Селен и сърдечно-съдов риск при диабет: Какво разкрива науката

Сърдечно-съдовите заболявания остават водещата причина за заболяване и смъртност сред хората с диабет, които са около две трети от смъртните случаи в тази популация. Докато кръвното захар контрол, кръвното налягане управление, и понижаващи липидите терапии образуват крайъгълния камък на диабетната грижа, новопоявяващите се доказателства сочат към минерал, често пренебрегвани в клиничните разговори: селен. Този микроелемент, изисква в малки количества, участва в основни биологични процеси, които се пресичат директно с метаболитните и съдови предизвикателства на диабета. Разбиране как селенът влияе на диабетните сърдечно-съдови рискове изисква нюансиран поглед към биохимията му, специфичния патофизиологичен контекст на диабета и често-изпреварващите отношения с доза-отговор, които управляват ефектите му върху човешкото здраве.

Основната биохимия на Селениум

Селенът упражнява биологичните си ефекти главно чрез включване в селенопротеините, семейство протеини, които съдържат селеноцистеин (21-ва аминокиселина). Хората изразяват около 25 селенопротеини, много от които служат за критични ензимни функции. Сред най-добрите характерни са глутатионите пероксидази (GPx1 чрез GPx4), които катализират намаляването на водородния пероксид и органичния хидропероксид, като по този начин предпазват клетките от оксидативни увреждания. Друг основен селенопротеин, тиоредоксин редуктаза, регулира вътреклетъчния редоксален баланс и повлиява клетъчната пролиферация и апоптоза. Селенопротеин P действа като транспортен протеин, доставяйки селен от черния дроб до периферните тъкани, докато йодотиотиронин деиодиназите са от съществено значение за метаболизма на тиреоидните хормони.

Антиоксидантният капацитет, предоставен от селенопротеините, е особено важен за сърдечно-съдовата патофизиология и метаболизма на глюкозата. В съдовите ендотелни клетки глутатион пероксидазата помага да се неутрализира реактивните кислородни видове, генерирани по време на нормалния метаболизъм и в отговор на хипергликемията. Без подходящ селен тези защитни ензимни дейности намаляват, оставяйки клетките уязвими към оксидативна травма. Въпреки това, връзката не е просто линейна. Концентрацията на селен, необходима за оптималното селенопротеинно изразяване, следва сигмодиална крива: дефицитът нарушава функцията, но след като бъдат постигнати достатъчно нива, допълнителният селен не увеличава пропорционално ензимната активност и може да упражнява прооксидантни ефекти чрез неспецифично включване в протеини или чрез генерирането на реактивни селенови видове.

Оксидативен стрес и диабет: Турбулентален метаболитна среда

Хроничната хипергликемия води до свръхоксидна верига на свръхоксида. Тази оксидативна тежест допринася директно за ендотелната дисфункция, състояние, характеризиращо се с нарушена вазодилатация, повишена съдова пропускливост и провъзпалителен, прокоагулантен ендотелен феномен, който предхожда сърдечно-съдови събития.

Освен това диабетът е свързан със състояние на нискостепенно хронично възпаление. Адипоза тъканна дисфункция, особено при висцерално затлъстяване, води до повишена секреция на провъзпалителни цитокини като туморна некроза фактор алфа и интерлевкин-6. Разширено гликиране крайни продукти, формирани с ускорени темпове в диабетното състояние, свързани с техните клетъчни рецептори и допълнително усилване възпалителни сигнали. Тези възпалителни процеси се пресичат с оксидативен стрес в порочен цикъл: възпаление генерира окисанти, и оксиданти перпетуат възпалителни сигнали чрез редоксално чувствителни транскрипционни фактори като ядрен фактор-капа Б.

Предвид тези патологични механизми антиоксидантните свойства на селена изглеждат интуитивно полезни за диабетиците с риск от сърдечно-съдови усложнения. Но клиничните данни показват по-сложна история, като проучванията показват защитни, неутрални и дори вредни асоциации между селеновия статус и сърдечно-съдовите резултати в контекста на диабета.

Епидемиологични данни за селен и диабетен сърдечно-съдов риск

Големите кръстосани и бъдещи кохортни проучвания са изследвали връзките между биомаркерите на селен (главно серумната или плазмената концентрация на селен и в по- малка степен селенопротеин P или GPx активност) и сърдечно-съдовите крайни точки при индивиди с диабет. Резултатите са били забележително несъвместими.

Данните от изследването на националното здраве и храненето (NHANES) от САЩ показват J-образна връзка между нивата на селена и всички смъртни случаи, както и смъртността от сърдечно-съдови заболявания при възрастни с диабет. Участниците в най-ниската селенова квинтилна (под приблизително 120 микрограма на литър) и тези в най-високата квинтилна (над приблизително 140 микрограма на литър) показват повишен риск от смъртност в сравнение с тези в средния диапазон. Този модел показва, че и селеновият дефицит и излишъкът на селен може да бъдат вредни за диабетната популация.

Метаанализ, публикуван в Nutrients, изследва 16 бъдещи проучвания, обхващащи над 150 000 участници и установи нелинейни отношения между селеновия статус и риска от сърдечно-съдово заболяване. В сравнение с умерените нива на селен, както ниските, така и високите концентрации на селен са свързани с повишени сърдечно-съдови събития при хора с диабет тип 2. Оптималният диапазон изглежда е селен в серумни концентрации от 120 до 130 микрограма на литър, прозорец, който съответства приблизително на адекватен, но не и надфизиологичен прием.

В проучването на френски SU.VI.MAX участниците с най-високи изходни нива на селен показват тенденция към повишаване на честотата на диабет тип 2, повдигайки въпроса дали високият селен може да насърчи по-скоро, отколкото да защити от усложнения на диабета. Проучването EPIC-Potsdam в Германия също установи, че повишеният селенов статус предвижда по-висок риск от диабет, въпреки че връзката между селен и сърдечно-съдовите резултати при тези с установен диабет е по-малко ясна.

Тези епидемиологични модели подчертават критична концепция в областта на хранителната наука: зависимостта доза-отговор между микроелементен и здравни резултати може да бъде немонотоничен. Това, което е полезно на едно ниво на експозиция може да бъде безразлично или вредно при друго. В контекста на селен и диабетен сърдечно-съдов риск, разликата между справянето с истински дефицит и допълването на по-висока степен на годност изглежда клинично критична.

Потенциални механизми за вреда при високи нива на селен

Наблюденията, че прекомерното приемане на селен може да увеличи риска от диабет и потенциално да усили сърдечно-съдовите усложнения, предизвикаха механистични изследвания.

In vitro проучвания с помощта на хепатоцити и адипоцити показват, че селенът, форма на селен, използван в някои добавки, повишава експресията на фосфоенолпируват карбоксикиназата, ключов глюконеогенни ензим, като същевременно намалява синтеза на гликоген. Селенопротеин Р на повишени нива е показал, че уврежда инсулин- стимулираната Акт- фосфорилацията, централен възел в инсулиновата сигнална каскада. Тези находки се превръщат в цялостно телесно въздействие: при животински модели, добавянето на селен над хранителните изисквания индуцира хиперинсулинемия, хипергликемиемия и нарушена глюкозна поносимост.

При надфизиологични концентрации, селен съединения могат да катализират окислението на тиол групи, насърчаване на образуването на супероксидни радикали, и предизвикват ендоплазмена ретикуло- стрес. В ендоплазмената лигавицата на кръвоносните съдове, такива прооксидантни дейности биха могли теоретично да ускорят, а не да забавят атеросклерозата.

Трето, високият прием на селен може да наруши баланса между различните антиоксидантни системи. Глутатионовата пероксидаза се увеличава с приема на селен до плато, но селенопротеините P и тиоредоксин редуктазата продължават да се покачват с по-високи нива на селен. Диференциалното регулиране на тези селенопротеини може да промени вътреклетъчната редоксална хомеостаза по начини, които не са еднакво полезни. Някои селенопротеини, когато селенопротеините, когато се излъчи, всъщност могат да насърчават пътищата за оцеляване на клетките, които по невнимание подкрепят разпространението на съдовите гладки мускулни клетки и образуването на атеросклероза.

Тези механизми предполагат, че добавянето на селен-реплетени индивиди, общ сценарий в страни като Съединените щати, където приемът на селен вече е адекватен от диетични източници, може да не осигури сърдечно-съдова защита и парадоксално да увеличи риска. Потенциалните вреди са особено свързани с диабетната популация, където инсулиновата резистентност и оксидативния стрес вече са шофьори на съдова патология.

Доказателства от случайни контролирани изпитания

Рандомизираните контролирани проучвания на добавки към селен предоставят най-силните доказателства за причинно- следствена връзка, въпреки че наличните данни за диабетните популации остават ограничени. Нтриталното предотвратяване на раково проучване, което рандомизирано на 1,312 участници дневно (като селенизирана мая) или плацебо, първоначално е било предназначено да тества превенцията на рака на кожата, но вторични анализи са разкрили неочаквани находки по отношение на диабета. След средно проследяване от 7, 7 години, добавянето на селен е свързано със значително увеличен риск от диабет тип 2 (съотношения на опасност, 1, 55; 95% интервал на доверителност, 1, 03 до 2,33). Този ефект е най-силно изразен сред участниците в най-високите tertrile на изходните нива на плазмени селен, като подкрепя идеята, че добавянето на вече достатъчни индивиди може да бъде особено проблематично.

СЕЛЕКТ проучването[, което изследва селен самостоятелно и в комбинация с витамин Е за профилактика на рак на простатата, също така установи, че не е значима тенденция към повишен риск от диабет в рамото само със селен. Докато това проучване не изследва изрично резултатите от сърдечно-съдовите изследвания при диабетици участници, метаболитните последици са пряко свързани с въпроса за селен и риска от диабетна сърдечно-съдова болест.

По- малко рандомизирано проучване, публикувано в Диабетес Кари], специално изследва ефектите от добавянето на селен (200 микрограма дневно в продължение на три месеца) върху метаболитните параметри при пациенти с диабет тип 2. Проучването не установи значително подобрение в гликемичния контрол, чувствителността към инсулин или липидните профили в сравнение с плацебо. Всъщност някои възпалителни маркери показват незначими тенденции към влошаване в групата на селена. Докато това проучване е твърде кратко и малко, за да се оцени сърдечно-съдовите крайни точки, то не е предоставило доказателства за кардиометаболна полза от добавянето на селен при пациенти с диабет.

Външна справка: Първите резултати от изпитването за профилактика на рака при храненето върху риска от диабет.

Общото количество данни от изпитванията предполага, че добавянето на селен в дози, които често се срещат в мултивитамини и специални добавки (100 до 200 микрограма дневно) не намалява сърдечно-съдовия риск при пациенти с диабет и може да увеличи честотата на диабета при прилагане на селен- реплетни индивиди. Тези находки имат значителни последици за клиничната практика и съобщенията за общественото здраве.

Практически усложнения: препоръки за прием на селен при пациенти с диабет

Като се има предвид сложната връзка между селеновия статус и сърдечно-съдовия риск при диабета, една препоръка с един размер не е нито подходяща, нито безопасна. Вместо това клиничните насоки трябва да бъдат индивидуализирани въз основа на географското местоположение, хранителните модели и изходния статус на селен.

Препоръчителната хранителна доза за селен при възрастни е 55 микрограма дневно, като се увеличават до 60 микрограма по време на бременност и 70 микрограма по време на кърмене. Приемливият краен прием се определя на 400 микрограма дневно за възрастни, въпреки че при приемите на нежелани метаболитни ефекти е наблюдаван доста под този праг, особено в контекста на добавянето. За лица с диабет оптималният прием на селен вероятно попада в по-тесен прозорец: достатъчен е за подкрепа на селенопротеиновата експресия и антиоксидантните защити, но не толкова висок, че да предизвика инсулинова резистентност или прооксидантни ефекти.

Бразилските ядки са най-богатият известен източник, с един орех, осигуряващ 68 до 91 микрограма селен, въпреки че нивата зависят от съдържанието на селен в почвената зона. Морските дарове, органните меса, мускулните меса и зърната също допринасят значително. В САЩ типичният хранителен прием на селен варира от 100 до 200 микрограма на ден, като цяло се среща или надвишава RDA без добавки. В части на Европа и региони със селенови почви, хранителните приеми могат да бъдат значително по-ниски и добавки могат да бъдат оправдани под медицински надзор.

При пациенти с диабет се прилагат следните практически съображения:

  • Избягвайте добавянето на селен, освен ако не е документиран истински дефицит чрез лабораторни изследвания, включително селен и активност на цяла кръв GPx
  • Ограниченият прием на бразилски ядки не повече от един или два пъти на ден, тъй като само те могат да избутат общия прием на селен към надфизиологични нива
  • Имайте предвид, че много мултивитаминни форми съдържат 50 до 200 микрограма селен; пациентите с диабет, използващи няколко добавки, могат по невнимание да надхвърлят безопасните нива на прием
  • Помислете за географски район: пациентите в районите, където селенът е реплетиран, като Съединените щати, Канада и Япония едва ли ще се възползват от допълнителен селен и може да пострадат, докато пациентите в районите, които са в селеново-непредубедени, като части от Китай, Източна Европа и Нова Зеландия могат да изискват целеви добавки
  • Монитор за признаци на селен токсичност, които включват чупливи нокти и коса, чесън дъх миризма, метален вкус, стомашно-чревни разстроен, и в тежки случаи, периферна невропатия и селеноза

Клинична оценка на състоянието на селена

Точното оценяване на селеновия статус изисква лабораторни измервания, тъй като клиничните признаци на дефицит са неспецифични и често липсват, докато статусът е силно компрометиран. Серумен селенът отразява скорошния прием и е най-често използваният биомаркер. Нивата на плазмения селен под 70 микрограма на литър показват дефицит, свързан с намалена активност на GPx. Селенопротеин P, измерван в плазмата, отразява статуса на цели тела селен и е по-чувствителен към промени в приема от селена само. Активността на глутатион в цялата кръв осигурява функционална мярка за зависимия от селен антиоксидант капацитет.

При пациенти с диабет с повишен сърдечно- съдов риск, особено при пациенти с лош гликемичен контрол въпреки стандартната терапия, оценката на селен може да бъде разумна, ако диетичните източници са съмнителни или ако пациентът обмисля да добави добавки.

Външна препратка: Национални институти на здравното министерство на хранителните добавки: Selenium Fact Sheet for Health Professionals.

Насока за създаване на нови научни изследвания

Няколко въпроси без отговор изискват допълнително проучване за подобряване на клиничните препоръки по отношение на селен и риска от диабетна сърдечно-съдова недостатъчност.

Различни химични форми на селен (селенометионин, селеноцистеин, селенит, селенат) имат различна фармакокинетика и биологични дейности. Повечето хранителни добавки съдържат селенометионин или селенизирана мая, но дали алтернативни форми могат да предложат по-безопасен терапевтичен прозорец за диабетици остават неизследвани.

Генетични полиморфизми в гените на селенопротеините вероятно модулират индивидуалната чувствителност към дефицит на селен и излишък. Вариантите в гените, кодиращи глутатион пероксидаза 1, глутатион пероксидаза 4, селенопротеин Р и тиоредоксин редуктаза са свързани с променена ензимна активност и диференциални отговори към приема на селен. Персонализираните подходи, основани на селенопротеиновия генотип, в крайна сметка могат да водят препоръки към селена при пациенти с диабет.

Взаимодействието между селен и други микронутриенти, особено йод, витамин Е, цинк и витамин D, изисква допълнително проучване в контекста на диабета. Хранителните взаимодействия могат дълбоко да повлияят бионаличността, метаболитното използване и биологичните ефекти, а въздействието на селен трябва да се разбира в тази по-широка рамка.

Накрая, са необходими бъдещи клинични проучвания, специално предназначени да тества ефектите на добавки към селен върху сърдечно-съдовите резултати при пациенти с диабет с документиран дефицит на селен.

Практически хранителни насоки за диабетично сърдечно-съдово здраве

Докато селенът заема специфична ниша в сложната картина на диабетния сърдечно-съдов риск, той трябва да се разглежда в контекста на цялостната хранителна схема, която поддържа метаболитното и съдовото здраве. Средиземноморската диета, хранителните подходи към спиране на хипертонията (DASH) диета и растителните модели на хранене показват значителни сърдечно-съдови ползи при диабетните популации. Тези хранителни подходи осигуряват селен чрез естествени източници на храна в матрица от други защитни хранителни вещества, включително фибри, калий, магнезий и полифеноли, и те избягват концентрираната експозиция на селен, която може да се появи с добавки.

При пациентите с диабет, загрижени за сърдечно-съдовия риск, приоритет трябва да бъде постигането и поддържането на хранителни модели, доказани за намаляване на сърдечно-съдови събития, като например средиземноморската диета подчертаване зеленчуци, плодове, бобови растения, цели зърна, ядки, зехтин и умерено потребление на риба. В рамките на този хранителен модел, селен прием от естествени източници на храна е вероятно да падне в оптималния диапазон за повечето индивиди. Употребата на селен добавки като средство за сърдечно-съдова защита при диабет не се подкрепя от настоящите доказателства и носи потенциала за вреда.

Допълване на селен при специфични клинични сценарии

Пациентите със синдром на стомашно-чревна малабсорбция, като например болест на Крон, синдром на късо черво или анатомия на след-бариатрична хирургия, могат да развият дефицит на селен въпреки адекватен перорален прием. Пациентите с дългосрочна парентерално хранене изискват селен във формите си. Лица, живеещи в региони с тежко дефицидентни от селен почви, които нямат достъп до внесени храни, също могат да бъдат изложени на риск.

В тези ситуации добавянето трябва да бъде насочено към постигане и поддържане на нива на селен в умерения диапазон (серум селен от 100 до 130 микрограма на литър), с редовно наблюдение, за да се избегне пренатоварване. Трябва да се използва минималната ефективна доза и добавянето трябва да се прекрати, след като селенът се нормализира.

Външна справка:[ Селен и функцията на щитовидната жлеза: актуални доказателства и клинични последици (Journal of Clinical Endocrinology and Метаболизъм).

Заключение

Селенът заема сложна позиция в пресичането на хранителната биохимия, глюкозния метаболизъм и сърдечно-съдовата патофизиология. Докато основната му роля в селенопротеин- медиираната антиоксидантна защита е извън съмнение, връзката между селенов статус и сърдечно-съдов риск при диабетици следва нелинеен модел, който не се поддава на прости интервенции, базирани на добавки. Умереният прием на селен, в съответствие с хранителни модели като средиземноморската диета, поддържа оптималната функция на селенопротеина и може да допринесе за сърдечно-съдовото здраве. Въпреки това, както нисък, така и висок селен статус изглежда да увеличи риска чрез различни механизми, включващи нарушен антиоксидантен капацитет от една страна и инсулинова резистентност с прооксидантни ефекти от друга.

За здравните доставчици, които управляват диабетици, ключовото послание е едно от предупрежденията относно добавянето на селен. Вместо да се следват добавки за одеала, клиничните усилия трябва да се съсредоточат върху осигуряването на адекватен, но не прекалено голям прием на селен чрез балансирани хранителни източници, оценка на статуса на селен при появата на клинично съмнение за дефицит и избягване на добавянето на селен-реплетен индивид. Тъй като изследванията продължават да осветяват генетичните, метаболитните и екологичните фактори, които модулират индивидуалните изисквания за селен, персонализирани подходи в крайна сметка могат да заменят настоящите насоки за ниво на населението. Дотогава принципът, че повече не е задължително да се прилага с особена сила към селена и диабетния сърдечно-съдов риск.

Външна препратка:[ Селен и сърдечно-съдови заболявания: системен преглед и метаанализ (BMJ Open).

Външна справка: Селенов риск и риск от диабет тип 2 в Програмата за превенция на диабета (Diabetes Care).