Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Исследование роли лекарственных растений в формировании селенового статуса населения России

ВАК РФ 06.01.13, Лекарственные и эфирно-масличные культуры

Автореферат диссертации по теме "Исследование роли лекарственных растений в формировании селенового статуса населения России"

А--ЗИ.138

На правах рукописи

ГОЛУБКИНА Надежда Александровна

УДК 633.88+615.3+633.1+635+546.23+577.4

ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ В ФОРМИРОВАНИИ СЕЛЕНОВОГО СТАТУСА НАСЕЛЕНИЯ

РОССИИ

Специальность: 06.01.13 -Лекарственные и эфиромасленичные культуры

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Москва - 1999 г.

_ .ехХ/ ^с/ сиа, ЬьсигиУ & ы' * >9.

Диссертационная работа выполнена в .мбю. ^^ Яксикологии

Института питашш РАМН и лаборатории фиапо лимии растений

Всероссийского института селекции и Семенов»«» ,вощных культур

Научный консультант, доктор сельскохозяйственных наук, академик МАИ, профессор Кононков П.Ф.

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, академик РАЕН, профессор

Блинохватов А.Ф. доктор биологических наук, профессор

Ермаков В.В.

доктор фармацевтических наук, профессор

Рабинович А.М.

Ведущая организация — Московская сельскохозяйственная академия им. К.А.Тимнрязева

Защита состоится « У » ШМА 1999 г. в 40 часов на заседании диссертационного совета Д 020.37 01 во Всероссийском научно-исследовательском институте овощеводства (140153, Московская область, Раменсюш район, л Верея, строение 500, ВНИИО).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института овощеводства

Автореферат разослан ««¿У» 1999 г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальность темы. Важнейшими , показателями современного экологического кризиса являются чрезмерные оксндантные нагрузки на природу. Устойчивость организма человека в норме и при экологических нагрузках во многом определяется содержанием селена в органах и тканях, где селен выполняет защитную функцию при различного рода оксидантных стрессах. Доказано, что возраст возникновения инфарктов, инсультов и онкологических состояний прямо коррелирует с дефицитом селена (Combs G., 1997). ,

Введение селена в рацион с помощью обогащения селеном продуктов растениеводства, среди которых лекарственные растения занимают ведущую роль, а также искусственных пищевых добавок на совнове лекарственных растений осуществлено в Китае, США, Скандинавских и Балканских странах. В итоге в Финляндии получено удлинение срока жизни мужчин почти на 10 лет (Alfthan G., 1997). В Китае практически ликвидированы заболевания кардномиопатии и остсоартропатии, обусловленные селеновым дефицитом (Yang, 1984). Пищевые добавки, содержащие селен в дозах 50-100 мкг/доза, получили самое широкое развитие в международной практике. Особое место среди первых занимают лекарственные растения с высоким содержанием селена.

На территории бывшего СССР и, в частности, России описаны заболевания, вызванные дефицитом селена от Ленинградской области, Карелии и Прибалтики до Хабаровского края (Ermalcov V., 1992). Однако, общей картины агроэкологической обеспеченности селеном живых организмов на территории России до сих пор не было получено из-за отсутствия целевых программ, сложности сбора биологического материала, но главным образом из-за того, что проблема находится на стыке нескольких научных дисциплин: экологии, агрохимии, химии и физиологии . . растений, биологии

животных и человека, гигиены питания^ Исследования только в одной~к» 'пё^чйсленных""областей" науки не дает возможность всесторонне судить о проблеме селенового статуса населения, в результате чего для полноценного взгляда на предмет приходится учитывать факты из весьма различных областей науки.

Цепь и задачи исследования. Настоящая работа имела целью выявить роль лекарственных растений в формировании селенового статуса населения России и на основании полученных результатов определить наиболее эффективные пути коррекции величины обеспеченности селеном жителей. Для достижения цели были поставлены следующие экспериментальные задачи:

- сравнить особенности поступления селена в организм человека с лекарственными растениями, а также с продуктами животноводства в различных регионах Росс.н, . ЦЕНТрА/1ЬНАЯ

I

; :Дучн".ч библиотека

.¿оси. . гад амии

им. п. а. I иш^йлзева

Инв. NaAluZ^

исследовать поступление селена с лекарственными растениями на фоне антропогенного -экологического воздействия,

изучить закономерности эндогенного регулирования селена в лекарственных растениях, у животных и человека,

Исследовать пути коррекции селенового статуса населения страны на основе имеющихся природных ресурсов, обогащения микроэлементом лекарственных и эфиромасленичных растений и применения биологически _ активных добавок на их основе, содержащих селен

I Работа выполнялась в рамках реализации Постановления Правительства Российской Федерации N 917 от 10 августа 1998 г "О концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2005 года», международного Проекта Министерства науки и технологии Российской Федерации «Селена», Протокола по ликвидации микроэлементозов в рамках Комитета по здравоохранению российско-американской Комиссии по -экономическому и технологическому сотрудничеству, плана мероприятий «Преодоление дефицита селена» Департамента Госсанэпиднадзора Минздрава России, плана НИР Института ^питания РАМН.

Основные защищаемые положения.

1 Среди 40 видов лекарственных и эфиромасленичных культур пшеница Tnticum L. является важнейшей культурой, определяющей величину обеспеченности селеном России, стран СНГ и Балтии, а содержание в зерне селена даст возможность прогнозировать уровень накопления микроэлемента в сыворотке крови жителей

2 На фоне общей умеренной недостаточности селена наиболее значимые провинции выраженного селенового дефицита включают Новгородскую, Псковскую, Иркутскую области, Белоруссию и северо-шыд Украины, где оптимизация сетенового статуса, населения имеет первоочередное значение Важнейшие антропогенные регионы селенового дефицита на территории бывшего СССР определяются регионами, пострадавшими в результате радиационных выбросов 1986 г (Чернобыль). 1957 г (Челябинск), 1949 г (Семипалатинск).

3 Гомсостаз сечена в лекарственных растениях и живых организмах подчиняется эндогенному регулированию, которое в растениях проявляется в явлении накопления селена пограничными тканями, генетически обусловенными различиями в способности накапливать селен различными сортами одного вида и в явлении дуального синергизма селена и аскорбиновой кислоты, в то время как у человека и животных феномен эндогенного регулирования опосредован через гормоны и факторы иммунитета.

4 Для реализации коррекции селенового статуса населения допустимы различные пути, включающие использование природных ресурсов, обогащение лекарственных и эфиромасленичных растений селеном и искусственное введение селена в пищевые продукты Среди них наиболее дешевым является использование солей селена, а наименее токсичным и

наиболее физиологичным введение пищевых добавок, содержащих селен, связанный с селенметионином. Научная новизна.

{.Описаны регионы значительного селенового дефицита России, включающие Новгородскую, Псковскую и Иркутскую области, где необходима тотальная коррекция селенового статуса населения.

2.Выявлена роль антропогенного экологического воздействия в качестве важного источника селенового дефицита у человека: радиоактивное облучение (Чернобыльская катастрофа 1986 г., Челябинская катастрофа 1957 г., ядерные испытания в Семипалатинске 1949 г.), производство металлов и окислителей (кислот и т.п.), в условиях которых работники производств нуждаются в

■ коррекции селенового статуса.

3. Впервые установлено явление эндогенного регулирования селена в лекарственных растениях и живых организмах:

3.1. описан феномен пограничного накопления селена, характерный для растительного и животного мира,

3.2. выявлен феномен генетически обусловленной модуляции величины накопления селена в растениях различными сортами одного вида,

3.3. выявлен и описан дуальный синергизм селена и витамина С в лекарственных растеггиях,

3.4. установлен феномен иммуногормонального эндогенного регулирования гуморального селена в живых организмах

4. Для коррекции селенового статуса животных и человека определены 4 принципиально отличающиеся способа: использование естественных богатых V селеном продуктов, в первую очередь лекарственных растений, применение неорганических солей селена, обогащение селеном лекарственных и эфиромасленичных растений и разработка на их основе биологически активных добавок, содержащих селен. Среди них наиболее дешевым является коррекция с помощью солей селена, а наиболее физиологичным — применение природных белков, содержащих селен-метионин.

Практическая значимость работы

- Осуществлен мониторинг содержания селена в лекарственных злаковых культурах (рожь, пшеница), а также продуктах животноводства (сухое молоко), вырабатываемых на территории бывшего СССР, и показана определяющая роль пшеницы в установлении уровня обеспеченности селеном населения России, стран СНГ и Балтии.

- Разработан и внедрен флуорометрический метод определения селена в продуктах питания, биологических тканях и жидкостях (МУК 4.1.033-95)

- Выявлены наиболее значимые регионы селенового дефицита, приходящиеся на Новгородскую, Псковскую, и Иркутскую области России, а также Белоруссию и северо-запад Украины.

- Установлена роль антропогенного экологического воздействия, в первую очередь радиации, как важного источника селенового дефицита у человека.

Выявлен феномен эндогенного регу.шрования селена в лекарственных растениях, (преимущественное накопления микроэлемента в пограничных тканях, генетически обусловленные различия в способности накапливагь селен растениями одного вида, дуальный синергизм селена и витамина С) определяющий возможность регулирования уровня обеспеченности селеном населения на основе природных ресурсов

- Установлен феномен шдогенного регулирования селена в организме человека, определяющий возможность коррекции селенового статуса иммуно-гормональными препаратами (I авторское свидетельство на "Способ допинг - контроля", N 96112576/14, от 20 06.96, сертификат на открытие "Феномен гормонального регулирования равновесия селена в крови \ N 000338 от 11 06 98)

- Результаты работы обосновывают наиболее эффективные мероприятия но коррекции селенового статуса и здоровья населения, включающие корневое, внекорневое и химическое обогащение селеном лекарственных и эфиромасленичных растений, применение обогащенных селеном напитков на основе .жстрактов текарственных трав и биотогически активных добавок на основе лекарственных растений, содержащих селен (заявка на изобретете па "Способ обогащения чеснока и некоторых корнеплодов селеном", N 97105011/13, приоритет ог 104 97, заявка на изобретение "Препарат Стахисел", заявка № 91104533/20 [004860], от 09 03 99)

- Итоги исследования являются научной базой для региональных сельскохозяйственных научно-исследовательских организаций и органов здравоохранения в разработке конкретных программ коррекции селенового статуса

Апробация результатов диссертации. Результаты работы доложены на 2ой Российской школе «I сохимическая экология и биогеохимическое районирование биосферы» (1999,Москва), научной конференции «Проблемы рационального питапия взрослого и детского населения, проживающего на территориях, пострадавших в результате аварии на ЧАЭС» (1993, Брянск), на Международной конференции «Пища, экология, человек» (1995, Москва), на 1 и 2 Международном симпозиуме «Новые нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино,1995 и Москво,1996). Всесоюзной конференции по биотехнологии (Ставропоть,1996) Международной конференции «Потитика в области здорового питания в России» (Москва.1997), научно-практической конференции «Актуальные проблемы профилактики неинфекционных заболеваний» (Москва, 1997). 2ом Международном симпозиуме «Питание и здоровье, биологически активные добавки к пище» (Москва. 1996), 6 Международном симпозиуме «Selenium ш Biology and Medicine» (Китай, 1496), Всероссийской научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сетьскохозяйственных растений» (Пенза, 1998), Российско-американском совещании по ликвидации

селенового дефицита в России (Тюмень, 1998), заседании научно-технического Совета Минсельзохпрода России, межлабораторной конференции Онкологического научного центра им. H.H. Блохина РАМН и в Институте вирусологии им. Д.И. Ивановского РАМН, а также на межлабораторных конференциях и Ученом Совете института питания РАМН.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 66 печатных работ, из них 2 обзора, 2 заявки на изобретение, 1 авторское свидетельство на изобретение, 1 Методическое Указание, получен 1 сертификат на открытие.

Обьем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методической части, двух глав результатов исследований и их обсуждений, заключения, выводов, списка цитируемой литературы и приложения. '

Работа включает 79 таблиц и 70 рисунков. Библиографический указатель состоит из 347 источников, из них 287 - иностранных. Общий объем ¿?/егр.

Условия, объекты и методы исследования.

Исследовано 40 видов растений, 25 из которых имеют фармакопейную статью: рожь - Seeale cereale L., пшеница - Triticum aestivum L., фасоль -Phaseolus L., кукуруза - Zea L., ячмень - Hordeum vulgare L., овес - Avena sativa L., перец - Capsicum annuum, чеснок - Allium sativum L., стахис - Stachys Sieboldii Mig., лук - Allium cepa L., свекла - Beta Vulgaris L., сосна - Pinus sylvestris, рябина - Sorbus L., мелисса - Melissa officinalis L., тысячелистник -Achillea millefolium L., зверобой - Hypericum L., душица - Origanum vulgare L., чабрец - Thymus scrpyllum L., мята - Mentha piperita L., пустырник - Leonums cardiaca L., змееголовник - Dracocephalum L., тыква - Cucurbita L., подсолнечник - Helianthus annuus L., виноград - Vitis L., амарант -Amaranthus cruentus L.,- a 15 широко используются в народной медицине разных стран (топинамбур — Н.annuus L., якон - Polymnia sonchifolia, гречка — Polygonum L., рис — Oryza sativa L., сорго — Sorghum Pers., галега - Galega orietalis Lam., тритикале, соя, салат - Lactuca sativa, петрушка - Petroselinum hortense, укроп — Anethum Tóurn., редис — Raphanus sativus, рапс — Drassica napus L.,. горох — Pisum sativum L., люцерна — Medicago L., клевер — Trifolium L.).

Образцы лекарственных растений (злаковых, эфиромасленичных), сухого молока и продуктов питания отбирались в соответствии с требованиями ФАО в период 1988-1998 годов центрами санитарно-эпидемиологического надзора и в экспедиционных исследованиях. Образцы крови жителей получены из областных станций переливания крови и в экспедиционных исследованиях.

Обработка образцов лекарственных и эфиромасленичных растений, продуктов и биологического материала и анализ содержания селена проводились по разработанной методике, представляющей собой модификацию флуоромегрического метода (Alfthan G.,1984), с

использованием референс-стандаргов. Около 0,1 г продукта питания или биологического материала (содержание селена в грибах и овощных кучьтурах исследовалось на высушенных образцах), 0,5 мл жидкого (сыворотки крови или разбавленных вдвое эритроцитов, мочи, жидких продуктов питания) заливают 1,5 мл смеси азотной и хлорной кислот в соотношении 1 0,7 и оставляют при комнатной температуре на 1 час. Пробу помещают в блок сжигания и нагревают в следующем режиме 20-120°С - 1 час, 150°С - I час, 180°С - 1,5 часа Блок сжигания охлаждают до 150°С и выдерживают пробу при этой температуре 10 минут после добавления 2-4 капель 30 % перекиси водорода Для восстановления Бе+б до Бе+4 нагревают содержимое пробирки с 1 мл 6 К.соляной кислотой Пробу разбавляют 1 мл воды, приливают 0,5 мл 5 % раствора ЭДТА и доводят аммиаком рН до 2 Добавляют 1 мл 0,1 % раствора ДАН и выдерживают при 50вС полчаса Пробу охлаждают, экстрагируют 2,5 мл гексана в течение 1 минуты и определяют величину флуоресценции при длине волны возбуждающего света 376 им и эмиссии -519 нм Параллельно через все определение проводят образцы сравнения и стандартные растворы селената натрия Содержание селена определяют по формуле

Бе= 79 Н а ( где Н -число нМ селена в пробе, определенное по стандартной прямой, а - навеска в г)

Регенерация селена для образцов лекарственных и

эфиромасленичных растении, продуктов питания, биологических тканей и жидкостей составила 98-101 % Чувствительность метода - 0,4 нг 8е Анализ стандартных растворов давал линейную зависимость величины флуоресценции от концентрации (г=0,999) в интервале 5-75 нг Яе

Содержание витамина С в лекарственных растениях определяли в соответствии с требованиями американской ассоциации аналитических химиков (АОАС, 1996)

Вегетационные опыты с лекарственными и эфиромасленичными растениями, представленными овощными (чеснок, укроп, петрушка, салат, редис), зерновыми (пшеница) и кормовыми (рапс) культурами, проводили с использованием удобрений, обогащенных биселенитом натрия, на распространенных в НЧЗ дерново-подзолистой и серой лесной почвах по общепринятым методикам совместно с сотрудниками лаборатории агрохимии Всероссийской сельскохозяйственной академии им К.А Тимирязева (19941996 гг.) Деляночный опьп по исследованию накопления селена зерном различных сортов пшеницы осуществлен совместно с кафедрой генетики ТСХА Полевой опыт по обогащению клубеньков стахиса селеном (1995-1997 гг) осуществляли в Московской области на дерново-подзолистой легко суглинистой почве совместно с Всероссийским научно-исследовательским институтом селекции и семеноводства овощных ю/льгур (ВНИИССОК) используя Зх кратное опрыскивание растений раствором селената натрия, начиная с конца августа (период завязывания клубеньков) с интервалом в 10

дней. Коллекционные и селекционные сортообразцы сладкого перца выращивали на дерново-подзолистой легко суглинистой почве в пленочных теплицах ВНИИССОК в 1998 г. Содержание витамина С в плодах определяли в день сбора урожая, степень накопления селена - после высушивания плодов при 60°С до постоянного веса. Хроматографический анализ компонентов селен обогащенных лекарственных растений, дрожжей и водорослей осуществляли на колонках с сефадексом G-250, СМ-50 и G-25, используя Трис-буфер с рН 6,7.

Эксперименты на лабораторных животных осуществляли на линейных серых мышах и крысах линии Вистар совместно с сотрудниками Всероссийского института физической культуры и спорта (В1ШИФК) и лаборатории физиологии и биохимии питания Института питания РАМН.

Исследование биологического действия БАД, содержащих селен, осуществлялась на добровольцах-спортсменах, больных брохниальной астмой, сахарным диабетом, с ишемической болезнью сердца совместно с ВНИИФК, Московским институтом пищевых технологий, Всероссийским кардиологическим центром, институтом вирусологии им.Д.И.Ивановского, институтом иммунологии РАМН. Статистический анализ осуществляли с использованием мультифакгорного теста Дункана для определения статистической значимости различий между группами. Для оценки статистических различий внутри групп использовался парный тест Стыодента. Для индивидуальных данных применялся линейный регрессионный анализ и корреляция Спиермана (SAS 1985).Для непараметрического анализа данных содержания селена в продуктах растениеводства и животноводства

применялись тесты Крускалла - Валлиса (Conover 1980).

1.ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ СЕЛЕНА ЗЛАКОВЫМИ ЛЕКАРСТВЕННЫМИ РАСТЕНИЯМИ НА ТЕРРИТОРИИ БЫВШЕГО СССР.

Среди лекарственных растений рожь и пшеница являются важнейшими источниками селена для человека, определяющими поступление в организм наиболее легко усваиваемого селеномешонкна.

1.1.Рожь (Secale cereale L.). Зерно ржи является чувствительным индикатором величины поступления селена из почвы, и среди зерновых России в наибольшей степени отражает географические особенности, связанные с биодоступностью селена для растений, поскольку этот продукт практически не импортируется из-за рубежа и почти не перевозится внутри страны.

На щелочных хорошо аэрируемых почвах (условия, благоприятствующие высокому усвоению микроэлемента растениями) содержание селена в зерне ржи достигает 80 мкг/кг (Combs 1986). Проведенный мониторинг содержания селена во ржи показал, что для России, стран СНГ и Балтии такие концентрации не характерны и в большинстве обследованных регионов составляют 25-40 мкг/кг (Урал, Поволжье, Брянская область), реже 40-55

мкг/кг (Казахстан, Новосибирская, Томская, Воронежская, Белгородская

С этих позиций благоприятные юлы для поступления селена из почвы в растения (содержание селена во ржи 55-67 мкг/кг) характерны для южных регионов бывшего СССР, составляющих около 1/10 территории

Значительные селен дефицитные провинции на территории бывшего СССР по показателю накопления селена зерном ржи включают западные и северо-западные регионы (страны Балтии, Карелия, Ленинградская область полесье 6-10 мкг Не/кг ¡ерна). что хорошо коррелируег с известной малой биодоступностью для растении селена в условиях кислых заболоченных ггочв (Егшакоу V, 1997)

Таким образом, при условии определяющего влияния геохимических показателей почвы на величину обеспеченности селеном населения результаты мониторинга предполагают существование высокого риска селенового дефггцита у жителей значительной части России, стран СНГ и Балтии Исследования содержания селена в пшенице, продуктах животноводства и у человека показало, однако, существование более сложной взаимосвязи

1.2. Пшеница (ТгШсит асяйуит Ь.). Среди лекарственных злаковых растений мягкая пшегпша занимает осооое место в связи с широким использованием в пище как человека, так и сельскохозяйственных животных Полученные нами результаты мониторинга уровня селена в зерне пшеницы существенно отличались от резутьтатов для ржи (рис 2)

Ш <25 МКГ КГ

мюжг

^ ' 40-54 мкг кг МКГТСГ "о0 хи \жпа~

СОДЕРЖАНИЕ

СЕЛЕНА П ПШЕНИЧНОЙ МУКЕ

Ш <7вмкпкг 80-90 метла- v юо-isa мкг/кг

КЯСГ/КГ •«* 90-100 МЮТКГ V* 1511-200 мкг.кг а й >200 МКГУКГ

д

Наблюдаемый невысокий коэффициент корреляции между показателями содержания селена во ржи и пшенице (+0,280; Р<0,5) отражает как интенсивность перевозок пшеницы внутри страны, так и практику использования смешанных партий зерна отечественного производства и импортируемого из-за рубежа. По сравнению с зерном США, Канады и Австралии (уровень микроэлемента 400-600 мкг/кг) отечественное зерно содержит в 4-7 раз меньше селена (80-120 мкг/кг), причем, наблюдаемая величина почти в 2 раза ниже уровня, характерного для условий оптимального поступления микроэлемента из почвы в растения пшеницы (200-300 мкг/кг, Combs, 1986). Для используемого смешанного зерна в России характерны более высокие концентрации микроэлемента - 100-160 мкг/кг. В отличие от данных рис. 1, районы с дефицитом селена в используемой пшенице лишь частично захватывают территорию Полесья, в то время как страны Балтии по этому показателю можно отнести к регионам с оптимальным потреблением микроэлемента с пшеницей. В известных биогеохимических провинциях России (Читинская область, Бурятия, Ermakov V., 1997) также применяют пшеничную муку с высоким содержанием селена (до 300 мкг/кг).

Найденная специфика распределения средних значений уровня селена в используемой пшенице по регионам страны определяет невысокую зависимость этого показателя от геохимической характеристики почвы и предполагает возможность резкого ухудшения агроэкологической обстановк

в стране при изменении экономической политики и отказе от импорт \/

пшеницы из эндемических регионов мира.

2. ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ СЕЛЕНА ПРОДУКТАМИ ЖИВОГНОВОДСТВА НА ТЕРРИТОРИИ БЫВШЕГО СССР. СУХОЕ МОЛОКО.

Сельскохозяйственные животные являюгея промежуточным звеном переноса сечена hi растснии чс iobckv Оьо7о 16 - 20 ло потребляемого че ювеком селена приходится на мясо и около 10-15 "<> на чкпоко что в 2-4 раза ниже, чем vponenb поступающего селена с лекарственными з таковыми растениями Сравнение данных проведенною моншоринга содержания селена в терне ржи и cvxom молоке выявили сходную картину географического распределения средних качений выбранных показателей Интегральный характер величины концентрации микроэлемента в cvxom молоке позволяет выделить провинции селеновот дефицита дтя pat-тений и сельскохозяйственных животных на территории Р<>осии, стран СНГ и Ьалтии Так, но сравнению с величиной 150 чкг So/кг сухого молока в регионах со щелочти>ми хорошо аэрируемыми почвами (Combs, 1986) критически низкие концентрации селена в cvxom молоке обнаружены нами в западной часта бывшего СССР, в странах Балтии и районах Полесья (10-25 мы« кг, рис ?)

■ 45 WK1 лег - 7» мкгжг

25 «»МИЛО" "S 100 МЮ"КГ

а« »то мгт-кг

Именно ли peí ионы отличаются невысоким содержанием доступного ,шн растений селена в почве, что связано с силыюи псреувлажненностью и

высокой кислотностью (Ермаков В., L974). Умеренный дефицит селена у сельскохозяйственных животных выявлен на Vi обследованной территории (25-70 мкг Se/кг сухого молока). Адекватная обеспеченность селеном сельскохозяйственных животных установлена лишь в южных регионах от Молдавии, Украины и Ростовской области до Красноярского края в Западной Сибири. Оптимальный уровень потребления селена крупным рогатым скотом обнаружен только в Молдавии (130-140 мкг/кг). Относительно высокий коэффициент корреляции между содержанием селена в сухом молоке и зерне ржи (+0,570,Р<0,01) подтверждает определяющее влияние геохимической характеристики почвы на величину обеспеченности селеном сельскохозяйственных животных.

Результаты мониторинга содержания селена в лекарственных растениях и продуктах животноводства России, стран СНГ и Балтии характеризуют лишь первые ступени пищевой цепи переноса селена из почвы человеку. Для полной оценки влияния лекарственных растений на формирование селенового статуса населения необходимым этапом является проведение эпидемиологических исследований.

З.ОСОБЕННОСТИ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ СЕЛЕНОМ НАСЕЛЕНИЯ, ПРОЖИВАЮЩЕГО НА ТЕРРИТОРИИ БЫВШЕГО СССР. 3.1 .Показатели селенового статуса населения. Эпидемиологические исследования обеспеченности селеном жителей 35 регионов России, стран СНГ и Балтии осуществлялись нами по наиболее часто используемым показателям селенового статуса: содержанию микроэлемента в сыворотке крови, волосах и ногтях; - для которых установлена высокая корреляция с величиной поступления микроэлемента в организм человека (Yang G.,1989). За оптимальный уровень селена в сыворотке крови принимали величину 120 мкг/л, соответствующую максимальной активности селен зависимой глутатионпероксидазы тромбоцитов (Levander О., 1983).

Проведенное исследование позволило установить, что в России средние концентрации селена в сыворотке крови доноров находятся в интервале от 62 мкг/л до 145 мкг/л (табл.1, рис.4), причем, наименьшие значения характеры для западных регионов, наибольшие для восточных. Наиболее поразительным явился факт относительно высокого среднего уровня обеспеченности населения страны, соответствующего уровню селена в сыворотке крови около 100 мкг/л, в то время как исходя из данных мониторинга содержания микроэлемента в лекарственных растениях и продуктах животноводства следовало ожидать более низких показателей. Гистограмма распределения средних значений концентрации селена в сыворотке крови доноров обследованных городов и населенных пунктов (рис.5) определяет существование в России трех групп регионов: с низким (60-80 мкг/л), средним (81-115 мкг/л) и высоким (более 120 мкг/л) уровнем обеспеченности селеном жителей.

ОЬ'РСШ» ЦЕННОСТЬ П ЛПЮ.М НАСЕЛЕНИЯ ШЖ01ОРЫХ РШШНОВ РОССИИ, С1 РАН СНГ И БАЛ? ИИ

С! mopollftl к [НИШ ВОЛОСЫ ногти рук

1 1 65 75 мм/л Ф 450 500 mki/ki (Ц 500 Шмкг/иг

2 2 76 87 мкг/л © 500 550 мы ¡к\ ffl Ш 700 мкг/кг ¡3 88 99 мкг/л Ф 550 бООниЛя- Ш 700 800 ми/и

4 4 100 U5 мкг/л Ф fíOO 650 мкг/кт ® 800 900 мкг/кг

5 5 >115 мкг/ч © 650 700 мм/кт

© ">?П0 мп/га

Таблица 1. Содержание селена в сыворотке крови жителей некоторых

регионов России.

№ пп Регион (город) Год N ♦/ N **/ Яс сыворотки, Мкг/кг Доля лиц (%)

#»*/ . Интервал конц-цнй с ве >115 мкг/л

1 Псковская обл. (Псков) 1995 1 27 72,0±10,0 51-108 -

2 Иркутская обл. 1996 3 52 74,8±10,2 64-84 -

3 Новгородская обл. 1995 16 320 82,9±11,3 62-100 5,3

4 Рязанская обл. (Рязань) 1994 1 20 83,0*12,0 57-99 -

5 Брянская обл. 1991 3 150 84,0+4,0 81-90 2,0

б Хабаровский (Хабаровск) край 1992 1 20 85,0+10,0 72-104 -

7 Алтайский край 1994 4 253 87,3+5,6 84-95 8,7

8 Тульская обл. (Плавск) 1992 1 40 89,0±12,0 78-100 -

9 Смоленская (Смоленск) обл. 1993 1 15 91,0±10,0 83-100 -

10 Карелия 1991 6 118 90,216,6 84-101 1,7

11 Башкортостан 1992 6 188 90,416,0 84-98 7,5

12 Архангельская обл. 1991 3 95 93,015,2 90-99 4,2

13 Марий-Эл 1992 2 146 96,0±1,5 94-98 4,1

14 Ленинградская (Санкт-Петербург) обл. 1992 1 20 97,0*11,0 87-129 10,0

15 Московская обл. 1993 8 220 100,7+8,9 86-111 15,0

16 Владимирская обл. 1993 14 80 101,1±4,2 94-110 1,0

17 Свердловская обл. 1992 5 245 100,2±2,7 97-103 7,8

18 Вологодская обл. 1992 10 200 100,5*2,0 94-105 2,0

19 Челябинская обл. 1992 11 240 101,ОН,6 95-106 13,3

20 Красноярский (Норильск) край 1991 1 40 102,0±10,0 92-107 -

21 Тверская обл. 1993 2 40 102,0*4,0 98-106 7,5

22 Мурманская обл. 1991 9 301 102.4±10 86-123 10,0

23 Пермская обл. 1992 2 71 103±1 102-104 15,5

24 Калужская обл. 1992 8 155 105.0±9,7 94-126 26,8

25 Горьковская (Н.Новгород) обл. 1990 1 20 108,0*10,0 85-144 53,3

26 Новосибирская (Новосибирск) обл. 1997 1 20 116,0*11,0 85-144 53,3

27 Сахалин 1991 4 58 137,5*5,2 135-145 100,0

Всего 90-97 125 3154 62-145 9,9

число городов и населенных пунктов ' **/тн число обследованных

***/ соответствует различиям средних значений между городами при N>1 и между обследованными при N=1

о &

X >.

с:

«5 ф о <0

0

1

о о

5 £ гг

80 {00 СМ

Содержание селена в сыворотке крови мкг/л Рис.5 Гистограмма распределения средних значений содержания селена в сыворотке крови жителей различных городов и населенных пунктов России

Показательно, что 80-90 % уровень обеспеченности характерен в основном для крупных городов, где диета населения наиболее разнообразна и мало зависит от продуктов местного производства (Москва, Санкт-Петербург, Н Новгород, Тверь, Вологда, города Урала, Мурманск, Норильск и другие) Провинциями значительного селеновош дефицита в стране являются Иркутская, Новгородская, Рязанская и Псковская области России, где дефицит микроэлемента у населения достигает 40-50 % и где осуществление коррекции селенового статуса жителей имеет первоочередное значение Серьезная проблема селенового дефицита установлена гакже в Алтайском крае и Карелии, где средний уровень селена в сыворотке крови жителей достигает всего 67 % от оптимального уровня Оптимальная обеспеченность населения селеном (более 120 мкг Бе/ л сыворотки крови) наблюдается тишь в 8 из 135 обследованных городов, четыре нз которых расположены на Сахалине Серьезная проблема селеновош дефицита установлена также в Алтайском крае и Карелии, где средний уровень селена в сыворотке крови жителей достигает в сию 67 % от оптимального уровня Оптимальная обеспеченность населения селеном (более 120 мкг 8е/ л сыворотки крови) наблюдается лишь в 8 из 135 обследованных городов, четыре из которых расположены на Сахалине

Среди стран СНГ и Балтии провинциями значительного селенового дефицита являются Белоруссия и северо-запад Украины, где обеспеченность населения селеном в отдельных городах едва достигает 50 %. Умеренный дефицит селена (10-20 %) установлен для городов Литвы Максимальный уровень селена в сыворотке крови найден в отдельных городах Туркмении и Одесской области Украины (111-125 мкх/л сыворотки крови)

Показатели уровня селена в волосах жителей России изменялись от 450 до 800 мкг/кг, в ногтях рук - от 500 до 900 мкг/кг и хорошо коррелировали со средними значениями содержания селена в сыворотке крови (г=+0,522, Р' 0,05 и г- ^ 0,465, Р<0,05 соответственно)

3.2-Факторы, определяющие величину обеспеченности селеном населения.

3.2.1. Влияние геохимической характеристики почвы. Данные, представленные в табл.2, определяют существование сложной зависимости уровня обеспеченности населения микроэлементом от содержания последнего в почве.

Таблица б. Содержание селена в основных звеньях пищевой цепи переноса микроэлемента из почвы в организм человека по некоторых регионам России, стран СНГ и Балтии (мкг/кг)._' _

Регион (число городов) Почва Мкг/кг Рожь (8еса1е сегеа1е Ь.) Мкг/кг Сухое Молоко Мкг/кг Рыба Мкг/кг Человек*/ (мкг Бе/л сыв. крови)

Одесская Обл. (п=7) 275-2425 100-103 (5) 111**/ (80-1000)

Московская обл. (п=8) 250-720 . ***/ 76-78 (13) - - 100,7**/±8,9 (59-412)

Норильск (П=1) 860 100(1) 670 (3) 102*10 (92-107)

Урал(п=25) 700-1700 53-69 (14) 97-121 (Ю) 175-458 (9) 98,0*6,6 (56-134)

Литва (п=4) 590-1000 ***/ 6-30 (Ю) • - 94,8*4,7 (50-128)

Брянская обл.(п=3) 234-696 6-25 (б) 63(1) 90-437 (7) 84*4,0 (75-120)

Иркутская обл. (п=3) 30-180 ***/ 6-30 (4) - 74,8*10,2 (53-103)

Белоруссия (п-3) 30-420 6-38 (12) 15-31 (15) - 78,0*4,2 (54-106)

*/ средние показатели по региону **/ приведено значение медианы ***/ Ермаков В., 1978. *♦**/ Лебедев В., 1973

С одной стороны, результаты свидетельствуют в пользу существования прямой корреляции между этими показателями. Однако, различия в величине обеспеченности селеном населения отдельных регионов гораздо менее значительны, - чем отличия в уровнях селена в почве. В то же время для Московской области, Норильска и большей части Урала обеспеченность селеном жителей очень близка, что трудно объяснить, исходя из данных содержания селена в почвах. Даже выявленное нами существование в почвах Одесской области локальных токсических концентраций селена отражается

лишь в слабом нарушении формы гистограммы средних значений содержания селена в сыворотке крови доноров (см рис 6)

30

«

Содержание селена мкг/л

Рис.6. Гистограмма распределения содержания селена 8 сыворотке крови жителей Одесской области

Полученные результаты свидетельствуют о том, что в России наибольшая зависимость величины обеспеченности селеном населения от содержания микроэлемента в почве существует в малых населенных пунктах и областях, где местные продукты питания имеют доминирующее значение Действительно, при общем по России невысоком коэффициенте корреляции между содержанием селена в сыворотке крови доноров и уровнем микроэлемента в зерне лекарственного растения ржи (+0,375,Р<0,5) в отдельных регионах проявляется четкая зависимость величины обеспеченности селеном от места проживания Так, жители низменности Новгородской и Псковской областей, где почвы бедны биологически доступным для растений селеном, имеют в сыворотке крови 62-72 мкг Яе/л, в то время как жители Валдайской возвышенности - 90-100 мкг/л Особенно показательны в этом отношении данные по Белоруссии (см.табл.2), для которой при наличии переувлажненных кислых почв характерны низкие концентрации селена как в почве, так в лекарственных злаковых культурах (рожь, пшеница), продуктах животноводства и у человека. В целом по стране содержание селена в сыворотке крови жителей пригородов и малых населенных пунктов в среднем на 10-16 % ниже чем V горожан использующих более разнообразную диету

3.2.2. Влияние интенсивности импорта лекарственных злаковых культур н качества продуктов животноводства Более интенсивное влияние на величину селенового статуса населения оказывает содержание селена в лекарственных злаковых к\лль-п/рах, в частности, пшенице и продуктах животноводства. Соответствующие коэффициенты корреляции между

содержанием селена в сыворотке крови и зерне пшеницы, а также в сухом молоке составили +0,765 (Р<0,01) и +0,478 (Р<0,5). Интенсивное использование в России, странах СНГ и Балтии импортной пшеницы, богатой селеном, обеспечивает практически одинаковую обеспеченность микроэлементом жителей городов среднего и южного Урала, селен дефицитной Литвы, Мурманской и Вологодской областей. Максимальные значения содержания селена в сыворотке крови доноров, зарегистрированные на Сахалине, составляют 135-145 мкг/л и определяются в первую очередь импортом пшеницы Австралии, США и Канады (содержание селена составляет 350-600 мкг/кг).

Обнаруженный высокий коэффициент корреляции между уровнем селена в пшенице и в сыворотке крови жителей определяет возможность прогнозирования . величины обеспеченности селеном населения по выведенному нами уравнению, связывающему эти показатели: Y=Q,31X+58,2 (Y- содержание селена в сыворотке крови жителей: X — уровень селена в зерне пшеницы). С этих позиций следует ожидать относительно высокую обеспеченность селеном жителей Приморского края (около 120 мкг Se/л сыворотки крови), Эстонии, Латвии, Калининградской, Курганской, Оренбургской областей (105-110 мкг/л), Туркмении (около 110 мкг/л), Узбекистана (от 110 до 120 мкг/л), значительной части Азербайджана (около112 мкг/л), Молдавии (более 120 мкг/л). В то же время должен быть существенно понижен селеновый статус у жителей Киргизии, населения юго-востока Казахстана (80 - 85 мкг/л). Критически низкие значения показателей обеспеченности возможны в малых населенных пунктах регионов, расположенных на почвах, бедных биологически доступным селеном (Волынская область Украины, Карелия, Ленинградская, Тверская, Смоленская, Брянская области - 70-75 мкг/л).

3.2.3.Влняние антропогенного фактора.

Обследование населения регионов с повышенным фоном радиации (области, пострадавшие в результате аварии на ЧАЭС 1986 года, на предприятии «Маяк» Челябинской области в 1957 году, в результате ядерных испытаний в Семипалатинске 1949 года, обусловленным природными причинами в поселках Айхал и Мирный Якутии) определили умеренное снижение величины обеспеченности селеном облученных жителей. При сохранении нормального распределения средних значений, для которого медиана определяется в первую очередь уровнем селена в лекарственныз злаковых культурах, в частности, в пшенице, доля лиц с низким селеновым статусом (менее 80 мкг/л сыворотки крови) в этих регионах увеличена - на 1214% по сравнению с необлученными областями (Р<0,05).

Особенно существенное снижение в обеспеченности отмечается в конкретных группах населения, получивших радиоактивное облучение: ликвидаторов аварии на ЧАЭС, работников ЧАЭС (см. рис.7), жителей малых населенных

нунктоя южного Урала, проживающих в зоне Восточно-Уральского радиационного следа (л Рыбннково, Свердловской области) Показательно, что облучение в пубертатном возрасте (\2-18 1ст) у жснпхин сильнее снижает показатели общею селенового статуса организма взрослого на сравнению с контрольной ф) ггпой, чем при облучении в более раннем или более зрелом возрасте Сем рис 8)

12 3 4

Рис 7 Влияние оксидантной нагрузки на селеновый статус населения- 1-Славутича, 2-Тулы, 3-Магнитогорска, 4-Первоуральска.

ряд 1 повышенная оксидантная нагрузка (рабочие укрытия ЧАЭС ликвидаторы аварии на ЧАЭС рабочие

Рис.8 Возрастные различия в уровне селена сыворотки крови между облученными и необлученными .кеншинамн Южного ^ рлла.

Усиление перекисного окисления липидов под действием радиании представляет наибольшую опасность в цуберташом возрасю по-видимому в

связи с нестабильностью показателей антиоксидантной системы организма и, в частности, селена в этот период жизни. Так, известно, что уровень селена в крови достигает своего максимума только к 18-20 годам, равномерно увеличиваясь у детей в возрасте 12-18 лет.

Проведенные исследования показали, что в качестве оксидантной нагрузки не только радиация может служить причиной селенового дефицита населения. Обследование работников различных предприятий Урала позволило установить, что важную роль здесь может иметь специфика производства. Так показатели обеспеченности селеном у рабочих металлургического комбината Магнитогорска снижены на 20 % по сравнению с величиной селенового статуса основного населения города (Р<0,01). Производство серной кислоты в г. Первоуральске определяет снижение уровня селена в сыворотке крови рабочих на 7 % по сравнению с работниками соседнего Новотрубного завода (Р<0,05, рис.7).

3.2.4.Влияние социального фактора. В отдельных случаях диетические привычки общества могут оказывать значительное влияние на уровень обеспеченности селеном. Так, обнаруженный нами относительно высокий уровень селена в волосах обеспеченных слоев населения Манагуа, Никарагуа (710 ±46 мкг/кг), оказался в 1,7 раза ниже соответствующего показателя для мигрантов из сельской местности, проживающих в столице. Лекарственные злаковые и бобовые растения представлены в этой стране фасолью (Phaseolus vulgaris L.), кукурузой (Zea mays L.), рисом (Oryza sativa L.) и сорго (Sorghum Pers.).

Таблица 3. Содержание селена в зерновых Никарагуа.

N Город Содержание селена, мкг/кг, M+SD

Фасоль Phaseolus L. Кукуруза Zea L. Рис Oryza sativa L. Сорго Sorghum Pers.

1 Матагальпа 436±518 (14) 271 (1) - -

2 Масса» 398±516 (18) 51-1947 456±372 (16) (115-1655) 111(1) 198 (1)

3 Конча 243 (1) - - -

4 Чинандега 225±167(16) 72-600 213±93 (8) 103-372 - -

5 Джинотега 165(1) 227(1) -

6 Рно Бланке 145(1) 434 (1) - ■ -

7 Эстели 73120(2) 1660(1) 73 ¿29 (2) 199(1)

8 Манагуа 65±15 (2) 370 (1) 123 (1) -

9 Чонталь 42(1) 230 (1) - -

10 Текуангепе 333 (1) - -

11 Боако 18(1) - • -

Среднее M+SD п 311±409 57 404±371 31 97±18 4 199±1 2

Интервал конц-ций 42-2102 103-1655 44-123 198-199

Потребляя исключительно фасоль и кукурузу, па группа сельских мигрантов наиболее подвержена влиянию токсических концентрации селена в зерне, вызванных деятельностью близлежащих вулканов Действительно, концентрации микроэлемента в фасоли и кукурузе вариируют о г 42 до 2100 Д|1ф£г (табл 3), что не может не сказаться на селеновом статусе жителей, пища котрых ограничена этими лекарственными растениями

В условиях России проблема селеновых токсикозов у населения вследствие деятельности вулканов практически отсутствует, однако, влияние социального фактора четко прослеживается v лиц с разным социальным уровнем Так, содержание селена в волосах бомжей г. Москвы (низкое потребление белка, витаминов на фоне алкоголизма) составило 450±20 мкг Se/кг (п=30), что в 1,5 раза ниже соответствующего показателя для лиц со средним достатком, проживающих в столице (690+60 мкг/кг, п=70) С одной стороны, полученные данные указывают на низкое потребление селена пой частью населения, с другой - подтверждают исследования китайских ученых о снижении выведения селена из организма с мочой, во носами и ногтями при дефиците микроэлемента в пище (Yang G.1986) Полученные результаты предполагают существование различий в обеспеченности селеном народностей русского Севера и пришлого населения, коренных и пришлых лейте чей Киргизии, Алтайского края

Таким образом, величина обеспеченности селеном населения, проживающего на территории бывшего СССР, определяется сложной взаимосвязью нескольких факторов, среди которых определяющее значение имеет качество потребляемой пшеницы

Селен импортной пшеницы

Селен -Селен -Селен -Селен

почвы растений животных человека

Антропогенный Социальный Экологический фактор

Фактор

4. ФЕНОМЕН ЭНДОГЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ГОМЕОСТА34 СЕЛЕНА В ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЯХ И У ЧЕЛОВЕКА.

До недавнего времени было принято, что регулирование накопления селена растительными и животными тканями определяется уровнем жзогенного поступления селена из почвы, кормов или нищи соответственно Проведенные нами исследования показывают, что не меньшее значение в данном вопросе имеют факторы внутреннего редулирования, проявляющиеся как в растительном, так и в животном мире

4.1. Феномен пограничного накопления селена

Сравнение уровней накопления селена в различных тканях позволяет выявить сходство растительного и животного мира, проявляющееся в феномене пограничного эффекта. Действительно, обращает внимание преимущественное накопление микроэлемента в пограничных тканях: экзокарпии плодов, перикарпии и остатков семенной кожуры зерна, перидерме клубней, протодерме луковиц, оболочке грибов, волосах; ногтях, почках животных и человека, в жабрах рыб (табл.4). Сгепень обогащения пограничной ткани селеном по сравнению с внутренней у представителей живой природы вариирует от 1,3 до 21.

Табл. 4 Пограничный эффект селена в объектах живой природы.

Наименование Бе внутренней ткани, мкг/кг Se пограничной ткани, мкг/кг Защитный эффект */

ЧечевицаДлт Gr. et Godr., семена 50,5+4,0 1032+19 20,6

Ячмень, Hordcum vulgare L., зерно 26,0±4,2 225*10 8,65

Тыква, Cucurbita L., семена 76,1*3,0 611±9 8,06

Овес, Avena sativa L. зерно 40*4,1 251*11 6,23

Перец сладкий, Capsicum annimm 15±3,0 89*8,1 5,93

Чеснок, Affium sativum L. луковицы 127+10 240*12 1,89

Чеснок, обогащ. Se**/ 1077*82 3165*59 2,94

Чеснок: обогащ. Se ***/ 890*55 1530*82 1,72

Стахис, Stachys Sieboldä Mig., клубнн 148±32 . 350*38 2,36

Стахис, обогащ. Sc***/ 8000*480 45000+600 5,63

Стахис,обогащ. Se****/ 2СКХШ20 7100*210 3,55

ПшеннцаДтйгсит L. 105+9 226*11 2,15

Шампиньоны Agaricus campcster 970*55 1300*60 1,34

Окунь 474*48 мышцы 1400*110 жабры 4,7

Цыплята [1241 50 мышцы 180 почки 3,6

Теленок [1241 500 мышцы 2700 почки 5,4

Крысы 323*26 мышцы 232±26 сыворотка крови 1080*140 волосы 1060*180 ногти 441*20 почки 1)4-4,7

Человек 240 мышцы 120- " сыворотка крови . 690 волосы 870 ногте 960, -. почки 2,9-8

'/защитный эффект = отношение Se пограничной ncami'Se внутренней ткани *'/внесение селена в почву ***/ инкубирование в растворе селената натрия ♦♦»♦/внекорневое внесение селена

Биологическая роль выявленного пограничного эффекта может проявляться в виде зашиты лигашов клеточной стенки от перекисного окисления у животных (Combs G., 1997) и антиоксидантной защиты внутренних тканей у лекарственных растений от воздействия окружающей среды У растений в пользу существования пограничной антиоксидантной защиты свидетельствует обогащение экзокарпия плодов и перидермы клубней не только селеном, но также и аскорбиновой кислотой

С другой стороны, не вызывает сомнения, что пограничный эффект может участвовать в осуществлении и другой защитной функции' выведения избытка микроэлемента Для животного мира волосы, ногти и почки определяют важнейшие пути выведения селена при токсикозах (Combs G, 1997) Аналогичное явление можно наблюдать и у лекарственных растений обогащение селеном как путем использования содержащих селен удобрений, так и методом внекорневого внесения микроэлемента приводило к более интенсивному накоплению последнего в граничной ткани (перидерме клубней и протодерме луковиц) по сравнению с необогащенными растениями не зависимо от метода обогащения (см данные для стахиса и чеснока в габл 4)

4.2. Феномен генетически обусловленных торговых различий в накоплении селена лекарственными растениями. Для растений эссенциальность селена не установлена в отличие от животных, у которых биосинтез селен содержащих белков определяется генетически (Chambers I, 1986). При оценке уровня накопления селена различными сортами пшеницы, выращенными в одинаковых агрохимических условиях, нами установлено, что величина аккумулирования селена зерном может колебаться от 133 до 418 мкг/кг при содержании селена в почве 250 \асг/кг Наибольшую способность накапливать селен проявляли сорта Родина (418 мкг/кг), Снбирская-3 (393 мкг/кг), Ленинградская (350 мкг/кг) Минимальная концентрация селена в зерне была найдена для пшеницы Лада (133 мкг/кг, рис 9)

Рис. 3 Накопление селена зерном пшеницы

Сори 1 Родина :-Сябфсюя-3 З^Лешнфадосая 4-Б»орз ^-Саратовская Ч-ИЕгапга, 7 Грекуи 114 8-Лаваль 19 9-5В152 Бразилия 10-Энятз 11 Белоруссия 80 12-Омк (Э^жкшая. 14-иЬ-14<ЧССР) 15-РГ-31220 1в-Лада

Феномен генетически обусловленных сортовых различий в способности накапливать селен проявлялся также и у селекционных и коллекционных сортообразцов сладкого перца (Capsicum annuum L.), выращеннных в пленочных теплицах (табл. 5). Интервал наблюдаемых концентраций селена в плодах составил 133-1197 мкг/кг сухой массы. Максимальная концентрация установлена в плодах сорта П-3 (более 1 мг Se/кг). Полученные данные определяют возможность селекции специальных сортов зерновых и овощных культур с повышенной аккумулирующей способностью в отношении селена.

Таблица S. Характеристика сортообразцов перца сладкого Capsicum Anuum L.

N Наименование Сорто образца Цвет Плода Ср. Масса плода, Г Перикарпий Ми Уровень Se Мкг/кг Сух. массы Уровень Виг.С Мкг%

1 П-3 Желтый 110-120 7,5-8,5 1197±59 144±4

2 Изумрудный Красный 65-75 5,5-6 768±25 138*3

3 Paprica zelenmova Красный 40-45 5-5,5 739±27 114*5

3 Желто-плодный Желтый 60-65 5-5,5 643+22 220*10

4 FlManp* +Chines Красный 55-60 4,5-5 534±20 170±8

5 Polaris Красный 45-50 5-5,5 517±20 190±8

6 Suptol Красный 60-65 5-5,5 507±21 134±4

7 Овощной Красный 95-105 6-6,5 503±18 147±6

8 Mirto Желтый 60-65 5,5-6 499*19 198*7

9 F1 Manp+ +РОДНИК Красный 60-65 5-5,5 440±18 151±10

10 a 0-4 Красный 55-60 4-4,5 439*17 232±9

11 Citrino Красный 75-85 5,5-6,5 373±20 206*8

12 Bendigo Красный 100-110 6,5-7,5 355±21 156±9

13 <<0-7 Красный 45-55 4,5-5 350±18 152±7

14 F1 Мавр+ +Bendigo Красный 65-75 ,5,5-6 331±17 179*11

15 Nasay Красный 110-120 7,5-8 314118 170*10

16 Здоровье Красный 65-75 5-5,5 283*17 168i8

17 Galaxy Красный 60-65 5-5,5 255¿20 172*10

18 Xrt-33-4 Красный 85-95 6-6,5 243*19 159*11

19 XIT9/5 Красный 45-50 4,5-5 234*16 224*13

20 Хп-33-l Красный 50-60 4,5-5 209±17 197±12

21 Л-460-93 Красной 95-100 6-6,5 205±16 200*12

22 Ariana Оранж. 110-120 6,5-7,5 167*18 188110

23 Sirano Красный 60-65 5-5,5 147*16 214±13

24 Медаль ' Красный •• 75-95 5,5-6 133*19 195±12

4.3.Феномен дуального синергизма селена н аскорбиновой кислоты п лекарственных растениях. Взаимосвязь селена и витаминов в растениях до настоящего времени не изучалась, в отличие от животных, для которых известен синергизм действия этих антиоксидантов (Combs G, 1997)

Исследование накопления селена и витамина С в коллекционных и селекционных соортообразцах с падкого перца позволило нам выявить отрицательный коэффициент корреляции между этими показателями г- -0,458, Р'"0,01 (табл 5) Установленная закономерность предполагает существование в лекарственных растениях одного вида механизма поддержания на определмшом уровне системы антиоксидантной защиты, в которой селен и витамин С играют важную роль Исходя из полученных данных, следовало ожидать отрицательное влияние обогащения лекарственных растений селеном на интенсивность биосинтеза аскорбиновой кислоты Вегетационные и деляночиые опыты по выращиванию укропа и зеленого лука, однако, выявили обратную картину (габл 6) Внутри одного сорта, в отличие от межсортовых различий, наблюдается синергизм селена и витамина С, проявляющийся в тенденции к сохранению соотношения уровня селена и аскорбиновой кислоты не зависимо or величины поступления сечена из почвы Биологическое значите найденной закономерности определяет необходимость характеристики различных сортов овощных и «¡лепных культур не по выборочному показателю накопления витамина С, а в целом по уровню антиоксидантной защиты, включающей способность растения накапливать подо-, жирорастворимые витамины, селен и, возможно, другие природные антиоксиданты (антопианы, флавоноиды)

Таблица 6 Влияние селената натрия на накопление растениями укропа, зеленого лука и сладкого перца аскорбиновой кислоты

Наимено- Условна Исходное содержание Накопление Накопление

вание опыта ЛК, Se АК, %от Ье, а/о от

МГ°о*/ мкг/кг**/ исходного исходного

Укроп Anethum Контроль 127,3 103,4

graveolens L. 20 McrSe/кг 33±2 54±5 157,6 537,0

(вегетационный почвы**/

опыт)

Лук Album ссра L. Контроль 110,0 105,0

(открытый грунт) 10 шег Se/кт почвы**/ 20±1 19018 195 0 263,2

*/ на сырую массу; **! внесение селената натрия за 2 недели до сбора урожая,

4.4. Феномен эндогенного регулирования у животных н человека.

У животных и человека факты -»ндогенного регулирования проявляются не только в известном синергизме биологического действия селена и витаминов

:о

(Сирр М, 1984) и в выявленном феномене преимущественного накопления селена пограничными органами и гканями.

Клинические исследования, исследования на добровольцах и лабораторных животных позволили выявить иммуно-гормональный механизм регулирования гуморального селена, опосредованный в первую очередь гормоном роста (СТГ), парлоделом, стероидными гормонами и эритропоэтином Взаимосвязь между селеновым статусом организма и СТГ подтверждалась одинаковым влияшгсм на распределение селена между плазмой и эритроцитами ашагонистов дофаминовых рецепторов СТГ и эглонила - и противоположным действием между СТГ и соответствующим агонистом дофаминовых рецепторов-парлоделом, подавляющим секрецию СТГ (рис 10 )

140

12 3 4

1 Контроль 2 СТГ З лгпонил 4-парлодел

Рис 10 Влияние фармакологической нагрузки на перераспределение селена между плазмой (ряд 1) и эритроцитами (ряд 2) крови мышей

Эритропоотин действовал аналогично С ГГ. В опытах на выживание при острой инфекции было установлено, что парлодел удлиняет жизнь животных до 124 %, а СТГ сокращает до 88 %, причем, действие препаратов селена было аналогичным СТГ Результаты, таким образом, указывают на возможность регулирования селенового статуса человека без использования селен содержащих препаратов, основываясь только на иммуно-гормоналыгой терапии

Рассматривая в целом проявления эндогенного регулирования в растительном и животном мире, обращает внимание сходство нтделышх явлений

Таблица 7 . Факты эндогенного регулирования уровня селена в растениях, у животных и человека

Пример эндогенного регулирования Лекарственные растения Животные и человек

Феномен пограничного эффекта Преимущественное накопление селена перидермой клубней, протодермой луковиц, перикарпием и семенной кожурой зерна Преимущественное накопление селена волосами, ногтями, почками

Генетический контроль за накоплением микроэлемента Сортовые различия в способности накапливать селен Генетически обусловленный дефицит селена у больных с синдромом Лоуренса

Взаимосвязь селена и аскорбиновой кислоты Дуальный синергизм селена и аскорбиновой кислоты Синергизм биологического действия

Гормональный механизм регулирования Цитокинины ? Соматотропный гормон, парлодел, эритропоэтин

Как видно из представленных данных, явление эндогенного регулирования в растениях, у животных и человека открывает широкие возможности коррекции селенового статуса населения.

5. ПУТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ СЕЛЕНОВОГО СТАТУСА НАСЕЛЕНИЯ. 5.1.Оценка эффективности использования природных источников селена.

5.1.1. Грибы: отдельные представители классов Basidiomycetes и Ascomycetes. До настоящего времени применив грибов для коррекции селенового статуса человека, ограничивалось лишь двумя видами класса Basidiomycetes: шампиньонами (Agaricus bisporus) и белым (Boletus edulis), причем данные по накоплению селена грибами России практически отсутствовали. Проведенная нами оценка степени накопления селена 92 видами грибов классов Basidiomycetes и Ascomycetes, произрастающих на Европейской части России, позволила расширить список съедобных грибов-накопителей селена до 21 вида (табл. 8). Средний уровень

микроэлемента в плодовом теле указанных грибов превышал 1 мг/кг сухой массы. Показательно, что среди изученных видов наибольшее число аккумуляторов селена найдено для грибов класса Basidiomycetes, для отдельных представителей которых известна прямая зависимость интенсивности накопления селена от содержания метионина (Piepponen S., 1983), а, исходя из современных представлений, возможно, и селенметионина. Среди изученных факторов, влияющих на накопление селена плодовым телом:

возраста фиба. мссга произрастания и влажности сезона- первый установлен нами впервые и имеет особое значение Установленное резкое падение концентрации селена в грибах в процессе роста (почт в 10 раз) можег быть причиной отмечаемых в литературе больших колебаний в концентрациях селена для отдельных видов (Вугпе А., 1976) и определяет строгие условия к о I бору проб для осуществления характеристики уровня поступления селена из ггочвы, связанного е биодоступностью микроэлемента и антропогешшм загрязнением окружающей среды селеном

Таблица 8 Съедобные грибы-накопители селена.

Наименование Яе мп кг Интервал 1 конц-цнй

1 1 По1еШз есМ^ Белый 21,016,6 14 1-27,9

2 Яол1сз сарегата Колпак кольчатый 10,913,3 1,25-14,50

3 А§апсиз сатре&ег Шампиньон обыкн 6,5±4,2 1,09-11,47 1

4 СЫоеуЬе с!а\лрга I оворушка булавоногая 5,14-0,8 3,76-5,97

5 Атага1орчи сгосеа Поплавок шафранный 3,9±1,3 2,05-5,73

6 СЫосуЬе пеЬ^агю Говорушка серая 3,36x0,7 1,99-4,21

7 А|>апси» Ьюрогш Шамтшьон двухспоровый 3,0±0,9 1,90-4,07

8 БиШш Ьоташя Козляк 3,07*0,7 1,87-3,99

9 ЬаОапиз \<е11егси8 Скрипица 2,9210,5 ! 1,05-3,58

10 1.усореи1оп рупГогтс Долдсвнк грушевидный 2,710,7 1,22-3 05

11 [ер^и пи(1а Рядовка фиолетовая 2,1 У ±0,6 1,26-2,97 1

12 Ьесстит аигапйасит Подосиновик 2,12*1,1 0,88-3,36

и I -асШпиз Югттояш Волнушка 1,8*0,16 1,67-1,98

розовая

14 ТпсЬо1ота роНспЬкит Рядовка серая 1,5±0,7 0,70-2.38

15 Во1егш етуЛгорда Дубовик крапчатый 1,4б±0,5 0.81-2,10

16 БшИш 1иГеия Масленок 1,4±0,9 0,13-2,40

17 Уегра ВоЬеписа Сморчковая шапочка 1,33*0,2 0,98-1,48 _

18 КиявШа йь1еп8 Валуй к1,310,4 1,19±0,2 0,79-1,69 Г0,87-1,41

19 Тпс1ю1отор813 гиШаш Рядовка желто-

20 Ьас1апиа здгоЫсиЫиа красная Гручдь желтый 1,16±0,2 0,89-1,30

[21 ЬдсГапия Пехиояш Серушка 1,09*0 2______ 0,55-1,21

5.2. Адсорбционные свойства пищевых волокон

Широкое использование пищевых волокон (ПВ) в лечебных целях основано на высокой адсорбционной способности биополимеров, формирующих клеточные стенки растений, определяющих возможность выводить из организма нитраты, радионуклиды, тяжелые металлы (Щелкунов Л.,1998). Теоретически ПВ могут также адсорбировать из пищеварительного тракта и селен, однако, данные по этому вопросу в литературе отсутствуют. Полученные нами результаты in vitro, представленные в табл. 9, характеризуют ПВ 18 лекарственных и кормовых растений . Величина адсорбции селена колеблется в широких пределах от 0,3 до 1,8 мкг Se/r ПВ. Наибольшей адсорбционной способностью в отношении селена обладают ПВ люцерны и жома стахиса, что делает их наиболее перспективными в плане использования при селеновых токсикозах. С другой стороны, очевидно, что традиционное использование ПВ в лечебных целях определяет риск возникновения селенового дефицита и устанавливает необходимость совместного их применения с препаратами селена.

Таблица 9. Адсорбционные свойства пищевых волокон в отношении селена.

Наименование Содержание Se, мкг/кг */ А.С.**/

Пищевых волокон Исходное Конечное Мкг Se/r ПВ

Жома люцерны Medicago L. 12*2 1918*69 1,91

Жома стахиса 180*16 2041*88 1,86

Stachys Siehildii Mig.

Жома сах-свеклы 18,6*4 838±51 0,82

Beta vulgaris L.

Отрубей пшеницы Tiiticum L. 9516 751+43 0,66

Амаранта Amarantíms cruentas L. 5*1 581+37 0,58

Тритикале 153*10 701*35 0,55

Семян винограда Vitís L. 8*2 515±33 0,51

Мезги кукурузы Zea L. 77*5 369*30 0,29

Галеги Galega orietalis Lam. 28*3 313*27 0,29

Опилок сосны Pimis sylvestris 6*1 282*28 0,28

Шрота подсолнечника HeHanthus аппиш L. 55*4 305*26 0,25

Клевера Trifolium I- 12*3 259*22 0,25

Семенной кожуры гороха Pisum sativum L. 29*3 220±15 0,19

Гречки Polygonum L. 18*2 175112 0,15

Выжимок винограда Vitis L. 7±1 118*10 0,11

Лозы винограда Vitís L. 6*1 103*10 0,10

Мезги риса Oiyza sativa L. 30±2 98±8 0,07

Семенной кожуры сои 28 ¿3 83*7 0,06

*/ на сухую массу, **/ Se конечное,'Se начальное

5.3.Обт ащснис селеном зерновых и овощных культур

5.3.1. Внесение селена в ношу.

5.3.1.1.Пшеница (ТгШсит Ь.). Наиболее интенсивный путь коррекции селенового статуса населения в настоящее время заключается в обогащении селеном пшеницы, как продукта, наиболее широко используемого населением В вегетационных опытах на серой лесной почве при использовании биселенита натрия максимальное накопление селена зерном составило более 2,5 мг/кг в вариантах без использования макроудобрений (табл 10) Макроудобрения (азотные, фосфорные и калийные удобрения - ЫРК) снижали уровень аккумулирования селена зерном в среднем в 1,4-1,6 раза при дозе 18ОД^г ЫРК ив 1,6-1,7 раза при дозе 360 мг/кг. Цинк, вносимый в почву в виде хлорида, незначительно повышал уровень накопления селена зерном в опытах с малыми дозами селенового удобрения (1 мг/и) и без него Эффект нивелировался при уис.шчении дозы селена до 2,5 иг/кг почвы Наблюдаемый синергизм селена и цинка необычен и противоречит известным данным об антагонизме микроэлементов (Кабата-Пендиас С ,1989) Таблица 10 Накопление селена зерном пшеницы (мкг/кг) в зависимости от

ЫРК, Бен7,п

ЫРК Доза 0 1000 2500

мг/кг зе

почвы мкг/кг

га 0 10 50 0 10 50 0 10 50

мг/кг

0 1994 280 285 318 1071 1349 1408 2241 2156 2363

1995 103 128 148 953 1186 1106 29681 2659 2656

1996 171 125 169 1091 1205 1192 ^2280 2348 2579

СР 185 179 212 1038 Г 1247 1235 2496 2388 2533

180 1994 135 186 163 1049 1096 1133 1761 2040 2051

1995 102 88 149 1102 1170 1333 2905 Г 2892 ¡1914

1496 1 142 ' Ср 1 126 _106 127 97 Г 136 1008 ~ 1053 1026 1097 1057_ 1174 2089 52 2084 2338 1889 2285

360 1944 146 153 164 876 7% 890 1547 1871 1584

1995 85 91 140 590 636 723 1549 1796 1865

1446 1 105 Ср ¡112 I 97 85 820 1 ^6A I 796 1659 1969 1798

114 130 762 Г 712 ^ 803 1585 1879 1749

5.3.1.2. Рапс (Вгая$1са.парш: Ь.). Показательно, что явление синергизма микроэлементов наблюдается и при обогащении селеном семян ярового рапса (табл 11), который может быть использовал в качестве кормовой культуры Это растение, принадлежащее к семейству капустных (Вгазяюасеае), более чем пшеница, отзывчива на макроудобрения, определяющие увеличите урожая семян в 5-8 раз с одновременным снижением уровня накопления селена с 500 до 87 мкг/кг Коэффициент корреляции между массой семян и содержанием в них селена составил -0,991 для вариантов без внесения селена и -0,988 для вариантов с селеновым удобрением Без ЫРК максимальная величина

аккумулирования селена составила 1,88 мг/кг семян, в то время как применение макроудобрений снижало уровень накопления микроэлемента почти вдвое.

Таблица 11 .Влияние биселсннта натрия на накопление селена семенами

ярового рапса Drassic napus L. ssp.oleifera Metzg.

NPK мг/кг почвы Доза Se, мг/кг 0 2,5

Zn мг/кг 0 10 50 0 10 50

0 1994 384 392 315 2106 2082 1979

1995 101 143 146 4247 4408 4659

1996 122 158 156 3295 3563 3801

Ср. 202 231 207 3216 3351 3480

180 1994 114 138 136 1106 1089 1098

1995 126 103 172 2927 2978 3557

1996 114 137 129 2250 2360 2513

Ср 118 126 146 2094 2142 2389

53.1.3. Овощные культуры. Не менее перспективным направлением оптимизации селенового статуса населения является использование лекарственных и эфиромасленичных овощных культур, обогащенных микроэлементом. В обычных условиях вегетации такие растения накапливают незначительные количества селена (5-30 мкг/кг сырой массы).

Таблица 12. Сравнительная характеристика степени обогащения селеном лекарственных и эфиромасленичных растений, а также дрожжей Бассаготусез

cerevisiae и микро водоросли спирулина.

Наименование Содержание Se, мкг/кг сухой массы Степень

Негодное Конечное обогащения

Редис Raphanus sativus •/ 156±4 561112 10

Петрушка Petroselinum hortense 193±4 733±22 3,8

зелень */

Петрушка корни */ 167±5 677±13 10

Салат Lactuca sativa*/ 72±8 735±10 10,2

Стахис Stacbys Sieboldii Mig. **/ 199±8 77530 390

•**/ 6000 30

Укроп Anethum Tourn.*/ 113-t7 955±18 8,5

Якон Polymnia sonchifblia 280±10 2600 9,3

Poepp-Endl"/

Чеснок Allium sativum */ 303±9 5140±50 17

**/ 4046 14.1

Пшеница Tritfcum aestivuni L. */ лчп 2280 134

Pane Qrassica napus L ssp.oleifera 202 3216 15,9

Metzg. Семена */

Топинамбур ll.annuus L. **/ 19±5 34400 200

Дрожжи Saccaromyces Cerevisiae 50±5 50000 10000

Спирулина 100±7 1000000 10000

*/внесение биселсннта натрия в почву**/ вымачивание в растворе селената натрия ***/ опрыскивание раствором селената натрия

Однако обогащение селеном лекарственных овощных растений и эфиро-масленичных культур обеспечивает поступление в организм человека комплекса природных ангаоксидантов. витаминов, «штоцианов биофлавоноидов,- усиливающих как биологическое действие селена так и общую антиоксидантную защиту организма

В вегетационных опытах на дерново-подзолистой почве максимальные дозы вносимого селена, не снижающие урожайность культур, составили 250 мкг/кг для укропа и редиса, 500 мкг/кг - для петрушки и 1 мг/кг - для салата и чеснока (габл.12). При этом степень обогащения микроэлементом зависела от дозы биселенита натрия, вида растения и механического состава почвы Наибольшая степень обогащения получена для луковиц чеснока (17-5 мг/кг сухой массы), наименьшая - для зелени петрушки (3,8 - 730 мкг/кг сырой массы) Внесение селена в почву нивелировало различия между содержанием селена в корнях и листьях петрушки (733 и 623 мкг/кг соответственно) по сравнению с растениями контрольного опыта, для которых накопление селена в листьях в 3 раза превышало уровень селена в корнях Различия в степени аккумулирования селена между овощными культурами наблюдались и при одинаковых дозах микроэлемента (250 мкг/кг) и составили для укропа -260 %, редиса и листьев петрушки - 370-380 %, чеснока - 470 %, салата - 600 %

Обогащение растений селеном на тяжело суглинистой почве менее эффективно, чем на легко суглинистой почве из-за малой доступности микроэлемента, что проявляется в быстром насыщении зеленных селеном уже при концентрации более 25 мкг Бе/кг почвы (рис 11)

л

РисЛ Накопление селена укропом (ряды 1,2) и редисом (ряды 3.4) на тяжело суглинистой (ряды 2 4) и легко суглинистой (ряды 1,3) почве Доза селена 1-контроль, 2-26 мкг Бе/кг, 3 -125мкг/кг, 4 -250 мкг/кг

5.3.2.Внскорневое внесение микроэлемента. Стахнс (Stachys Sieboldii

Nlig.). Известно, что обогащение селеном растений методом внекорневого внесения микроэлемента характеризуется меньшими расходными нормами, сохранением элементного состава растения и меньшим загрязнением окружающей среды селеном по сравнению с применением селен обогащенных удобрений (Varo Р., 1994). Разработка условий обогащения этим методом клубней проводилась на примере лекарственного растения стахиса (Stachys Sieboldii Mig.). Опрыскивание растений проводили 10 % раствором селената натрия из расчета 100 л/га, начиная обработку с 25 августа (период завязывания клубеньков) с интервалом в 10 дней. Одно- и двукратная обработка растений не влияет на величину урожая, причем второе опрыскивание позволяет увеличить концентрацию селена в клубнях с 1,3 мг/'кг до 2,1 мг/кг сырой массы (рис.12). Дополнительное опрыскивание растений в середине сентября (период созревания клубеньков) не изменяло уровень накопления микроэлемента, однако, достоверно увеличивало урожай на 17 % (Р<0,01). Действие селената натрия в данном случае, по-видимому, обусловлено замедлением роста листьев при сохранении как способности развития клубеньков так и интенсивности оттока селена от листьев к корням.

1 . 2 3 4

1-Контроль, 2 - однократное опрыскивание, 3 - двукратное опрыскивание, 4-трехкратное опрыскивание

Рис.12,Обогащение селеном клубеньков стахиса: ряд 1-урожэй, ряд 2- содержание селена

5.33. Обогащение селеном корнеклубнеплодов на стадии готовой продукции. Обогащение селенном овощной продукции путем вымачивания

клубней и луковиц лекарственных растений в растворе соли селена, разработанное ранее для получения селен обогащенного чеснока (У/а1апаЬе N, 1992), дает возможность свести к минимуму загрязнение окружающей среды микроэлементом Использование для этой цели элекгро-аетивированной воды с рН 8,0, ускоряющей, как известно, рост растений (Вахидов Н, 1981), обеспечивает по сравнению с обычной водой усиление степени аккумулирования селена клубеньками стахиса - в 3 раза, топинамбура (НеЬап&ия тЬепкия) - в 2,6 раза, якона (Ро1утта вопсМоНа Роерр ЕпсП )- в 2,2 раза, чеснока - в 3,6 раза (концентрация селената натрия составила 1 %) Полученные по разработанному методу продукты содержали от 2 6 до 77,5 мг Бе/кг сухой массы (см табл 12), причем наибольший уровень обогащения был характерен для клубеньков стахиса

В таких продуктах, в частности, в стахисе, селен находится в основном в водорастворимой фракции (более 90 %), в которой он связан преимущественно с высокомолекулярными соединениями (см рис 13) Напротив, обогащение клубеньков стахиса опрыскиванием раствором селената натрия обеспечивает более равномерное распределение селена между фракциями Принимая во внимание, что стахис практически не содержит белка (менее 1,5 %), интенсивное аккумулирование селена клубнями, по-видимому, связано с образованием устойчивых комплексов между высокомолекулярными углеводами и селенатом натрия

«-нерастворимая часть, водорастворимая фракция 2-высокомолекулярные соединения. Э. нюкомолекужфные

Рис 13 Распределение селена по фракциям селен обогащенного стахиса Ряд I-метод внекорневого внесения селена, рад 2- метод вымачивания

5.3.Селен обогащенные иацигкн на основе экстрактов лекарственных растений. Обогащение селеном напитков на основе лекарственных растений в отличие от создания других продуктов с повышенным содержанием микроэлемента обеспечивает комплексное биологическое действие экстрактов лекарственных трав, селена и витаминов. Устойчивость витаминов С и В2, а также отсутствие окислительно-восстановительных реакций с участием вносимого селената натрия проверялась на 5 различных композициях, приготовленных на основе экстракта мелиссы Melissa officinalis L. (табл.13). Сохранность витаминов С, В2 и Se+б была наибольшей в напитках, содержащих экстракт, рябины Sorbus aucuparia Ь.и зверобоя Hypericum perforatum L. (№ 1 и 2, 70 % и 68 % - витамина С, 73% и 70 % - витамина В2, 100 % - Se+б, рис. 14).

Таблица 13. Состав композиций селен обогащенных напитков на основе

растительных экстрактов (мл/л).

Наименование Jfe Композиции

1 2 3 4 5

Рябина Sorbus L. 345 - - - -

Мелисса Melissa officinalis L. 312 287,4 350 336 319

Тысячелистник Achillea millefolium L, 343 - - 235

Зверобой Hypericum L. - 368,4 83 -

Душица Origanum vulgare L. - 275,4 234 291 -

Чабрец Thymus serpyllum L. - 68,8 - 80 129

Мята Mentha piperita L. - - 250 - .

Пустырник I .eonurus cardiaca 1„ - • 83 - 317

Змееголовник Dracocephahim I.. - - - 292,8 -

№ композиция

Рис.14. Сохранность витамина С (ряд 1-аскорбиновая кислота, ряд 2-витамин С) и ве+6 в композициях напитков

Душица, чабрец, мята, пустырник и змееголовник способствовали окислению аскорбиновой кислоты (сохранность 35-40 % через месяц хранения) Восстановление Se+б до Se+4 наблюдалось в присутствии экстракта пустырника и змееголовника, что делает их мало пригодными для создания селен обогащенных напитков Сравнение содержания биологически активных веществ в выбранных лекарственных травах показывает, что высокие концентрации природных антиоксидантов флавоноидов, антоцианов-препятствует окислению аскорбиновой кислоты (напитки №1-2) Увеличение количества эфирных масел (напитки № 4-5), напротив, определяют преобладание окислительно-восстановительных реакций с участием как аскорбиновой кислоты, гак и шестивалентного селена.

Напитки на основе разработанных композиций 1 и 2 при потреблении в количестве 200 мл обеспечивают около 70 % суточной потребности в селене, витаминах С и Вг детей от 4 до 10 лет или около 30 % потребности взрослого населения

5.4. Оценка эффективности использования различных путей коррекции селенового статуса населения.

Сравнение специфики потребления селена в регионах с различным уровнем обеспеченности показывает, что коррекция последнего может быть осуществлена в первую очередь за счет лекарственных злаковых растений и в меньшей степени мясных, молочных продуктов и рыбы (рис 15) Теоретический расчет эффективности повышения селенового статуса (на примере Брянской области) на основе разданных методических подходов показывает, что максимальный эффект в условия России (67-100 %) можно получить при использовании обогащенных селеном удобрений, хлеба или сортовых различий в накоплении селена пшеницей (габл 14) Таблица 14 Сравнительная оценка эффективности применения различных

"ей коррекции селенового статуса населения России

Пути коррекции йс-удобрения Вероятная величина нотреолення, % от исходного Группа Населения

До 100% Все население

Хлеб, обогащенный селеном: До W0 % Все население

Сортовые различия в накоплении селена пшеницей До 67 % Все население

Использование фнбов-накопителей йе 12-18 % Преимущественно жители сельской местности

Применение селен обогащенных овощей 11,0% Преимущественно городское население

Широкое использование рыоы 5-10% Жители приморья, сельские жители

Яс обогащенные Б АД Любах в зависимости от дозы Около 10 % населения

Че обогащенные наттитки 10-17% Около 10 % населения

Эндогенное ретулирование - Пациенты клиники

Рис.15а. Поступление селена с цщдучи питания у жителей Урала: 1-хлуб И КРУПЫ, 2-МЯСО, 3-рыбЛ, «^ЮПОЧНЫа ЛрОДЯПЫ, 5-ЯИДЭ. &ОВОЩИ, 7-картофель, {^фрукты. Всего около 98 жгУдень

Рис.15б.Поступление селена с продуктами питания у жителей Брянском област*:1-хлеб и крупы, 2-мясо. 3-рыба, 4-молочные продукты, 5-яица,6-овощи, 7-картофель, 8-фрукты.Всего около 50 мкгГдень (46,5-расчетная величина, 31- найдено)

Повышенное использование в отдельных дефицитных по селену регионах страны грибов при общем дефиците поступления мясных продуктов может обеспечить повышение уровня потребления микроэлемента на 16-18 %.

Применение обогащенных селеном лекарственных и эфиромасленичных овощных культур, или повышенное использование рыбы при дефиците мяса в диете могут повысить величину потребления микроэлемента населением практически в одинаковой степени - па 10-11 %.

Другие подходы к коррекции селенового статуса (обогащенные селеном напитки и БАД на основе лекарственных растений, феномен эндогенного регулирования селена у человека) применимы лишь для определенных групп населения.

Таким образом из рассмотренных 9 возможных путей коррекции селенового статуса населения России 6 базируются на использовании лекарственных и эфиромасленичньгс растений, причем именно лекарственные растения могут оказать определяющее влияние на величину обеспеченности населения микроэлементом

5.5.Разработка метода сравнительной оценки биологического действия селена. Обогащение се.юном лекарственных и эфиромасленичных растений, а также продуктов животноводства, создание новых препаратов селена (дрожжи "Биоселен" и "Селена", микро_ водоросли спирулина, автолизат дрожжей "Витасил-Se", препарат "Стахисёл" селен обогащенного стахиса, неорганические соли селена) определяют необходимость разработки общего подхода сравнения их биологического действия Установлено, что даже близкие по составу препараты при одинаковом содержании селена могут по-разному накапливаться в тканях, из селен обогащенных дрожжей "Селена" (Финляндия) преимущественно в мышцах, из препарата "Биоселен™ (Россия) -в печени, почках, волосах, ногтях, - причем, уровни накопления различаются в 1,2-2 раза В исследованиях на добровольцах показано, что удобным критерием оценки может служить экскреторная способность почек в ответ на возрастающие дозы селена, поскольку это основной путь выведения селена из организма Ежедневное удвоение вводимой per os дозы микроэлемента в течение 5 дней, начиная с 50 мкг Se/день, дает возможность установить максимальную величину экскреции селена, специфическую для каждого конкретного препарата (рис 16)

Рис.16 Выведение шкна с мичои при Hal руне npinapaiuMH

1 «Селена» (Финляндия*

2 «Бшкшген» (Россия)

3 Жом селен обогащенного стахиса

4 Ссленат натрия

С этих позиций наиболее сильно аккумулируется организмом селен лекарственного растения стахиса. Среди препаратов дрожжей Saccaromyces Cercvisiae селен отечественного препарата «Биоселен» сильнее аккумулируются организмом, чем из финского «Селена». Легче всего выводится из организма избыток селената натрия (около 100 % при концентрациях 400-800 мкг Sc/день). Полученные нами кривые экскреции селена с мочой. показывают также, что физиологически допустимый интервал концентраций микроэлемента для человека составляет 50-400 мкг/день. Кроме того, из приведенных кривых следует, что при дозах выше 400 мкг/сутки величина накопления микроэлемента в тканях начинает преобладать перед уровнем экскреции селена из организма. По-видимому, это является одним из важных условий антиканцерогенного действия селена, которое, как известно, наиболее четко проявляется именно при дозах более 400 мкг/сутки (Combs G., 1997).

5.6. Некот орые аспекты биологического действия препаратов селена. Биологическое действие разработанных препаратов на основе лекарственных растений («Стахисел», селен обогащенный чеснок), напитков на основе экстрактов лекарственных растений в сравнении с препаратами пекарских дрожжей и спирулины исследовалось в экспериментах на лабораторных животных, в клинических условиях, среди спортсменов. Установлено, что все препараты являются хорошими источниками селена, причем потребление их в течение месяца в дозе 50 мкг/день обеспечивает снижение уровня перекисей липцдов в крови на 10-15 %(Р<0,1Хтабл.15).

Таблица 15. Некоторые физико-химические характеристики и показатели биологического действия селен содержащий БАД. ____

Препарат Белок % Se общ. Биологическое действие Объект исследования

Стахисел (селен обогащенный стахис) 1.5 6 мг/кг Снижение уровня перекисей липидов Антидиабетическое, кардиопротекторное, иммуностимулирующее Больные бронхиальной астмой Больные сахарным диабетом

Селен обогащенный чеснок 5 мг/кг Нормализация экскреции селена и креатишша при фшической нагрузке Спортсмены-тяжелоатлеты

N328604 Бе обогащенный напиток на основе лекарственных трав 0,2 мг/л Радиопротекгорное Снижение уровня перекисей липидов Увеличение выносливости Мыши Больные гепатитам Ли В Мыши

Бе обогащенные дрожжи Селена (Финляндия) 45-48 460530 мг/кг Снижение уровня перекисей липидов Радиопротекгорное Мыши в норме и при кишечной инфекции Больные гепатитом Л и В Мыши

8е обогащенная спирулина 20 727 мг/кг Нормализация кишечной проницаемости - Сенсибилизированные крысы

Бе-Витасил */ 100 103 -«-

*/ Автолизат дрожжей Бассаготусез сегемыд Выводы

1.На фоне общего умеренного недостатка селена в организме жителей России, стран СНГ и Балтии (80-90 % от оптимального уровня) регионами с угрожающим дефицитом селена (50-70 % от оптимального уровня) являются Новгородская, Псковская и Иркутская области, а среди стран СНГ -Белор\ссия и северо-запад Украины, для которых требуются срочные меры но искусственному обеспечению селеном жителей

2 Дефицит селена в почвах России, стран СНГ и Балтии умеренно влияет на уровень обеспеченности селеном населения (т~ Ю,375, Р<-0,5), и проявляется

а) в критически низкой величине аккумулирования микроэлемента лекарственными злаковыми растениями,

б) в дефиците селена V крупного рогатого скота.

в) в низкой обеспеченности селеном жителей малых населенных пунктов по сравнению с городским населением

3 Содержание микроэлемента в лекарственных злаковых растениях, в частности, в пшенице, оказывает определяющее влияние на уровень обеспеченности селеном жителей России (г~ ^0,765, Р<0,01)

4 Провинциями се тонового дефицита, определяемого антропогенной деятельностью человека, являются обширные регионы, пострадавшие от радиационного облучения (аварии на Чернобыльской АЭС 1986 г. и в Челябинске 1957 г, ядерные испытания в Семипалатинске 1949 г) Селеновый дефицит наблюдается у рабочих с повышенной оксидантной нагрузкой (металлургическое производство, производство серной кислоты и др )

5 В лекарственных растениях эндогенное регулирование накопления селена проявляется

а) в «пограничном феномене» преимущественного накопления микроэлемента в пограничных тканях,

б) в дуальном синергизме селена и витамина С,

в) в зависимости степени накопления селена различными сортами лекарственных злаковых и овощных культур от генетического фактора

6 У животных и человека регулирование накоплетш селена определяется как экзогенным поступлением микроэлемента с продуктами питания так и эндогенным иммунно-гормональным регучированием (гормоном роста, парлодевдм, анаболическими стероидами, эритропо-шшом и т л )

7 Коррекция дефицита селена у населения может бьггь осуществлена 4 принципиально разными путями

а) на основе природных продуктов богатых селеном (отде.1ьные сорта лекарственных злаковых и овощных культур, 21 вид грибов-накопителей селена),

б) агрохимическим обогащением селеном лекарственных и эфиромасленичных растений путем внесения селена в удобрения (максимальное обогащение при использовании биселенита натрия на дерново-подзолистой и серой лесной почве составляет для озимой пшеницы — 600-1300 %. семян рапса - 300-900 % при дозе селена 2,5 мг/кг, овошей - 380-1700 % при дозах селена 25-2500 мкг/кг), или внекорневым внесением селена (максимальное обогащение стахиса при использовании селената натрия на дерново-подзолистой почве — 300 %).

г) инкубированием луковиц и клубней лекарственных растений в растворе соли селена по разработанной технологии, обеспечивающей более чем двукратное увеличение уровня обогащения по сравнению с агрохимическим методом (стахис, чеснок, топинамбур, якон),

д) применением биологически активных добавок, содержащих селен, в том числе лекарственных селен обогащенных растений,

е) использованием напитков, обогащенных солями селена, на основе экстракта лекарственных растений.

При этом наиболее дешевым является применение неорганических солей селена, а наиболее физиологичным — органических соединений на основе селенметиошша (лекарственные злаковые растения).

8. Препараты на основе обогащенных селеном лекарственных растений обладают следующим биологическим действием: а)нормализуют экскрецию креатинина и селена с мочой при физических нагрузках (селен обогащенный чеснок), б)симулируют выносливость, особенно при низких температурах (разработанный селен обогащенный напиток на . основе экстракта лекарственных трав, селен обогащенные дрожжи), в) антидиабетическим, кардиопротекторным и иммуностимулирующим (селен обогащенный стахис -препарат «Стахисел»), г) нормализуют кишечную проницаемость в отношении макромолекул (селен обогащенные микроводоросли спирулина, «Бе-Витасил"),

9. Различие в химическом составе и биологическом действии биологически активных добавок к пище, содержащих селен, четко отражается в величине максимальной экскреции микроэлемента с мочой.

10. Выведение селена в случаях селеновых токсикозов эффективно с помощью пищевых волокон, в особенности пищевых волокон стахиса и люцерны.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1.Голуб кипа Н.А., Соколов Я. А., Емельянов Б.А., Чепулис Г.-К.С. Феномен гормонального регулирования, равновесия селена в крови-'/Ссргификат на открытие. Рег.№ 000338 от 11.06.98.

2.Гинс В.К., Кононков П.Ф., Голубкина Н.А., Гинс М.С., Соколов Я.А., Пивоваров В.Ф., Кононков Ф.П. Препарат Стахисел. Заявка на изобр. №91104533/20 [004860], приоритет от 09.03.99.

3 Голубкина Н А, Кононков П.Ф, Гинс В К Перспективы обогащения селеном растений//Агрохимический вестник-1998 -№5-6 -С 40

4 Golubkina N A., Alfthan G The Human selenium status in 27 regions of Russia// J Trace Elem Med Biol -1998 -N4 -P 45-49

5 Голубкина H A, Соколов Я А., Соколова А.Я, Уделыюва 'Г М, Торшин С П, Машкова Т Е. Ягодин Б А., Гинс В К, Кононков П.Ф. Способ обогащения чеснока и некоторых корненлодов селеном Заявка на изобр№ 97105011/13 Приоритет от 1 04 97

6 Торшин С П, Ягодин Б А., Удельнова Т.М, Голубкина НА, Дудецкий А А Влияние микроэлементов селена, цинка и молибдена при разной обеспеченности почвы микроэлементами и серой на содержание селена в растениях яровой пшеницы и рапса//Агрохимия-1996 -№5 -С.54-56

7 Кононков П Ф, Голубкина НА., Гипс В К. Обогащение клубеньков стахиса селеном//Агрохимия -1998.-№8 -С 62-65

8 Голубкина Н А Селеновый статус населения России//Тезисы докладов на 2 Российской школе "Геохимическая экология и биогеохимическое районирование биосферы", Москва, 25-28 янв 1999

9 Голубкина Н А, Парфенова Е О. Решетник JI.A Накопление селена тканями человека в условиях Иркутской области//Вопр питания -1998 -№4 -С 24-26

10 Голубкина НА, Щелкунов ЛФ, Кононков ПФ, Гинс В К., Дудкин Адсорбция селена пищевыми волокнами// Хранение и переработка сельхоз сырья -1998 -№6 -С 34-35

11 Голубкина Н А, Кононков П.Ф, Гинс М С, Гинс В.К, Щелкунов JIФ, Соколова А Я Адсорбция селена пищевыми волокнами// Тезисы доклада на Всероссийской научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений»-1498 (24-28 июня) -Т 1-С 34-36

12 Голубкина Н А Флуорометричсский метод определения селена/Ж Анал Химии-1995 -Т 50 -№5 -С 492-198

13 Хотимченко С А, Тугельян В А, Голубкина Н А Определение селена в продуктах питання//Методические Указания МУК 4 1 033-95

14 Голубкина Н А, Соколов Я А, Емельянов Б А, Мартьянов С С, Поргугалов СИ, Веденин НА, Сомарриба О Способ допинг-контроля Свидетельство на изобретение № 96112576/14 (Россия) Приоритет от 20 06 1996

15 Голубкина НА, Соколов Я А, Гинс В К, Кононков ПФ, Торшин СП, Удельнова Т М, Машкова М Е, Соколова А Я Сравнительная оценка способности накопления некоторыми корнеплодами микроэлемента селена/Лезисы докл 2го Менад Симпозиума «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования»-Москва-1997 -Т 2 -С 38

16.Грум-Гржимайло MA, Голубкина НА Селен обогащенные напитки для дстей/Л 1апитки и пиво.-1997.-№2.-С.30-31.

17.Голубкина H.A., Грум-Гржимайло М.А. Биологическая роль селена. Проблемы обеспеченности, селен обогащенные напитки//Напиткн и пиво.-1997.-№3 .-С.32-33.

1 К.Голубкина H.A. Содержание селена в пшеничной и ржаной муке России, стран СНГ и Балтии//Вопр. питания.-1997.-№4 .-С. 17-20.

19. Golubkina NA; Somarriba О., Sokolov J.A. The human selenium status in Managua (Nicaraguay/Presna-1997.-N5 .-P.3-4 (Span).

20.Спиричев В.Б., Книжников В .А., Хотимченко CA., Голубкина НА., Шатнюк JI.H. Микронугриенты (витамины и минеральные элементы) в питании. Региональные аспекты в России//Тез. докладов межд. конференции «Политика в области здорового питания в России»-Москва.-1997.-С. 19.

21.Голубкина НА, Гинс В.К., Кононков П.Ф. Накопление селена стахисом// Тез. докладов loro межд. симпозиума «Новые нетрадиционные растения и перспективы нх использования»-Пущино-1995-С.749-750.

22.Гипс В.К., Голубкина НА, Кононков П.Р. Обогащение клубеньков стахиса селеном/Лез. докладов всероссийской конференции по биотехнологии.-Ставрополь.-1996.-С. 12-13.

23 .Голубкина НА, Соколов Я А, Хотимченко CA, Золотов ПА, Тутельян ВА, Олежко-Ожевский Ю.П. Селен обогащенные дрожжи// Тез. докладов всероссийской конференции по биотехнологии.-1996.-С.284-285. 24.Голубкина НА, Шагова М.В., Спиричев В.Б., Кумпулайнен Й., Алфтан Д., Пуура Л. Селен в пшеничной муке СССР// Вопр. питания-1990-№4-С.64-66 <25.Книжников В А, Комлева В А, Тутельян В А, Новоселова Г.П., Голубкина НА, Трушина Э.Н., Кумпулайнен Й., Эдельман К. Влияние повышенного поступления органического селена с диетой на резистентность крыс к воздействию ионизирующего излучения, афлотоксина В1 и инфекции// Вопр. питания-1991-№4-С.52-55.

26.Голубкина НА, Шагова М.В., Спиричев В.Б., Алфтан Д. Обеспеченность селеном жителей Литвы// Вопр. питания-1992-№1-С.735-737.

27.Голубкина H.A., Шагова М.В., Спиричев В.Б., Алфтан Д., Лааксонен П., Муратов Ю.М., Христенко Л.П., Вачаева H.H. Обеспеченность селеном жителей Норильска//Вопр. питання-1992-№4-С.43-45.

28.Голубкина НА, Шагова М.В., Спиричев В.Б., Батурин АК. Обеспеченность селеном населения регионов, пострадавших в результате аварии на ЧАЭС//Тез. Докладов научной конференции «Проблемы рационального питания взрослого и детского населения, проживающего на территориях, пострадавших в результате аварии на ЧАЭС» Чита-1993-С.9.

29.Голубкина Н.А, Мальцев Г.Ю.,Богданов Н.Г., Власкина С.Г., Алексеева И А, Хотимченко CA Обеспеченность селеном жителей Калужской области// Вопр.питания-1995.-№5.-С. 13-16.

30 Голубкина Н А, Маргинчик АН, Спиричев В.Б, Быкова В М. Селен в продуктах переработки криля// Вопр. питания-1994-Х® 1-С 25-27

31 Блажеевич Н В , Спиричев В Б, Алейник С И, Вржесинская О А, Исаева В А, Алексеева И А, Голубкина НА, Шагова М В, Бекетова Н А Обеспеченность витаминами, железом и селеном различных групп населения республики Марий-Эл// Вопр. питания-1994-№3-С 12-16

32 I олубкина Н А, Хотимченко С А. Селен в продуктах питания Уральского экономического района// Гигиена и санитария-1994.-Т.7.-С 12—14

33 Голубкина Н А, Гинс В К, Кононков П Ф Стахис.обогащснный селеном//Тез докладов межд концеренции «Пища, экология, человек»-Вороново-1995-С 142

34 Голубкина Н А. Потребление селена жителями Брянской области в районах радиоактивного заражения// Вопр питания-1994-№4-С 3-5.

35 Голубкина Н А, Тугельян В .А. Экологические проблемы обеспеченности селеном населения некоторых регионов России и стран СНГ// Тез. докладов межд конференции «Пища, экология, человек» -Вороново-1995-С 149

36 Голубкина Н А, Хотимченко С А. Обеспеченность селеном населения, проживающего в зонах радиоактивного заражения//Тез докладов межд конференции «Пища, экология, человек»-Вороново-1995-С 147-148

37Шагова MB, Голубкина НА., Спиричев В Б Влияние поливитаминных препаратов, обогащенных цинком, железом и селеном на содержание селена в организме беременных женщин// Вопр питания-1995 -№5 -С 17—19

38 Голубкина НА, Сомарриба О, Соколов Я А Селен волос как информативный показатель обеспеченности организма//Вопр питания -1996 -№3-С 14-18

39 Голубкина Н А, Шагова М В, Спиричев В Б Обеспеченность селеном жителей Башкортостана//Вонр питания -1996 -№4 -С 3-6

40 Голубкина НА. Соколов Я А, Хотимченко С А, Тугельян В А, Золотев П А, Жминчегасо В М , Олежко-Ожевскии Ю П , Аманова Т А, Мепеньзина О JI Селен обогащенные дрожжи Saccaromyces сеге\п<иае//Биотехнология -1996-Т 75-С 52-57

41 Хотимченко С А, Алексеева И А, Бондарев Г И, Богданов Н Г, Голубкина Н А, Власкина С Г, Шагова М В , Гурвич В Б, Лаврентьев АК., Кузьмин С В , Батурин АК. Обеспеченность витаминами и некоторыми минеральными элсменпши населения Свердловской областиУ/Вопр питания -1996 -№4 -С 1419

42 Жильцова Т С , Шагова С В , Градова Н Б, Голубкина НА. Исследование радиорезистентности дрожжей рода Candida// Прикл биохимия и микробиология -1996 -1 32,№5 -С 567-569

43 Голубкина Н А, Шагова М В, Спиричев В Б, Букин Б В Влияние бета-каротина на усвоение селена в норме и патологии/ЛГезисы докладов 2 межд

симпозиума «Питание и здоровье. Биологически активные добавки к пище»-Москва.-1996.-С.36.

44.Голубкина H.A., Хлопова И.Н., Соколов Я.А., Дубцов Г.Г. Органические и неорганические добавки селена в диете больных вирусным гепатитом А и В //Тез. докладов 2 межд. симпозиума «Питание и здоровье. Биологические активные добавки к пищс»-Москва.-1996.-С35.

45.Торшин С.П., Удельнова Т.М., Голубкина H.A., Ягодин Б .А. Агрохимический метод обогащения овощной продукции селеном//Тез. докладов всероссийской конференции по биотехнологаи.-Ставрополь.-199б.-С.13-14.

46.Торшин С.П., Удельнова Т.М., Голубкина H.A. Обогащение селеном зерна пшеницы, выращенной на серой лесной почве//Тез. докладов всероссийской конференции по биотехнологии.-Ставрополь.-199б.-С. 16.

47.Дубцов Г.Г., Голубкина H.A., Перегудова Т.Ф. Изменение липидов при хранении диетических галет, обогащенных селеном// Тез. докладов всероссийской конференции по биотехнологгии.-Ставрополь.-1996.-С.104-105.

48.Голубкина НА. Селен в сухом молоке России, стран СНГ и Балтии//Мол. пром.-1996.-№2.-С.23-24. ^

49.Голубкина H.A. Обеспеченность селеном жителей Северного экономического района России//Гигиена и санитария.-1997.-№7.-С. 12-14.

50.Сомарриба О., Голубкина НА., Соколов Я.А. Оценка селенового статуса жителей Манагуа (Никарагуа) путем исследования всшос//Вопр. питан ия-1998,-№2.-С.22-24.

51. Голубкина H.A., Соколов Я.А, Емельянов Б.А., Хлопова И.Н., Елкина С.И., Сергеев В.В., Сомарриба О. Модуляция инфекционного процесса препаратами бромокриптина, соматотропина и селена у мышей, аналогичная связь между тяжестью инфекционного заболевания (вирусный гепатит) и уровнями селена, соматотропина, пролактинав крови больных людей//Иммунология.-1997.-№6.-С.27-29.

52.Голубкина H.A., Батурин А. К., Шагова М.В., Мартинчик АН. Обеспеченность селеном жителей Алтайского края// Вопр.питания.-1998-№5-6.-С.16-18.

53.Сейфула Р.Д., Голубкина H.A., Соколов Я.А., Емельянов Б.А,, Родченков Г.М., Сомарриба О., Азизов А.П. Экологические проблемы нарушения сперматогенеза у спортсменов и молодежи// в сб. Научных трудов ВНИИФК,-1997.-С.322-333.

54.Хотимченко С.А., Жукова Г.Ф., Голубкина H.A., Дерягина В.П. Ингибирующее действие селена на эндогенный синтез N-нитрозо- соединений у крыс//Вопр.питания.-1997.-№4.-С.1б-18.

55.Голубкина НА., Соколов Я.А, Ссйфула Р.Д., Емельянов БА., Португалов С.Н., Родченков Г.М. Альтернативная оценка фармакологических перегрузок в спорте//Вестник спортивной медицины России.-1997.-№2(15).-С.35-36.

4М

56 Голубкина II А., Мазо В К., Гмошинский И В, Тамбиев АХ, Кирикова ИН Влияние биологически активной добавки, содержащей биодоступныи селен, на протекание реакции системной анафилаксии у крыс//Биотехнология -1997.-Т9-10 -С 45-48

57 Голубкина Н А., Денисова С Н, Копылова Н В, Брязгунов И П, Вахромеева Н Н, Кизева АГ Диетическая профилактика селеновой недостаточности у больных фенилкетонерией// Гезисы докл Научно-практической конференции «Актуальные проблемы профилактики неинфекционных заболеваний»-Москва-1997 -2-4 дек -С 42-47.

58 Голубкина Н А, Денисова С Н, Кизева А.Г, Копылова Н В, Соколов Я А, Брязгунов И.П, Переверзева О Г Обеспеченность селеном больных фенилкетонерией//Педиатрия -1998 -№3 -С 35-37

59 Голубкина Н. А, Гмошинский И В, Зорин С Н, Данилина Л Л, Чистяков А.В, Мазо В К Влияние биологически активной добавки автолизата обогащенных селеном дрожжей на состояние кишечного барьера у крыс при анафилаксии//Вопр питания -1998 -№3 -С 18-21

60 Мамаева Е М, Жукова Г Ф, Хотнмченко С А., Голубкина Н А, Власкина С Г, Дерягина В П. Влияние селена на эндогенный синтез И-нитрозаминов и токсическое действие нитритов у крыс// Вопр. питания-1994-№4-С 32-35

61 Голубкина Н А., Алиев Б Д, Кушлинский Н.Е. Селен в сыворотке крови и костной ткани при доброкачественных и злокачественных опухолях костей//Вопр Мед Химии-1995 -Т 4 -С 50-54

62 Голубкина Н.А., Купшипский Н Е, Сотникова Е Н, Соловьева Н П Гомеостаз селена в организме большое раком молочной железы// Вестник Онкоцентра-1995.-№5 .-С. 13-16

63 Парфенова Е О., Голубкина Н А, Решетник Л А Обеспеченность селеном жителей Приангарья//тезисы докл На № конгрессе педиатров России «Экологические и гигиенические проблемы педиатрин»,МоскваД7-28 окт.1998, С.125

64 Парфенова Е О, Решетник Л А, Голубкина Н А. Обеспеченность селеном жителей приангарья// тезисы докл Юбилейной конференции «Современные проблемы экологии, природопользования и ресурсосбережения Прибайкалья», Иркутск,1998, С 133

65 Решетник Л А, Парфенова Е О, Голубкина Н.А., Сравнительная оценка коррекции селенодефицита у детей различными пищевыми добавками// Тезисы доклада Сибирско-американской научно-практической конференции «Современные проблемы педиатрии и детской хирургии» Иркутск, 7-8 окг 1998, С 89-91

66 Голубкина НА. Влияние геохимического фактора па накопление селена зерновыми кутьтурами и сельскохозяйственными животными в условиях России, стран СНГ и Балтии// Проблемы региональной экологии-1998-Ы4-С 94-101

ABSTRACT

Among 40 species of herbs investigated Tritícum L. was shown to determine the human selenium status in the former USSR, exceeding by its influence the influence of geochemical characteristic of soils, artropogenic pollution and the specifity of the diet used. The observed correlation gives an opportunity to predict the serum selenium level via the value of selenium concentration in wheat grain. Among 27 regions of Russia and 5 countries of social community and Baltic countries the following areas were proved to possess a significant selenium deficite (about 40-50 %): Novgorod, Pskov, Irkutsk regions of Russia, Slavutich of Ukrain and Belarus. These regions and also terrritories with radioactive pollution caused by catastrophies of 1986 (Chernobil), 1957 (Cheliabinsk), 1949 (Semipalatinsk) need urgent measures for improving the human selenium status.

Selenium concentration in herbs was shown to be determined not only by exogenic factors but to be a function of endogenic regulation which is reflected in phenomena of:

- predominent accumulation of selenium in bordering tissues,

- dual synergism between selenium and ascorbic acid, ; ■ '■ '

- genetically determined differences in selenium accumulation levels between different accessions of one and the same species.

In animals and human beings becides the bordering phenomenon selenium content in blood was proved to be regulated by growth hormone, sex hormones and erythropoetine.

The possibility of four methods for correcting of the human selenium status in the former USSR was investigated:

1) via utilization of natural resources (special herbs, mushrooms, sea products)

2) enrichment of cereal and vegetable herbs with selenium via utilization of selenium containing fertilizers, spraying of herbs with selenium salt solutions or soaking of the tubers in solution of Na2Se04

3) enrichment of beverages with selenium salt and

4) utilization of biologically active additives (BAA) containing selenium. Biological activity of selenium-enriches stachys, garlic, yeast Saccaromyces

Cerevisiae and spirulina were tested on laboratory animals and on volunteers. Each BAA was shown to possess specific curve of selenium excretion with urine in the experiment of increasing selenium loading.

Подписало в печать 11 05 ЧЧ Тираж 120 экз

Закал № 465

отпечатано в ГОО «Постатор» Москва, V I Палиха 2а

Содержание диссертации, доктора сельскохозяйственных наук, Голубкина, Надежда Александровна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор литературы.

1.1 .Нахождение в природе.

1.1.1 Накопление селена лекарственными растениями.

1.1.2 .Селен в организме животных,.

1,2.Эссенциальность селена.

1.3.Заболевания, связанные с дефицитом селена.

1 АБиодоступность селена.,.

1.5. Суточная потребность в селене.

1 ^.Обеспеченность селеном населения мира и критерии оценки

1.7.Данные обеспеченности селеном жителей

России, стран СНГ и Балтии.

1.8,Опыт коррекции селенового статуса населения.

1.8.1 .Таблетки селенита натрия.

1.8.2,Обогащение селеном поваренной соли.

1.8.3.Агрохимически методы обогащения растений внесением селена в удобрения.

1.8.4.Опыт вымачивания зерна в растворе соли селена.

1.8.5.Опрыскивание лекарственных растений раствором соли селена.

1.8.6.Использование гидропоники для обогащения чеснока селеном.

1.8.7.Селен обогащенные дрожжи.

1.8.8. Другие препараты селена.

1.8.9.Импорт лекарственных злаковых культур, богатых селеном.

1.8.10.Применение золы после сжигания угля при выращивании лекарственных и эфиромасленичных культур.

1.8.11 .Использование нетрадиционных продуктов, богатых селеном.

Глава 2,Материалы и методы.

Глава З.Роль лекарственных растений в формировании селенового статуса населения России, стран СНГ и Балтии.

3.1 .Географические особенности накопления селена зерном лекарственного растения ржи.

3.2.Географические особенности накопления селена продуктами животноводства.Сухое молоко.

3.3. Географические особенности накопления селена зерном лекарственного растения пшеница.

3.4.0собенности обеспеченности селеном населения отдельных регионов России, стран СНГ и Балтии.

3.4.1 .Показатели селенового статуса населения.

3.4.2.Факторы, определяющие величину обеспеченности населения селеном.

3.4.2.1 .Влияние геохимической характеристики почвы.

3.4.2.2.Влияние интенсивности импорта пшеницы и содержания селена в продуктах животноводства.

3.4.2.3.Влияние антропогенных экологических факторов.

3.4.2.3. Влияние специфики производства.

3.4.2.4. Влияние социального фактора.

3.5.Феномен эндогенного регулирования гомеостаза селена у лекарственных растений и человека.

3.5.1 .Лекарственные Растения

3.5.1.1. Феномен пограничного накопления селена.

3.5.1.2. Феномен генетически обусловленных сортовых различий в накоплении селена лекарственными растениями

3.5.1.3. Феномен дуального синергизма селена и аскорбиновой кислоты.

3.5.2. Иммуно-гормональные факторы регулирования гуморального селена у животных и человека.

Глава 4.Пути регулирования селенового статуса населения.

4.1 .Оценка эффективности использования природных источников

4.1.1 .Съедобные грибы

4.1.2.Продукты переработки криля.

4.1.3.Влияние бета-каротина лекарственных растений на степень усвоения диетического селена. 197 4.2.Обогащение лекарственных и эфиромасленичных растений селеном.

4.2.1 .Агрохимические методы обогащения селеном.

4.2.1.1 .Пшеница Triticum L.

4.2.1.2.Рапс Brassica Napus L.

4.2.1.3.Овощные культуры.

4.2.1.3.1.Селен обогащенные петрушка, укроп, салат, редис.

4.2.1.3.2.Чеснок Allium sativum.

4.2.1.3.3.0raxHcStachys Sieboldii Mig.

4.2.2.Обогащение селеном лекарственных овощных культур на стадии готовой продукции.

4.3.Селен обогащенные напитки на основе экстрактов лекарственных растений.

4.4.Специальные селен содержащие препараты.

4.5.Препараты на основе лекарственных растений, способные адсорбировать избыток селена.

4.6. Биологическое действие препаратов селена на основе лекарственных растений.

4.7. Сравнительная оценка специфичности экскреции селена с мочой при потреблении различных препаратов селена

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Исследование роли лекарственных растений в формировании селенового статуса населения России"

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Важнейшими показателями современного экологического кризиса являются чрезмерные оксидантные нагрузки на. природу. Устойчивость организма человека в норме и при экологических нагрузках во многом определяется содержанием селена в органах и тканях, где селен выполняет защитную функцию при различного рода оксидантных стрессах. Доказано, что возраст возникновения инфарктов, инсультов и онкологических состояний прямо коррелирует с дефицитом селена [122].

Введение селена в рацион с помощью обогащения селеном продуктов растениеводства, среди которых лекарственные растения занимают ведущую роль, а также искусственных пищевых добавок на освнове лекарственных растений осуществлено в Китае, США, Скандинавских и Балканских странах. В итоге в Финляндии получено удлинение срока жизни мужчин почти на 10 лет [70]. В Китае практически ликвидированы заболевания кардиомиопатии и остеоартропатии, обусловленные селеновым дефицитом [340]. Пищевые добавки, содержащие селен в дозах 5 0 -100 мкг/доза, получили самое широкое развитие в международной практике. Особое место среди первых занимают лекарственные растения с высоким содержанием селена.

На территории бывшего СССР и, в частности, России описаны заболевания, вызванные дефицитом селена от Ленинградской области, Карелии и Прибалтики до Хабаровского края [145]. Однако, общей картины агроэкологической обеспеченности селеном живых организмов на территории России до сих пор не было получено из-за отсутствия целевых программ. сложности сбора биологического материала, но главным образом из-за того, что проблема находится на стыке нескольких научных дисциплин: экологии, агрохимии, химии и физиологии физиологии растений, биологии животных и человека, гигиены питания. Исследования только в одной их перечисленных областей науки не дает возможность всесторонне судить о проблеме селенового статуса населения, в результате чего для полноценного взгляда на предмет приходится учитывать факты из весьма различных областей науки.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Настоящая работа имела целью выявить роль лекарственных растений в формировании селенового статуса населения России и на основании полученных результатов определить наиболее эффективные пути коррекции величины обеспеченности селеном жителей.

Для достижения цели были поставлены следующие экспериментальные задачи:

- сравнить особенности поступления селена в организм человека с лекарственными растениями, а также с продуктами животноводства в различных регионах России;

- исследовать поступление селена с лекарственными растениями на фоне а ртр о п о г е нн о г о экологического воздействия: ;

- изучить закономерности эндогенного регулирования селена в лекарственных растениях, у животных и человека;

- исследовать пути коррекции селенового статуса населения страны на основе: имеющихся природных ресурсов, обогащения микроэлементом лекарственных и эфиромасленичных растений и применения биологически активных добавок на их основе, содержащих селен.

Работа выполнялась в рамках реализации Постановления Правительства Российской Федерации N 917 от 10 августа 1998 г. "О концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2005 года", международного Проекта Министерства науки и технологии Российской Федерации "Селена", Протокола по ликвидации микроэлементозов в рамках Комитета по здравоохранению российско-американской Комиссии по экономическому и технологическому сотрудничеству, плана мероприятий "Преодоление дефицита селена" Департамента Госсанэпиднадзора Минздрава России, плана НИР Института питания РАМН.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

1. Среди 40 видов лекарственных и эфиромасленичных культур пшеница Triticum L. является важнейшей культурой, определяющей величину обеспеченности селеном России, стран СНГ и Балтии, а содержание в зерне селена дает возможность прогнозировать уровень накопления микроэлемента в сыворотке крови жителей.

2. На фоне общей умеренной недостаточности селена наиболее значимые провинции выраженного селенового дефицита включают Новгородскую, Псковскую, Иркутскую области, Белоруссию и северо-запад Украины, где оптимизация селенового статуса населения имеет первоочередное значение. Важнейшие артропогенные регионы селенового дефицита на территории бывшего СССР определяются регионами, пострадавшими в результате радиационных выбросов 1986 г. (Чернобыль), 1957 г. (Челябинск), 1949 г. (Семипалатинск). 6

3. Гомеостаз селена в лекарственных растениях и живых организмах подчиняется эндогенному регулированию, которое в растениях проявляется в явлении накопления селена пограничными тканями, генетически обусловенными различиями в способности накапливать селен различными сортами одного вида и в явлении дуального синергизма селена и аскорбиновой кислоты, в то время как у человека и животных феномен эндогенного регулирования опосредован через гормоны и факторы иммунитета.

4. Для реализации коррекции селенового статуса населения допустимы различные пути, включающие: использование природных ресурсов, обогащение лекарственных и эфиромасленичных растений селеном и искусственного введения селена в пищевые продукты. Среди них наиболее дешевым является использование солей селена, а наименее токсичным и наиболее физиологичным введение пищевых добавок, содержащих селен, связанный с селенметионином. НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

1.Описаны регионы значительного селенового дефицита России, включающие Новгородскую, Псковскую и Иркутскую области, где необходима тотальная коррекция селенового статуса населения. 2.Выявлена роль антропогенного экологического воздействия в качестве важного источника селенового дефицита у человека: радиоактивное облучение (Чернобыльская катастрофа 1986 г., Челябинская катастрофа 1957 г., ядерные испытания в Семипалатинске 1949 г.), производство металлов и окислителей (кислот и т.п.), в условиях которых работники производств нуждаются в коррекции селенового статуса.

3. Впервые установлено явление эндогенного регулирования селена в лекарственных растениях и живых организмах:

3.1. описан феномен пограничного накопления селена, характерный для растительного и животного мира,

3.2. выявлен феномен генетически обусловленной модуляции величины накопления селена в лекарственных растениях различными сортами одного вида,

3.3. выявлен и описан дуальный синергизм селена и витамина С в лекарственных растениях,

3.4. установлен феномен иммуногормоналыюго эндогенного регулирования гуморального селена в живых организмах

4. Для коррекции селенового статуса животных и человека определены 4 принципиально отличающиеся способа: использование естественных богатых селеном продуктов, в первую очередь лекарственных растений, применение неорганических солей селена, обогащение селеном лекарственных и эфиромасленичных растений и разработка биологически активных добавок на их основе, содержащих селен. Среди них наиболее дешевым является коррекция с помощью солей селена, а наиболее физиологичным - применение природных белков, содержащих селен-метионин.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

- Разработан и внедрен флуорометрический метод определения селена в продуктах питания, биологических тканях и жидкостях (МУК 4.1.033-95)

- Выявлены наиболее значимые регионы селенового дефицита, приходящиеся на Новгородскую, Псковскую, и Иркутскую области России, а также Белоруссию и северо-запад Украины.

- Осуществлен мониторинг содержания селена в лекарственных 8 злаковых культурах (рожь, пшеница), а также продуктах животноводства (сухое молоко), вырабатываемых на территории бывшего СССР, и показана определяющая роль пшеницы в установлении уровня обеспеченности селеном населения России, стран СНГ и Балтии.

- Установлена роль антропогенного экологического воздействия, в первую очередь радиации, как важного источника селенового дефицита у человека.

- Выявлен феномен эндогенного регулирования селена в лекарственных растениях, (преимущественное накопления микроэлемента в пограничных тканях, генетически обусловленные различия в способности накапливать селен растениями одного вида, дуальный синергизм селена и витамина С), определяющий возможность регулирования уровня обеспеченности селеном населения на основе природных ресурсов.

- Установлен феномен эндогенного регулирования селена в организме человека, определяющий возможность коррекции селенового статуса иммуно-гормональными препаратами (1 авторское свидетельство на "Способ допинг - контроля", N 96112576/14, от 20.06.96; сертификат на открытие "Феномен гормонального регулирования равновесия селена в крови", N 000338 от 11.06.98).

- Результаты работы обосновывают наиболее эффективные мероприятия по коррекции селенового статуса и здоровья населения, включающие корневое, внекорневое и химическое обогащение селеном лекарственных и эфиромасленичных растений, применение обогащенных селеном напитков на основе экстрактов лекарственных трав и биологически активных добавок на основе лекарственных растений, содержащих селен (заявка на изобретение на "Способ обогащения чеснока и некоторых корнеплодов селеном", N 97105011/13, приоритет от 1.04.97, заявка на изобретение "Препарат Стахисел" (Заявка С 91104533/20 [004860], от 09.03.99). - Итоги исследования являются научной базой для региональных сельскохозяйственных научно-исследовательских организаций и органов здравоохранения в разработке конкретных программ коррекции селенового статуса.

АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ. Результаты работы доложены на 2ой Российской школе "Геохимическая экология и биогеохимическое районирование биосферы" (1999,Москва), научной конференции "Проблемы рационального питания взрослого и детского населения, проживающего на территориях, пострадавших в результате аварии на ЧАЭС" (1993, Брянск), на Международной конференции "Пища, экология, человек" (1995, Москва), на 1 и 2 Международном симпозиуме "Новые нетрадиционные растения и перспективы их использования" (Пущино,1995 и Москва,1996), Всесоюзной конференции по биотехнологии (Ставрополь,1996), Международной конференции "Политика в области здорового питания в России" (Москва,1997), научно-практической конференции "Актуальные проблемы профилактики неинфекционных заболеваний" (Москва,1997), 2ом Международном симпозиуме "Питание и здоровье, биологически активные добавки к пище" (Москва,1996), 6 Международном симпозиуме "Selenium in Biology and Medicine" (Китай,1996), Всероссийской научно-производственной конферен