil, 1994, 158, 1-12.
[16] Higgs D.J., Morris V.C. i Levander O.A.: J. Agric. Food Chem., 1972, 20, 678.
[17] Rayman M.P.: Lancet, 2000, 356, 233-241.
[18] Jędrzejczak R., Ręczajska W. i Szteke B.: IX Sympozjum z cyklu Pierwiastki Śladowe w Środowisku.

Sarnówek, 11-12 maja 2006, Komitet Człowiek i Środowisko przy Prezydium PAN, 93.

[19] Markiewicz R., Borawska M.H., Socha K. i Roszkowska M.: IX Sympozjum z cyklu Pierwiastki Ślado-

we w Środowisku. Sarnówek, 11-12 maja 2006, Komitet Człowiek i Środowisko przy Prezydium PAN,
158.

[20] Witkowska A.M., Zujko M.E., Borawska M.H. i Socha K.: IX Sympozjum z cyklu Pierwiastki Śladowe

w Środowisku. Sarnówek, 11-12 maja 2006, Komitet Człowiek i Środowisko przy Prezydium PAN, 237.

[21] Marzec Z., Kunachowicz H., Iwanow K. i Rutkowska U.: Tabele zawartości pierwiastków śladowych

w produktach spożywczych. Wyd. Instytutu Żywności i Żywienia, Warszawa 1992.

[22] Żywienie człowieka. Podstawy nauki o żywieniu, red. J. Gawęcki i L. Hryniewiecki. WN PWN,

Warszawa 2003.

[23] Ferretti R.J. i Levander O.A.: J. Agric. Food. Chem., 1976, 24, 54-56.
[24] Tinggi U.: Toxicol. Letters, 2003, 137, 103-110.
[25] Witaminy, składniki mineralne, numery E, red. J. Ring. MUZA, Warszawa 1997.
[26] Alissa E.M., Bahijri S.M. i Ferns G.A.: Med. Sci. Monit., 2003, 9, 9-18.
[27] Normy żywienia człowieka. Fizjologiczne podstawy, red. Ś. Ziemlański. PZWL, Warszawa 2001.
[28] Holben D.H. i Smith A.M.: J. Am. Diet. Assoc., 1999, 99, 836-843.
[29] Floriańczyk B.: Nowiny Lekarskie, 1999, 68, 244-253.
[30] Köhrle J.: J. Trace Elem. Med. Biol., 2004, 18, 61-63.
[31] Tapiero H., Townsend D.M. i Tew K.D.: Biomed. Pharmacother., 2003, 57, 134-144.
[32] Schwarz K. i Foltz C.M.: J. Am. Chem. Soc., 1957, 79, 3292-3293.
[33] Rotruck J.T., Pope A.L., Ganther H.E., Swanson A.B., Hafeman D.G. i Hoekstra W.G.: Science, 1973,

179, 588-590.

[34] Diplock A.T.: Am. J. Clin. Nutr., 1987, 45, 1313-1322.
[35] Whanger P.D.: Br

.

J. Nutr., 2004, 91, 11-28.

[36] Abdulah R., Miyzazki K., Nakazawa M. i Koyama H.: J. Trace Elem. Med. Biol., 2005, 19, 141-150.
[37] Reilly C.: Aust. J. Nutr. Dietetics, 1993, 50, 137-144.
[38] Ring J.: Zdrowie dzięki witaminom. Stosowanie witamin i minerałów w zapobieganiu dolegliwościom

i leczeniu chorób. Grupa Wyd. Bertelsmann Media, Diogenes, Warszawa 2001.

[39] Morris J.S., Rohan T., Soskolne C.L., Jain M., Horsman T.L., Spate V.L., Baskett C.K., Mason M.M.

i Nichols T.A.: J. Radioanal. Nucl. Chem., 2001, 249, 421-427.

[40] Ovaskainen M.L., Virtamo J., Alfthan G., Haukka J., Pietinen P., Taylor P.R. i Huttunen J.K.: Am.

J. Clin. Nutr., 1993, 57, 662-665.

[41] Swanson C.A., Longmecker M.P., Veillon C., Howe S.M., Levander O.A., Taylor P.R., Mcadam P.A.,

Brown C.C., Stampfer M.J. i Willett W.C.: Am. J. Clin. Nutr., 1990, 52, 858-862.

[42] Raghunath R., Tripathi R.M., Mahapatra S. i Sadasivan S.: Sci. Total Environ., 2002, 285, 21-27.
[43] Lorenzo Alonso M.J., Bermejo Barrera A., Cocho de Juan J.A., Fraga Bermudez J.M. i Bermejo Barrera P.:

J. Trace Elem. Med. Biol., 2005, 19, 49-54.

[44] Satia J.A., King I.B., Morris J.S., Stratton K. i White E.: Ann. Epidemiol., 2006, 16, 53-58.
[45] Batáriová A., Černá M., Spĕváčková V., Čejchanová M., Beneš B. i Smíd J.: Sci. Total Environ., 2005,

338, 183-188.

64

Biogeochemia selenu i jego monitoring w materiałach biologicznych pochodzenia ludzkiego

[46] Polkowska Ż., Kozłowska K. i Namieśnik J.: Crit. Rev. Anal. Chem., 2004, 34,105-119.
[47] Van den Brandt P.A., Goldbohm R.A., Van’t Veer P., Bode P., Hermus R.J.J. i Sturmans F.: Cancer

Epidemiol. Biomark. Prev., 1993, 2, 107-112.

[48] Sheehan T.M.T. i Halls D.J.: Ann. Clin. Biochem., 1999, 36, 301-315.
[49] Kozłowska K., Polkowska Ż., Przyjazny A. i Namieśnik J.: Pol. J. Environ. Stud., 2003, 12, 503-521.
[50] Slotnick M.J. i Nriagu J.O.: Environ. Res., 2006, 102, 125-139.
[51] Baskett C.K., Spate V.L., Mason M.M., Nichols T.A., Williams A., Dubman I.M., Gudino A., Denison J.

i Morris J.S.: J. Radioanal. Nucl. Chem., 2001, 249, 429-435.

[52] Biziuk M., Kozłowska K., Kuczyńska A., Namieśnik J., Polkowska Ż., Szczepaniak K., Wardencki W.,

Witkowska E. i Wolska L.: Bioanalityka w ocenie zanieczyszczeń środowiska. CEEAM, Gdańsk 2004.

[53] Borella P., Bargellini A., Caselgrandi E., Menditto A., Patriarca M., Taylor A. i Vivoli G.: Microchem. J.,

1998, 58, 325-336.

[54] Namieśnik J. i Górecki T.: Pol. J. Environ. Stud., 2001, 10, 77-84.
[55] Namieśnik J.: Crit Rev. Anal. Chem., 2002, 32, 271-300.
[56] Navarro-Alarcón M., López-G de la Serrana H., Pérez-Valero V. i López-Martínez C.: Sci. Total

Environ., 1999, 228, 79-85.

[57] Mestek O., Suchánek M., Vodičková Z., Zemanová B. i Zíma T.: J. Anal. At. Spectrom., 1997, 12,

85-89.

[58] Harrison I., Littlejohn D. i Fell G.S.: J. Anal. At. Spectrom., 1995, 10, 215-219.
[59] Gardiner P.H.E., Littlejohn D., Halls D.J. i Fell G.S.: J. Trace Elem. Med. Biol., 1995, 9, 74-81.
[60] Rahman L., Corns W.T., Bryce D.W. i

Stockwell P.B.: Talanta, 2000, 52, 833-843.

[61] Delves H.T. i Sieniawska C.E.: J. Anal. At. Spectrom., 1997, 12, 387-389.
[62] Sheehan T.M. i Gao M.: Clin. Chem., 1990, 36, 2124-2126.
[63] Lavi N. i Alfassi Z.B.: J. Radioanal. Nucl. Chem., 1995, 201, 13-23.

SELENIUM BIOCHEMISTRY AND ITS MONITORING IN BIOLOGICAL SAMPLES

Summary: Within the frame of recent years selenium has become one of the most important objective
of intensive scientific researches. The reason of these particular interests seems to be a growing significance
of both the narrow range between deficiency and toxicity and also many functions that are performed by it for
the human organism.

Taking into consideration food as the main source of selenium, its level in human beings is determined

by factors related to following food cultivation: food's origin, concentration and physicochemical properties
of selenium in soil, where the food was produced. Under the menace of reaching low and high levels in
the environment, monitoring of Se status apparently becomes the necessity. In the last decade there have been
given many examples of using selenium biomarkers to reflect its intake level with nutrition. The analyses
of biological material being a valuable source of information on mineral status of human organism is accom-
plished using spectral, polarographic and nuclear techniques.

Keywords: selenium, selenoprotein, biomonitring, biological materials

65