Table of Contents

Эндокринная зависимость от селена и цинка

Щитовидная железа и поджелудочная железа функционируют как центральные регуляторы метаболизма, расхода энергии и гомеостаза глюкозы в крови. Хотя их основные обязанности различаются — щитовидная железа контролирует скорость метаболизма посредством высвобождения гормонов, в то время как поджелудочная железа управляет пищеварением и секрецией инсулина — оба органа чрезвычайно чувствительны к доступности микроэлементов. Среди спектра основных минералов селен и цинк занимают уникальное положение, поскольку они являются не только кофакторами для синтеза гормонов, но и критическими защитниками от окислительного повреждения и воспалительного повреждения. Растущий объем данных указывает на то, что неоптимальное потребление этих минералов способствует росту распространенности заболеваний щитовидной железы и диабета 2 типа во всем мире. Понимание различных и перекрывающихся ролей селена и цинка в эндокринном здоровье позволяет людям принимать диетические стратегии, которые поддерживают долгосрочную метаболическую устойчивость.

Основные роли селена и цинка

Селен встраивается в селенопротеины как аминокислота селеноцистеин, которая необходима для антиоксидантных ферментов, метаболизма гормонов щитовидной железы и иммунной регуляции. Щитовидная железа содержит самую высокую концентрацию селена из любой ткани, отражая его зависимость от этого минерала для правильной функции. Цинк, с другой стороны, служит структурным компонентом и каталитическим кофактором для сотен ферментов, участвующих в синтезе нуклеиновой кислоты, сворачивания белков, клеточной сигнализации и активности рецепторов гормонов. Оба минерала классифицируются как необходимые, потому что организм человека не может их синтезировать; они должны быть получены из рациона. Рекомендуемая диетическая норма (RDA) для взрослых составляет 55 мкг в день для селена и 11 мг в день для мужчин (8 мг для женщин). В глобальном масштабе дефицит селена поражает примерно 0,5-1 млрд человек, в то время как дефицит цинка еще более распространен, особенно в регионах с высоким потреблением фитата. Даже слабые дефициты могут ухудшить эндокринную функцию, делая адекватное потребление основополагающим элементом профилактического здравоохранения.

Селен и щитовидная железа: интимное партнерство

Энзиматический контроль активации гормона щитовидной железы

щитовидная железа синтезирует тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3), которые регулируют обмен веществ, рост и температуру тела. Селен незаменим для ферментов йодтирониндеиодиназы (D1, D2, D3), которые превращают Т4 в более биологически активный Т3 в периферических тканях, таких как печень, почки и мозг. Каждая дейодиназа содержит селеноцистеин в своем активном месте, делая селен незаменимым для этого преобразования. Когда потребление селена низкое, активность дейодиназы снижается, что приводит к функциональному гипотиреоидному состоянию, характеризующемуся повышенным ТТГ и низким Т3, даже если уровни Т4 остаются нормальными. Это состояние часто ошибочно диагностируется как первичный гипотиреоз, но реагирует на добавки селена, а не только на левотироксин.

Антиоксидантный щит против окислительного стресса

Синтез гормонов щитовидной железы генерирует значительное количество перекиси водорода (H2O2) в качестве субстрата для тиреопероксидазы. Без адекватной нейтрализации H2O2 может повредить мембраны тиреоцитов и ДНК. Зависимые от селена глутатионпероксидазы (GPx1, GPx3, GPx4) и тиоредоксинредуктазы (TrxR) являются основными ферментами, которые детоксифицируют перекись водорода и перекись липидов в щитовидной железе. Эпидемиологические данные последовательно связывают низкий статус селена с более высоким риском аутоиммунного тиреоидита (болезнь Хашимото). Клинические испытания показали, что добавление селена при 200 мкг в день (как селенометионин) значительно снижает антитела к пероксидазе щитовидной железы и улучшает эхогенность щитовидной железы на УЗИ в течение 6-12 месяцев. Европейская ассоциация щитовидной железы и Американская ассоциация щитовидной железы признают добавление селена в качестве поддерживающего вмешательства для легкой ауто

Селен и риск рака щитовидной железы

Новые исследования показывают, что адекватный статус селена может быть защитным против рака щитовидной железы, особенно папиллярной карциномы щитовидной железы. Мета-анализ исследований случай-контроль показал, что более высокие уровни селена в сыворотке крови были связаны с 30-40-процентным снижением риска рака щитовидной железы. Селенопротеины, такие как GPx1 и селенопротеин P, помогают предотвратить повреждение ДНК и способствуют апоптозу в злокачественных клетках. Однако для подтверждения причинности все еще необходимы большие проспективные испытания. На данный момент поддержание оптимального потребления селена с помощью диеты является разумной профилактической мерой.

Селен и поджелудочная железа: меч с двойным краем

Защита бета-клеток от оксидативного повреждения

Бета-клетки поджелудочной железы исключительно уязвимы к окислительному стрессу, поскольку обладают низкими эндогенными уровнями антиоксидантных ферментов, таких как супероксиддисмутаза и каталаза. Селен, через селенопротеины, подобные GPx1 и селенопротеину S, помогает нейтрализовать реактивные виды кислорода, накапливающиеся в периоды высокого потока глюкозы. В моделях диабета на грызунах добавка селена сохраняет массу бета-клеток и улучшает секрецию инсулина. В обсервационных исследованиях человека сообщалось об обратной связи между уровнями селена в сыворотке и частотой диабета 2 типа, но связь следует за U-образной кривой. Хорошо проведенное когортное исследование из Франции показало, что участники с селеном в плазме между 120 и 150 мкг/л имели самый низкий риск диабета, в то время как участники с уровнями выше 150 мкг/л демонстрировали значительное увеличение риска. Этот парадоксальный эффект может быть обусловлен прооксидантной активностью избыточного селена, что может ухудшить передачу сигналов инсулина и способствовать глюконеогенезу. Поэтому цель состоит в

Модуляция воспаления и резистентность к инсулину

Хроническое низкосортное воспаление является ключевым фактором резистентности к инсулину и дисфункции бета-клеток. Селен влияет на воспалительную сигнализацию, ингибируя активацию ядерного фактора каппа В (NF-κB) и снижая экспрессию провоспалительных цитокинов, таких как фактор некроза опухоли-альфа и интерлейкин-6. В рандомизированном контролируемом исследовании с участием пациентов с метаболическим синдромом прием добавок с 200 мкг селена в день в течение 12 недель значительно снижал показатели инсулина натощак и HOMA-IR по сравнению с плацебо. Однако в том же исследовании отмечалась тенденция к увеличению глюкозы натощак в группе селена на 24 неделе, усиливая важность мониторинга. Селен также может влиять на кишечный микробиом, что в свою очередь влияет на системное воспаление и метаболическое здоровье. Необходимы дальнейшие исследования для определения оптимальной продолжительности и дозировки для здоровья поджелудочной железы.

Цинк и щитовидная железа: за пределами гормонального синтеза

Кофактор для дейодиназ и связывания ядерных рецепторов

Цинк является обязательным кофактором как для дейодиназ 1-го, так и 2-го типа, ферментов, которые преобразуют Т4 в Т3. Кроме того, цинк регулирует связывание Т3 с его ядерным рецептором гормона щитовидной железы (ТР), усиливая транскрипционную активацию тиреоидно-реактивных генов. Дефицит цинка последовательно нарушает метаболизм гормонов щитовидной железы: исследования на людях продемонстрировали более низкие свободные уровни Т3 и более высокие уровни ТТГ у лиц с дефицитом цинка. Испытания на вмешательство у пожилых пациентов с субклиническим гипотиреозом показали, что 30 мг в день цинка в течение 12 недель значительно увеличивали свободный Т3 и снижали ТТГ по сравнению с плацебо. Цинк также облегчает секрецию ТТГ из гипофиза, указывая на роль на множественных уровнях гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси.

Влияние на аутоиммунитет щитовидной железы

Аутоиммунное заболевание щитовидной железы, в частности тиреоидит Хашимото, характеризуется иммуноопосредованным разрушением ткани щитовидной железы. Цинк играет критическую роль в иммунной регуляции, поддерживая регуляторную функцию Т-клеток и ингибируя аберрантные ответы Т-хелпера 17. Несколько перекрестных исследований сообщают о более низких уровнях цинка в сыворотке крови у пациентов с Хашимото по сравнению со здоровыми контрольными. 12-недельное исследование с добавлением 30 мг глюконата цинка ежедневно у пациентов Хашимото обнаружило значительное снижение антител к пероксидазе щитовидной железы и улучшение соотношения T3:TSH. В то время как добавление цинка не должно заменять стандартную терапию левотироксином, оно может служить полезным дополнением для замедления прогрессирования заболевания и улучшения качества жизни.

Цинк и щитовидные узелки

Предварительные данные свидетельствуют о том, что статус цинка может влиять на образование узелков щитовидной железы. Одно крупное китайское когортное исследование показало, что более высокое потребление цинка в рационе было связано с более низкой распространенностью узелков щитовидной железы, особенно у женщин. Предлагаемый механизм включает антиоксидантные и противовоспалительные эффекты цинка, которые могут уменьшить клеточную пролиферацию и фолликулярную гиперплазию, которые приводят к образованию узелков. Необходимы дополнительные исследования, но обеспечение адекватного потребления цинка является вмешательством низкого риска для общего состояния щитовидной железы.

Цинк и поджелудочная железа: центральная роль в глюкозе

Синтез инсулина, хранение и секреция

Цинк необходим для синтеза и упаковки инсулина в бета-клетках. Инсулин хранится в виде цинксодержащих гексамеров в секреторных гранулах, что стабилизирует гормон и предотвращает деградацию. При дефиците цинка нарушается кристаллизация инсулина, что приводит к снижению секреторной способности и снижению общего содержания инсулина. Цинк также модулирует секрецию инсулина, воздействуя на транспортеры цинка (ZnT8), экспрессируемые на поверхности бета-клеток. Генетические варианты в гене SLC30A8, кодирующем ZnT8, связаны с измененным риском диабета в разных популяциях. Кроме того, цинк действует как сигнальная молекула, которая усиливает чувствительность рецепторов инсулина в периферических тканях, таких как мышцы и жировая ткань, улучшая поглощение глюкозы.

Защита бета-клеток от глюкотоксичности и липотоксичности

Хроническое воздействие высоких уровней глюкозы и свободных жирных кислот вызывает стресс эндоплазматического ретикулума (ER) и окислительное повреждение в бета-клетках. Цинк смягчает эти эффекты, ингибируя оксидазу NADPH, основной источник супероксида, и активируя путь антиоксиданта Nrf2. Цинк также подавляет провоспалительные цитокины и снижает экспрессию маркеров стресса ER, таких как CHOP. В доклинических исследованиях добавки цинка сохраняли жизнеспособность и функцию бета-клеток в условиях глюкотоксики. Клинические испытания на людях дали обнадеживающие результаты: мета-анализ 22 рандомизированных контролируемых испытаний с участием более 1200 участников показал, что добавление цинка значительно снижает уровень глюкозы в крови натощак, HbA1c и HOMA-IR у лиц с диабетом 2 типа. Средний эффект заключался в снижении уровня глюкозы натощак на 13-15 мг/дл и уменьшении HbA1c на 0,4-0,5%. Эти эффекты были наиболее выражены у лиц с более низкими исходными уровнями цинк

Синергетические взаимодействия между селеном и цинком

Метаболические пути селена и цинка пересекаются способами, усиливающими их индивидуальные преимущества. Цинк необходим для активности металлотионеина, белка, регулирующего гомеостаз цинка и меди, а также обладает антиоксидантными свойствами. Селен, в свою очередь, необходим для функции тиоредоксинредуктазы и глутатионпероксидазы, которые помогают поддерживать пониженное состояние цинксвязывающих белков. Адекватный статус цинка может улучшить поглощение и удержание селена, в то время как селен может влиять на экспрессию транспортеров цинка. Вместе они создают комплексную антиоксидантную сеть, которая защищает как ткани щитовидной железы, так и поджелудочной железы от окислительного повреждения. Исследования, оценивающие комбинированные добавки, показали превосходные результаты для снижения антител щитовидной железы и гликемического контроля по сравнению с любым минералом в отдельности.

Практическое значение заключается в том, что источники пищи, естественно богатые обоими минералами, должны быть подчеркнуты. Бразильские орехи возглавляют список селена (один орех обеспечивает ~ 95 мкг), а также содержат умеренный цинк. Устрицы исключительно богаты цинком, а также обеспечивают селен. Другие двойные источники включают говяжью печень, тыквенные семечки и некоторые морепродукты. Разнообразная диета, которая включает эти продукты, может надежно доставлять синергетические количества.

Диетические источники, биодоступность и практические соображения

Продукты, богатые селеном

  • Бразильские орехи: Самый богатый природный источник. Один орех может превышать RDA. Предел до 1-3 орехов в день, чтобы избежать токсичности (>400 мкг/день может вызвать селеноз).
  • Морепродукты: Тунец, сардины, палтус, креветки и лосось превосходны. Подача желто-финового тунца в 3 унции обеспечивает около 90 мкг.
  • Органическое мясо: Печень и почки являются концентрированными источниками. Говяжья печень содержит около 30 мкг на 3-унцию порции.
  • Яйца и птица: Одно большое яйцо обеспечивает 15 мкг; куриная грудка обеспечивает 20–25 мкг на порцию.
  • Источники на основе растений: Семена подсолнечника, коричневый рис, цельнозерновой хлеб и грибы. Обратите внимание, что содержание селена в почве варьируется географически, поэтому селен на растительной основе может быть непоследовательным.

Продукты, богатые цинком

  • Устрицы: Наиболее концентрированный источник: 3 унции приготовленных устриц обеспечивают более 70 мг цинка, что намного превышает RDA.
  • Красное мясо и птица:] Говядина, баранина и темное мясо курицы содержат высоко биодоступный цинк. 3-унция говяжьей посуды обеспечивает около 5 мг.
  • Легумы и семена: Цыплята, чечевица, тыквенные семечки и семена конопли являются хорошими растительными источниками. Однако фитиновая кислота ингибирует поглощение. Замачивание, прорастание, ферментация или приготовление пищи могут уменьшить фитат и улучшить биодоступность.
  • Молочные продукты: Сыр (особенно чеддер) и молоко обеспечивают умеренную усвояемость цинка.
  • Орехи: Кешью, миндаль и арахис содержат умеренные количества.

Факторы, влияющие на абсорбцию

Поглощение селена, как правило, высоко (80-90%) из продуктов питания, при этом селенометионин является наиболее биодоступной формой. Поглощение цинка более изменчиво, варьируя от 20-40% в зависимости от содержания фитата, потребления белка и присутствия других минералов. Богатые белками диеты усиливают поглощение цинка, в то время как добавки с высоким содержанием кальция или железа могут мешать при их совместном приеме. Для максимального поглощения потребляйте богатые цинком продукты с животным белком или с источником витамина С (например, цитрусовые), которые могут усиливать поглощение.

Стратегии дополнения и безопасность

В то время как цельные продукты являются предпочтительным источником, целевые добавки подходят для людей с диагностированными недостатками, ограниченными диетами (веганские, вегетарианские), расстройствами пищеварения (болезнь Крона, целиакия, желудочный шунт) или хроническими состояниями, такими как диабет и аутоиммунный тиреоидит. Для селена наиболее распространенной дополнительной формой является селенометионин в дозах 100-200 мкг в день. Для цинка общие формы включают глюконат цинка, пиколинат цинка и цитрат цинка, каждая из которых имеет схожую биодоступность. Типичным является длительное потребление цинка выше 40 мг в день, что может подавить всасывание меди, что приводит к медной недостаточности анемии или нейтропении. Поэтому многие эксперты рекомендуют медную добавку (1-2 мг / день) при приеме высоких доз цинка в течение более нескольких месяцев.

Рекомендуется проверить уровни сыворотки или плазмы перед началом приема добавок. Уровни селена от 120 до 150 мкг/л считаются оптимальными. Уровни цинка сложнее интерпретировать, потому что сывороточный цинк не всегда отражает истинные запасы тканей; тем не менее, уровень ниже 70 мкг/дл указывает на дефицит. Медицинский работник может помочь интерпретировать результаты и адаптировать дозирование.

Особые группы населения, требующие повышенного внимания

Аутоиммунная болезнь щитовидной железы

Руководящие принципы Европейской ассоциации щитовидной железы рекомендуют добавки селена (200 мкг / день) для пациентов с легкой орбитопатией Грейвса и для пациентов с тиреоидитом Хашимото для снижения уровня антител и улучшения качества жизни. Добавление цинка (30 мг / день) может обеспечить дополнительную пользу за счет уменьшения воспаления и поддержки регуляции Т-клеток. Было показано, что комбинированные добавки производят большее снижение анти-ТПО и анти-Тг антител по сравнению с одним только селеном. Пациенты должны продолжать назначать левотироксин и контролировать уровни ТТГ, Т4 и Т3 каждые 3-6 месяцев во время приема добавок.

Диабет 2 типа и преддиабет

Лица с диабетом 2 типа часто имеют более низкие уровни селена и цинка из-за увеличения экскреции мочи и окислительного стресса. Систематический обзор пришел к выводу, что добавление цинка улучшает гликемический контроль, с общим снижением глюкозы натощак 13 мг / дл и HbA1c 0,4%. Для селена доказательства более нюансированы: преимущества наблюдаются у лиц с низким исходным уровнем селена, но добавки могут быть вредными у тех, у кого уже адекватные уровни. Общая рекомендация заключается в поддержании плазменного селена в диапазоне 120-150 мкг / л и сосредоточиться на добавках цинка (15-30 мг / день) для диабетиков с низким статусом цинка.

Стареющее население

Пожилые люди подвергаются повышенному риску дефицита из-за снижения потребления пищи, лекарств и мальабсорбции. Дисфункция щитовидной железы и непереносимость глюкозы становятся более распространенными с возрастом. Мета-анализ добавок цинка у пожилых людей выявил улучшение чувствительности к глюкозе и инсулину натощак. Было показано, что добавки селена улучшают профили гормонов щитовидной железы у пожилых людей с субклиническим гипотиреозом. Учитывая профиль безопасности, поливитамины, которые включают селен и цинк, могут быть разумными для лиц старше 65 лет.

Вегетарианцы и веганы

Растительные диеты обычно содержат меньше биодоступного цинка и селена из-за фитатов и низкого содержания селена. Вегетарианцам, возможно, потребуется потреблять на 50% больше цинка, чем RDA, чтобы компенсировать. Исследования показывают, что вегетарианцы часто имеют более низкие уровни цинка в сыворотке. В том числе бразильские орехи, семена тыквы и обогащенные продукты могут помочь. Для селена разумно полагаться на бразильские орехи (два в день) или добавку с низкой дозой, поскольку растительные продукты из почв с низким содержанием селена недостаточны.

Новые исследования и будущие направления

Недавние исследования исследовали роль селена и цинка в микробиоме кишечника, что в свою очередь влияет на эндокринное здоровье. Было показано, что добавление селена изменяет состав кишечной микробиоты, увеличивая полезные бактерии, такие как Lactobacillus и Bifidobacterium, что может уменьшить системное воспаление и улучшить чувствительность к инсулину. Цинк также модулирует микробиом, ингибируя патогенные бактерии и поддерживая целостность кишечного барьера. Еще одним рубежом является роль вариабельности селеногенома: полиморфизмы в генах селенопротеина (например, GPx1, SELENOS) влияют на индивидуальные реакции на потребление селена. Персонализированное питание, которое учитывает генетические варианты, может вскоре направлять рекомендации по добавкам. Между тем, клинические испытания, сочетающие селен и цинк с другими питательными веществами, такими как витамин D, магний и омега-3 жирные кислоты, продолжаются для оценки синергетических эффектов при метаболическом синдроме.

Заключение

Селен и цинк являются незаменимыми микроэлементами, которые лежат в основе структурной целостности и функциональной способности щитовидной железы и поджелудочной железы. Селен является центральным элементом метаболизма гормонов щитовидной железы и обеспечивает надежную антиоксидантную защиту, в то время как цинк регулирует активность рецепторов гормонов, хранение инсулина и иммунный баланс. Их перекрывающиеся пути создают синергетическую защиту от окислительного и воспалительного стресса, который угрожает этим жизненно важным эндокринным железам. Диета, богатая бразильскими орехами, устриками, морепродуктами, постным мясом, бобовыми, семенами и молочными продуктами, может поставлять как минералы в безопасных, биодоступных формах. Для людей с существующими недостатками, аутоиммунными состояниями или метаболическими расстройствами, целевое добавление под профессиональным руководством предлагает безопасное и эффективное дополнение к стандартной терапии. Приоритетное потребление селена и цинка, люди могут поддерживать метаболическое здоровье на протяжении всей жизни и снижать риск заболевания щитовидной железы и диабета 2 типа.

Для дальнейшего чтения, обратитесь в Управление пищевых добавок NIH - Селен и Zinc . Клинические испытания селена и аутоиммунитета щитовидной железы обобщены в этом PubMed поиск , и роль цинка в диабете подробно описана в комплексном мета-анализе 22 испытаний .