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硒及其减少与糖尿病有关的氧化性损害的潜力
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硒及其在减少与糖尿病有关的氧化性损害方面的潜力
硒是人类健康必不可少的微量矿物,但在关于糖尿病管理的讨论中,它仍然没有得到足够的重视。 虽然它对于甲状腺激素代谢和免疫功能的作用已经确立,但硒增强身体抗氧化剂防御的能力已经吸引了研究糖尿病相关氧化性损害的研究人员越来越多的关注。 文章探讨了硒如何有助于减少慢性高血糖引起的细胞伤害,回顾了流行病学和干预研究的现有科学证据,并为考虑服用硒的糖尿病患者提供了实用指导。
了解糖尿病中的氧化性损害
糖尿病,无论是1型还是2型,从根本上来说都是糖分代谢的缺陷条件。 慢性高血糖引发了一系列生化变化,导致反应性氧物种(ROS)的过度生产 — — 高活性分子可以破坏DNA、蛋白质和脂质。 这种氧化性应激状态是糖尿病并发症的中心驱动力,从微血管疾病到加速血红素硬化。
葡萄糖诱发性氧化应激反应机制
多种醇途径会增加轨道醇的积累,使NADPH耗尽并降低细胞中去自由基的能力。当葡萄糖与蛋白质和脂质反应时,高级糖基最终产物(AGES)会形成;这些反糖基通过受体介导信号,进一步引发ROS生产。此外,激活蛋白质克氨酸酶C(PKC)和六氯胺酶途径会促进炎症细胞皮和氧化酶。 Mitochondrioal超氧化物的生产也在超高血压条件下得到提升,从而形成ROS生成和抗氧化能力受损的恶性循环。 随着时间的推移,细胞的天然抗氧化剂防御功能会无法承受,从而造成组织逐渐损伤。
与氧化性损害相连接的密钥复杂
- 心血管病:ROS氧化低密度脂蛋白(LDL),促进泡沫细胞形成和斑点不稳定. 由氧化性应力所驱动的内皮功能障碍是糖尿病多发性心肌病的标志.
- 糖尿病肾上腺炎:[ 自由基会损伤光白质的球细胞和中子细胞,导致蛋白质尿出并逐渐肾衰竭. 氧化性应激还会激活可加速肾上腺纤维化的纤维途径.
- 外接神经病: 施万能细胞和轴突受氧损伤,导致去米分解,神经导出丧失,并造成疼痛,麻木等临床症状,运动缺陷.
- 肾上腺素: 视网膜毛细管穿孔物特别容易受葡萄糖驱动氧化损伤,导致毛细管脱落,异血症,和新血管化.
由于氧化损伤在糖尿病中如此普遍,增强身体内生抗氧化剂防御的干预具有显著的治疗前景.
硒在抗氧化剂防御中的作用
硒主要通过硒蛋白来发挥作用,其中将硒作为氨基酸硒化物来吸收. 在人类已知的25个硒蛋白中,有几种直接参与抗氧化剂保护和再氧化调节. 充足的硒摄入能确保它们的优化表达和活性.
高氧化物(GPXs)
GPX家族将过氧化氢和有机过氧化物还原为水和醇,以谷硫酸为同质素. GPX1,最丰富的异构物,几乎在所有组织中都得到表达,对硒摄入反应也很高. GPX4是专门减少细胞膜中氧化磷的过氧化物,防止脂过氧化. 在糖尿病中,保持高GPX活性能能能能帮助防止过氧化物的积聚,破坏细胞膜并助长炎症. 临床研究表明,硒补充能增加GPX在红血细胞和等离子体内活性,与氧化应力的减标值相接.
毒杀毒素还原剂(TXNRDs)
这些硒化酶会减少氧化硫代 ⁇ ,这是细胞再氧化平衡的关键调节器. TXNRD活性影响许多过程,包括DNA修复,细胞增殖和活化. 在胰腺β细胞中,适当的TXNRD功能可以防止细胞因氧化性应激而起的抑制作用并保持胰岛素分泌能力. 在糖尿病肾脏和神经组织中,TXNRD水平常被降低调节,导致局部氧化损伤.
其他西勒诺蛋白
硫氧化甲酯还原酶B1(MsrB1)减少蛋白质中氧化甲酯残留,从而修复氧化损伤并恢复蛋白质功能. Seleno蛋白S(SelS)参与蛋白质分解反应,并可能保护抗胰岛素组织内质还原性强,从而防止与糖尿病有关的氧化性突起。
重要的是,硒的抗氧化作用不是线性的 — — 缺乏和过量都可能损害细胞功能。 平衡的硒状态对于这些酶的最佳活性至关重要,硒摄入与健康结果之间的关系往往遵循U---的曲线。
关于硒和糖尿病的研究结果
研究硒和糖尿病的科学调查产生了令人奇怪但有时相互矛盾的结果。 了解这些细微差别对于任何认为硒是糖尿病管理计划的一部分的人来说都是至关重要的。
流行病学研究
跨部门和组群研究都报告硒水平与糖尿病风险之间存在各种关联,美国国家健康和营养检查调查(NHANES)发现高血清硒与糖尿病流行[之间有 阳性联系,这些对比的结果表明,低和中高的硒水平可能有害,而中度水平则最优;在硒水平和代谢背景差异方面的地理差异可能解释一些差异。
干预审判
对糖尿病患者的硒补充的随机控制试验在数量和体积上仍然有限,一些小试验表明,补充(例如作为硒的硒每天200微克)可以降低氧化应激的标记,如:单接受硒(MDA)和F2-异丙苯的男子在增加过氧化物活性的同时,在糖尿病患者的8次试验中,经过元分析发现,在补充硒之后,血清MDA明显减少,然而,其他试验报告HbA1c、快取葡萄糖或胰岛素耐受性没有重大变化,而硒和维生素E癌症预防试验提供了一大批数据:单接受硒(200微克/天)的男子在后续期间糖尿病发病率有最适中,无明显增加,特别是在基线硒较高的人中。这些数据强调硒在克中的复杂性,并警告“在代谢中作用更好。”
超额硒的潜在损害机制
高硒摄入能间接地促进氧化应激. 当硒含量超生时,硒蛋白会成为亲氧化剂,催化ROS的形成. 过量的硒还可通过升温去除去硒蛋白P来干扰胰岛素信号,在动物模型中诱发胰岛素抗药性. 动物研究表明,硒过量会损害胰岛素合成和胰腺β细胞分泌,此外,高硒还和脂肪组织中炎性细胞皮的表达增加有关,因此,不建议不加区别地进行补充,任何用途都应以个人评估为指南.
硒源、摄入量和评估
大部分人仅靠饮食就可以获得足够的硒. 成年人推荐的饮食补贴(RDA)为55微克/日,怀孕和哺乳期需求更高,为60-70微克/日. 成年人的可容忍上摄入量(UL)为400微克/日,超过这一慢性的累累症。
| Food Source | Serving | Selenium Content (μg) |
|---|---|---|
| Brazil nuts | 1 nut (approx. 5 g) | 68–91 |
| Tuna (yellowfin, cooked) | 3 oz (85 g) | 92 |
| Sardines (canned in oil) | 3 oz | 45 |
| Ham (roasted) | 3 oz | 31 |
| Brown rice (cooked) | 1 cup | 19 |
| Eggs (hard-boiled) | 1 large | 15 |
| Sunflower seeds | ¼ cup | 19 |
| Portabella mushrooms (grilled) | 1 cup | 12 |
对糖尿病患者来说,食物来源比补充更好,因为它们在天然基质中提供低而安全的硒。 巴西坚果特别高;只有一粒坚果可以超过日常需求,因此温和是关键。 植物类食物的硒含量取决于生长土壤,导致地理差异。 生活在低土壤硒地区(如欧洲、中国和新西兰部分地区)的个人的饮食摄入量可能较低,在测试后可能从适度的补液中获益。
测试硒状态
血浆或等离子硒是最常见的生物标记剂,反映了最近的摄入量。全血硒提供了较长期的指数。红细胞中的过氧化腺活性也可以表明功能性硒状态。对于糖尿病患者,如果考虑补充,特别是那些有不良吸收、慢性肾病或限制性饮食的患者,可以考虑进行测试。 许多商业实验室提供硒测试,但是在没有具体临床指示的情况下,保险通常不会覆盖。
硒和糖尿病的潜在惠益和防范
潜在效益
- 氧化应力的减值标记:多份研究表明,硒的活性可以降低脂过氧化产物,如MDA和F2-异丙苯,同时会增加GPX活性.
- 改进抗氧化剂酶活性: 增强谷胱氨酸过氧化物和硫代红素还原酶能加强人体基线防御,防止高血糖引起的损伤,可能保护易感组织.
- 可能降低并发症的风险:[ 一些观测数据将较高的硒状态与糖尿病肾上腺病和心血管病的发病率降低联系起来,尽管缺乏大型试验的因果关系.
- 与其他抗氧化剂的协同: 硒与维生素E一起工作以保护细胞膜;充分摄取两种营养物质都可能比单独一种产生更大的好处. 硒与维生素C和多酚结合,可能有助于再生氧化性谷胱磷.
防范措施
- 避免摄入过多: 长期消费超过400微克/日可引起沉滞症——症状包括蒜类呼吸、发发作、指甲、皮肤皮疹和肠胃不适等。 食物中很少有严重毒性,但可能伴有不适当的补充剂。
- 在补充: 糖尿病患者往往有可改变硒代谢的同化症(如甲状腺功能障碍,肾病,肝功能障碍),在药物上影响葡萄糖或肾功能的患者应获得个性化的建议.
- 了解个别基准状况:补充效益在硒含量低的个人中似乎最有可能出现,在营养良好的人群中,额外硒可能没有优势,甚至可能有害,特别是在基准含量高的男性中。
- 与药物的相互作用:高剂量硒可通过增强抗凝固剂和抗乳胶药物对板块功能的影响来干扰这些药物,它也可能与丙烯等化疗剂和甲状腺药物相互作用.
- 考虑形态: 塞勒纳米硫酮比硒酸盐更好的被吸收并被融入蛋白质,但可以被积累到组织中去。 为了补充,低剂量(50-100微克/日)一般比高剂量安全。
硒和特定糖尿病并发症
心血管疾病
低脂环氧酸盐氧化反应是无心反应的关键步骤。GPX1和SELP等SELENo蛋白通过减少脂质过氧化物来保护LDL免受氧化。在糖尿病患者中,保持足够的硒状态可以降低导致斑点不稳定和内皮功能障碍的脂质过氧化. 2019年一项观察研究的元分析发现,高硒水平与低硒摄入量人群中冠心病风险较低有关,但并非在硒累累加人群中。 临床试验需要确认针对硒的干预是否能够减少糖尿病中的心血管事件。
糖尿病肾上腺炎
肾脏因其高代谢活性及血液流动而特别容易受氧化性应激. 在糖尿病肾病中,肾脏组织中依赖硒的酶常被抑制. 动物研究表明,硒补充会降低糖尿病大鼠的蛋白质尿,光脂硬化和管状间质纤维化. 人类证据有限但很有希望:在患有糖尿病肾病的伊朗成年人中,一次为期12-周的随机试验发现,与安慰物相比,每天200微克的硒会减少尿道分泌和血清MDA. tubular伤害标记也有所改善. 在提出临床建议之前需要进行更长时间的研究,但数据支持潜在的再保护作用.
神经外科
外周神经的氧化损伤是糖尿病中疼痛和残疾的主要原因. 硒补充被证明能改善神经导电速度并降低动物模型中糖尿病神经病的氧化应激标记. 人类试点研究中,半年的硒补充(200μg/天)导致主观疼痛分数和生活质量测量的适度改善,虽然客观神经导电参数没有显著变化. 硒在神经病防治中的作用仍然是一个活跃的调查领域,正在进行若干试验,检查使用α-利物酸和其他抗氧化剂的复方疗法.
未来的研究方向
硒和糖尿病的现有证据基础是零散的。
- 平方剂量和形态: 大多数试验使用硒化亚甲基苯丙胺,每天200微克,但硒化亚硝基和无机盐(硒化亚硝基,硒酸钠)有不同的药效动力学和组织分布. 剂量反应研究需要按照基线硒状态分解.
- 遗传变异性: 硒化蛋白基因(如GPX1,SepP1,TXNRD2)中单核苷酸多态性(SNP)影响个人如何应对硒的摄入. 以基因型为基础的个性化硒补充可以改善结果并尽量减少风险.
- 硒在胰岛素抗药性中的作用: 机械学研究应当澄清高硒能促进胰岛素抗药性,以及这是否由硒蛋白P或其他炎症途径所调解. 了解从抗氧化剂到亲氧化剂的分子切换至关重要.
- 与其他抗氧化剂的结合:维生素E、维生素C、α-利普酸和多酚可能与硒协同。 有必要进行糖尿病并发症综合疗法检查,特别是肾上腺病和神经病。
- 长期安全性:[ 需要开展具有长期后续性的研究,以确定补充硒是否影响癌症发病率、心血管死亡率或糖尿病患者的全因死亡率。 SELECT试验数据表明,要谨慎,但糖尿病患者群体缺乏较长的观察。
结论
硒是糖尿病情况下的一把双刃剑,一方面,它对于抗氧化剂酶的活性是不可或缺的,可以对抗葡萄糖引起的氧化应激,有证据表明保持足够的硒状态可以降低氧化损害并可能减缓糖尿病并发症的发展;另一方面,过多的硒摄入量——无论是从高硒食品的补剂还是过度消耗中摄入的硒——可能有害,增加了胰岛素抗药性和去甲素化的风险.
多数糖尿病患者的均衡饮食包括巴西坚果等温和、金枪鱼、鸡蛋、沙丁鱼和全粒等含硒丰富的食物,每天能提供55-70微克的最佳去甲蛋白功能。 只有在测试硒状态后,并在医疗提供者的监督下,才能考虑补充。 随着研究的不断发展,去防治糖尿病氧化损伤,去乙硒仍将是一个令人着迷但谨慎的参与者。
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