Contenuto nel corpo umano: 3-30 mg (funzione della regione geografica, dell abbondanza nel terreno) PRI: 55 μg/die (M e F)

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1 SELENIO Fonti alimentar: alimenti di origine marina, frattaglie, patate e lieviti (fortificati) Gli alimenti di origine vegetale lo contengono in relazione alla composizione del terreno Contenuto nel corpo umano: 3-30 mg (funzione della regione geografica, dell abbondanza nel terreno) PRI: 55 μg/die (M e F) Funzioni: cofattore di enzimi (es. glutatione perossidasi, tioredossina reduttasi, iodotironina deiodinasi) Mantenimento dello stato redox cellulare, difesa antiossidante, metabolismo degli ormoni tiroidei, efficienza della risposta immunitaria Carenza: moderata: miopatia dei muscoli scheletrici, fragilità di unghie e capelli. Carenza marcata: morbo di Keshan (cardiomiopatia, Cina), malattia di Kashin-Beck (osteoartrite deformante,tibet), in concomitanza con altri fattori Tossicità: UL 0,3 mg/die. Disturbi gastrointestinali, odore di aglio nell alito (dimetilselenuro), atrofia delle unghie

2 SELENIO proprietà chimiche Massa atomica: Se>S>O Pertanto, a ph fisiologico il Se è ionizzato Forme inorganiche Selenuro (SeH - ) (stato ossidazione Se = -2) (ruolo metabolico) Selenito SeO 3 2- (stato ossidazione Se = +4) Selenato SeO 4 2- (stato ossidazione Se = +6) Nel suolo e in supplementi

3 Il selenio negli alimenti dipende dalla quantità di selenio nel terreno Selenio nel suolo Vegetali Animali uomo grano riso

4 Forma organiche selenometionina (Se-met): negli organismi vegetali e animali selenocisteina (Sec): forma funzionale, solo negli enzimi animali Selenocisteina, 21 amminoacido (Sec, U) Selenometionina (Se-met) serina cisteina selenocisteina

5 Omeostasi del selenio NON dipende dall assorbimento ma dalla trasformazione in forma funzionale (Sec) e dall escrezione Il selenio è presente negli alimenti come: Se-met, Sec, selenato, selenito Sono assorbiti nell intestino tenue e crasso (poco noto il meccanismo) Se-met è assorbita 100% viene incorporata nelle proteine al posto della Met (il trna Met non discrimina tra metionina e Se-met) viene trasformata in Sec Sec rilascia selenuro (H 2 Se) tramite l azione di Sec beta-liasi Selenato e selenito sono ridotti nell enterocita a H 2 Se dal GSH H 2 Se (selenuro) viene incorporato nelle Seproteine (es. GPx3) e mandato in circolo (GPx3, 20% selenio plasmatico) Il fegato sintetizza Selenoproteina P (SePP) che trasporta il Se agli altri tessuti L escrezione avviene come: Dimetilselenuro Trimetilselenonio (prodotti dalla metilazione di H 2 Se)

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7 La Sec viene inserita nelle selenoproteine durante la sintesi NON è un processo post-traduzionale ATP A T 1. Legame della serina al Sec trna (codone complementare a UGA) tramite la Seril-tRNA sintasi (si forma Seril-tRNA Sec ) 2. Fosforilazione della serina tramite chinasi specifica 3. Il fosfato viene rimpiazzato dal selenuro (donatore il selenofosfato) 4. Si è formato il Selenocisteinil-tRNA La selenofosfato sintetasi 2 ( una Se-proteina) è importante per la regolazione dell omeostasi del Se Papp LV et al., Antioxid Redox Signal Jul;9(7):

8 Inserzione della Sec nella selenoproteina nascente Una struttura a forcina detta SECIS (Selenocysteine Insertion Sequence) presente al 3 UTR di mrna delle selenoproteine differenzia UGA/Sec ed UGA/codone di stop Nella struttura a forcina SECIS sono presenti appaiamenti di basi non canonici (UAGU/UGAU) che causano un ripiegamento >90 Sono necessari due fattori di allungamento SBP2 = Secis Binding Protein 2 eefsec=eukaryotic Elongation Factor for Sec

9 Selenoproteine contenenti selenocisteina (Sec) (circa 25 identificate) A funzione nota le seguenti Le Glutatione perossidasi (GPx1-4) eliminazione di perossido di idrogeno e perossidi organici (difesa antiossidante) Le tioredossina reduttasi (TRR 1, 2) riduzione di tioli proteici, mantenimento dello stato redox intracellulare Le iodiotironina deiodinasi (DI 1, 2, 3) metabolismo ormoni tiroidei La Selenoproteina P trasporto plasmatico del Se, antiossidante La Selenofosfato sintetasi (SPS2) formazione di Sec dalla serina

10 Le glutatione perossidasi, enzimi antiossidanti GPx 1-3 sono proteine tetrameriche, hanno come substrato perossido di idrogeno e perossidi organici GPx4 è monomerica, ha come substrato idroperossidi lipidici GPx-1 citosolica, tutte le cellule ed eritrociti, marcatore biochimico dello stato nutrizionale del Se GPx-2 epitelio del tratto gastrointestinale, protezione dai perossidi alimentari, difesa dal cancro colorettale GPx-3 extracellulare, plasmatica, marcatore biochimico dello stato nutrizionale GPx-4 o PHGPx (Phospholipid Hydroperoxide GPx) di membrana e nelle LDL (azione sinergica con vit E), presente nello sperma e nei testicoli

11 Glutatione perossidasi Il GSSG viene poi ridotto di nuovo a GSH grazie all azione dell enzima flavinadipendente Glutatione reduttasi

12 Meccanismo catalitico della glutatione perossidasi H 2 O 2 o un idroperossido organico

13 TRR1 citosol e nucleo TRR2 mitocondri TRR3 nel testicolo Tioredossina reduttasi (isoforme TRR 1, 2, 3) Sistema della tioredossina: Tioredossina, NADPH, tioredossina reduttasi Modula lo stato redox di fattori di trascrizione che presentano cisteine nel dominio di legame al DNA (NfkB, p53, AP1, recettore glucocorticoidi,) (Regolazione dell espressione genica, proliferazione cellulare, apoptosi) Riattiva la ribonucleotide reduttasi (sintesi dei deossiribonucleotidi) Rigenera antiossidanti (Vit C, GSH, Vit E) (Contribuisce al mantenimento dello stato redox intracellulare)

14 Tioredossina reduttasi Contiene FAD Contiene Se Utlizza la tioredossina come substrato Tioredossina reduttasi NADPH Tioredossina-S2 Proteina bersaglio -(SH) 2 Tioredossina reduttasi NADP+ Tioredossina-(SH) 2 Proteina bersaglio -S2

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16 La tioredossina reduttasi partecipa alla riattivazione della ribonucleotide reduttasi Nelson Cox, I PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER 5/E, Zanichelli editore S.p.A. Copyright

17 La tioredossina reduttasi partecipa alla riattivazione del GSH, Vit C, Vit E (1 tioredossina reduttasi; 2 glutatione reduttasi; 3 glucosio 6-fosfato deidrogenasi)

18 Iodiotironina deiodinasi (DIO) Enzimi di membrana (plasmatica e RE) DIO1 converte T4 (3,5,3,5 -tetraiodotironina) in T3 (3,3,5- triiodotironina), inattiva T3 e T4 tiroide, ipofisi, rene e fegato DIO2 regola la concentrazione di T3 tiroide, cervello, grasso bruno e muscolo scheletrico DIO3 inattiva la T3 e T4 cervello, pelle e tessuti fetali.

19 Il selenio è molto importante per la funzione della tiroide La tiroide riceve il selenio circolante in modo prioritario Esprime 12 proteine a Selenio (GpX; TRR; DIO etc.) Ha bisogno di un efficiente difesa antiossidante, perché durante la sintesi degli ormoni tiroidei, si produce H 2 O 2 La supplementazione di selenio ha effetti positivi nella cura delle tiroiditi autoimmuni

20 VALUTAZIONE DELLO STATO NUTRIZIONALE PER IL SELENIO Dosaggio dell attività enzimatica GPx1 eritrocitaria Dosaggio del selenio nel plasma Livelli di selenio escreto nelle urine Livello nelle unghie e capelli (poco afffidabile, possibile contaminazione)

21 Malattie da carenza di Selenio Interessano l adolescenza e le donne in età fertile Malattia di Keshan (tipica della regione di Keshan, Cina) Cardiopatia, dovuta ad aumentata virulenza del virus Coxsackie (CVB3) Malattia di Kashin-Beck (due ricercatori russi) (tipica del Tibet, Cina Settentrionale) Osteoartrite deformante, concomitante a carenza di iodio ed esposizione a micotossine che producono ROS Cretinismo accompagnato da ingrossamento della tiroide (Zaire) contemporanea carenza di iodio e selenio Dolori e debolezza muscolare in pazienti in nutrizione parenterale Alcuni tipi di cancro (es. alla prostata) sembrano associati a carenza cronica di selenio

22 Tossicità da eccesso di Selenio UL 0,3 mg/die Per Eccessiva supplementazione Ingestione accidentale o deliberata di dosi elevate Introduzione abituale elevata con gli alimenti Sintomi Dermatite bollosa Distrofia delle unghie e dei capelli (eccessiva sostituzione di Se con S nella cheratina) se > 0,9 mg/die Odore di aglio (dimetilselenuro) dalla pelle, sudore e alito