Selenio: un antiossidante con un ruolo fondamentale nell'anti-invecchiamento Parte 1

Astratto: L'invecchiamento è caratterizzato da uno squilibrio tra i danni inflitti dalle specie reattive dell'ossigeno (ROS) e le difese antiossidanti dell'organismo. Come fattore nutrizionale significativo, l'oligoelemento selenio (Se) può rimodellare i cambiamenti fisiologici graduali e spontanei causati dallo stress ossidativo, portando potenzialmente alla prevenzione delle malattie e all'invecchiamento sano. È coinvolta nel miglioramento della difesa antiossidante, delle funzioni immunitarie e dell'omeostasi metabolica. Uno stato Se inadeguato può ridurre l'aspettativa di vita umana accelerando l'invecchiamento o aumentando la vulnerabilità a vari disturbi, tra cui la disfunzione immunitaria e il rischio di cancro. Questa recensione evidenzia gli studi disponibili sul ruolo effettivo di Se nei meccanismi di invecchiamento e mostra le potenziali implicazioni cliniche legate al suo consumo. Sono state inoltre discusse le principali fonti di Se organico ei vantaggi delle sue nanoformulazioni.

Il glicoside di cistanche può anche aumentare l'attività della SOD nei tessuti del cuore e del fegato e ridurre significativamente il contenuto di lipofuscina e MDA in ciascun tessuto, eliminando efficacemente vari radicali reattivi dell'ossigeno (OH-, H₂O₂, ecc.) e proteggendo dai danni al DNA causati da radicali OH. I glicosidi feniletanoidi di Cistanche hanno una forte capacità di scavenging dei radicali liberi, una maggiore capacità riducente rispetto alla vitamina C, migliorano l'attività della SOD nella sospensione dello sperma, riducono il contenuto di MDA e hanno un certo effetto protettivo sulla funzione della membrana dello sperma. I polisaccaridi Cistanche possono migliorare l'attività di SOD e GSH-Px negli eritrociti e nei tessuti polmonari di topi sperimentalmente senescenti causati dal D-galattosio, nonché ridurre il contenuto di MDA e collagene nei polmoni e nel plasma e aumentare il contenuto di elastina, hanno un buon effetto scavenging su DPPH, prolunga il tempo di ipossia nei topi senescenti, migliora l'attività della SOD nel siero e ritarda la degenerazione fisiologica del polmone nei topi senescenti sperimentalmente Con la degenerazione morfologica cellulare, gli esperimenti hanno dimostrato che Cistanche ha la buona capacità antiossidante e ha il potenziale per essere un farmaco per prevenire e curare le malattie dell'invecchiamento cutaneo. Allo stesso tempo, l'echinacoside in Cistanche ha una significativa capacità di eliminare i radicali liberi DPPH e ha la capacità di eliminare le specie reattive dell'ossigeno e prevenire la degradazione del collagene indotta dai radicali liberi, e ha anche un buon effetto di riparazione sul danno dell'anione dei radicali liberi della timina.

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Parole chiave: selenio; beneficio per la salute; invecchiamento umano; effetto antiossidante; immunoprotezione; chemioprevenzione

1. Introduzione

L'invecchiamento è un importante fattore di rischio nel progresso di molti disturbi legati all'età [1]. Poiché esiste una tendenza costante all'invecchiamento della popolazione umana su scala globale, anche il numero di malattie associate all'invecchiamento sta gradualmente aumentando. La patogenesi di vari disturbi della salute, comprese le malattie neurodegenerative o il cancro, è dovuta all'accumulo di specie reattive dell'ossigeno (ROS) che causano stress ossidativo e infiammazione, che sono i principali contributori alla senescenza cellulare [1,2]. In generale, l'invecchiamento è caratterizzato da uno squilibrio tra i danni inflitti dai ROS e le difese antiossidanti dell'organismo [3]. I radicali liberi potrebbero essere prodotti a causa dell'influenza di inquinanti ambientali, ioni metallici, radiazioni o sottoprodotti di farmaci metabolizzati [4]. La produzione di ROS e il danno ossidativo alle biomacromolecole (acidi nucleici, lipidi e proteine) possono rappresentare un ambiente adatto allo sviluppo di malattie legate all'età [5,6]. I meccanismi di difesa endogeni del corpo umano non possono fornire la completa prevenzione del danno da ROS, e diverse fonti naturali di antiossidanti alimentari sono particolarmente importanti per questo scopo [7]. Le proprietà antiossidanti di molti polifenoli, vitamine e oligoelementi sono ben note [4,7–11]. La carenza di micronutrienti come vitamine e minerali può sopprimere l'immunità e causare una predisposizione a malattie infettive, cancro, neurodegenerazione, disturbi cardiovascolari e squilibri ormonali [12]. Gli antiossidanti naturali, in quanto efficaci scavenger di radicali liberi, sono indispensabili nella prevenzione e nel trattamento di molti disturbi legati all'età [1,4].

L'oligoelemento selenio (Se) era considerato un integratore alimentare per migliorare la salute in quanto possiede preziose proprietà antiossidanti [13]. Può rimodellare cambiamenti biochimici e fisiologici graduali e spontanei, portando potenzialmente alla prevenzione delle malattie e a un invecchiamento sano, perché è coinvolto nel miglioramento della difesa antiossidante, delle funzioni immunitarie e dell'omeostasi metabolica [14]. Si trova naturalmente nell'acqua, nel suolo e nel cibo [15]. Amminoacidi, peptidi ed enzimi sono considerati i principali composti organici contenenti Se biologicamente importanti [13]. La selenocisteina, la variante S-to-Se sostituita dell'aminoacido cisteina, è un componente chiave delle selenoproteine ​​[16]. Pertanto, l'effetto fisiologico di Se è dovuto principalmente alla sua incorporazione nelle selenoproteine ​​[17].

Va notato che nell'uomo sono state scoperte 25 selenoproteine ​​[18]. Le selenoproteine ​​sono state implicate in molte vie metaboliche e funzionali, come l'invecchiamento, il cancro o le infezioni [19]. Pertanto, l'enzima glutatione perossidasi contenente Se può aiutare a ridurre le reazioni dei radicali liberi a livelli tollerabili riducendo l'H2O2 in H2O e gli idroperossidi organici (ROOH) in alcool (ROH) [20,21]. Le glutatione perossidasi Se-dipendenti (GPX1–4 e GPX6) e la tioredossina reduttasi (TrxR1-3) sopprimono direttamente lo stress ossidativo; GPX4 citosolico è essenziale per lo sviluppo embrionale e la sopravvivenza cellulare. GPX1 è la selenoproteina più abbondante e una delle principali forme metaboliche del Se corporeo contro il grave stress ossidativo [22]. Per inciso, GPX1 è stata la prima selenoproteina scoperta nel corpo dei mammiferi [17]. GPX1 è uno speciale selenoenzima dei mammiferi che mantiene l'equilibrio redox disintossicando i ROS [17]. Sono note anche diverse selenoproteine ​​non enzimatiche, come le selenoproteine ​​F, H, I, K, ecc. [17]. Avery e Hoffmann hanno riferito che la carenza di Se potrebbe causare incompetenza immunitaria, aumentando significativamente la suscettibilità agli agenti patogeni o persino al cancro [17]. Ad esempio, le funzioni di promozione della salute della selenoproteina K sono state dimostrate nell'esempio del funzionamento del sistema immunitario [23].

Secondo le raccomandazioni dell'OMS, l'assunzione giornaliera di Se da parte degli adulti dovrebbe essere di 40-70 µg/giorno a seconda del sesso e delle condizioni corporee (peso, stato di gravidanza nelle donne, ecc.) [24]. Tuttavia, il contenuto medio di Se nella dieta quotidiana abbastanza spesso non raggiunge questo livello. Il livello tipico di consumo giornaliero varia nell'intervallo di 30-50 µg/giorno in diversi paesi europei [20]. Va detto che il Se in dosi superiori a 400 µg/giorno mostra azioni dannose. L'assunzione incontrollata di prodotti arricchiti con Se può provocare avvelenamento [20]. Pertanto, il Se potrebbe essere considerato un oligoelemento caratterizzato da un intervallo molto ristretto di concentrazioni nel corpo umano tra carenza, livelli fisiologici ottimali e livelli tossici [20]. I benefici di Se per il corpo umano sono spesso valutati durante gli studi sul suo contenuto in materiale biologico (sangue, plasma, urina, tessuto) o sull'attività della glutatione perossidasi [25]. Il range normale per il Se plasmatico è di circa 120-160 ng/mL [26].

La carenza di Se, che colpisce circa un miliardo di persone in tutto il mondo, può influire in modo significativo sulla salute [27]. In molti paesi, Se può essere carente a causa della sua bassa concentrazione nei suoli e, di conseguenza, nelle piante che crescono su questo substrato [13]. Tali famose malattie asiatiche endemiche come Keshan e Kashin-Beck sono dovute alla carenza di Se. Va detto che oltre il 50% delle regioni cinesi sono caratterizzate da carenza di Se nel suolo [28]. Ha un margine ristretto tra i suoi livelli essenziali e gli importi associati alla tossicità [13]. In generale, l'effetto sulla salute del Se (benefico o tossico) è dose-dipendente e correlato alla forma chimica di questo oligoelemento e alla sua biodisponibilità [29]. Un leggero eccesso di contenuto di Se può provocare tossicità; quindi, deve essere preso con attenzione e cautela [20,30]. Gli esiti sulla salute si verificano quando c'è una mancanza o un eccesso di Se nel corpo (Figura 1). In particolare, la carenza di Se porta a disturbi endocrini e immunitari, infezioni, infiammazioni croniche, neurodegenerazione, malattie cardiovascolari e cancro, influenzando negativamente la longevità [31].

L'eccesso di Se in alcune regioni geografiche può causare un altro disturbo chiamato "selenosi" [13,32]. I segni clinici della selenosi includono odore di aglio nell'alito e diarrea, alopecia, desquamazione delle unghie, dolori, irritabilità, brividi, tremori e danni neurologici. I casi di selenosi estrema possono mostrare alterazioni del fegato, cirrosi, edema polmonare, lesioni polmonari o morte[33].

La principale forma di Se ingerita dagli esseri umani è considerata la selenometionina [17]. Vale la pena notare che la selenometionina organica potrebbe causare tossicità a concentrazioni molto più elevate del Se inorganico [34]. Il Se organico, in particolare il SeMet, la principale specie alimentare, è più vantaggioso della sua forma inorganica nel quadro di una dieta equilibrata [29].

Questo elemento, assunto in eccesso come integrazione alimentare oa seguito di inquinamento ambientale, può avere un effetto tossico sotto forma di malattie articolari e disturbi del sistema sanguigno [35]. La salute dell'unghia del piede dimostra lo stato nutrizionale di Se negli studi epidemiologici in modo più significativo rispetto ad altri biomarcatori [31].

Il rischio di carenza di Se sembra aumentare in proporzione all'età [36] e alle malattie legate all'età [22]. Se può essere considerato un indicatore di longevità in una popolazione anziana poiché svolge un ruolo nel mantenimento della salute negli individui anziani [37]. Uno stato Se inadeguato può ridurre l'aspettativa di vita umana accelerando il processo di invecchiamento o aumentando la vulnerabilità a varie malattie legate all'età. Gonzalez et al. hanno mostrato che il mantenimento di buoni livelli sierici di Se è importante poiché può influenzare l'auto-percezione della salute, l'attività fisica e, di conseguenza, la qualità della vita negli anziani [38]. Questa recensione evidenzia gli studi disponibili sul ruolo effettivo di Se nei meccanismi di invecchiamento e mostra le potenziali implicazioni cliniche legate al suo consumo. Sono state discusse anche le principali fonti di Se organico.

2. Il ruolo dell'Se nella prevenzione e nel trattamento dei disturbi della salute

2.1. Stress ossidativo, infiammazione e immunità

Nell'inevitabile processo di invecchiamento fornito dalla natura, c'è uno squilibrio tra difesa antiossidante e ROS, cambiamenti irreversibili nel rinnovamento mitocondriale e esaurimento delle cellule staminali [39]. Secondo Alehagen et al., questi disturbi sono strettamente associati all'infiammazione cronica, che accompagna le malattie legate all'età [39]. Simonof et al. ha affermato che lo stato antiossidante delle persone anziane potrebbe essere valutato misurando i livelli di Se nel sangue e di vitamina (A ed E) [40]. I livelli sierici e plasmatici di Se, l'attività della glutatione perossidasi e le concentrazioni di selenoproteina P sono misure comunemente utilizzate per valutare lo stato di Se nell'uomo [17].

Se possiede effetti antiossidanti, immunostimolanti e antinfiammatori [33]. Molte selenoproteine ​​sono coinvolte nella regolazione delle attività antiossidanti [41]. Il residuo di selenocisteina nella selenoproteina K è considerato responsabile della sua bioattività [23]. Le selenoproteine ​​come le GPX 1–4 disintossicano efficacemente i perossidi cellulari che proteggono dai ROS [13]. Studi in vivo hanno dimostrato che nei topi trattati con un'iniezione addominale di D-galattosio per indurre il modello di invecchiamento, le selenoproteine ​​estratte dal riso ricco di Se hanno potenziato la capacità antiossidante enzimatica (GSH-Px e SOD) nel fegato e nel siero dei topi del gruppo Se-diet, rispetto al gruppo di controllo [42].

Come cofattore di enzimi coinvolti nella protezione antiossidante, Se svolge un ruolo significativo nella regolazione di diversi processi infiammatori nell'organismo [35]. Un livello di Se insufficiente nell'organismo è associato a malattie infiammatorie della pelle come la psoriasi e la dermatite atopica [43]. Generalmente, Se stimola l'aumento della produzione di anticorpi nel sistema immunitario [20,44]. Lo stato ottimale di Se (60-175 ng Se/mL di plasma) può mitigare un processo infiammatorio e ridurre le complicanze nei polmoni, nell'intestino, ecc. [17]. Espaladora et al. hanno scoperto che il Se utilizzato per i farmaci intracanali potrebbe potenziare gli effetti curativi dell'idrossido di calcio nella risposta antinfiammatoria nei tessuti dentali periapicali [45]. Secondo Ceyan et al., Se ha dimostrato l'effetto protettivo contro la tossicità ossidativa indotta dall'amalgama dentale [46].

Un gruppo di 16 centenari, di età compresa tra 101 e 105 anni, che vivevano nel distretto dell'Alta Slesia (Polonia), presentava attività di glutatione reduttasi e catalasi significativamente più elevate rispetto alle giovani donne adulte sane [47]. L'aumento delle attività degli enzimi nel sangue dei centenari, principalmente glutatione reduttasi e catalasi, potrebbe essere interpretato come una risposta favorevole allo stress ossidativo, che consente l'equilibrio tra la produzione di ROS e l'efficacia delle difese antiossidanti nel normale invecchiamento. 47]. L'integrazione di Se nei pazienti con sindrome da distress respiratorio può anche modulare la risposta infiammatoria ripristinando la capacità antiossidante dei polmoni attraverso i livelli di interleuchina (IL)-1 e IL-6 [48]. Le selenoproteine ​​sono molto importanti per il metabolismo dei prostanoidi a causa dei loro effetti immunomodulatori [49].

La carenza di Se danneggia la condizione delle risposte immunitarie innate e adattative [17]. L'impatto di Se sul sistema immunitario è multitargeting, vale a dire, modulando le attività di neutrofili, macrofagi, cellule natural killer e linfociti T e B [18]. Gli studi dell'ultimo decennio hanno dimostrato che un'integrazione ottimale di Se potrebbe essere utilizzata per supportare efficacemente il sistema immunitario durante la leucemia infantile [50]. Il livello di Se sufficiente ha migliorato le funzioni della fagocitosi nei macrofagi e l'attività delle cellule T [51].

Molti selenoenzimi e la selenoproteina K non enzimatica, una proteina transmembrana del reticolo endoplasmatico importante per la segnalazione dipendente dal calcio, svolgono un ruolo importante nell'attivazione delle cellule immunitarie [18,52]. Marciel e Hoffmann hanno riferito che l'omeostasi del calcio potrebbe essere alterata quando diversi tipi di cellule si trasformano in cellule tumorali. La selenoproteina K, svolgendo un ruolo di primo piano nella regolazione dell'immunità come cofattore per un enzima coinvolto nelle modificazioni post-traduzionali e nella maturazione delle proteine ​​nel reticolo endoplasmatico, promuove il flusso di calcio nel reticolo endoplasmatico delle cellule immunitarie [23]. Pertanto, la carenza di Se è correlata non solo alla difesa antiossidante interrotta, ma anche al flusso di calcio e al ripiegamento delle proteine ​​nelle cellule [53]. Si potrebbe concludere che gli integratori di Se possono aumentare l'immunità contro il cancro o altre malattie, creando un'opportunità per una sana longevità.

2.2. Infezioni

Come è noto, i ROS sono frequentemente prodotti nel corpo umano durante le infezioni virali e il loro eccesso può indurre lo stress ossidativo essendo uno dei segni distintivi dei sintomi clinici di molte malattie [54]. Tra i micronutrienti essenziali implicati nella progressione dell'infezione virale, il Se svolge un ruolo importante nell'omeostasi redox e nella difesa antiossidante grazie alla sua incorporazione, come già accennato, nelle selenoproteine ​​di vitale importanza [55,56]. Ad esempio, l'integrazione di Se ha influenzato fortemente la soppressione virale e il recupero delle cellule T nei pazienti con infezione da HIV in Ruanda [57]. I pazienti con infezione da tubercolosi e HIV avevano stati Se inferiori rispetto agli esseri umani sani [17].

Per il terzo anno, la malattia da coronavirus COVID-2019 ha colpito milioni di persone e ha portato a periodici focolai di pandemia globale. Una carenza di Se è stata registrata in diversi disturbi causati da virus, tra cui COVID-19 [35,55]. Studi recenti hanno rivelato che i pazienti COVID-19 hanno livelli circolanti inferiori di ferro (Fe), zinco (Zn) e Se [58]. L'integrazione con se nei pazienti COVID-19 è stata utile per prevenire la progressione della malattia [59]. Hargreaves e Mantle hanno scoperto che i coenzimi Q10 e Se potrebbero ridurre lo stress ossidativo e i livelli di infiammazione nei pazienti con infezione da COVID-19-[60]. Gli agenti contenenti se erano considerati importanti regolatori dei meccanismi di difesa contro COVID-19 a causa delle loro proprietà antinfiammatorie e immunomodulatorie [61].

La resistenza agli antibiotici e il cancro sono ora considerati i due problemi di salute pubblica più significativi che stanno portando a una significativa mortalità della popolazione del pianeta a causa della morte di oltre 1,5 milioni di persone all'anno [62]. Ciò suggerisce che gli antibiotici ei chemioterapici disponibili non forniscono un trattamento efficace per problemi di salute così gravi. Le nanoparticelle di Se hanno dimostrato una significativa attività antibatterica contro i batteri multiresistenti [63]. Il sigillante contenente Se ha eliminato la formazione di biofilm nella placca dentale causata da batteri patogeni Streptococcus mutanti, S. sanguinis e S. salivarius [64,65]. Seguia et al. hanno confrontato l'efficacia di un sigillante di organoselenio e di diacetato di clorexidina per prevenire la formazione di biofilm mutanti di S. sui denti umani [66]. È stato riferito che il diacetato di clorexidina e l'organoselenio hanno leggermente inibito l'attaccamento dei mutanti di S. ai denti [66].

L'integrazione con se è stata utile durante l'infezione murina con un ceppo brasiliano di Trypanosoma cruzi, con conseguente diminuzione delle parassitemie e aumento della longevità. Dopo 64 giorni di infezione, i gruppi che hanno ricevuto 4 ppm e 8 ppm di Se come selenato di sodio nell'acqua potabile hanno mostrato una sopravvivenza del 60% e il gruppo senza Se ha dimostrato una sopravvivenza dello 0% [67].

2.3. Disturbi del sistema endocrino

Come è noto, il corretto funzionamento della ghiandola tiroidea richiede diversi elementi, tra cui Se, Zn e rame (Cu), oltre allo iodio [68]. È uno degli importanti regolatori dei processi metabolici e l'assunzione ottimale è necessaria per mantenere l'omeostasi [69].

Come riportato di recente, sono state identificate 35 selenoproteine ​​[70]. Come notato da Schomburg [71], un numero significativo di selenoproteine ​​è coinvolto nel funzionamento della ghiandola tiroidea. La carenza di Se è cruciale per lo sviluppo della tiroidite di Hashimoto e del morbo di Graves [72]. Una grave carenza di Se nella dieta durante la gravidanza può causare lo sviluppo di malattie autoimmuni della tiroide [73].

Tre di loro sono iodotironina deiodinasi, che svolgono un ruolo chiave nel metabolismo degli ormoni tiroidei. Uno dei ruoli critici degli enzimi Se è il coinvolgimento nella sintesi dell'ormone tiroideo e, quindi, nella regolazione del metabolismo di base in tutte le cellule e i tessuti del corpo [74]. La iodotironina deiodinasi scinde i legami iodio-carbonio nel metabolismo dell'ormone tiroideo. Le selenoproteine ​​P e GPX 3, presenti nel plasma umano, sono spesso stimate come biomarcatori per valutare lo stato Se di un organismo [13,34]. La somministrazione di Se in caso di tiroidite autoimmune ha ridotto i titoli anticorpali autoimmuni e migliorato il benessere dei pazienti [75].

La persistente carenza di Se può anche causare infertilità [35]. Molti studi clinici implicano la carenza di Se in diverse complicanze riproduttive, come infertilità maschile e femminile, aborto spontaneo, parto pretermine, ecc. [76,77].

Come è stato concluso da Prabhu e Lei, sia la carenza che l'eccesso di Se sembrano disregolare il metabolismo del glucosio e potenziare il rischio di diabete di tipo 2 in diversi studi sugli animali, con associazioni meno chiare scoperte negli studi clinici [34].

2.4. Cancro

Durante 5- anni di studi epidemiologici e studi clinici condotti da scienziati giapponesi, sono stati stabiliti gli effetti significativi di uno stato Se sufficiente in pazienti con diversi tipi di cancro [78]. Razagi et al. riferito che le dosi nutrizionali di Se possono stimolare il sistema immunitario contro il cancro [18]. Gli effetti antitumorali della selenoproteina K sono stati rivelati in modelli di melanoma in vivo e in linee cellulari di melanoma umano [23]. Secondo Varlamova et al., vari meccanismi sono coinvolti nell'effetto anticarcinogeno di Se. Oltre agli importanti effetti antiossidanti, i composti contenenti Se possono mantenere la stabilità del DNA, regolare le risposte infiammatorie e immunitarie e inibire la tossicità dei metalli pesanti [79]. Pertanto, il Se possiede proprietà antitumorali, soprattutto se somministrato in modo preventivo prima dell'insorgenza di una malattia o nella fase iniziale del suo sviluppo [20,56,80]. Tuttavia, il suo sovradosaggio può agire come pro-ossidante inducendo la morte cellulare. Come è noto, il meccanismo antitumorale del Se è correlato alla sua significativa capacità antiossidante [20]. Razagi et al. notato che lo stato di Se nei pazienti oncologici è altamente correlato con le concentrazioni di citochine proinfiammatorie [18]. Varlamova e Turovsky hanno descritto le principali attività citotossiche dell'acido metilseleninico su diverse cellule tumorali [81].

Considerando che le cellule tumorali sono piuttosto vulnerabili all'esposizione ai ROS, il targeting della capacità antiossidante delle cellule tumorali è stato considerato una strategia promettente per la terapia antitumorale [82]. A dosi aumentate ma non letali, Se agisce come un pro-ossidante e inibisce la crescita delle cellule tumorali senza effetti collaterali sulle cellule normali [53,83]. Secondo Wang et al., il rilevamento mediante citometria a flusso ha mostrato una ridotta vitalità delle cellule tumorali del fegato di ratto di bufalo indotta da nanoparticelle di Se (oltre 24 µM) [84]. Si è verificato principalmente a causa dell'apoptosi delle cellule tumorali piuttosto che della necrosi. Pertanto, il Se era considerato una "spada a doppio taglio" a causa delle sue proprietà antiossidanti a livello nutrizionale o degli effetti proossidanti a livelli super nutrizionali [18,85]. Nelle cellule tumorali, a causa dello stato di pH acido con squilibrio redox, i composti Se eccessivi causano una sovrapproduzione di ROS, portando allo stress ER e alla rottura dell'integrità dei mitocondri [79]. Gli effetti antitumorali dei composti Se sono correlati alla loro capacità di indurre stress ossidativo e conseguente danno al DNA nelle cellule tumorali che portano all'apoptosi obbligata [17]. Al contrario, l'assunzione di Se a un livello ottimale potrebbe prevenire danni al DNA nelle cellule sane e, di conseguenza, l'insorgere di mutazioni.

Come è noto, l'iperplasia prostatica benigna e l'adenocarcinoma sono strettamente associati all'età degli uomini. Daragó et al. ha scoperto che la carenza di Zn, Cu e Se ha causato un'omeostasi disturbante nell'eziologia delle suddette malattie prostatiche [86]. Le nanoparticelle di se con una dimensione inferiore a 100 nm prodotte da un nuovo processo verde chiamato ablazione laser pulsata in liquidi (PLAL) hanno mostrato un effetto antitumorale sulle cellule di glioblastoma e melanoma umano [62]. Gli effetti antitumorali delle se-nanoformulazioni hanno inibito la crescita delle cellule tumorali interrompendo il ciclo cellulare nella fase sintetica [87]. La selenometilselenocisteina, trovata nelle piante arricchite di Se dei generi Brassica e Allium, era considerata un composto dotato di importanti proprietà antitumorali [25].

Durante lo studio clinico, Chen et al. hanno analizzato 325 casi di pazienti cinesi con cancro orale. [88]. Sono state studiate le molteplici interazioni tra l'assunzione di Se, lo stato di consumo di alcol/fumo e le frequenze di assunzione di pesce e frutta fresca. L'alto livello di siero Se è stato considerato un fattore protettivo per il rischio di cancro orale. Una dieta appropriata e l'immunità sono considerati importanti fattori modificabili nel cancro orale [89]. I livelli di Se e ceruloplasmina nel siero sono stati considerati marcatori di malattia nel carcinoma a cellule squamose. L'effetto di Se sulla riduzione della mortalità per tutte le cause e per cancro è stato osservato nello studio di 12- anni condotto su 13.887 adulti nella popolazione statunitense [90].

2.5. Intossicazione

È un efficace agente protettivo per il corpo umano contro vari inquinanti ambientali ed effetti collaterali correlati ai farmaci [91]. Limaye A. et al. ha scoperto che il Se e il polifenolo curcumina erano piuttosto efficaci contro l'aflatossicosi grazie alle loro importanti proprietà antiossidanti [92]. Bjørklund [93] ha rilevato che numerosi studi hanno dimostrato che molti alimenti contenenti Se proteggono il corpo umano dall'esposizione al mercurio (Hg). È dovuto all'elevata affinità tra Se e Hg. L'assunzione appropriata di Se e Zn e di alcune vitamine è stata suggerita per ridurre la tossicità indotta da As [94].

3. Il ruolo di Se nella longevità e nei disturbi legati all'età

I disturbi legati all'età come la neurodegenerazione, le malattie cardiovascolari, la disfunzione immunitaria, la formazione di rughe cutanee, ecc., sono strettamente associati alla carenza di Se [95]. La concentrazione di Se nel plasma degli adulti sani è più alta che nella popolazione anziana [96].

Gli elementi relativi ai possibili effetti dell'applicazione di Se per aumentare la longevità degli animali sono stati ampiamente studiati [97-100]. L'attività di GSH-Px nelle mosche femmine e maschi di Drosophila melanogaster era elevata con l'aumento del selenito di sodio nel mezzo. La durata media della vita e la durata media massima della vita delle mosche nei gruppi Se sono migliorate significativamente rispetto al gruppo di controllo [100]. Un altro studio sugli animali ha dimostrato che il tasso di sopravvivenza delle mosche alimentate con una dieta carente di Se era la metà di quello delle mosche alimentate con una dieta integrata con quantità ottimali di Se [99]. La somministrazione di selenito di sodio per sette giorni ha aumentato significativamente la longevità dei topi inoculati con cellule 10(5) L797. Questi risultati suggeriscono che l'effetto anti-leucemico del selenito di sodio è associato all'inibizione della replicazione, trascrizione e traduzione del DNA [97]. Nella loro recente pubblicazione, Wu et al. ha suggerito un nuovo modello di invecchiamento in base al quale il Se a bassi livelli può essere considerato una sostanza chimica ormetica e disaccoppiare la durata della salute e la longevità [22]. I dati sperimentali degli autori hanno rivelato che la privazione dietetica di Se aumentava l'incidenza di osteoporosi, capelli grigi, alopecia e cataratta, ma sorprendentemente promuoveva la longevità nei topi; la mancanza ha anche accelerato il declino dipendente dall'età della tolleranza al glucosio, della sensibilità all'insulina e della produzione di insulina stimolata dal glucosio.

Steinbrenner e Klotz hanno analizzato gli studi epidemiologici [101]. Hanno rivelato che l'insufficiente apporto dietetico di Zn e Se può causare disfunzioni cognitive nelle persone anziane. L'integrazione con Se ha ripristinato efficacemente il declino cognitivo associato all'invecchiamento [2]. Anche se Se è cruciale per la salute del cervello, allo stesso tempo può mostrare neurotossicità, a seconda della speciazione e del dosaggio [102]. I preziosi effetti sulla cura della pelle e anti-invecchiamento sono stati registrati da Wei et al. dopo l'applicazione esterna di fagioli mung fermentati arricchiti con Se [103].

La morte cardiaca ischemica era inversamente correlata con il sangue Se in 25 città degli Stati Uniti in 22 stati [104]. È stata stabilita l'associazione tra Se siero e forza di presa della mano tra 676 donne residenti in comunità da moderatamente a gravemente disabili a Baltimora, nel Maryland [105]. Studi basati sulla popolazione hanno mostrato che basse concentrazioni sieriche di Se e carotenoidi totali erano associate a un aumento del rischio di morte tra le donne anziane nella popolazione statunitense [106]. Secondo Al-Mubarak et al., l'assunzione insufficiente di Se è stata scoperta nel 30-50% dei pazienti con insufficienza cardiaca [107].

Body Se nei centenari è mantenuto a un livello nutrizionalmente adeguato, suggerendo un'associazione positiva tra espressione di selenoproteine ​​e longevità. Livelli elevati di ROS hanno contribuito alle patologie del morbo di Alzheimer e del morbo di Parkinson, che le selenoproteine ​​antiossidanti possono sopprimere. La selenoproteina p (SelP) è essenziale per la normale funzione delle cellule neuronali e protegge dalla malattia di Alzheimer [22].

Gli scienziati hanno condotto diverse indagini sui fattori ambientali e nutrizionali, incluso il consumo di Se, relativi alla longevità umana nelle aree cinesi [104,108–112]. In 446 anziani più anziani provenienti da aree di longevità in Cina (5 province), la mediana (intervallo interquartile) del contenuto di Se plasmatico era di 1,44 (0,91) µmol/L. Il contenuto di Se plasmatico, Fe e Cu nei centenari era superiore a quello di quelli di età pari o superiore a 90 anni; il contenuto di Se nel plasma è aumentato con l'età. Le concentrazioni di Se nel plasma erano elevate negli anziani più anziani nelle aree di longevità [111]. I centenari provenienti da sette aree di longevità in Cina, che hanno partecipato a un altro sondaggio longitudinale [111], presentavano rischi di malattie croniche inferiori e una maggiore attività antiossidante rispetto ad altri gruppi di età e avevano un livello più elevato di elementi nutritivi rispetto a quelli di età pari o superiore a 90 anni. Uno studio trasversale [108] in tutte le 18 città e contee della provincia di Hainan ha rivelato una correlazione positiva tra l'assunzione giornaliera di Cu, Se e Zn da cibo e acqua e gli indici di invecchiamento e longevità. Un altro studio cinese ha confermato che la percentuale di persone longeve nell'area di Zhongxiang, dove gli abitanti hanno comunemente una lunga durata di vita, era strettamente correlata al contenuto di macro e microelementi del loro alimento base, il riso [110]. Gli autori dello studio hanno classificato gli elementi del riso in base al loro effetto sulla longevità, indicando che il Se ha mostrato una correlazione positiva con esso. Foster e Zhang hanno stabilito che nelle contee cinesi in cui le malattie di Kaschin-Beck e Keshan sono endemiche risiedono meno persone in età avanzata rispetto alle contee non affette [112]. Questi ricercatori lo confermano con un'elevata mortalità per malattie endemiche e croniche nelle aree carenti di Se e un invecchiamento accelerato dovuto all'eccessivo danno cellulare. Nelle aree cinesi carenti di Se, la durata della vita degli adulti è stata notevolmente ridotta, con il verificarsi di danni al muscolo cardiaco [104]. Huan et al. [113] hanno riscontrato rapporti di distribuzione più elevati di 85 più/65 più, indicando una maggiore longevità nelle regioni costiere meridionali e orientali della Cina, mentre si verificano livelli più elevati di distribuzione di Se nel suolo [109]. Fattori nutrizionali come Se e acidi grassi omega-3 nel pesce di mare erano fondamentali per la longevità.

Uno studio di coorte su 227 anziani residenti in 14 case di cura nelle Asturie (Spagna) ha rivelato che i soggetti con il terzile superiore di Se sierica avevano più del doppio delle probabilità di riportare un buono stato di salute, una buona capacità masticatoria e di fare più di 6 0 min di esercizio/giorno [38]. I ricercatori che hanno progettato uno studio EVA longitudinale di 9- anni in Francia coinvolgendo 1389 partecipanti a vita libera di età compresa tra 59 e 71 anni [37] hanno studiato le relazioni tra Se plasmatico e longevità. Hanno concluso che una Se plasmatica inadeguata potrebbe influire negativamente sul mantenimento di una salute ottimale in una popolazione che invecchia. Il confronto delle distribuzioni di sopravvivenza tra quartili di Se plasmatico ha mostrato che la mortalità è aumentata nei sottogruppi con basse concentrazioni plasmatiche di Se al basale; una diminuzione di 0,2 µmol/L nel Se plasmatico era significativamente associata a un rischio di mortalità più elevato.

Le basse percentuali di carenze di Se sono state riportate come una possibile spiegazione della longevità negli studi nonagenari-centenari di scienziati italiani. Una diminuzione significativa dei valori di Se è stata dimostrata in un gruppo di novantenni/centenari (91–110 anni) rispetto a un gruppo di soggetti anziani (60–90 anni). Un altro studio [114] ha coinvolto soggetti che vivevano in Sardegna, un'isola italiana con una maggiore prevalenza di centenari rispetto ad altri paesi europei. È stata dimostrata una significativa deplezione della concentrazione di Se nel plasma di novantenni (89,0 ± 6,3 anni) e centenari (101 ± 1 anni) rispetto ai controlli (61,2 ± 1,1 anni); i valori della media geometrica di Se sono stati: 111 µg/mL nei regoli, 88,9 µrulesrulesrulesrulesnonagenarians, 81,9 µg/mL nei centenari.

4. Fonti di Se nella dieta umana

Il Se organico proveniente dagli alimenti è considerato una fonte sicura ed efficiente per sostenere la salute umana [115]. Tra le fonti di Se organico per l'uomo troviamo alimenti di origine animale, vegetale e fungina [13,116]. Le principali fonti animali di Se sono carni rosse, pollame, fegato di manzo o di pecora, frutti di mare, uova e latticini [31,35,117]. I principali tipi di alimenti contenenti Se in quantità relativamente elevate sono mostrati nella Figura 2.

Le piante possono assorbire Se inorganico dal suolo e trasformarlo in una forma organica come selenometionina o selenocisteina, che sono molto più accessibili per gli animali e gli esseri umani rispetto a quelli inorganici [25,118]. Consumato dagli esseri umani, il Se organico cambia unendo amminoacidi e proteine ​​[25].

Il contenuto estremamente elevato di Se, principalmente sotto forma di selenometionina, è una caratteristica delle noci brasiliane [20]. I broccoli, che possono accumulare Se molte volte più di altre piante, sono associati a un rischio ridotto di alcuni tipi di cancro [119]. Il consumo di broccoli arricchiti con Se ha portato all'attivazione dei leucociti umani e all'aumento della produzione di citochine durante la risposta immunitaria [120]. Va notato che le verdure consumate (aglio, broccoli, ecc.) dovrebbero contenere forme metilate di Se organico per essere efficaci nella prevenzione del cancro [25,117]. L'acido metilseleninico può causare stress nel funzionamento del reticolo endoplasmatico attraverso la modulazione delle selenoproteine ​​di membrana e l'attivazione dell'apoptosi del cancro [52,61,121].

L'analisi cluster delle quantità medie di Se nelle materie prime di diverse piante medicinali ha dimostrato che i rappresentanti delle Apiaceae e delle Lamiaceae sono più ricchi di Se rispetto alle specie di altre famiglie botaniche [122]. Pertanto, Majoranae herba (Lamiaceae) conteneva più di 50 µg/kg di Se. Un composto Se organico del fungo Grifola frondosa formato dalla sua combinazione di polisaccaridi era molto efficace nella regolazione immunitaria e aveva effetti antitumorali e anti-invecchiamento [123]. I lieviti contenenti Se sono una preziosa fonte di Se facilmente assimilabile [20]. Fordyce ha riferito che la biodisponibilità di Se è stata ridotta nei latticini, nei funghi e nelle verdure a seguito della cottura, il che provoca la perdita di circa il 50% dei composti di Se, specialmente quando si aggiungono aceto e sale [124].

Negli ultimi decenni, le strategie di biofortificazione sono state ampiamente applicate per produrre piante commestibili arricchite con Se [125]. L'arricchimento del suolo con fertilizzanti come i composti inorganici di Se porta a un rapido aumento dei livelli di Se organico nelle colture [118]. È stato anche dimostrato che la biomassa vegetale, i batteri e il lievito arricchiti in Se dal mezzo di coltura contenente le sue fonti inorganiche erano considerati una prospettiva per questa integrazione di oligoelementi [126]. Il lievito arricchito con Se è l'integrazione di Se organico più economica [25]. La concentrazione di Se nelle piante di solito riflette il contenuto del suolo e può variare in un intervallo molto ampio, da 0.005 mg/kg a 5500 mg/kg [13,127]. Il lievito contenente se utilizzato come integrazione alimentare per il bestiame è attualmente approvato nei paesi europei per arricchire il cibo animale con questo elemento [128].

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