Selen

Einleitung:

In den 70-er Jahren konnte zum ersten mal eine Krankheitsbild charakterisiert werden, das mit einem Selenmangel assoziiert ist, die sogenannte Keshan-Krankheit. Diese, seit 1935 in China vorkommende akute Herzmuskelerkrankung (Kardiomypathie) konnte, obwohl es sich nicht um eine reine Selenmangelkrankheit handelt, durch Selengaben an die Bevölkerung beherrscht und ihr weiteres Auftreten durch anhaltende Präventionsmassnahmen (60mg Selen/Tag pro Person) verhindert werden.

Zuvor wurde nur der toxischen Wirkung von Selen Beachtung geschenkt, da in Gebieten mit grossem Selengehalt im Boden (solche sind z. B. westliche Staaten der USA, bestimmte Gebiete Russlands, Venezuelas, Kolumbiens, Israels, Irlands und einige Gebiete Chinas)  schon im letzten Jahrhundert Selenintoxikationen bei verschiedenen Tierarten und Menschen beobachtet wurden.

Oft liegen Gegenden mit Selenüberschuss und Selenmangel nahe beieinander. Der Selengehalt der Böden variiert sehr stark doch ist Selenmangel viel häufiger als Selenüberschuss.

Besonders wenig Selen findet sich in Böden regenreicher Gegenden und Gebiete, die während der Eiszeit mit Gletschern bedeckt waren, weil dort das Selen sozusagen aus den Böden ausgewaschen wird. Dazu gehören besonders Böden Skandinavischer Länder, aber auch in Deutschland und der Schweiz ist sehr wenig natürliches Selen vorhanden. Weitere Selenmangelgebiete befinden sich in vielen Staaten des Ostens und Nordwestens der USA, Australien, England, Schottland, Kanada, Frankreich, Finnland, den baltischen Staaten, Weissrussland, Zentralasien, China, Japan, Südamerika und Neuseeland.

Heute ist bekannt, dass dieses essentielle Spurenelement das Immunsystem stärkt, zellschützende Eigenschaften hat und gegen Muskelschwäche und chronische Erkrankungen wie beispielsweise Tumor-, Herzkreislauf- und rheumatische Erkrankungen vorbeugend wirkt.

Verschiedene Funktionen:

Der Gesamtbestand von Selen im Körper beträgt ca. 3-5 mg. Es befindet sich in allen menschlichen Zellen, hauptsächlich ist es jedoch in den Nieren, der Leber und im Drüsengewebe vorhanden. Sehr selenreich sind auch die Thrombozyten (Blutplättchen).

a) Antioxidans

Die Einnahme von Selen vermag gezielt den heutzutage zunehmenden Umweltvergiftungen entgegenzuwirken. Es ist wichtiger Bestandteil des Enzyms Glutathionperoxidase (GSH-Peroxidase), welches als Zellschutzfaktor antioxidativ gegenüber aggressiven, aktivierten Sauerstoff-Formen (Peroxide) wirkt. Diese werden durch Umweltgifte, radioaktive Strahlung aber auch im Stoffwechsel selbst gebildet. In diesem Zusammenhang kann Selen bei erhöhten Belastungen durch Schwermetalle als Gegenmittel gebraucht werden, weil es die Eigenschaft besitzt Cadmium zu entgiften und Quecksilber in seiner Giftigkeit zu mindern. Raucher sollten sich deshalb besonders um ausreichende Selenversorgung zur Stärkung der Gesundheit bemühen. Auch die Belastung durch Amalgam kann durch Selen gemindert werden.

b) Stärkung des Immunsystems  

In Vereinigung mit Vitamin E wirkt sich Selen positiv auf die Antikörperwirkung aus, es stimuliert die Synthese von IgM (Vitamin E stimuliert die Bildung von IgG). Selen kann die Aktivität von Immunglobulin (vorhanden in körpereigenen Killerzellen), welches für das Abwehrsystem von grosser Bedeutung ist, anregen. Bei Selenmangel ist daher die Anfälligkeit gegenüber Infektionen auf Grund erhöhter Immunschwäche grösser.

Die GSH-Peroxidase wirkt einem vorzeitigen Alterungsprozess entgegen. Bei alten Menschen finden sich, vermutlich durch zunehmend einseitige, prozessierte Ernährung, häufiger niedrige Selenspiegel. Deshalb ist Selen im Alter zur Unterstützung des Immunsystems sehr wichtig.

c) Aktivierung des Schilddrüsenhormons  

Die Funktion des Enzyms Typ-1-5 Jodthyronin-Dejodase ist von Selen abhängig. Dieses Enzym ist wichtig für die Schilddrüsenhormone, es wirkt bei der Umwandlung von T3 (Thyroxin), der inaktiven Vorstufe des Schilddrüsenhormons, in die aktive Form T4 als Katalysator, ausserdem dejodiert es Thyronin. Selenmangel hat eine spezifische Wirkung auf Konzentationsänderungen der Schilddrüsenhormone. Durch verminderte Bildung von T3 bei Selenmangel können Störungen in der Schilddrüsenfunktion auftreten. Trotz ausreichender Jodzufuhr sinkt dann der Gehalt an Gesamtjod. Bei gleichzeitigem Selen- und Jodmangel können zusätzlich metabolische Störungen eintreten.

Selenbedarf und Einnahmeempfehlung

Der tägliche Bedarf an Selen ist bis heute nicht genau bestimmt. Schätzungen gehen von mindestens 20 bis zu maximal 300 mcg Selen pro Tag aus. Amerikanische Forscher empfehlen 1mcg Selen pro Tag pro kg Körpergewicht. Zur Erhaltung der schützenden Funktion von Selen gehen Fachleute von einem Bedarf von mindesten 100 mcg täglich aus; zur sicheren Prävention von Selenmangelerkrankungen oder zur therapeutischen Supplementierung   werden 200-300 mcg Selen pro Tag empfohlen.

Einnahmen von über 500 mcg pro Tag wirken auf Erwachsene bereits toxisch. Langzeitdosierungen von über 750 mcg pro Tag können chronische Selenüberbelastung zur Folge haben. Bei dieser sogenannten Selenase kann es zu Störungen der Haar- und Nagelstruktur, Hautrötungen und Hautschwellungen, Erbrechen, Durchfall, Gewichtsabnahme,  sowie einem knoblauchartigen Atem kommen. Periphere Neuropathie und Müdigkeit können auch mit zu hoher Langzeitdosierung von Selen in Verbindung gebracht werden.

Die Deckung des Bedarfs variiert stark in verschiedenen Gebieten durch unterschiedliches Selenvorkommen im Boden. Selenmangelkrankheiten kommen besonders in Teilen Chinas (Keshan-Krankheit) und in Ostsibirien vor, dagegen ist die Bodenbeschaffenheit Nordamerikas gute Voraussetzung für selenreiche Nahrung. Bei uns in der Schweiz und Deutschland liegt die durchschnittliche Selenaufnahme durch die Ernährung zwischen 25 und 85 mcg pro Tag, was als zu niedrig einzuschätzen ist und evtl. an der Grenze zum Mangel liegt.

Selen ist in Lebensmitteln an Eiweissfraktionen gebunden, es ist vor allem in Muskelfleisch, Nieren und Lebern von Tieren, Thunfisch, Seefischen, Hühnereiern und in Getreide vorhanden.

Zur Zusätzlichen Einnahme sind unter den Selenpräparaten organische Formen von Selen vorzuziehen (z. B. Selenomethionin, Selenocystein, selenreiche Hefe und Selenaspartat). Dagegen kann Natriumselenit weniger gut biologisch verwertet werden.

Die Tagesdosis wird vorzugsweise in mehreren kleinen Dosen über den Tag verteilt zu den Mahlzeiten eingenommen

Selenreiche Nahrungsmittel

NahrungsmittelMengemcg
Hering, Thunfisch100g130-140
Sardinen100g80-100
Leber (Kalb)100g50-70
Sojabohnen100g50-70
Weizenvollkornbrot100g30-60
Rindfleisch, Schweinefleisch100g30-35

Ein Mehrbedarf an Selen ist bei geschwächtem Immunsystem, erhöhten Belastungen durch Schwermetalle (Rauchen), Krebskrankheiten, rheumatischen Krankheiten, Herzkrankheiten  (auch Herzinfarkt), Diabetes mellitus, im Alter und in der Schwangerschaft und Stillzeit vorhanden.

Selen in der Schwangerschaft

Die Selenaufnahme während der Schwangerschaft sollte von zu Beginn der Schwangerschaft mindestens 100 und später 200mcg Selen pro Tag betragen, denn Selenmangel kann während der Schwangerschaft zu erheblichen Komplikationen führen. Ein Risikofaktor ist Selenmangel bei Komplikationen wie Toxinämie, Nephropathie, Ödem, Präeklampsie und Bluthochdruck. Die Komplikationen entstehen im Zusammenhang mit endothelen Zellschädigungen, zudem wird bei Selenmangel während der Schwangerschaft eine Verlangsamung des fötalen Wachstums beobachtet.

In einer chinesischen Studie wurden niedrige Selenwerte im Serum, im Vergleich zu gesunden Müttern bei Frauen gefunden, die Kinder mit Missbildungen geboren hatten. Auch bei anderen Schwangerschaftskomplikationen z. B. dem vorzeitigen Riss der Fötalmembran, wurden verminderte GSH-Peroxidaseaktivitäten festgestellt. Auch ist erwiesen, dass bei werdenden Müttern, die während den ersten drei Wochen einen Selenmangel hatten, beim Kind die Cystische Fibrose (Mucoviscidose) auftrat. Die Ausbildung von Spina Bifida (offener Rücken) wird möglicherweise durch Selenmangel begünstigt.

Bei niedrigen Selenaufnahmen der Mutter kommt es in den ersten Wochen nach der Geburt beim Säugling zu einer starken Minderung der Serumselenkonzentration; dabei können kurzzeitig Tiefstwerte erreicht werden.

Das Selen in der Muttermilch liegt praktisch ausschliesslich in organischer Form in den Milchproteinen gebunden vor, zu 50% in Form von GSH-Peroxidase, Säuglingsdiäten hingegen enthalten anorganische Selenverbindungen wie Natriumselenit. Ein brustgestillter Säugling nimmt pro Tag 22 mcg Selen auf, dagegen erhält ein künstlich ernährter Säugling nur ca. 8mg. Selendefizit-Syndrome treten besonders bei Säuglingen auf, die über längere Zeit parenteral ernährten wurden; es handelt sich dabei um Muskelschwund und Muskelschmerzen mit Berührungsempfindlichkeit.

Selen bei Herzkrankheiten

Bei durch unzureichende Selenaufnahme bedingtem GSH-Peroxidasemangel kommt es allgemein zur Anhäufung von Lipidperoxiden. Bei Herz- Kreislauferkrankungen sind die Folgen davon erhöhter Blutdruck und gesteigerte Plättchenaggregation. Es ist erwiesen, dass Herzinfarkt-Patienten einen niedrigeren Selenspiegel im Plasma und in den roten Blutkörperchen haben als gesunde Menschen. Da Selen die Fähigkeit hat, den Mikroblutkreislauf im infarktgeschädigten Gewebe anzuregen, bewirkt eine reiche Selenzufuhr bei Herzinfarktpatienten eine deutliche Reduktion von Zweitinfarkten und Todesfällen.

In Finnland wurden 1981 bei den ersten systematischen Untersuchungen über die Wirkung von Selen in Kombination mit Vitamin E-Gaben bei therapieresistenten Herzbeschwerden den Patienten zwei mal pro Tag 2 mg Natriumselenat und 140 mg Vitamin E verabreicht. Nach drei Jahren haben sich sämtliche Symptome bei Angina pectoris, Arhythmie und Hochdruck so stark gebessert, dass sie Patienten grössere Strecken ohne Schmerzen zu Fuss zurücklegen konnten, ihre Arbeitsfähigkeit verbessert wurde und sie nur noch 10% des vorher eingenommenen Nitroglyzerins benötigten.

Ferner wurden sehr gute Erfahrungen mit Selen bei de Behandlung von Extrasystolie, Endocarditis, Hypertonie, Altersherz, Koronaspasmen und cardialen Ödemen gemacht.

Bei Selenmangel ändert sich die Morphologie von Myozyten: Der Durchmesser der Zellen verringert sich, der Bindegewebeanteil ist erhöht, es kommt zu einer Proliferation der Mitochondrien und Ausweitung des sarkoplasmischen Retikulums, zu Membranschädigung und vermehrtem Calciumeinstrom in die Zellen.

Selen bei Rheumaerkrankungen

Die selenabhängige Kashin-Beck Krankheit (nicht zu verwechseln mit der Keshan-Krankheit), welche in China und Ostsibirien vor allem bei Kindern zu massiven Gelenkdeformationen führt, konnte mit Selentherapien erfolgreich behandelt werden. Aber auch europäische Untersuchungen zeigen, dass bei rheumatischen Krankheiten oft ein niedriger Selenstatus vorhanden ist. Bei Selengaben konnten Verbesserungen des klinischen Bildes festgestellt werden, jedoch beachtete man dabei die zusätzliche Gabe weiterer antioxidativer Nährstoffe wie Zink, Vitamin A, C und E, Omega-3- und Omega-6-Fettsäuren.

Bei rheumatisch-arthritischen Erkrankungen werden für die Gelenkschäden zum Teil toxische Sauerstoffradikale verantwortlich gemacht, dagegen hat Selen gebunden in GSH-Peroxidase eine schützende Wirkung. Beim Verlauf rheumatischer Erkrankungen sind auch immunologische Vorgänge von grosser Bedeutung. Hierbei hat Selen eine positive Wirkung indem es die körpereigene Abwehr steigert.

Bei Arthritis-Patienten wurden gestörte Selen-Kupfer Verhältnisse festgestellt (erhöhte Kupferkonzentration bei erniedrigter Selenkonzentration), welche ungünstige Wirkung auf die Knorpelgewebe haben. Nach einer Studie der britischen „Arthritis-Association“ in London gab es nach  drei Monaten unter Zufuhr von Selenhefe mit den Vitaminen A, C und E bei 70% der Arthritis-Patienten deutliche Besserungen.

Selen bei Krebs

Schon 1915 konnte in New York beobachtet werden, dass kleinere subcutane Tumore nach der oralen Gabe von subtoxischen Dosen Selenit völlig verschwanden. Heute ist die schützende Wirkung von Selen besonders bei Brustkrebs und Hautkrebs wissenschaftlich erwiesen.

Krebspatienten auch im frühen Stadium zeigen niedrigere Selenspiegel als gesunde Personen. Je weiter fortgeschritten die Tumorerkrankung ist, desto niedriger sind die Selenspiegel. Zum Schutz vor Krebs wirkt das Spurenelement durch die GSH-Peroxidase als Resistenzfaktor und muss dem Körper immer in ausreichender Menge zur Verfügung stehen. Die antikarzinogene Wirkung des Selens erhöht die körpereigene Resistenz gegen viele Krebsarten und schädliche Einflüsse wie Oxidation, freie Radikale, Aldehyde, UV-Strahlen, ionisierende Strahlung, Übergangsmetalle, Viren usw., die meist nebst anderem zu einem erhöhten Krebsrisiko führen. Selen schützt die Zellen vor allem vor Sauerstoffradikal-Schädigungen, durch die Mutationen ausgelöst werden können. Es schützt auch in diesem Fall vor peroxidativen Schädigungen der Zellmembran und anderer Zellbestandteile, desgleichen verlangsamt es alle Phasen der Zellteilung und hat somit antiproliferative und antimutagene Wirkung. Diese zeigt sich vor allem durch Änderung des Metabolismus von krebserzeugenden xenobiotischen Verbindungen.

Die Selenstatus-Bestimmung im Labor

Verschiedene Möglichkeiten der Diagnostik:

Die häufigste Methode zur Selenbestimmung ist die Ermittlung des Selenspiegels im Plasma/Serum. Sie bietet eine gute Kontrolle für kurzfristige, ernährungsbedingte Aufnahme von Selen. Der Normalbereich der Werte liegt zwischen 70 und 110 mcg/l (oder 0.89-1.40 mcmol/l).

Die Werte der Bestimmung des Selenspiegels im Vollblut sind nur bei extremem Mangel oder Toxizität brauchbar. Normale Werte sind 50-250 mcg/l

Ein Test für die Speicherung von Selen im Körper ist die Bestimmung des Selenspiegels im Haar. Hierbei liegen die Normalwerte in einem Bereich von 0.1-6.0 mcg/g. Diese Diagnostik ist nicht allzu sicher weil die Selenwerte durch Umwelteinflüsse verändert werden können. Häufigste Beeinflussung der Resultate geschieht durch selenhaltige Shampoos, Haarfarbe oder Benützung von verschiedenen Haarmitteln (z.B. Haargel, Haarspray).

Der sensitive Status des Glutathionperoxidase-spiegels kann auch ermittelt werden. Bei einer Aktivität unter 30 E/g Hämoglobin liegt ein Selenmangel vor.

Die Selenbestimmung im ORTHOMEDIS-Speziallabor

Das ORTHOMEDIS-Speziallabor führt schon seit Jahren die Selenbestimmung mit einer zuverlässigen und immer wieder weiterentwickelten Methode (Standard Addition) im Plasmaserum durch.

Diese Ermittlung des Selenspiegels im Serum wird mittels Atomabsorptions-Spektrometer-Graphitrohrtechnik (AA-250, Varian) und Photronlampe durchgeführt. Um Matrixverbindungen zu entfernen, benutzen wir chemische Zusätze, Palladium- und Magnesium- Matrixmodifier, die dafür sorgen, dass Selen thermisch stabilisiert wird. Selen reagiert während der Veraschung mit dem Modifier und wird so wirksam in einer nichtflüchtigen Form gebunden, so können Proteine und Lipide bei Temperaturen von bis zu 1100 °C entfernt und das Selen schliesslich bei 2700 °C atomisiert werden.

Als Kontrolle verwenden wir Kontrollserum (Seronorm Trace Serum) von der Firma SERO AS-Norway und Selen-Standardlösungen von MERCK.

Eine wichtige Qualitätskontrolle unserer Arbeit ist die Teilnahme an den Ringversuchen des Instand e. V. Düsseldorf, die zweimal pro Jahr mit zwei verschiedenen Proben durchgeführt werden. Für die geleisteten Untersuchungen in unserem Labor erhalten wir jeweils die entsprechenden Zertifikate als Qualitätssicherungskontrolle.

Es ist zu beachten, dass für diese Selenbestimmung die sogenannten No-Additiv Röhrchen (z. B. verwenden wir BD-Vacutainer-Röhrchen), ohne jegliche Zusätze gebraucht werden. Nach der Blutentnahme soll die Probe nicht zentrifugiert, sondern mindestens eine Stunde lang stehengelassen werden, damit sich Serum bilden kann. Danach kann das Röhrchen ungeöffnet an unser Labor gesendet werden.

Literatur:

– G.N. Schrauzer: Selen, neue Entwicklungen aus Biologie, Biochemie und Medizin; Johann Ambrosius Barth Verlag, Heidelberg – Leipzig 1998

– Klaus-Georg Wenzel: Spurenelemente, Ihre theoretische und praktische Bedeutung in der Medizin; 1999

– Michael Zimmermann: Burgersteins Mikronährstoffe in der Medizin, Prävention und Therapie-ein Kompendium; Haug Verlag, Heidelberg 1999

– Lothar Burgerstein: Burgersteins Handbuch Nährstoffe, Prävention und Therapie / vollst. neu bearbeitet und erweitert von 

  Michael Zimmermann, Hugo Schurgast, Uli P. Burgerstein; Haug Verlag, Heidelberg 1997

– F.R. Burk: Selenium in biology and human health; Springer Verlag, New York 1993

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– S. Rilling: Kompendium der Mineralstoffe und Spurenelemente; Karl F. Haug Verlag, Heidelberg, 1993

– K. Schmidt, W. Bayer: Selen- Aktueller wissenschaftlicher Erkenntnisstand; Vita Min Spur, 7, 1992

– U. Tarp: Selenium and rheumatoid arthritis, a review; Analyst 120, 1995