軟科學課題組歷時 10 年研究，初步梳理出了硒元素有益于人體健康的多種生物學作 用：

抗氧化損傷，抑制基因突變，預防和抑制某些腫瘤發(fā)生、發(fā)展，防治多種增齡性疾病 （高血壓和心腦血管病、糖尿病、骨質(zhì)疏松、白內(nèi)障等），防治男性不育，降低胚胎發(fā)育 畸形（抗致畸），抑制多種病毒，抗炎性病變，拮抗重金屬和類重金屬毒性，抵御輻射， 預防和延緩衰老，促進機體發(fā)育生長，調(diào)節(jié)免疫，改善負性情緒，保護神經(jīng)等。其中，硒 的抗氧化性是它最基礎(chǔ)、最重要的生物學功能（黃開勛，等，2009）。

同時發(fā)現(xiàn)，機體缺硒，會使體內(nèi)的氧化—抗氧化系統(tǒng)失衡引起氧化應激，進而引起幾 乎涉及人體所有器官和組織的病變。

氧化應激與人類大部分疾病相關(guān)

生命活動依賴于氧，并通過氧化過程獲得機體需要的各種能量，所以說氧對生命 體是不可缺少的。但是，在氧化過程中氧也會對機體造成氧化損傷，造成損傷的物質(zhì)主要是活性氧自由基（ROS）及其衍生物（黃開勛，等，2009）。

在正常生理情況下，機體的氧化—抗氧化系統(tǒng)會將自由基的產(chǎn)生和清除維持在一個 動態(tài)平衡狀態(tài)。但當機體遭到各種有害刺激時，這一氧化—抗氧化系統(tǒng)失去平衡，自由 基的生成超過清除，過度生成與積累的自由基，成為體內(nèi)的有害物質(zhì)。國內(nèi)外大量研究顯示，人類的大部分疾病是 由氧化應激損傷引起或與氧化應激密切相關(guān)，比如心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、 泌尿系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等系統(tǒng)的大部分疾病，甚至腫 瘤也與此相關(guān)，還有研究發(fā)現(xiàn)骨質(zhì)疏松、白內(nèi)障、聽力障礙以及男性不育等也有氧化應 激參與其中。

氧化應激與腫瘤關(guān)系的研究更是受到各國科學家的關(guān)注，研究認為，氧化應激在腫 瘤的形成中起到重要作用，有的發(fā)揮了關(guān) 鍵作用。20 世紀 70 年代興起并迅速發(fā)展的自由基致癌理論認 為，脂質(zhì)過氧化反應（LPR）中產(chǎn)生的自由基和過氧化物可引起多種細胞損傷，特別是 ROS 導致的 DNA 的損傷、原癌基因活化和相關(guān)信號激活等，都可能是許多癌腫發(fā)生的 重要原因。

硒通過清除體內(nèi)有害自由基發(fā)揮抗氧化作用

科學家們經(jīng)過百年探索，已證實人類大部分疾病伴隨著氧化應激和 DNA 損傷過程， 說明氧化應激無處不在，給人類健康帶來極大危害。因此，研究氧化應激損傷及其防護策略已成為生命科學領(lǐng)域的攻關(guān)熱點。

大量研究顯示，在機體的抗氧化體系中，硒是有害自由基的清除劑之一，并通過抗氧化酶類和非酶類的自由基清除劑來實現(xiàn)其抗氧化作用。

第二個被發(fā)現(xiàn)的含硒抗氧化酶即谷胱甘肽磷脂氫過氧化物酶（PHGPx）。它催化的反 應與 GPx 相同，但還能還原 GPx 不能直接還原的磷脂氫過氧化物。這對生物膜免遭損害 有特殊意義。

除 GPx 之外，谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶、過氧化氫酶、硫氧還蛋白還原酶等含硒酶以及多種硒蛋白也具有抗氧化作用，能有效保護細胞膜免受過氧化物損害，防止過氧化物在體 內(nèi)積累，減少 DNA 損傷，預防突變，達到抑制癌變發(fā)生的目的。

硒抗氧化的活性氧自由基機理

硒清除有害自由基、防止體內(nèi)氧化損傷的抗氧化機理是什么呢？

徐輝碧團隊經(jīng)過多年深入研究，發(fā)現(xiàn)硒在抗氧化時有這樣一種生物學現(xiàn)象：硒在一定 生物化學條件下會表現(xiàn)出生物效應的兩面性，即在較低濃度下，硒對活性氧自由基有清除 作用；在較高濃度時，硒對活性氧自由基有催化作用。

具體表現(xiàn)是：當體內(nèi)硒濃度低下時，硒的生物效應低下，即 GPx 活性不足，活性氧 自由基水平較高；硒濃度達到適宜時，生物效應最高，即 GPx 活性最高，活性氧自由基 水平最低；硒濃度超出適宜范圍，就可能出現(xiàn)硒中毒癥狀（圖 8-2）。

中國科學院陳春英等學者在生物體系做硒的劑量、生物效應與活性氧自由基三者關(guān)系 的實驗后，也證實了這一論斷是正確的（徐輝碧，2014）。

上述硒的劑量（即濃度）、生物效應、活性氧自由基三者關(guān)系也遵循著著名的 Weinberg 原理。Weinberg 原理通常研究的是劑量與效應之間的關(guān)系。對硒而言，硒與活性 氧自由基之間的這種關(guān)系，可能是硒的劑量—效應關(guān)系的微觀機制，它調(diào)控著硒元素的抗 氧化作用。

硒和其他抗氧化劑一起在抗氧化功能上發(fā)揮協(xié)同增效作用

硒的抗氧化功能還表現(xiàn)在與維生素 E 的協(xié)同作用上。 Combs 等（1974）在 20 世紀 70 年代初就發(fā)現(xiàn)硒和維生素 E 在防止動物肝臟細胞中微粒 體和線粒體等亞細胞器膜脂質(zhì)過氧化方面的協(xié)同作用。他們在實驗中發(fā)現(xiàn)，給小雞飲食中 單獨補硒或維生素 E，其肝臟微粒體和線粒體的脂質(zhì)過氧化不能被完全抑制，而在同時喂 以足量的硒和維生素 E 時才能被完全抑制。

近年來，氧化應激導致肝纖維化乃至肝硬化、特別是肝星狀細胞活化的情況日益受到 關(guān)注（張曉嵐，等，2007）。Shen 等（2005）給大鼠同時補充硒和維生素 E，在一定程度 上抑制了由四氯化碳誘導激活的肝星狀細胞增殖，促進急性損傷期肝星狀細胞的凋亡，從 而有效降低肝纖維化，促進肝臟恢復進程。

硒的作用與維生素 E 相似，但抗氧化效力更大。維生素 E 的抗氧化作用雖不及硒， 但它能抑制各種細胞膜上不飽和脂肪酸的氧化，減少過氧化物的形成。而硒主要是通過 GPx 在細胞質(zhì)中消除代謝產(chǎn)生的過氧化物。兩者的保護途徑不同，但可發(fā)揮協(xié)同作用， 減少致癌物質(zhì)含量，共同保護細胞免遭傷害，預防和抑制腫瘤的發(fā)生、發(fā)展（王健， 2014；陳元明，2014）。

黃開勛、徐輝碧等（2009）也認為，硒的抗氧化性是多方面的。硒的作用還與維生素 E 的抗氧化作用緊密相連。兩者在細胞抗氧化損傷上相互補充。維生素 E 存在于細胞及亞細 胞膜上，硒則存在于細胞水相的水溶性酶蛋白的組成成分中心。兩種物質(zhì)在不同的位置上 協(xié)同完成對細胞膜脂質(zhì)過氧化的抑制和中間產(chǎn)物的代謝還原，從而保護細胞結(jié)構(gòu)乃至功能 免受損傷。

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