bromat 4-2008.indd

BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XLI, 2008, 4, str. 981–986
Agnieszka Fischer, Danuta Wiechuła, Jerzy Kwapuliński, Piotr Malara1),
Jolanta Łazarczyk-Henke
ZAWARTOŚĆ SELENU
W ZATRZYMANYCH ZĘBACH MĄDROŚCI
Katedra i Zakład Toksykologii Śląskiego Uniwersytetu Medycznego
Kierownik: prof. dr hab. n. przyr. J. Kwapuliński
1)
Katedra i Klinika Chirurgii Szczękowo-Twarzowej
Śląskiego Uniwersytetu Medycznego
Kierownik: dr hab. n. med. J. Drugacz, prof. ŚUM
W 10 zatrzymanych zębach mądrości pochodzących od mieszkańców GOP
oznaczono zawartość selenu metodą ICP-OES. Średnia zawartość selenu w zębach wynosiła 0,77 ± 0,25 μg/g i była niska w porównaniu z zawartością selenu
oznaczoną w tkankach twardych przez innych autorów. Zależność zawartości
selenu, arsenu, żelaza, antymonu i rtęci w zębach zatrzymanych wskazuje na
emisję przemysłową jako źródło obecności tych pierwiastków w organizmie
człowieka.
Hasła kluczowe: zęby zatrzymane, selen.
Key words: retained wisdom teeth, selenium.
Selen należy do pierwiastków niezbędnych dla prawidłowego funkcjonowania
organizmu. Najważniejsze jego funkcje są związane z obecnością w kilkudziesięciu
selenoenzymach, z których najważniejszy to peroksydaza glutationu, odpowiedzialna za degradację nadtlenku wodoru w komórkach i tkankach. Peroksydaza glutationu to jeden z tzw. zmiataczy wolnych rodników, chroniących błony komórkowe
przed działaniem nadtlenków i wodorotlenków oraz regulujących zawartość H2O2
w komórce (1, 2). Selen jest również składnikiem dejodynazy jodotyroniny i bierze
udział w produkcji hormonów tarczycy (1) oraz ma istotne znaczenie dla prawidłowego działania układu immunologicznego i najprawdopodobniej jest ważnym elementem w przeciwdziałaniu rozwojowi wirusa HIV (1, 3). Selen zapobiega także
rozwojowi choroby nowotworowej, zmniejsza ryzyko wystąpienia chorób układu
sercowo-naczyniowego oraz odgrywa ważną rolę w regulacji układu hormonalnego
(1, 4, 5, 6, 7), a suplementacja tym pierwiastkiem ma duże znacznie w zapobieganiu
występowania wielu chorób (8).
Jednocześnie selen charakteryzuje się bardzo małym współczynnikiem terapeutycznym, a przy przedawkowaniu wywołuje efekty toksyczne. Nadmierne ilości selenu w organizmie powodują zahamowanie proliferacji komórek, replikacji DNA
i syntezy białek, prowadzą do stresu oksydacyjnego i wzmożonej peroksydacji lipidów oraz tworzenia kompleksów z metalami, odkładających się w komórkach
mózgowych (2).
982
A. Fischer i inni
Nr 4
Ze względu na fakt, że różnica między dawką niezbędną a toksyczną selenu jest
bardzo mała, istotne staje się wyznaczenie biomarkerów ekspozycji pozwalających
ocenić poziom zawartości tego mikroelementu w organizmie. Oznaczanie zawartości selenu w surowicy krwi nie odzwierciedla rzeczywistej obecności tego pierwiastka w organizmie, większe znaczenie przypisuje się oznaczeniu aktywności peroksydazy glutationowej (9, 10). Innym markerem niedoboru selenu jest zakłócona
konwersja tyroksyny do trijodotyroniny (8).
W pracy podjęto próbę oznaczenia zawartości selenu w tkance zębów zatrzymanych. Zęby zatrzymane to zęby całkowicie ukształtowane, z uformowanymi
wierzchołkami korzeni, pozostające w kości żuchwy lub szczęki. W tego typu
tkance jedynym źródłem obecności pierwiastków jest krwiobieg. Na podstawie
badań nad występowaniem innych pierwiastków ocenia się, że zęby zatrzymane
mogą stanowić ważne źródło informacji o zawartości mikroelementów w organizmie (11).
MATERIAŁ I METODY
Na prowadzenie badań uzyskano zgodę Komisji Bioetycznej Śląskiej Akademii
Medycznej NN-6501-109/06.
Materiałem badawczym było 10 zatrzymanych zębów mądrości, pochodzących
od osób w wieku 18–50 lat, mieszkających od urodzenia na terenie miast Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego (Katowice, Ruda Śląska, Tychy). Osoby badane nie
zgłaszały w wywiadzie chorób ogólnych organizmu oraz narażenia zawodowego na
metale.
Zęby zatrzymane wyłuszczane były operacyjnie w Przyklinicznej Poradni Chirurgii Szczękowo-Twarzowej Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach ze
wskazań chirurgicznych. Bezpośrednio po zabiegu usunięcia, zęby były oczyszczane
z przylegających tkanek miękkich, a następnie były dokładnie myte bieżącą wodą,
płukane wodą destylowaną i suszono. Po wysuszeniu do stałej masy (80°C/48h)
próbki zębów mineralizowano na mokro, z użyciem spektralnie czystego kwasu
azotowego firmy Merck (suprapur). Zawartość selenu w próbkach oznaczano techniką ICP-OES. Obok zawartości selenu w badanych próbkach oznaczono także zawartość żelaza, miedzi, arsenu, rtęci, antymonu i baru.
Dokładność pomiarów spektrofotometrycznych sprawdzano za pomocą materiału
referencyjnego NIST 1400 (Bone Ash) i NIST 1486 (Bone Meal).
Do obliczeń statystycznych wyników zastosowano program Statistica for Windows ver. 6,1pl.
OMÓWIENIE WYNIKÓW
Średnia zawartość selenu wynosiła 0,77 μg/g, zakres wartości wahał się od
0,40 μg/g do 1,04 μg/g (tab. I).
Uzyskane wartości selenu były znacznie mniejsze od podawanych dla tkanek
twardych przez innych autorów. Hadjimarkos (12) w szkliwie zębów oznaczył od
Nr 4
Selen w zębach mądrości
Ta b e l a I. Charakterystyka statystyczna występowania selenu w zatrzymanych zębach mądrości
(μg/g)
983
0,01 μg/g do 10,2 μg/g selenu, zakres
podawany przez Kabat-Pendias i Pendias (13) dla kości wynosi 1–9 μg/g. PoTa b l e I. Statistical characteristic of selenium content in retained wisdom teeth (μg/g)
dobną do oznaczonej w zębach zatrzymanych zawartość selenu stwierdzono
Se
w wątrobie (14, 15), nerkach (16), łożyN
10
sku (17) oraz włosach (17, 18) i paznokMinimum
0,40
ciach (17, 19). Niskie zawartości selenu
w zębach zatrzymanych korespondują
Maksimum
1,04
z informacjami, że obliczona dla mieszŚrednia arytmetyczna
0,77
kańców Polski dzienna podaż selenu
Odchylenie standardowe
0,25
należy do najniższych w Europie (20).
Średnia geometryczna
0,73
Wielu autorów, porównując ilość selenu
Odchylenie standardowe od
pobieranego z dietą i jego stężenie we
0,24
średniej geometrycznej
krwi, wykazało liniową zależność tych
Mediana
0,84
parametrów (20–22). Dostarczanie metali do zębów zatrzymanych jedynie poPrzedział ufności –95,0%
0,59
przez krwiobieg tłumaczy niską zawarPrzedział ufności +95,0%
0,95
tość selenu w tej tkance oraz sugeruje,
Dolny kwartyl
0,52
że zęby zatrzymane, podobnie jak krew,
Górny kwartyl
0,97
mogą również dobrze odzwierciedlać
poziom tego pierwiastka w organizmie.
10,0 percentyl
0,40
Analiza współwystępowania selenu
90,0 percentyl
1,03
w
tkance zębów zatrzymanych z wybraSkośność
–0,51
nymi pierwiastkami wykazała występoKurtoza
–1,51
wanie bardzo silnych zależności między
zawartością selenu oraz zawartością arsenu, żelaza, antymonu i rtęci (ryc. 1). Pierwiastki te stanowią charakterystyczną
i znaczącą grupę pochodzącą z emisji przemysłowej na terenie Górnośląskiego
Okręgu Przemysłowego. Ich źródłem są przede wszystkim pyły elektrowniane
(13, 23). Na wspólne źródło obecności tych pierwiastków w zębach zatrzymanych
wskazuje również pośrednio brak zależności między zawartością pierwiastków
z tej grupy a zawartością miedzi i baru. Głównym źródłem miedzi w organizmie
jest dieta (23), natomiast obecność baru w środowisku jest związana głównie
z przemysłem chemicznym (13). Sposób współwystępowania tych pierwiastków
potwierdza przydatność zębów zatrzymanych do wykorzystania ich w biomonitoringu środowiska.
Przeciętne zawartości wybranych pierwiastków zatrzymanych w hydroksyapatytach zębów były następujące: 0,08 μg Sb/g, 0,38 μg Hg/g, 0,55 μg As/g, 0,67 μg
Cu/g, 3,93 μg As/g, 8,55 μg Fe/g. Prześledzenie wyników analizy skupień pokazuje
jeszcze wyraźniej, że selen w zębach występuje w zakresie zbliżonym do zawartości
miedzi i arsenu, pośrednim w stosunku do zawartości rtęci i antymonu oraz baru
i żelaza (ryc. 2). Zawartość dwóch ostatnich wymienionych pierwiastków w hydroksyapatytach zębów zatrzymanych była największa.
984
A. Fischer i inni
Ryc. 1. Współwystępowanie selenu z wybranymi pierwiastkami w zębach zatrzymanych.
Fig. 1. Co-occurrence of selenium and some metals in retained wisdom teeth.
Ryc. 2. Podobieństwo występowania selenu i wybranych pierwiastków w zębach zatrzymanych.
Fig. 2. Similarities in the content of selenium and some metals in retained wisdom teeth.
Nr 4
Nr 4
Selen w zębach mądrości
985
WNIOSKI
1. Zawartość selenu w zębach zatrzymanych była mniejsza w porównaniu z danymi oznaczonymi w innych badaniach, co może wynikać z dostarczania metali do
zębów zatrzymanych jedynie poprzez krwiobieg.
2. Na środowiskowe źródło obecności selenu w zębach zatrzymanych wskazują
silne współzależności między zawartością selenu, a zawartością arsenu, żelaza, antymonu i rtęci pochodzących z emisji pyłów elektrownianych.
A. F i s c h e r, D. W i e c h u ł a, J. K w a p u l i ń s k i, P. M a l a r a, J. Ł a z a r c z y k-H e n k e
CONTENT OF SELENIUM IN RETAINED WISDOM TEETH
Summary
The content of selenium was evaluated in retained wisdom teeth of 10 inhabitants of the industrial Upper Silesian region. The content of selenium was assayed by ICP-OES. The average selenium content in the
teeth was 0.77±0.25 μg/g and it was low compared to the concentration of selenium in hard tissues reported
by other researchers. High correlation between selenium, arsenic, iron, antimony and mercury contents
suggests that the industrial emission was the source of those elements in the teeth.
PIŚMIENNICTWO
1. Rayman M.P.: The importance of selenium to human health. Lancet, 2000; 356: 233-241. – 2. Żbikowska H.: Metabolizm selenu w komórce i organizmie człowieka. Post. Biol. Kom., 1997; 3: 303-313.
– 3. Arthur J.R., McKenzie R.C., Beckett G.J.: Selenium in the immune system. J. Nutr., 2003; 133:
1457S–1459S. – 4. Beckett G.J., Arthur J.R., Miller S.M., McKenzie R.C.: Minerals and immune responses-selenium. W: Diet and Human Immune Function. Hughes D.A., Darlington L.G., Bendich A., Beisel
W.R. (red.) Totowa, N.J.: Humana Press, 2004; 217–240. – 5. Combs G.F., Lu J.: Selenium as a cancer
preventative agent, W: Selenium. Its Molecular Biology and Role in Human Health. Hatfield D.L. (red.)
Boston, Kluwer Academic Publishers, 2001; 205–219. – 6. Beckett G.J., Arthur J.R.: Selenium and endocrine systems. J. Endocrinol., 2005; 184: 455–465. – 7. Papp L.V., Lu J., Holmgren A., Khanna K.K.: From
selenium to selenoproteins: synthesis, identity, and their role in human health. Antioxid. Redox Signal.,
2007; 9: 775-806. – 8. Floriańczyk B.: Selen i selenoproteiny w zdrowiu i w chorobie. Nowiny Lekarskie,
1999; 68: 244-253. – 9. Burk R.F., Hill K.E.: Selenoprotein P. A selenium-rich extracellular glycoprotein.
J. Nutr., 1994; 124: 1891-1897. – 10. Breedlove H.A., Smith A.M., Burk R.F., Hill K.E., Shapiro C.L.:
Serum selenium measurements in women with early-stage breast cancer with and without chemotherapy
– induced ovarian failure. Breast Cancer Res. Treat., 2006; 97: 225-230.
11. Malara P., Kwapuliński J., Drugacz J., Malara B.: Wpływ palenia papierosów na charakter współwystępowania kadmu i cynku w zatrzymanych zębach mądrości. Przegl. Lek., 2005; 62: 1072-1074.
– 12. Hadjimarkos D.M.: Selenium in relation to dental caries. Food Cosmet. Toxicol., 1973; 11: 10831095. – 13. Kabata-Pendias A., Pendias H.: Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN, Warszawa,
1999. – 14. Aaseth J., Frey H., Glattre E.: Selenium concentrations in the human thyroid gland. Biol. Trace
Elem. Res., 1990; 24: 147-152. – 15. Alfthan G., Aro A., Arvilommi H., Huttunen J.K.: Selenium metabolism and platelet glutathione peroxidase activity in healthy Finnish men: Effects of selenium yeast, selenite, and selenate. Am. J. Clin. Nutr., 1991; 53: 120-125. – 16. Oster O., Schmiedel G., Prellwitz W., The
organ distribution of selenium in German adults, Biol. Trace Elem. Res., 1988, 15, 23-45. – 17. Lorenzo
Alonso M.J., Bermejo Barrera A., Cocho de Juan J.A., Fraga Bermúdez J.M., Bermejo Barrera P.: Selenium levels in related biological samples: human placenta, maternal and umbilical cord blood, hair and
nails. J. Trace Elem. Med. Biol., 2005; 19: 49-54. – 18. Thimaya S., Ganapathy S.N.: Selenium in human
hair in relation to age, diet, pathological condition and serum levels. Sci. Total Environ., 1982; 23: 41-49.
– 19. Hunter D.J., Morris J.S. Chute C.G., Kushner E., Colditz G.A., Stampfer M.J., Speizer F.E., Willett
986
A. Fischer i inni
Nr 4
W.C.: Predictors of selenium concentration in human toenails. Am. J. Epidemiol., 1990; 132: 114-122.
– 20. Wąsowicz W., Gromadzinska J., Rydzyński K., Tomczak J.: Selenium status of low-selenium area
residents: Polish experience. Toxicol. Lett., 2003; 137: 95-101.
21. Haldimann M., Venner T.Y., Zimmerli B.: Determination of selenium in the serum of healthy Swiss
adults and correlation to dietary intake. J. Trace Elem. Med. Biol., 1996; 10: 31-45. – 22. Yang X., Tian Y.,
Ha P., Gu L.: Determination of the selenomethionine content in grain and human blood. Wei Sheng Yen
Chiku (J. Hyg. Res.); 1997: 26; 113–116. – 23. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Toxicological profile for copper. Syracuse Research Corporation Under Subcontract No. ATSDR-88-0608-02.
Agency for Toxic Substances and Disease Registry, Atlanta, GA, 1990.
Adres: 41-200 Sosnowiec, ul. Jagiellońska 4.