CC BY
64
УДК [551.464.38+581.526.325.3(262.81)]:546.23
Н. А. Голубкина, О. А. Чиженкова, В. Ф. Зайцев, Е. С. Спиридонова
СОДЕРЖАНИЕ СЕЛЕНА В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ И РАСТЕНИЯХ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Введение
Селен - элемент 4 группы главной подгруппы периодической системы Менделеева, во многом повторяющий химические свойства серы. Селен способен замещать серу в серосодержащих аминокислотах с образованием селеноаминокислот, которые активнее в биологическом отношении и являются более сильными протекторами ионизирующей радиации, чем серосодержащие аминокислоты. Кроме того, селеноаминокислоты способствуют уменьшению количества свободных радикалов, нарушающих активность и свойства ферментов и аминокислот [1].
У растений важнейшей химической формой селена является селенометионин. Большая часть селена в животных тканях присутствует в виде селенометионина и селеноцистеина [2].
Биохимические функции селена определяют селенсодержащие белки. Роль микроэлемента селена в организме определяется в первую очередь его включением в состав одного из важнейших антиоксидантных ферментов - 8е-зависимой глютатионпероксидазы, которая защищает клетку от накопления продуктов перекисного окисления, предупреждая тем самым повреждение ее ядерного и белоксинтезирующего аппарата. Селен является синергистом витамина Е и способствует повышению его антиоксидантной активности. Селен входит в состав фермента -йодтиронин-5-дейодиназы, контролирующего образование трийодтиронина, состав белков мышечной ткани и, что особенно важно, белков миокарда. В виде селенпротеина является составной частью тестикулярной ткани. Дефицит селена приводит к ослаблению антиоксидантного статуса, антикацерогенной защиты, обусловливает миокардиодистрофию, иммунодефицит. Помимо этого селен проявляет антимутагенный, антитератогенный, радиопротекторный эффекты, стимулирует антитоксическую защиту, нормализует обмен нуклеиновых кислот и белков, улучшает репродуктивную функцию, нормализует обмен эйкозаноидов (простагландинов, простациклинов, лейкот-риенов), регулирует функцию щитовидной и поджелудочной желез. Недостаток микроэлемента может приводить к нарушению клеточной целостности, изменению метаболизма тиреоидных гормонов, активности биотрансформирующих ферментов, усилению токсического действия тяжёлых металлов, повышению концентрации глютатиона в плазме [3].
У соединений селена выявлена различная биодоступность. Установлено, что селен, содержащийся в большинстве исследованных соединений, обладает меньшей биодоступностью по сравнению с селенитом натрия. Выявлено защитное действие селена в отношении тяжёлых металлов. И28е способен вступать в реакцию с металлами, образуя нерастворимые комплексы, понижающие биологическую доступность селена и металла. Это взаимодействие лежит в основе снижения токсичности металлов повышенными дозами селена.
Селен проявляет защитное действие в отношении органических и неорганических соединений ртути. Так, селенит натрия предотвращает некроз почек и снижает смертность, связанные с воздействием хлорида ртути и метилртути. Селен обеспечивает защиту от токсического действия кадмия, полностью снимая его тератогенный эффект [4].
Биохимические функции селена в организме связаны с его каталитической ролью и заключаются в регуляции скорости окислительно-восстановительных процессов, а также реакций, идущих с участием ферментов, витаминов и гормонов [1].
Селен необходим для поддержания функции мембран, биосинтеза белка на рибосомах и образования макроэргических соединений в митохондриях [5]. Благодаря многочисленным исследованиям установлено, что селен оказывает большое влияние на процессы углеводного и липидного обмена животного организма. Есть предположение, что микроэлемент участвует в водно-солевом обмене. Видимо, он является одним из агентов, перераспределяющих тканевые жидкости, в том числе и кровь [6].
Материал и методы исследований
Целью работы являлся анализ содержания 8е в донных отложениях и водорослях северной части Каспийского моря.
Пробы собраны в Северном Каспии в осенний период.
Содержание селена определяли в Институте питания РАМН микрофлуорометрическим методом, используя мокрое сжигание образцов смесью азотной и хлорной кислот, восстановление шестивалентного селена до 8е+4 и конденсацию образующейся селенистой кислоты с 2,3-диаминонафталином с образованием флуоресцирующего комплекса - пиазоселенола.
Результаты исследований и их обсуждение
В результате исследований установлено, что уровень накопления селена в водных организмах Каспийского моря достаточно высок.
На рис. 1 видно, что уровень накопления селена в донных отложениях северной части Каспийского моря находится в прямой зависимости от содержания в них ракушек, т. е. чем выше количество ракушек в пробе, тем выше содержание селена.
<и
<л
0)
S
X
га
ä
0)
ч
о
о
Без ракушек С ракушками Ракушки
Рис. 1. Содержание 8е в донных отложениях северной части Каспийского моря
Так, количество Se в донных отложениях без ракушек - 115 мкг/кг, с ракушками -146 мкг/кг, сплошные ракушки - 230 мкг/кг.
Необходимо отметить, что мягкие ткани моллюсков существенно больше по сравнению с раковинами обогащены селеном - 20-30 раз, тогда как основная масса микроэлементов, которые в балансе (Fe, Pb, Co, Cr и Se) составляют 70-80 %, сосредоточена в раковине [7].
Морские водоросли обладают необычной способностью извлекать из морской воды и вырабатывать многочисленные макро- и микроэлементы (кальций, марганец, магний, бор, фосфор, железо, цинк, бром и др.). Морские водоросли - это практически единственный продукт, в котором содержание селена, цинка, марганца, йода очень высоко. Известно, что водоросли способны аккумулировать селен как из воды, так и из грунта, отчасти именно такая аккумуляционная способность объясняет высокое содержание микроэлемента в водорослях.
Исследование содержание селена в водорослях показало, что в зостере (Zostera marina) его концентрация составляет 671 мкг/кг, в лауренции (Rhodophyta) - 469 мкг/кг (рис. 2).
Рис. 2. Содержание Se в водорослях
Выводы
Таким образом, в ходе исследований донных отложений и растений северной части Каспийского моря установлено следующее.
1. Уровень накопления селена в донных отложениях тем выше, чем больше в них ракушек. Количество селена в донных отложениях без ракушек - 115 мкг/кг, с ракушками -146 мкг/кг, в сплошных ракушках - 230 мкг/кг.
2. Исследование содержания селена в водорослях показало, что его содержание больше в зостере - 671 мкг/кг, чем в лауренции - 469 мкг/кг.
3. Из всех исследованных объектов наибольшее содержание селена отмечено у зостеры -671 мкг/кг.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Цалс И. И., Пеликс Э. Э. Определение селена в тканях и органах кур // Ветеринария. - 1973. -№ 8. - С. 109-111.
2. Arthur J. R., Beckett G. J. ed. BurkR. F. Roles of selenium in type I iodithyronin 5 deiodinase and in thyroid hormone and iodine metabolism // Selenium in biology and human health. - N.Y.: Springer-Verlag, 1994. - P. 93-115.
3. Larsen P. R., Berry M. J. Nutritional and hormonal regulation of thyroid hormone deodinases // Ann. Res.
Nutr. - 1995. - Vol. 15. - P. 323-352.
4. Демина Л. Л., Гордеев В. В., Фомина Л. С. Формы железа, марганца, цинка и меди в речной воде и их изменения в зоне смешения речных вод с морскими (на примере рек Черного, Азовского и Каспийского морей) // Геохимия. - 1978. - № 8. - С. 1211-1229.
5. Koehrle J. The trace element selenium and the thyroid gland // Вiochimie. - 1999. - Vol. 81 (5). - P. 527-533.
6. Касумов С. Н. Основы применения селена в кормлении сельскохозяйственной птицы. - М.:
ВНИИТЭИСХ, 1981. - 61 с.
7. Голубкина Н. А. Селен в питании: растения, животные, человек. - М.: Печатный город, 2006. - 254 с.
Статья поступила в редакцию 17.02.2011
THE CONTENT OF SELENIUM IN SEDIMENTS AND PLANTS OF NORTHERN CASPIAN SEA
N. A. Golubkina, O. A. Chizhenkova, V. F. Zaitsev, E. S. Spiridonova
Selenium is an element of the 4th group of the main subgroup of Mendeleev’s periodic table that has similar chemical properties of sulfur. Selenium can replace sulfur in the sulfur-containing amino acids to form selenium amino acids that are more active biologically and are more powerful protectors of ionizing radiation than sulfur-containing amino acids. In addition, selenium amino acids help to reduce the amount of free radicals, breaking the activity and properties of enzymes and amino acids. The study of the level of selenium accumulation in sediments and algae of the Northern Caspian Sea showed that it is rather high. The higher concentration of selenium is found in Zostera (Zostera marina), it accounts 671 mg/kg. In sediments with a lot of shells selenium level reaches 230 mg/kg. It is known that algae can accumulate selenium both from water and ground, and partly such accumulation ability explains the high content of microelements in seaweeds.
Key words: selenium, benthos, algae, accumulation, microelements.
