吳正奇1，劉建林2
（1湖北工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，武漢  430068；2上海泰運科技有限公司，上海  201612）

摘  要：本文比較詳細(xì)地綜述了必需微量元素硒的生理保健功能，討論了人體硒的需要量與富硒食品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞：硒；生理保健功能；富硒食品；標(biāo)準(zhǔn)

硒最早是1817年由瑞典化學(xué)家貝爾采利烏斯（Berz-elius）發(fā)現(xiàn)的，并以希臘月亮女神的名字Serene命名為“硒”，它的物理化學(xué)特性介于金屬與非金屬之間。硒在地殼中的含量相當(dāng)稀少和分散，其豐度按重量估計約為地殼的7×10-5，占化學(xué)元素的第70位。在地殼上，油頁巖、煤、石油中常含有硒，在海水、土壤中也有一定的含量。天然硒很少，且常與天然硫在一起。硒主要以重金屬的硒化物存在。除少數(shù)國家或地區(qū)以硒化礦為硒資源外，多數(shù)硒化礦都因礦石產(chǎn)量稀少而沒有工業(yè)價值，因此硒的主要來源是從重金屬硫化礦冶煉銅、鋅、鎳、銀等金屬時作為副產(chǎn)品而得到，從硫的沉積物及鈾的提純過程中也可以得到硒。中國湖北省鄂西地區(qū)是全國也是世界上的高硒地區(qū)，硒的儲量大、分布廣，硒廣泛地分布于植物、土壤、巖石及石煤中。硒廣泛地用于玻璃、陶瓷、染料、橡膠、石油化工、冶金、電鍍等行業(yè)，特別是高科技產(chǎn)業(yè)部門，如半導(dǎo)體器件、光電器件、硒太陽能電池、激光器件、激光和紅外光導(dǎo)材料等的制造。由于硒的重要生物活性，硒也廣泛地用于醫(yī)藥、食品和農(nóng)業(yè)等部門。
在幾十年前，人們普遍認(rèn)為硒對人體有毒，而被拒絕研究。經(jīng)過半個多世紀(jì)的探究，人類才漸漸認(rèn)識了硒。20世紀(jì)50年代法國科學(xué)家施瓦茨（Schwarz）最早發(fā)現(xiàn)硒對肝臟有保護(hù)作用。他在研究引起肝壞死的病因時，發(fā)現(xiàn)含硒氨基酸和維生素E對肝臟都有保護(hù)作用，這是人類第一次證明硒具有動物營養(yǎng)作用，是人類認(rèn)識硒的第一個里程碑。20世紀(jì)60年代初在發(fā)明了測定微量硒的方法的同時，逐步發(fā)現(xiàn)了硒可以緩解雛雞的維生素E缺乏癥，還發(fā)現(xiàn)家畜的白肌病是由缺硒引起的，硒還可以預(yù)防犢牛及羔羊的白肌病。羅卡爾克（Rotruck）在研究硒的作用時，發(fā)現(xiàn)了硒是谷胱甘肽過氧化物酶的構(gòu)成部分，在缺硒的情況下，這個酶的活性就不能充分表達(dá)。這些研究說明，硒是維持機(jī)體正常生命的必需物質(zhì)，在1973年，世界衛(wèi)生組織宣布硒是人和動物生命活動中的必需微量元素。人類認(rèn)識硒的第三個里程碑，是中國醫(yī)學(xué)工作者對硒與克山病關(guān)系的研究。中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)克山病區(qū)缺硒，硒可以治療和預(yù)防克山病。此后對硒的生理功能、藥理作用、硒與人體健康的關(guān)系和硒的生理需要量以及食物中硒的含量等方面的研究更加廣泛深入。
1  硒在體內(nèi)分布與存在形式
硒在人體內(nèi)的含量為14～21mg，廣泛分布于體內(nèi)除脂肪外的所有組織中，以肝、胰、腎、脾、牙釉質(zhì)和指甲中為最高，硒還分布在動物和人的毛發(fā)中，頭發(fā)中硒含量是判定人體硒水平的良好指標(biāo)。據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)至少有13種含硒蛋白或亞單位，目前有5種硒蛋白的功能得到較為詳細(xì)的研究。
1.1  紅細(xì)胞谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px） 
它是人類從哺乳動物中首次發(fā)現(xiàn)的硒酶。在另外2個硒酶即磷脂氫過氧化物谷胱甘肽過氧化物酶和血漿谷胱甘肽過氧化物酶發(fā)現(xiàn)之前，人們稱它為GSH-Px。硒是GSH-Px的必需組分。該酶以硒代半胱氨酸（Se-Cys）為活性中心，催化還原型谷胱甘肽（GSH）、氧化型谷胱甘肽，或催化GSH還原機(jī)體內(nèi)有害的過氧化物，從而保護(hù)生物膜免受過氧化物引起的氧化損傷。其生物學(xué)功能是抗氧化，對細(xì)胞膜及血紅蛋白有顯著的保護(hù)作用，主要催化親水性過氧化物的還原。
1.2  磷脂氫過氧化物谷胱甘肽過氧化物酶（PHG-Px） 
它是一種單體形式存在，活性中心為Se-Cys的酶。該酶主要催化親脂性過氧化物的還原。PHG-Px存在于所有含硒和非含硒PHG-Px存在的組織中，說明PHG-Px和GSH-Px及其他過氧化硒酶組成一個還原各種過氧化物的多級酶系統(tǒng)。PHG-Px與GSH-Px的作用機(jī)制一樣。
1.3  血漿谷胱甘肽過氧化物酶（PGSH-Px） 
是人類從哺乳動物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的第三種酶，是一種糖蛋白。從硒的存在形式上看，PGSH-Px與GSH-Px一樣，均以硒代半胱氨酸的形式存在，金屬離子對這2個酶的活性均有抑制作用。
1.4  I型脫碘酶（DI） 
是存在于細(xì)胞膜的含硒蛋白，DI使四碘甲腺原氨酸（又稱甲狀腺素）（T4）轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚詮?qiáng)的三碘甲腺原胺酸（T3），其活性對甲狀腺素的生理作用十分重要，在DI中硒以硒代半脫氨酸的形式存在，硒為該酶性中心所必需。體內(nèi)DI的活性隨體內(nèi)硒水平下降而降低，缺硒與甲狀腺疾病如粘液水腫型克汀病密切相關(guān)。
1.5  硒蛋白P 
是一種血漿蛋白，該蛋白質(zhì)中硒的形式為Se-Cys，硒蛋白P是一種轉(zhuǎn)運蛋白，該蛋白含有很多個巰基和硒，有很強(qiáng)的還原能力，該蛋白可能也是一種氧化還原酶。
2  硒的生理保健功能
2.1  抗氧化作用
關(guān)于自由基引發(fā)的脂質(zhì)過氧化作用的研究已涉及到腫瘤、感染、炎癥、自身免疫病、化學(xué)中毒、輻射損傷、心血管疾病以及衰老、吞噬殺菌等生理過程，因此，在體內(nèi)隨時清除自由基、消除其危害、保持其相對平衡顯得非常重要。能夠清除特定自由基或催化特定過氧化物還原的物質(zhì)有超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）、谷胱甘肽還原酶（GSH-R），以及GSH-Px、PHG-Px 2種含硒酶。這2種含硒酶與其他抗氧化酶共同構(gòu)成了一個脂質(zhì)過氧化作用的有效保護(hù)系統(tǒng)。
2.2  硒與維生素E協(xié)同保護(hù)細(xì)胞
硒和維生素E在抗氧化方面協(xié)同作用的機(jī)理是，是在抗脂質(zhì)過氧化中，維生素E減少過氧化物的形成，硒作為GSH-Px的組分，催化過氧化物的破壞，防止有害自由基的形成及其對不飽和脂肪酸的進(jìn)攻。
2.3  提高紅細(xì)胞的攜氧能力
紅細(xì)胞中的血紅蛋白，負(fù)責(zé)把氧帶到全身各處，但有時也會被有害的過氧化物所氧化。在有充分硒的情況下，就可以提高血紅蛋白的抗氧化能力，血液中硒水平低，被氧化的血紅蛋白就多；提高血液中的硒水平，被氧化的血紅蛋白就少，血液的攜氧能力就強(qiáng)。
2.4  提高人體免疫機(jī)能
巨噬細(xì)胞（一種白細(xì)胞）的吞噬能力是反映機(jī)體免疫能力的重要指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)牛在缺硒狀態(tài)下，巨噬細(xì)胞也有吞噬細(xì)菌的能力，但不能立即殺死細(xì)菌，經(jīng)補(bǔ)硒后，巨噬細(xì)胞的殺菌能力提高了2倍，說明在有充足硒的情況下，才出現(xiàn)強(qiáng)大的殺菌能力。在巨噬細(xì)胞消解細(xì)菌的過程中，常會有些過氧化物從“殺傷室”逸出，而侵入巨噬細(xì)胞的其他部位，造成對巨噬細(xì)胞自身的傷害，而谷胱甘肽過氧化物酶就有在殺傷室消除逸出的過氧化物的作用，保護(hù)巨噬細(xì)胞，延長這些白細(xì)胞的壽命，提高機(jī)體的抗感染能力。同時，硒可提高血液中的抗體水平。例如犬在缺乏硒和維生素E的情況下，抵抗非典型傳染性肝炎病毒的抗體水平很低，但經(jīng)補(bǔ)硒后，抗體水平明顯提高了。硒也可起到免疫佐劑的作用。當(dāng)把亞硒酸鈉加到疫苗中一起免疫雞時，顯著地提高了免疫效果。
2.5  硒是天然解毒劑
硒作為帶負(fù)電荷的非金屬離子，在生物體內(nèi)可以與帶正電荷的有害金屬離子相結(jié)合，形成金屬-硒-蛋白質(zhì)復(fù)合物，把能誘發(fā)癌變的有害金屬離子直接排除體外，或以膽汁分泌排出體外，消解了金屬離子的毒性，起到解毒和排毒作用，故獲得了“天然解毒劑”的美名。硒對有害重金屬離子的天然解毒作用，在人類抵抗環(huán)境污染的搏斗中，起著重要的作用。
2.6  硒影響人體甲狀腺代謝
甲狀腺代謝，是人體的一種重要代謝活動，其代謝產(chǎn)物――甲狀腺素調(diào)節(jié)人體物質(zhì)代謝和能量代謝，影響生長發(fā)育。通過血液循環(huán)，甲狀腺激素被運送到各個組織，發(fā)揮其生物化學(xué)功能。在完成使命的同時，自身也被分解代謝。分解代謝的最主要環(huán)節(jié)就是在脫碘酶（有的是在含硒胱氨酸）的作用下脫碘。脫下來的碘一部分被甲狀腺再利用，其余經(jīng)腎臟隨尿排出體外。硒影響著脫碘酶的活性，從而影響著甲狀腺代謝。當(dāng)甲狀腺功能降低，甲狀腺激素分泌功能低下或紊亂時，就會出現(xiàn)癡呆、智力低下和骨骼發(fā)育不良等癥狀。
2.7  防癌抗癌作用
根據(jù)大量實驗推斷，硒的抗癌機(jī)理主要是通過GSH-Px將有害的過氧化物還原為無害的羥基化合物，從而保護(hù)了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，捕獲自由基，降低某些能激活致癌源的羥化酶（例如芳基羥化酶）的活性，降低致突變性，修復(fù)脫氧核糖核酸，從而達(dá)到抗細(xì)胞癌變。在當(dāng)今癌癥等許多疾病無特效藥的時候，通過攝取足夠的硒來預(yù)防多種疾病顯得尤為重要。
2.8  保護(hù)視器官的健全功能
含硒的GSH-Px和維生素E可使視網(wǎng)膜上的氧化損傷降低，從而保護(hù)正常的視功能。在人體多種組織細(xì)胞中，以眼睛的硒含量為最高，硒是維持視力的重要微量元素，補(bǔ)硒對眼睛致關(guān)重要。除此以外，硒在人體內(nèi)還能調(diào)節(jié)維生素A的吸收與消耗，硒的缺乏可引起維生素A的代謝紊亂與缺乏，而維生素A是人的眼中不可缺少物質(zhì)，它直接參與視網(wǎng)膜內(nèi)紫紅質(zhì)的形成。
2.9  保護(hù)心血管和心肌的健康
硒對于保護(hù)心肌的健康有重要作用?？松讲』颊咧饕∽冊谛募?，由于心肌細(xì)胞受損，心臟收縮能力減弱，最終導(dǎo)致心力衰竭而死亡。其產(chǎn)生病變的機(jī)理是缺硒后脂質(zhì)過氧化物酶活性增強(qiáng)造成脂質(zhì)過氧化物增多、自由基代謝紊亂，引起心肌纖維壞死，心肌小動脈和毛細(xì)血管損傷。而含硒的谷胱甘肽過氧化物酶可使脂質(zhì)過氧化物分解，從而保護(hù)了心肌細(xì)胞膜的完整。
3  人體硒的需要量與富硒食品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
3.1  人體硒的需要量
關(guān)于硒的研究我國一直處于國際先進(jìn)水平。硒的攝入量的研究是我國科技工作者做出的重要貢獻(xiàn)之一，并已被FAO/WHO/IAEA3個國際組織所采用，具體指標(biāo)是：①最低需要量（以預(yù)防克山病發(fā)生為界限）17μg/d（全血硒約0.05μg/ml）；②生理需要量（以GPx達(dá)到飽和為正常生理功能指標(biāo)）40μg/d（全血硒0.1μg/ml）；③界限中毒劑量（指甲變形）800μg/d（全血硒1.0μg/ml）；④膳食硒供給量50～250μg/d（全血硒0.1～0.4μg/ml）；⑤膳食硒最高安全攝入量400μg/d（全血硒0.6μg/ml）。
3.2  食品中硒限量標(biāo)準(zhǔn)
3.2.1  國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB13105-91）  我國幅圓遼闊，地理差異較大，既有世界罕見的高硒區(qū)（湖北恩施），又有占70%以上的廣大缺硒和低硒地區(qū)，富硒資源分布極不平衡。因此，國家對部分日常食品頒布了硒限量標(biāo)準(zhǔn)。1992年3月1日實施的中華人民共和國GB13105-91《食品中硒限量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，規(guī)定了食品中硒最大允許限量標(biāo)準(zhǔn)，適用于糧食、豆類及制品、蔬菜、水果、肉類、腎、魚類、蛋類、乳類等食品（表1）。
3.2.2  地方標(biāo)準(zhǔn)（DB42/211-2002）  湖北省為規(guī)范化地開發(fā)富硒資源也頒布了富硒食品的地方標(biāo)準(zhǔn)（DB42/211-2002），為開發(fā)富硒產(chǎn)品打下了基礎(chǔ)，以便使消費者根據(jù)人體硒的攝入量標(biāo)準(zhǔn)確定補(bǔ)硒劑量，選擇富硒食品（表2）。
3.2.3  富硒產(chǎn)品含硒量標(biāo)準(zhǔn)（恩施市標(biāo)準(zhǔn)）  作為中國和世界高硒地區(qū)的湖北省恩施市，率先在中國制定了富硒產(chǎn)品含硒量的地方標(biāo)準(zhǔn)。由于GB13105-91只規(guī)定了一個上限（最大允許限量），而作為富硒產(chǎn)品供應(yīng)市場必須有一個下限。為了滿足廣大低硒和缺硒地區(qū)的要求，確保富硒產(chǎn)品的質(zhì)量，有利于加強(qiáng)監(jiān)督管理，恩施市標(biāo)準(zhǔn)局根據(jù)GB13105-91規(guī)定的食品中硒的最大允許限量和我國營養(yǎng)學(xué)會及國際聯(lián)合組織所推薦的“人體最低需要量、生理需要量、最大安全攝入量和最高界限攝入量”的要求，制訂了《富硒食品含硒量標(biāo)準(zhǔn)》（（QB）Q/EFZ-01-93）（表3）。該標(biāo)準(zhǔn)以低硒區(qū)居民日硒攝入量6.7～11μg為本底，總?cè)瘴鴶z入量以能預(yù)防克山?。?7μg/d）為基本目的。主要依據(jù)：①攝入低數(shù)量富硒產(chǎn)品即能滿足最低需要量；②高數(shù)量攝入，其硒攝入量仍在生理需要量范圍內(nèi)；③同時大量攝入5種以上硒食品，硒攝入量仍控制在安全攝入量范圍內(nèi)，從而保證高硒區(qū)不致發(fā)生硒中毒，低硒或缺硒區(qū)居民滿足生理和最低需要量?！?br>參考文獻(xiàn)
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