После того, как в 1957 г. был доказан профилактический эффект ультрамикродоз селена при некрозе печени у крыс, опубликовано большое количество экспериментальных работ по вопросу о биологической роли этого элемента и его значении в питании животных.
О роли селена как биоэлемента свидетельствуют следующие факты:
- наличие его в микроколичествах практически во всех тканях животных, исключая жировую;
- его профилактическое и терапевтическое действие при ряде заболеваний (некрозе печени у крыс, экссудативном диатезе у цыплят, беломышечной болезни у ягнят, телят);
- стимулирующий эффект селена на развитие ягнят и рост шерсти у них в биогеохимических зонах, недостаточных по селену;
- наличие селена в сетчатке глаза и его очевидное участие в фотохимических реакциях светоощущения;
- сродство селена к хорошо известному биологически активному соединению — α-токоферолу.
Длительное время не удавалось воспроизвести истинную селеновую недостаточность у животных (обычно для такого эффекта, помимо селена, требовались дефицит витамина Е или другие стрессовые факторы). В настоящее время это затруднение преодолено, что позволяет отнести селен к истинным биоэлементам. Цыплята на синтетическом рационе (источник азота — аминокислоты, содержание селена — 0,005 мг/кг) плохо росли и погибали даже при дозе 220 мг/кг α-токоферола-ацетата. С уменьшением дозы токоферола потребность в селене возрастала. Аналогичные данные были получены при использовании рационов, содержащих корма, выращенные в зоне с недостатком селена в почвах. Крысы, получавшие бедную селеном диету, росли и развивались нормально, но их потомство было почти безволосым. При добавке селена волосяной покров улучшался, повышались показатели скорости роста и воспроизводства.
Таким образом, можно считать доказанным отсутствие полной взаимозаменяемости витамина Е и селена, т. е. наличие специфических функций у каждого из них, несмотря на частое проявление спарринг-эффекта.
Относительно механизма действия этих соединений единого мнения нет. Токоферолы и органические соединения селена обладают свойствами антиоксидантов, но не всегда их активность прямо связана с антиокислительными свойствами.
Антиокислительными свойствами обладают и серосодержащие аминокислоты, что определяет их эффект при некоторых болезнях, вызванных недостатком токоферола и селена.
В качестве возможных функций селена называют его участие в связывании сульфгидрильных групп аминокислот и белков и поддержание конформаций белковой молекулы, влияние на синтез коэнзима Q (убихинона) и окислительное фосфорилирование, изменение проницаемости клеточных и внутриклеточных мембран.
Высказана гипотеза, согласно которой токоферол способствует синтезу Se-аминокислот, а последние включаются в структуру клеточных и субклеточных мембран.
Известно, что одним из симптомов недостаточности дефицита селена у животных, в частности у свиней, является снижение резистентности эритроцитов и повышение гемолиза. В этой связи представляет интерес открытие селена в составе фермента глютатионпероксидазы. Предполагается, что взаимодействие между селеном и токоферолом на клеточном уровне проявляется в их влиянии на образование перекисей. Витамин Е — сильный антиоксидант, ингибирует образование перекисей в тканях, тогда как селен в составе глютатионпероксидазы разрушает эти токсические продукты.
Влияние уровня Se в рационе на активность глютатионпероксидазы в тканях крыс: 1 — печень; 2 — почки; 3 — сердце; 4 — надпочечники; 5 — легкие. За 100% принята активность фермента при 0,5 мг Se
Таким образом, влияние перекисей на структуру клеток может зависеть как от концентрации токоферола, так и от активности глютатионпероксидазы.