Bibliotecă NCBI. Un serviciu al Bibliotecii Naționale de Medicină, Institutele Naționale de Sănătate.

excesului

Subcomitetul Consiliului Național pentru Cercetare (SUA) pentru seleniu. Seleniu în nutriție: ediție revizuită. Washington (DC): National Academies Press (SUA); 1983.

Seleniu în nutriție: ediție revizuită.

Natura otrăvitoare a multor compuși de seleniu a rămas mai mult sau mai puțin o curiozitate de laborator până în anii 1930, când s-a descoperit că seleniul este principiul activ în furaje și cereale care au cauzat boli alcaline la animalele crescute în anumite zone ale marilor câmpii americane. Natura practică a acestei probleme a stimulat o mulțime de cercetări atât asupra selenozei cronice, cât și a celei acute (revizuită de Moxon și Rhian [1943] și Rosenfeld și Beath [1964]). Acest capitol tratează aspecte generale ale toxicității compușilor de seleniu pentru animale și oameni.

TOXICITATEA SELENIULUI LA ANIMALELE DE LABORATOR

TOXICITATE ACUTA

În afară de mirosul respirației înfricoșătoare, animalele otrăvite acut cu seleniu prezintă vărsături, dispnee, spasme tetanice și moarte din cauza insuficienței respiratorii (Franke și Moxon, 1936). Modificările patologice includ congestia ficatului, cu zone de necroză focală; congestia rinichilor; endocardită; miocardită; hemoragii petechiale ale epicardului; atonia mușchilor netezi ai tractului gastro-intestinal, vezicii biliare și vezicii urinare; și eroziunea oaselor lungi, în special a tibiei.

TOXICITATE CRONICĂ

Un alt factor care poate influența interpretarea experimentelor de toxicitate cronică cu seleniu este criteriul utilizat pentru a evalua gradul de răspuns la o doză dată de seleniu. După cum s-a indicat mai sus, cele mai frecvent utilizate criterii în trecut au fost inhibarea creșterii și mortalitatea. Alte criterii utilizate includ afectarea ficatului, splenomegalie, mărirea pancreasului, anemie și niveluri crescute de bilirubină serică (de exemplu, vezi Halverson și colab., 1966). Jaffe și colab. (1972b) au raportat că aportul excesiv de seleniu la șobolani a scăzut nivelurile de fibrinogen și activitățile de protrombină și a crescut fosfataza alcalină serică și activitățile transaminazei glutamico-piruvice sau glutamico-oxaloacetice. Cu toate acestea, toate aceste efecte au fost observate numai la aporturile de seleniu, care au depreciat și rata de creștere.

Pletnikova (1970) a măsurat diverși indici biochimici la iepuri și șobolani cărora li s-au administrat doze mici de selenit de sodiu într-o soluție apoasă pentru perioade lungi de timp. În acest experiment, 32 de iepuri și 16 șobolani au fost împărțiți în 4 grupuri și li s-au administrat zilnic doze perorale de 0, 5,0, 0,5 și 0,05 µg seleniu/kg greutate corporală timp de 7½ luni și respectiv 6 luni. A existat o creștere semnificativă a concentrației de glutation oxidat în sângele iepurilor dat 5 µg/kg timp de 2 luni, iar excreția hepatică a sulfobromoftaleinei și activitatea succinică dehidrogenază au scăzut după 7 luni. Mai puține modificări și mai puțin pronunțate au fost cauzate de 0,5 µg/kg, în timp ce 0,05 µg/kg a slăbit capacitatea de a forma noi reflexe condiționate. Deși aceste răspunsuri au fost considerate efecte dăunătoare ale seleniului, nivelul de seleniu administrat peroral la șobolani la o doză de 5 µg/kg este aproximativ echivalent cu aportul oferit de o dietă care conține 0,063 ppm. Întrucât acest nivel al aportului de seleniu din dietă este în mod clar în limita nutrițională, interpretarea acestui experiment este îndoielnică. Majoritatea biologilor ar considera răspunsurile la seleniu în dozele utilizate de Pletnikova (1970) ca fiind mai degrabă efecte fiziologice decât farmacologice sau toxicologice.

TOXICITATEA SELENIULUI LA ANIMALELE DE FERMĂ

Rosenfeld și Beath (1964) au clasificat trei forme distincte de otrăvire cu seleniu la animale: (a) acută, (b) cronică de tip blind-staggers și (c) cronică de tipul bolii alcaline.

Pe teren, otrăvirea acută cu seleniu este cauzată de ingestia unei cantități mari de plante acumulatoare foarte selenifere într-o perioadă scurtă de timp. Administrarea experimentală sau accidentală a compușilor de seleniu a produs, de asemenea, otrăvire acută la animalele de fermă (NRC, 1976b). Semnele de suferință severă includ respirație dificilă, mișcare și postură anormală, prostrație și diaree și sunt urmate de moarte în câteva ore. Selenoza acută nu este, în general, o problemă practică, deoarece animalele evită de obicei plantele acumulatoare, cu excepția cazului în care alte pășuni nu sunt disponibile.

Rosenfeld și Beath (1964) au afirmat că eșalonările oarbe apar la animalele care consumă o cantitate limitată de plante acumulatoare de seleniu pe o perioadă de săptămâni sau luni, dar această boală nu a fost produsă la animale prin administrarea de compuși de seleniu pur. Cu toate acestea, eșalonările oarbe pot fi imitate experimental, oferind extracte apoase de plante acumulatoare, astfel încât Maag și Glenn (1967) și Van Kampen și James (1978) au sugerat că alcaloizii sau alte substanțe toxice din acumulatori pot juca un rol în acest sindrom. Animalele afectate au o vedere afectată și rătăcesc, se împiedică și, în cele din urmă, cedează insuficienței respiratorii.

Animalele care consumă cereale care conțin 5 până la 40 mg seleniu/kg pe o perioadă de câteva săptămâni sau luni suferă de selenoză cronică, cunoscută sub numele de boală alcalină. Semnele includ ciroza hepatică, șchiopătarea, malformațiile copitei, căderea părului și emaciația. Deși Maag și Glenn (1967) nu au putut demonstra experimental boala alcalină la bovine cărora li sa administrat seleniu anorganic, Olson (1978) a citat mai multe studii care indică faptul că boala este asociată cu consumul de boabe sau ierburi selenifere și ar putea fi produsă experimental prin hrănirea anorganică săruri de seleniu.

Nu există o modalitate eficientă de a contracara toxicitatea seleniului la animale decât pentru a îndepărta animalele din zonele cu soluri cu seleniu ridicat și pentru a închide aceste zone la producția de animale. Cereale sau ierburi cultivate în aceste zone, totuși, pot fi utilizate în continuare dacă sunt amestecate cu culturi din zone cu soluri cu seleniu inferior.

SUPRAEXPUNEREA SELENIULUI ÎN OM

Aspectele de sănătate publică ale excesului de expunere la seleniu au devenit pentru prima dată îngrijorătoare după descoperirea că seleniul a cauzat boli alcaline la animale, deoarece s-a realizat rapid că seleniul din cereale sau legume cultivate pe soluri selenifere ar putea pătrunde și în lanțul alimentar uman. Smith și colab. (1936) au studiat familiile de fermieri și ferme rurale care trăiau în zona Great Plains din Statele Unite despre care se știe că au o istorie a bolilor alcaline la animale. Nu s-au găsit simptome patognomonice ale otrăvirii cu seleniu uman și nu s-a observat nicio boală gravă atribuită cu siguranță toxicității seleniului. Au fost raportate simptome vagi de anorexie, indigestie, paloare generală și malnutriție și au fost observate stări de boală mai pronunțate, cum ar fi dinții răi, decolorarea gălbuie a pielii, erupțiile pielii, artrita cronică, unghiile bolnave și edemul subcutanat.

Deoarece rezultatele acestui studiu preliminar nu au fost clare, a fost efectuat un al doilea studiu mai complet pentru a delimita mai exact simptomatologia selenozei umane și posibila relație a acesteia cu excreția urinară de seleniu (Smith și Westfall, 1937). Pentru a crește probabilitatea de a detecta efectele supraexpunerii la seleniu, 100 de subiecți au fost selectați dintr-un sondaj anterior care au avut un nivel ridicat de seleniu în urină. Încă o dată s-a ajuns la concluzia că niciunul dintre simptomele observate nu poate fi considerat specific pentru otrăvirea cu seleniu. Cu toate acestea, numeroase plângeri legate de tulburări gastro-intestinale au fost considerate semnificative și s-a crezut că o incidență ridicată a decolorării pielii icteroid poate fi legată de disfuncția hepatică posibil cauzată de ingestia de seleniu. Dinți răi au fost, de asemenea, observați la 27% dintre persoanele chestionate. Alte simptome au fost raportate atât de rar încât nu par să fie asociate cu seleniu.

Jaffe (1976) a efectuat un sondaj în Venezuela și a comparat copiii dintr-o regiune cu seleniu ridicat (Villa Bruzual) cu cei din Caracas. Valorile medii ale hemoglobinei și hematocritului au fost deprimate la Villa Bruzual, dar nu s-a observat nicio corelație între nivelurile de seleniu din sânge și urină și valorile hemoglobinei sau hematocritului la indivizi specifici. S-a crezut că orice diferență în hemoglobină este mai probabilă datorită diferențelor în starea nutrițională sau parazitologică, mai degrabă decât diferențelor în aportul de seleniu (Jaffe și colab., 1972a). Activitățile protrombinei și fosfatazei alcaline serice și ale transaminazelor au fost normale la toți copiii și nu s-a găsit nicio corelație cu nivelurile de seleniu din sânge. Dermatita, părul lăsat și unghiile patologice erau mai frecvente la copiii din regiunea cu seleniu ridicat, iar semnele clinice ale greaței și ale unghiilor patologice păreau să se coreleze cu nivelurile de seleniu din ser și urină. Dar s-a îndoit că seleniul este responsabil pentru incidența crescută a acestor semne clinice, deoarece nu s-au observat diferențe atribuite seleniului în diferitele teste biochimice efectuate (Jaffe și colab., 1972a).

Nouă cazuri de intoxicație acută cu seleniu au fost descrise de Kerdel-Vegas (1966) la persoanele care consumaseră nuci ale „copacului Coco de Mono” (Lecythys ollaria) dintr-o zonă seleniferă din Venezuela. În majoritatea cazurilor, greața, vărsăturile și diareea au apărut la câteva ore după ce au mâncat nucile, urmate de căderea părului și modificări ale unghiilor la câteva săptămâni după episodul inițial. Majoritatea pacienților păreau să facă o recuperare satisfăcătoare, cu eventuală regenerare a părului și a unghiilor; dar un băiat de 2 ani a murit din cauza deshidratării severe. Probele de nuci braziliene comercializate în Marea Britanie conțineau în medie 22 ppm de seleniu (Thorn și colab., 1978), iar Chavez (1966) a raportat semne de toxicitate la seleniu la șobolani alimentați cu diete care includeau făină de nuci braziliene degresate care conțin 51 ppm de seleniu . Nucile braziliene comercializate în Statele Unite sunt, de asemenea, bogate în seleniu, cu 6% dintr-o probă conținând 100 ppm sau mai mult (Palmer și colab., 1982).

Deși datele despre expunerea industrială la seleniu sunt limitate, Glover (1976) a afirmat că „nu au existat decese sau cazuri de condiții patologice ireversibile din cauza seleniului sau a compușilor săi absorbiți din procesele industriale”.

O descriere detaliată a unui episod de selenoză umană endemică a fost raportată recent din Republica Populară Chineză (Yang și colab., 1983). Morbiditatea cauzată de intoxicația cu seleniu a fost de aproape jumătate din 248 de locuitori din cele 5 sate cele mai afectate în anii de prevalență maximă (1961-1964). Pierderea părului și a unghiilor a fost cel mai frecvent semn de otrăvire, dar leziunile pielii, ale sistemului nervos și, eventual, ale dinților ar fi putut fi implicate în zone cu incidență ridicată. Nivelul mediu de seleniu urinar găsit în această zonă a Chinei cu selenoză (2.68µg/ml) a fost mai mare decât chiar valoarea maximă (1,98 µg/ml) raportate de Smith și Westfall (1937). Nivelul mediu de seleniu din sânge în această regiune cu conținut ridicat de seleniu din China (3.2 µg/ml) a depășit în mod substanțial nivelul pe care Jaffe și colab. (1972a) a concluzionat că este periculos pentru copii (0,813 µg/ml). Conținutul de seleniu al probelor de legume, cereale, păr, sânge și urină din zona selenozei a fost cu până la trei ordine de mărime mai mare decât cel al probelor corespunzătoare din zonele bolii Keshan (deficit de seleniu). Seleniul a intrat în lanțul alimentar din soluri care au fost contaminate de cărbune degradat cu un conținut foarte mare de seleniu (în medie mai mare de 300 µg/g).

Astfel, cu excepția experienței chineze, nu a fost posibil să se identifice vreo problemă specifică, definitivă, pe termen lung de sănătate umană din cauza supraexpunerii la seleniu. Acest lucru pare destul de remarcabil, având în vedere marea toxicitate inerentă a seleniului. Cu toate acestea, trebuie subliniat faptul că alții au considerat că otrăvirea cu seleniu umană este comună, răspândită și în anumite localități de importanță pentru sănătatea publică (Lemley, 1943). Kilness (1973) a denunțat faptul că nu a fost efectuată nicio anchetă sistematică ulterioară cu controale adecvate în Dakota de Sud de la primele sondaje efectuate cu peste 30 de ani mai devreme. Mai mult, Smith și Westfall (1937) au fost surprinși de absența unor dovezi clare de vătămare gravă, în special la acei subiecți ale căror concentrații urinare de seleniu au fost semnificativ crescute.

Evident, progresul în toxicologia cu seleniu ar fi mult îmbunătățit dacă s-ar putea dezvolta un test mai specific și mai sensibil al supraexpunerii la seleniu. Poate că odată cu descoperirea rolului seleniului în GSH-Px (a se vedea capitolul 4) și inhibarea recent descoperită a sintezei proteinelor de către selenodiglutation (Vernie și colab., 1979), astfel de teste vor fi disponibile în viitor.