Nr 1 77 STĘŻENIE SELENU W SUROWICY KRWI U KOBIET ZE

Stê¿enie selenu w surowicy krwi
ROCZN. PZH, 2005, 56 NR 1, 77–81
77
Nr 1
WOJCIECH DEJNEKA1, KRZYSZTOF SWORCZAK2, £UKASZ OBO£OÑCZAK2,
JERZY £UKASIAK1, KATARZYNA CZARNOBAJ1
STʯENIE SELENU W SUROWICY KRWI U KOBIET
ZE SCHORZENIAMI TARCZYCY
SELENIUM CONCENTRATION IN SERUM OF WOMEN
WITH THYROID GLAND DISEASE
Katedra i Zak³ad Chemii Fizycznej z Pracowni¹ Analizy Instrumentalnej
Wydzia³ Farmaceutyczny Akademii Medycznej w Gdañsku
80-416 Gdañsk, Al. J. Hallera 107
Kierownik Katedry: prof. dr hab. J. £ukasiak
2
Klinika Chorób Wewnêtrznych Endokrynologii i Zaburzeñ Homeostazy
Akademia Medyczna w Gdañsku
80-211 Gdañsk, ul. Dêbinki 7
1
W pracy podjêto próbê oceny ca³kowitej zawartoœci selenu w surowicy krwi
u kobiet z schorzeniami tarczycy. Zawartoœæ selenu oznaczano metod¹ atomowej spektroskopii absorpcyjnej technik¹ generowania wodorków (HG-ASA).
Selen jest mikroelementem, który wzbudza ogromne zainteresowanie ze wzglêdu na swoje
w³aœciwoœci. Badania zapocz¹tkowane i kontynuowane w XX wieku zwróci³y uwagê na
korzystne dzia³anie tego pierwiastka na organizm ludzki. Selen jest sk³adnikiem selenoprotein, bia³ek niezbêdnych do normalnego funkcjonowania organizmu cz³owieka. Nale¿¹ do
nich peroksydaza glutationowa, dejodynaza tyroksyny, selenometionina, selenocysteina,
selenobia³ka P i inne selenobia³ka. Selen pe³ni równie¿ wa¿n¹ rolê w metabolizmie hormonów tarczycy [3, 4, 6, 7, 8].
Zawartoœæ selenu w organizmie cz³owieka waha siê w granicach od 10 do 15 mg. Zale¿ne jest to od regionalnego stê¿enia tego pierwiastka w glebach, ¿ywnoœci i wodzie do picia.
W krajach Europy, która nale¿y do terenów ubogich w ten pierwiastek, zawartoœæ selenu
w surowicy krwi mieœci siê w granicach od 30 µg/l do 140 µg/l [9].
Hormony tarczycy warunkuj¹ prawid³owy rozwój i funkcjonowanie organizmu ludzkiego we wszystkich okresach ¿ycia cz³owieka, a szczególn¹ rolê odgrywaj¹ w okresie ¿ycia
p³odowego. Od odpowiedniego stê¿enia hormonów tarczycy zale¿y wiele wa¿nych procesów ¿yciowych, takich jak: prawid³owy rozwój i czynnoœæ mózgu oraz obwodowego uk³adu nerwowego, przemiany energetyczne i produkcja ciep³a, rozwój oraz dojrzewanie uk³adu kostnego, gospodarka wapniowo-fosforanowa, metabolizm bia³ek, t³uszczów i wêglowodanów, bilans wodny a tak¿e regulacja si³y miêœniowej.
78
W. Dejneka i in.
Nr 1
Znane s¹ trzy typy dejodynaz: dejodynaza I (DI), dejodynaza II (DII) i dejodynaza III
(DIII). Dejodynaza typu I (5'-monodejodynaza – DI) jest selenoprotein¹, w której selen
wystêpuje w postaci selenocysteiny. Z obecnoœci selenocysteiny w centrum aktywnym dejodynazy jodotyronin i peroksydaz glutationowych wynika podstawowe znaczenie selenu
w dzia³aniu hormonów tarczycy. Deficyty selenu zmieniaj¹ ich metabolizm poprzez hamowanie syntezy i aktywnoœci DI.
DI wystêpuje w mikrosomach w¹troby, nerek, tarczycy, przysadki mózgowej a tak¿e
w ³o¿ysku, gruczole mlecznym, sercu, miêœniach szkieletowych, p³ucach, trzustce, œledzionie, jelicie i skórze. Enzym ten katalizuje reakcje odjodowania. DI jest g³ównym enzymem
warunkuj¹cym obwodow¹ konwersjê tyroksyny (T4) do trijodotyroniny (T3). Substratem
dla DI mo¿e byæ tak¿e rT3 („odwrócona” trijodotyronina).
W badaniach in vivo oraz in vitro wykazano, ¿e aktywnoœæ DI jest regulowana przez
poziom selenu. W warunkach niedoboru selenu, pierwiastek ten jest preferencyjnie dostarczany do dejodynazy typu I. Obserwuje siê ró¿nice tkankowe w utrzymaniu poziomu selenu przy jego niedoborze. Oœrodkowy uk³ad nerwowy i gruczo³y wydzielania wewnêtrznego
s¹ wolniej pozbawiane selenu. Podczas ostrego niedoboru selenu aktywnoœæ DI w w¹trobie
i nerkach szybko siê obni¿a, podczas gdy w tarczycy i oœrodkowym uk³adzie nerwowym
pozostaje bez zmian.
Dejodynaza typu II (5'-monodejodynaza – DII) wystêpuje g³ównie w mózgu, przednim
p³acie przysadki mózgowej, brunatnej tkance t³uszczowej i w ³o¿ysku. Katalizuje równie¿
reakcje odjodowania, a w wyniku reakcji z T4, powstaje T3. Przy niedoborze selenu wystêpuj¹ zmiany w stê¿eniu hormonów tarczycy, wywo³ane obni¿eniem syntezy T3 przez DII
w przysadce mózgowej. Uszkodzenie produkcji T3 w przysadce mózgowej u osobników
z niedoborem selenu prawdopodobnie powoduje wzrost osoczowego stê¿enia tyreotropiny
(TSH). Sprzê¿enie zwrotne hamowania TSH przysadki poprzez T4 zale¿y od przemiany T4
do T3 wewn¹trz tego gruczo³u. W niedoborze selenu znacznie obni¿ona jest równie¿ aktywnoœæ DII w brunatnej tkance t³uszczowej.
Dejodynaza typu III (5-monodejodaza – DIII) katalizuje reakcjê odjodowania T4 do rT3
oraz T3 do 3,3'-dijodotyroniny (T2) w wewnêtrznym pierœcieniu (tyrozolowym). Enzym ten
mo¿e spe³niaæ rolê ochronn¹ przed nadmiarem T3. W³aœciwoœci tego enzymu zosta³y do tej
pory stosunkowo ma³o poznane. W cz¹steczce enzymu nie stwierdzono obecnoœci selenocysteiny, uwa¿a siê wiêc, ¿e DIII nie jest selenoprotein¹ [10].
W niedoborze selenu oprócz obni¿onej aktywnoœci DI obni¿ona jest równie¿ aktywnoœæ
DIII, wyraŸne 15-20% obni¿enie ca³kowitej zawartoœci jodu oraz T4 i T3 a tak¿e oko³o 50%
obni¿enie aktywnoœci peroksydazy glutationowej. W niedoborze selenu nastêpuje obni¿enie w gruczole tarczowym aktywnoœci lub ekspresji selenoproteiny – peroksydazy glutationowej, która w warunkach prawid³owych usuwa nadmiar nadtlenku wodoru. W stanach
niedoboru selenu stê¿enia ca³kowitej T4 jak i wolnej (niezwi¹zanej) T4 w osoczu podwy¿szaj¹ siê, natomiast stê¿enie T3 maleje. W warunkach prawid³owych wzrost stê¿enia wolnej
T4 w osoczu powoduje obni¿enie stê¿enia TSH na skutek ujemnego sprzê¿enia zwrotnego
[5].
Zmiany w metabolizmie hormonów tarczycy na skutek niedoborów selenu s¹ najbardziej
krytyczne dla takich tkanek jak: mózg, przysadka i brunatna tkanka t³uszczowa, które nie
korzystaj¹ z T3 w uk³adzie kr¹¿enia, lecz same j¹ syntetyzuj¹. Deficyt selenu wywo³uje
obni¿enie zawartoœci jodu, T3 i T4 w gruczole tarczycowym szczurów, które to zmiany wy-
Nr 1
Stê¿enie selenu w surowicy krwi
79
stêpuj¹ nawet przy w³aœciwej poda¿y jodu w diecie. Zmiany te s¹ podobne do wystêpuj¹cych w niedoborach jodu. Podobieñstwo tych efektów sugeruje wystêpowanie mechanizmu, w którym niedobory selenu wzmagaj¹ synergistycznie efekty niedoboru jodu. Stwierdzono, ¿e ³¹czne niedobory selenu i jodu powoduj¹ wiêkszy wzrost masy tarczycy i stê¿enia TSH w osoczu ni¿ pojedyncze niedobory selenu lub jodu. Podobne zjawisko synergizmu obserwowano w brunatnej tkance t³uszczowej, gdzie ³¹czne niedobory selenu i jodu
powoduj¹ znaczne rozprzê¿enie mitochondrialnego transportu elektronów. Natomiast przy
pojedynczym niedoborze selenu lub jodu, nie wystêpowa³y zaburzenia w transporcie elektronów. Wynika z tego, ¿e konkurencyjne niedobory selenu s¹ wa¿nymi determinantami
stopnia niedoborów jodu. Niedobór selenu mo¿e w sposób szczególny wp³ywaæ na funkcjê
metaboliczn¹ DI, która uczestniczy zarówno w syntezie jak i w katabolizmie T3 [10].
Celem pracy by³a próba oceny wp³ywu chorób gruczo³u tarczycowego na ca³kowit¹ zawartoœæ selenu w surowicy krwi chorych kobiet.
MATERIA£ I METODY
Materia³ do badañ stanowi³y surowice krwi kobiet, u których stwierdzono ró¿ne schorzenia tarczycy oraz surowice krwi zdrowych kobiet stanowi¹cych grupê kontroln¹. Próbki pochodzi³y z województwa pomorskiego. Badaniem objêto ³¹cznie 42 kobiety, w tym 30 pacjentek leczonych
w Klinice Chorób Wewnêtrznych Endokrynologii i Zaburzeñ Homeostazy Akademii Medycznej
w Gdañsku. Grupa kontrolna liczy³a 12 kobiet w wieku od 24 do 52 lat, a grupa chorych to 30
pacjentek w wieku od 24 do 67 lat. W grupie chorych u 8 wykryto wole obojêtne, u 10 nadczynnoœæ
tarczycy, u 6 jej niedoczynnoœæ, natomiast 6 pacjentek nie przypisano do ¿adnej z trzech wy¿ej
wymienionych grup.
Badane próbki surowicy krwi mineralizowano na mokro w systemie zamkniêtym Digesdahl stosuj¹c na 1 ml odwirowanej surowicy 2 ml stê¿onego kwasu azotowego, 1 ml stê¿onego kwasu nadchlorowego i 1 ml stê¿onego kwasu solnego. Selen oznaczono metod¹ atomowej spektroskopii absorpcyjnej technik¹ generowania wodorków (HG-ASA). Badania prowadzono przy u¿yciu spektrofotometru AAS Solar 929 firmy Pye Unicam w po³¹czeniu z przystawk¹ do generowania wodorków
firmy Perkin Elmer MHS-10.
Pomiary wykonano przy nastêpuj¹cych parametrach aparaturowych: d³ugoœæ fali l = 197,6 nm,
pr¹d lampy 10 mA, przep³yw acetylenu 1,0 MPa, przep³yw powietrza 2,5 MPa, przep³yw argonu 2,0
MPa, wysokoœæ analityczna palnika 35 mm, czas integracji 1s, szczelina 0,5 nm, liczba powtórzeñ
n=10 [2].
Stê¿enie selenu w analizowanych próbkach obliczono na podstawie równania regresji wyznaczonego z pomiarów absorbancji roztworów wzorcowych. Krzywa kalibracji w badanym zakresie stê¿eñ mia³a postaæ linii prostej o równaniu regresji y = 0,0278x+0,1174 przy R2 = 0,9993.
W celu sprawdzenia procesu mineralizacji i pomiaru zastosowano materia³ referencyjny SeronormTM Trace Elements Serum firmy Nycomed o zawartoœci selenu 80 mg/l. Przeprowadzono 6 równoleg³ych oznaczeñ materia³u referencyjnego. Œredni odzysk z przeprowadzonych oznaczeñ wynosi³ 96,76% ± 0,35%.
OMÓWIENIE WYNIKÓW I WNIOSKI
Ca³kowit¹ zawartoœæ selenu w surowicy krwi pacjentek z zaburzeniami czynnoœci gruczo³u tarczowego, a tak¿e surowicy kobiet zdrowych, stanowi¹cych grupê kontroln¹, oznaczono metod¹ HG-ASA. Oznaczone œrednie zawartoœci selenu w surowicy krwi w poszczególnych grupach przebadanych kobiet przedstawiono w tabeli I.
W. Dejneka i in.
80
Ta b e l a I .
/S
Nr 1
Œrednie stê¿enie selenu w surowicy krwi u badanych kobiet
Average selenium concentration in serum
5R]SR]QDQLH
/LF]HEQR ü UHGQLD“RGFK\OHQLHVWDQGDUGRZH
SUyE\>Q@
>PJPO@
'6H>PJPO@
.RQWUROD
“
²
:ROHRERM WQH
“
1DGF]\QQR ü
“
1LHGRF]\QQR ü
“
%UDNUR]SR]QDQLD
“
* – pacjentki zdiagnozowane, lecz nie przypisane do ¿adnej z trzech grup chorobowych
Porównano statystycznie ca³kowit¹ zawartoœæ selenu w surowicy miêdzy grup¹ kontroln¹
a grupami chorych kobiet. W tym celu zastosowano, poprzedzony testem F Snedecora, test
t-Studenta porównuj¹cy œrednie zawartoœci selenu z poszczególnych grup chorych. Ró¿nica pomiêdzy œredni¹ zawartoœci¹ selenu w surowicy krwi grupy kontrolnej a œredni¹ zawartoœci¹ selenu w grupie pacjentek zakwalifikowanych do pierwszej grupy – wole obojêtne,
wynosi³a 0,0164 mg/ml przy poziomie istotnoœci p = 0,13. Dla drugiej grupy – nadczynnoœæ
tarczycy, ró¿nica wynosi³a 0,0252 mg/ml przy p = 0,03. Przy niedoczynnoœci tarczycy ró¿nica zawartoœci selenu w surowicy wynosi³a 0,0172 mg/ml krwi dla p = 0,13. Ró¿nica
w czwartej grupie wynosi³a tylko 0,0042 mg/ml przy prawdopodobieñstwie granicznym
p = 0,38.
Przedstawione w pracy wyniki, ze wzglêdu na niewielk¹ liczebnoœæ próby, maj¹ charakter wstêpnych szacunków i stanowi¹ próbê oceny wp³ywu chorób gruczo³u tarczycowego
na ca³kowit¹ zawartoœæ selenu w surowicy krwi pacjentek.
WNIOSEK
Uzyskane w niniejszej pracy wyniki sugeruj¹, ¿e zarówno nadczynnoœæ jak te¿ niedoczynnoœæ tarczycy obni¿a poziom selenu ca³kowitego w surowicy krwi w stosunku do zawartoœci ca³kowitego selenu w surowicy krwi grupy kontrolnej. Uzyskane wyniki wstêpnych badañ wymagaj¹ jednak potwierdzenia na znacznie liczebniejszej grupie pacjentów.
W. D e j n e k a , K . S w o r c z a k , £ . O b o ³ o ñ c z a k , J . £ u k a s i a k , K . C z a r n o b a j
SELENIUM CONCENTRATION IN SERUM OF WOMEN WITH THYROID
GLAND DISEASE
Summary
The aim of this study was to estimate the concentration of total selenium in serum women with
thyroid gland disease. Selenium was determined by atomic absorption spectrometry using the hydride generation technique (HG-AAS). Selenium was determined in 30 patients with thyroid gland
Nr 1
Stê¿enie selenu w surowicy krwi
81
disease and in 12 healthy controls. Selenium concentration of serum was variously in patients than in
control group and patients with different thyroid gland disease. The average concentration of selenium in control group was 0.0694 mg/ml, in goiter group 0.0529 mg/ml, in hyperactivity group
0.0441 mg/ml, in hypofunction group 0.0520 mg/ml.g/ml.
PIŒMIENNICTWO
1. Bratakos M.S., Ioannou P.V.: Selenium in human milk and dietary selenium intake by Greeks.
Sci. Total Environ., 1991, 105, 101-7.
2. Dejneka W., Dorosz A.:Poziom selenu w surowicy u osób z chorob¹ alkoholowa, Bromat. Chem.
Toksykol. 2003, XXXVI, 103-109.
3. Chanoine J.P., Veronikis I., Alex S., Stone S., Fang S.L., Leonard J.L., Braverman L.E.: The
postnatal serum 3,5,3'-triiodothyronine (T3) surge in the rat is largely independent of extrathyroidal 5'-deiodination of thyroxine to T3. Endocrinology, 1993, 133, 2604-9.
4. Contempre B., Dumont J.E., Ngo B.,Thilly C.H., Doplock A.T., Vanderpas J.: Effect of selenium
supplementation in hypothyroid subjects of an iodine and selenium deficient area: the possible
danger of indiscriminate supplementation of iodine-deficient subjects with selenium. J. Clin.
Endocrinol. Metab., 1991, 73, 213-215
5. Jendryczko A., Pardela M.: Rola selenu – mikroelementu wa¿nego w metabolizmie i dzia³aniu
hormonów tarczycy, Wiad. Lek., 1994, 47, 11/12, 435-8.
6. Meinhold H., Campos-Barros A., Walzog B., Kohler R., Muller F., Behne D.: Effects of selenium
and iodine deficiency on type I, type II and type III iodothyronine deiodinases and circulating
thyroid hormones in the rat. Exp. Clin. Endocrinol., 1993, 101, 87-93 .
7. Piccinini L., Borella P., Bargellini A., Medici C.I., Zoboli A.: A case-control study on selenium,
zinc, and copper in plasma and hair of subjects affected by breast and lung cancer. Biol. Trace
Elem. Res., 1996, 51, 23-30.
8. Roti R., Minelli R., Gardini E., Bianconi L., Ronch A., Gatti A., Minoia C.: Selenium administration does not cause thyroid insufficiency in subjects with mild iodine deficiency and sufficient
selenium intake. J. Endocrinol. Invest., 1993, 16, 481-484.
9. Michalke B. Schramel P.: Selenium speciation by interfacing capillary electrophoresis with inductively coupled plasma-mass spectrometry. [Journal Article] Electrophoresis.1998, 19 (2), 270275.
10. Pikorska D., Grabowska-Bochenek R.: Rola selenu w metabolizmie hormonów tarczycy. Przegl¹d Lek., 1995, 52, 2, 63-65.
Otrzymano: 2004.02.06