0 %

Селен и эндокринная система

06.02.2017

 

Среди биологических ролей селена (Se) хорошо известен профилактический эффект в отношении рака, сердечно-сосудистых заболеваний и вирусных мутаций. Кроме того, этот микроэлемент необходим для оптимального функционирования эндокринной и иммунной систем, а также принимает участие в модуляции воспалительного ответа.

Биологические эффекты Se опосредуются преимущественно через экспрессию селенопротеинов, которых сегодня обнаружено по крайней мере 30. О значимости Se для эндокринной системы свидетельствует тот факт, что многие эндокринные ткани обладают природной способностью поддерживать относительно высокую концентрацию этого микроэлемента даже при наличии тяжелого алиментарного селенодефицита. В этом обзоре рассмотрены механизмы, посредством которых Se влияет на функцию щитовидной железы (ЩЖ) и фертильность.

Рекомендуемое в настоящее время диетическое потребление селена для человека составляет от 55 до 75 мкг/сут. Такое количество Se обеспечивает максимальную активность глутатионпероксидазы в плазме и эритроцитах. В то же время противораковые свойства Se обнаруживаются при потреблении примерно 200 мкг/сут, что, возможно, указывает на целесообразность пересмотра текущих диетических рекомендаций. Как бы там ни было, даже с учетом сегодняшних норм во многих регионах мира отмечается недостаточное потребление селена населением.

Селенопротеины
Se включается в селенопротеины ко-трансляционно в виде остатка селеноцистеина, который при физиологических значениях рН полностью ионизирован и действует как очень эффективный окислительно-восстановительный катализатор.

К настоящему времени идентифицированы примерно 30 селенопротеинов, среди которых наиболее известными являются глутатионпероксидазы (GPXs), дейодиназы (DIs) и тиоредоксинредуктазы (TRs). В плазме крови наиболее высока концентрация селенопротеина P, который одновременно выполняет транспортную и антиоксидантную функции.

За счет включения в селенопротеины Se принимает участие в многочисленных биохимических реакциях и в первую очередь в поддержании окислительно-восстановительного баланса и обмене гормонов ЩЖ. Интересно, что в условиях ограниченного или недостаточного обеспечения Se отмечается четкая иерархия экспрессии селенопротеинов. Так, среди разных тканей и органов приоритет при селенодефиците отдается эндокринной системе, которая обеспечивается этим микроэлементом в первую очередь. В пределах одной ткани нормальная экспрессия таких селепротеинов как DIs, GPX4 и TRs в условиях недостатка селена поддерживается за счет уменьшения образования GPX1, уровень которой быстро снижается.

Селен и тиреоидная функция
Щитовидная железа содержит больше Se на грамм ткани, чем любой другой орган. Наряду с йодом Se играет важнейшую роль в функционировании ЩЖ, в частности в секреции ее гормонов.

Рис. TSH – тиреотропный гормон, ТТГ; TPO – тиреопероксидаза, ТПО;
GPX (1, 3, 4) – глутатионпероксидазы; H2O2 – перекись водорода;
H2O – вода; T3 – трийодтиронин; T4 – тироксин; DIT – дийодтиронин;
MIT – монойодтиронин; D1/D2 – дейодиназы;
TR1 – тиреоредуксинредуктаза 1 типа; I – молекулярный йод;
I – ионы йода; Cy AMP – циклическая аденозинмонофосфатаза,
цАМФ; Ca++/Pi – ионы кальция и органический фосфор

Для синтеза тиреоидных гормонов необходим процесс йодирования тирозиновых остатков тиреоглобулина, хранящегося в просвете фолликулов ЩЖ. Процесс йодирования катализируется тиреопероксидазой и требует наличия высокой концентрации перекиси водорода (H2O2), которая потенциально опасна для тироцитов. Образование H2O2, вероятно, является одним из механизмов ограничения синтеза гормонов ЩЖ и регулируется тиреотропным гормоном (ТТГ) через сложную систему вторичных мессенджеров.

Йодирование тиреоглобулина и образование H2O2 происходит на полостной поверхности апикальной мембраны тироцитов (со стороны фолликула). Образовавшаяся на поверхности тироцитов H2O2 быстро используется в реакциях йодирования, в то время как диффундировавшая внутрь клеток H2O2 разрушается внутриклеточными антиоксидантными ферментами, такими как GPXs, TRs и каталазы (рис.).

Одним из ключевых модуляторов синтеза тиреоидных гормонов, опосредующих эффект ТТГ, считается глутатионпероксидаза‑3 (GPX3), которая регулирует концентрацию H2O2 в фолликулярном просвете. Так, при отсутствии ТТГ на апикальном полюсе тироцитов происходит секреция GPX3 в фолликулярный просвет, где она уменьшает количество доступной для реакций йодирования H2O2. И наоборот, под воздействием ТТГ одновременно с усилением образования H2O2 снижается секреция GPX3 в фолликулярный просвет, что уменьшает деградацию H2O2, необходимой для процесса йодирования тиреоглобулина. В результате уменьшения секреции вовне концентрация GPX3 внутри тироцитов возрастает. Это усиливает защиту от H2O2, которая образуется и диффундирует в клетку из фолликулярного просвета в большем количестве, чем в базальном состоянии.

Таким образом, тироциты постоянно подвергаются воздействию потенциально токсичных концентраций H2O2 и гидроперекисей липидов. Очень высокая концентрация Н2О2 вызывает некроз клеток ЩЖ, а высокая, но недостаточная для некроза – ​каспазо‑3-опосредованный апоптоз. В условиях дефицита Se апоптоз тироцитов в ответ на H2O2 увеличивается, в то время как при достаточном потреблении этого микроэлемента адекватная внутриклеточная активность GPXs и TRs способна защитить клетки от оксидативного стресса. При йодной недостаточности или болезни Грейвса, когда уровень ТТГ повышен и образование Н2О2 повышено, потребность в антиоксидантной защите и, соответственно, Se возрастает.

Также к селенопротеинам относятся дейодиназы, которые отвечают за локальную активацию гормонов ЩЖ – ​превращение тироксина (Т 4) в трийодтиронин (Т 3) и реверсивный Т 3 (рТ 3), а также Т 3 в рТ 3 и дийодтиронин (Т 2). Содержание селена влияет на активность DIs и, следовательно, тиреоидных гормонов.

Селен и дефицит йода
Многих исследователей интересовали вопросы, как селеновый статус может влиять на последствия дефицита йода и какую роль играет в патогенезе эндемического микседематозного кретинизма. Это состояние характеризуется тяжелым гипотиреозом, инволюцией ЩЖ и задержкой роста. Некоторые эпидемиологические исследования показали, что усиленное образование H2O2 на фоне высокого уровня ТТГ, сопровождающего дефицит йода, вместе со снижением активности глутатионпероксидазы, обусловленной дефицитом Se, приводят к атрофии ЩЖ, которая отмечается при микседематозном кретинизме. При достаточном поступлении Se разрушение ЩЖ может быть предотвращено за счет поддержания адекватной активности GPXs и TRs.

Селен и аутоиммунные заболевания щитовидной железы
Связь между дефицитом Se, нарушением функций иммунной системы и воспалением подтолкнула исследователей к изучению влияния селена на продукцию аутоантител у больных с хроническим аутоиммунным тиреоидитом. В двойном слепом рандомизированном плацебо-контролируемом исследовании Gartner и соавт. (2002, 2003) ежедневный прием 200 мкг селенита привел к достоверному снижению титра антител к тиреопероксидазе (TPOAb), а также улучшению ультразвуковой картины ЩЖ у некоторых пациентов с хроническим аутоиммунным тиреоидитом. Этот эффект Se был продемонстрирован не только в регионе с дефицитом йода и селена, как в упомянутом выше исследовании, но и в популяции с близким к нормальному обеспечением этими микроэлементами (Duntas et al., 2003).

В исследовании Vrca и соавт. (2004) применение Se способствовало снижению титра антител к рецептору ТТГ у пациентов с другим аутоиммунным заболеванием ЩЖ – ​болезнью Грейвса (Vrca и др. 2004).

Селен и фертильность
В яичках также содержится высокая концентрация Se, а эксперименты, проведенные на мышах с нокаутированным геном селенопротеина Р, указывают на важную роль этого микроэлемента в функционировании мужской половой системы. Снижение количества и качества спермы было отмечено как у животных, так и у людей с селенодефицитом. Вероятно, связь между Se, качеством спермы и мужской фертильностью обеспечивает селеносодержащий фермент GPX4. В развивающихся сперматозоидах GPX4 обеспечивает антиоксидантную защиту, однако по мере созревания спермы этот энзим берет на себя структурную роль и отвечает за правильное строение шейки сперматозоида. У многих пациентов с бесплодием, обусловленным низким количеством сперматозоидов и качеством спермы, было отмечено уменьшение концентрации полимеризованной GPX4 в сперме. Снижение уровня GPX4 было особенно заметно в олигоастенозооспермических образцах (Foresta et al., 2002). В исследовании, проведенном в Шотландии (где потребление селена низкое и находится на уровне 30-40 мкг/сут), качество спермы и фертильность пациентов улучшились после приема селена (Scott et al., 1998).

Что касается женщин, то в фолликулярной жидкости пациенток с бесплодием неясного генеза было отмечено существенное снижение уровня Se (Paszkowski et al., 1995). Уменьшение концентрации Se в сыворотке крови обычно наблюдается при нормальной беременности, однако у женщин с выкидышем в первом триместре была обнаружена значительно более низкая концентрация Se, чем у женщин с сохранной беременностью (Barrington et al., 1996). В исследовании in vitro с использованием коровьих зернистых клеток, полученных из фолликулов разного размера, было установлено, что Se стимулирует пролиферацию клеток мелких фолликулов, усиливает стимулирующее влияние гонадотропинов на них, а также повышает продукцию эстрадиола (Basini и Tamanini, 2000).

В настоящее время установлена роль Se в этиологии ряда заболеваний, а также некоторые механизмы участия этого микроэлемента в функционировании эндокринной системы. В то же время на сегодняшний день уже известно, что селенопротеины играют также многочисленные роли в клеточных сигнальных системах, модификации иммунного ответа, росте и выживаемости клеток. Это позволяет ожидать в ближайшем будущем обнаружения и других механизмов участия Se в работе эндокринной системы. В частности, этот микроэлемент может играть определенную роль в лечении гормон-зависимых злокачественных новообразований, например рака простаты (Dong et al., 2003, 2004).

Статья в формате PDF.

Реферативный перевод с англ. Натальи Мищенко

Статья печатается в сокращении
Список литературы находится в редакции
 
G.J. Beckett, J.R. Arthur. Selenium and endocrine systems.
Journal of Endocrinology (2005) 184, 455-465

СТАТТІ ЗА ТЕМОЮ Ендокринологія

28.09.2018 Ендокринологія Успешная терапия гипофизарной тиреоидной резистентности препаратом КАРБИМАЗОЛ (Дайджест)

В данном обзоре представлен трудный клинический случай гипофизарной резис­тентности к тиреоидным гормонам (ГРТГ) у девочки в возрасте 6 лет. ...

25.09.2018 Ендокринологія Програма комплексної реабілітації хворих на цукровий діабет із застосуванням голкорефлексотерапії

Значна кількість ускладнень пожиттєвої інсулінотерапії та використання цукрознижувальних препаратів, а також розвиток у деяких пацієнтів алергічних реакцій обмежують призначення загальноприйнятого медикаментозного лікування хворим на цукровий діабет (ЦД)...

25.09.2018 Ендокринологія О создании научно­-исследовательской программы «Иммунитет у больных сахарным диабетом 2 типа, находящихся на терапии метформином»

Глобальный и неуклонный рост заболеваемости сахарным диабетом (СД) во всем мире, приобретающий характер пандемии, сегодня вызывает очень серьезную обеспокоенность специалистов национальных систем здравоохранения. ...

11.07.2018 Ендокринологія Редкие клинические случаи хирургического лечения больших аденом околощитовидных желез

Гиперпаратиреоз (ГПТ) является одной из актуальных проблем современной медицины. До недавнего времени о первичном ГПТ (ПГПТ) говорили как об одном из редких эндокринных заболеваний. ...