營養素辭典：硒（駱菲莉 著）
理化性質 硒（ Selenium，Se）是地殼中含量極少但分布廣泛的微量元素。硒的原子量是78.96，在週期表中，與氧、硫、碲同為VIA族元素，具有-2、0、+4、+6等化學價，因此可以構成多種有機或無機的硒化合物 (1) 。硒與硫的離子半徑、共價半徑及負電性非常相似，因此許多含硒及含硫的化合物在生物細胞內不易被區分。 動物組織內的硒型態主要為 selenomethionine（甲硒胺酸，簡稱SeMet）與selenocysteine (硒半胱胺酸，簡稱SeCys)。人體無法合成SeMet；SeMet由植物合成後，因硒與硫相似的緣故，SeMet可取代甲硫胺酸（Methionine，簡稱Met）併入動、植物的含硒蛋白質（Se-containing proteins）中。SeMet與Met的生理功能並無差異。SeCys則出現於動物的硒蛋白質（selenoproteins），執行硒在生物體內特定的功能；SeCys無法取代人體的半胱胺酸（Cysteine，Cys）。 硒酸鹽（ selenate，SeO 4 2- ） 與亞硒酸鹽（selenite，SeO 3 2- ）並非飲食中的主要型態，但普遍用於硒強化食物或補充劑 (1) 。 代謝 (一)吸收 各類型的硒化合物之吸收率均高；吸收率並非調控動物體硒之恆態的機制。在有機硒方面， SeMet是飲食主要硒型態，吸收率可達90 %以上，以與Met相同的機制吸收 (2) 。SeCys之吸收機制尚不明確，但吸收率亦很高。 在無機硒方面，硒酸鹽（ selenate，SeO 4 2- ）幾乎完全被吸收；但併入組織前，大部分會由尿中排除。亞硒酸鹽（selenite，SeO 3 2- ）則可能因與腸道中物質的交互作用，吸收率較有變化，但仍高達80 %以上。一但吸收後，保留程度高於硒酸鹽 (3,4) 。 (二) 分布 人體與動物有二個硒的儲存池。其一為身體蛋白質中的 SeMet：儲存量視飲食中SeMet量而定。此儲存池提供硒給動物運用的量，決定於動物體Met儲存池的轉換率，而非動物硒的需求 (5) 。其二為肝臟GSHPx-1中的硒：在大白鼠體內，此儲存量佔身體總硒含量的25 %。當飲食硒含量有限而不敷硒蛋白質之合成時，GSHPx-1之mRNA的合成量受抑制，而使有限的硒可用於其他硒蛋白質之合成 (6) 。 代謝過程中， SeMet進入身體的Met代謝池，與Met進行相同代謝程序，最後經轉硫程序(transsulfuration)而異化分解，形成的SeCys繼續分解，釋放出負二價硒化物(selenide) (1) 。 硒酸鹽、亞硒酸鹽、硒半胱胺酸均被代謝成負二價硒化物，其可與執行 chaperone功能的蛋白質結合 (7) ，代謝成硒代磷酸鹽(selenophosphate)後，可成為硒蛋白質（selenoproteins）中硒半胱胺酸的先質，或tRNA中的硒 (8) ，或經甲基化作用轉變為排除型態 (9) 。 (三) 排泄 動物體內生合成硒排除型態的機制之調控尚未完全清楚，但動物研究顯示動物體內硒的恆態之維持主要靠體內硒的排除來負責 (10) 。硒的排除型態主要出現於尿液；當大量排除時，具揮發性的硒排除型態 (dimethylselenide)可由呼氣中排出 (1) 。 生理功能及缺乏症 (一) 生理功能 硒藉著硒蛋白質（ selenoprotein）在動物體內發揮硒的生化功能 (11) 。硒蛋白質的定義是指含有固定硒原子數之蛋白質。動物體有14種硒蛋白質之功能已被確認，包括： 四種硒依存性麩胱甘（月太）過氧化?（ Se-dependent glutathione peroxidases，GSHPx 1- 4），主要功能為對抗氧化壓力；血漿中的selenoprotein P（SelP）具有抗氧化及將肝臟儲存之硒運輸至腎臟及週邊組織利用的功能 (1,12) 。畜產動物心肌與骨骼肌中的selenoprotein W（SelW）亦有對抗氧化壓力的功能。三種硒依存性碘酪胺酸脫碘?（Se-dependent iodothyronine deiodinases）負責調控甲狀腺素代謝；三種硫氧化還原?（thioredoxin reductases）還原分子內雙硫鍵及氧化的抗壞血酸；硒代磷酸鹽合成?（Se-dependent isoform of selenophosphate synthetase）參與硒的代謝之關鍵步驟 (12) 。 綜合以上所述，已知的硒之生化功能包括藉助多種硒蛋白質完成對抗氧化壓力、調控甲狀腺素活動、調控維生素 C與其他分子之氧化還原狀況等。 (二) 缺乏症 硒缺乏在動物與人體造成的影響包括以下症狀： 1.動物研究 硒缺乏造成硒蛋白質酵素活性下降。若硒以外之營養狀況良好，硒缺乏僅造成輕微的臨床症狀。營養不良、化學藥物、感染等壓力會導致硒缺乏的動物出現嚴重病症。例如：在硒缺乏的動物，維生素 E缺乏可導致大鼠與豬的之脂質過氧化與肝臟壞死，及豬、牛、羊的心臟損傷 (13) 。在受感染的小鼠體內，硒缺乏可導致非致病性的coxsackie B3病毒轉變為具致病性的病毒，而造成小鼠的心肌炎 (14) 。 2.克山病 此病是以多發性心肌壞死為主要症狀的地方性心肌炎。僅發生於大陸東北到西南很寬的低硒地區。發生於硒缺乏兒童的心肌病變，可能由感染或化學物質暴露而引發 (1,15) 。 3.Keshin-Beck disease（大骨節病） 此疾病為地域性、多發性、變形性骨關節病變，出現於亞洲低硒地區青春期前兒童與青少年。上述症狀僅發生於硒缺乏者，但改善硒營養狀況無法避免此疾病。因此硒缺乏在此疾病發生過程的角色仍待釐清 (16) 。 4.全靜脈營養使用者之缺硒症狀 有關人類單純因缺硒造成的臨床症狀之報導曾見於使用全靜脈營養的病患。患者在使用缺硒的 TPN注射液20 ~ 30天後出現肌肉疼痛萎縮、心肌病變等現象，患者之血漿紅血球硒含量及GPX-1活性都降至非常低的程度 (17,18) 。 總而言之，單獨硒的缺乏鮮少造成明顯的疾病；但可使動物先前暴露的疾病或壓力進一步發展，而造成生化改變。 參考攝取量
主要食物來源及國人攝取量 (一) 食物來源 我國的食物成分資料庫目前尚無食物硒含量的數據。食物硒含量因土壤硒含量而異。根據世界衛生組織的報導，內臟肉類與海鮮的硒含量約為 0.4 - 1.5 m g/g；肌肉肉類為0.1 - 0.4 m g/g；榖類及其製品為 ＜ 0.1 - ＞ 0.8 m g/g；乳製品為 ＜ 0.1 - 0.3 m g/g；蔬菜、水果為＜0.1 m g/g。同類食物中硒含量差異可達10倍以上 (32) 。 植物中的硒是因硒取代硫而進入植物體，含量依土壤硒含量而異。植物中的硒型態有： SeMet、SeCys、SeCys的代謝產物及其他尚未被證實的有機型態硒。動物生長需要硒，在攝食植物時獲得硒(SeMet)。因此，考慮國人的飲食型態，肉類與海鮮是可靠的硒來源，硒含量因其中的SeMet含量而異。 (二) 國人飲食之硒攝取量 1. 食物 根據 22位美國馬里蘭州居民飲食的實際測量結果，飲食的平均硒攝取量為81 ± 41 m g (1.0 ± 0.5 m mol)/d。由FDA分析美國各地食物之硒含量而估計之硒攝取量中數為87 m g (1.1 m mol)/d，範圍在79 - 104 m g (1.0 - 1.3 m mol)/d。美國NHANES III（The Third National Health and Nutrition Examination Survey）根據飲食紀錄及食物成分表估算美國民眾之硒攝取量的中數為106 m g (1.3 m mol)/d (由食物提供)；使用補充劑者之硒攝取量中數為108 m g (1.4 m mol)/d。加拿大民眾之硒攝取量範圍是113 - 220 m g (1.4 - 2.8 m mol)/d (31) 。 影響硒攝取量的因素包括：食物產地的土壤硒含量、飲食中的肉類攝取量。硒攝取量最低的族群通常是居住在低硒地區的素食者。例如：中國低硒地區的硒缺乏者，是因貧窮無法購買肉類及其他地區食物所致。美加地區食物硒含量差異雖大，但食物運銷系統發達，因而得以緩衝此差異。 國內過去未曾有關於國人硒之飲食攝取量的研究。為瞭解國人之硒及其他營養素之攝取狀況，某教學醫院營養師收集六日根據營養原則設計之正常飲食（熱量為 2000 kcal/d），經秤重、混合、均質、乾燥後，分析其中之硒與多種營養素含量。分析結果顯示六日飲食之硒攝取量範圍是104 - 124 m g（1.3 - 1.6 m mol）/d，平均值為112 m g（1.4 m mol）/d (40) 。由於台灣並非處於低硒地區，加上貿易發達、接觸外來食物的機會非常頻繁，因此正常飲食中提供與美加相當量的硒是合理的。由此亦可推測國人的硒營養狀況應無缺乏的問題。 2. 飲水 飲水提供之硒非常有限。僅在特定有含硒礦岩地區，井水或灌溉用水的硒含量可能很高。 3.血清硒濃度 血漿含硒蛋白質達最大濃度時的血清 (漿)硒濃度：7 - 9 m g /dl (0.8 - 1.1 m mol/L)。NHANES III分析17,630位9 ~ 70歲受試者的血清硒濃度，結果顯示：中數為12.4 m g /dl (1.4 m mol/L)，第1百分位為9.5 m g /dl (1.1 m mol/L)，第99百分位為16.3 m g/dl (1.9 m mol/L)，顯示99 %以上的美國人之硒需要量均已滿足 (32) 。 4. 補充劑攝取量： 美加食物未強化硒。嬰兒配方奶通常添加硒，以確保僅以嬰兒配方奶哺餵的嬰兒硒攝取足夠。 1998年，LSRO Expert Panel建議硒添加量的下限為1.5 m g/100 kcal (10 m g/L)，上限為5 m g/100 kcal (33 m g/L) (32) 。 美國 NHANES III結果指出其調查對象中使用之補充劑含硒者僅佔成人之9 %。不論是否補充硒，硒攝取量均超過各年齡層的EAR。 過量危害與毒性 (一) 毒性 危害之確認 (1) 慢性硒中毒 （ Chronic selenosis ） 有機硒與無機硒造成的臨床中毒症狀相似，但中毒速率與組織硒含量不同。常報導的症狀包括毛髮、指甲易碎裂脫落、腸胃不適、皮膚疹、呼氣有蒜味、疲倦、煩躁、神經系統異常 (41-44) 。 中國湖北省恩施地區與陜西省紫陽縣硒中毒盛行，學者研究 380位硒攝取量高者，硒攝取量皆高於850 m g/d，血液硒濃度均大於100 m g /dl (12.7 m mol/L) (43-45) (2)急性硒中毒 曾有自殺者因服用 gun blueing溶液，以致硒攝取量以克計，造成急性硒中毒。解剖結果顯示中毒者有腸、腎壞死、心肌病變、嚴重肺水腫等現象。美國市售補充劑的硒含量一般都低於100 m g (1.3 m mol )。曾有報導指出，因業者配方錯誤，使13位使用者服下27.3 mg的硒，而產生中毒現象 (41) 。 (3)硒中毒的生化指標 硒蛋白質含量在硒需要量達到後，即呈現飽和狀態，不再隨硒攝取量增加而上升，因此無法被用於評估硒的毒性。測量組織硒含量（包括：血液、血漿）有助於評估硒中毒的危險性。 有機硒（如： SeMet）因取代Met併入體蛋白，使組織硒含量大增。雖不致造成急性毒害，但長期大量攝取，會產生與無機硒相似的中毒症狀。補充劑中的硒主要是無機硒，通常不造成組織硒含量大增；但可在較低濃度造成硒的毒性。硒的甲基化代謝物因測量誤差大，且受許多因素影響，不適用於硒中毒指標。尿液硒排除量在特定控制之條件下，可作為硒毒性的指標。 因此由於「毛髮、指甲易碎裂脫落」的現象較其他症狀常被報導，故被選為重要的評估終點 (32) 。硒攝取主要來自食物。食物硒含量決定於土壤硒含量。美國雖有高硒地區，但 USDA已確認這些地區，並禁止飼養動物作為食物來源。美加地區食物運銷系統發達，可確保個人不會只攝食到當地農產，使硒攝取量不致過高或過低 (32) 。 (二) 過量危害及 UL之訂定 上限攝取量 (Upper Level, UL)的定義為：對所有個體的健康不造成不良影響的最高營養素攝取量。各年齡層之UL係參考以下劑量效應之評估（Does-Response Assessment）而訂定。 1.成人 確定 NOAEL與LOAEL： 中國研究 5位硒中毒患者。在1986年，患者最低血液硒含量為105 m g/dl (13.3 m mol/L)，最低硒攝取量為913 m g (12 m mol)/d，因此訂LOAEL為913 m g (12 m mol)/d。患者之平均血液硒含量是135 m g /dl (16.9 m mol/L)，硒攝取量範圍在913 - 1907 m g (12 - 24 m mol)/d。 在 1992年，患者已由硒中毒恢復，指甲仍有易碎裂現象；平均血液硒含量為97 m g/dl (12.3 m mol/L) (45) ，平均硒攝取量為819 + 126 m g/d，因此定NOAEL為800 m g (10 m mol)/d，將攝取量的95% CI之下限：600 m g (7.6 m mol)/d訂為NOAEL之95 % CI的下限。 美國 Longnecker等人研究142位在懷俄明州東部及南達可答州西部等高硒地區的男女居民，其平均硒攝取量為239 m g (3 m mol)/d。最高硒攝取量為724 m g (9 m mol)/d。飲食硒型態主要是SeMet。半數以上的受試者，硒攝取量都超過200 m g (2.5 m mol)/d，但均無硒中毒現象出現。飲食硒攝取量與全血、血清、腳趾甲、尿液硒含量呈高度正相關，相關酵素活性、凝血?原時間、血液檢查均正常 (46) 。因此，在比較中國大陸與美國研究後，IOM認為訂定NOAEL為800 m g (10 m mol)/d是合理的 (32) 。 有關不確定因子（ uncertainty factor, UF）之評估，由於中毒症狀不很嚴重，但不會很快恢復，加上相關研究資料之樣本人數少，並可能有種族之差異，因此為保護較敏感者，將UF訂為2。 2. 19歲以上成人UL之計算 UL = NOAEL ÷ UF = 800 m g /d ÷ 2 = 400 m g (5.1 m mol)/d 3.懷孕及哺乳婦女 Bratter等人 (47) 研究委內瑞拉高土壤硒地區，哺乳婦女的硒攝取量對甲狀腺素代謝的影響。受試者之硒攝取量範圍是170 - 980 m g (2.2 -12.4 m mol)/d。硒攝取量與free T3呈負相關，但數值在正常範圍。高硒攝取但未達中毒程度之婦女所生的嬰兒，沒有畸形或硒中毒的報導。因此認為懷孕、哺乳婦女的UL應與非懷孕、非哺乳婦女相同，亦為400 m g (5.1 m mol)/d。 4.嬰兒與兒童 根據 Shearer & Hadjimarkos之研究 (33) 的保守估計，母乳硒含量高達60 m g (0.8 m mol)/L不致對嬰兒造成負面影響。因此訂定0~6個月嬰兒的NOAEL為 47 m g (0.6 m mol)/d（60 m g (0.8 m mol)/L × 0.78 L/d）。以該年齡層嬰兒之單位體重表示NOAEL則約為7 m g (90 nmol)/kg/d。 委內瑞拉研究顯示高硒地區婦女之母乳硒含量為 60 - 90 m g (0.8 - 1.1 m mol)/L，嬰兒之平均血清硒含量介於高硒地區與低硒地區嬰兒之數值之間 (47) ；對照組之母乳硒含量為：46 m g (0.6 m mol)/L。 母乳硒含量高達 60 m g (0.8 m mol)/L並不會造成母親與嬰兒的硒中毒。UF訂為1。因此，0 ~ 6個月嬰兒的UL為 47 m g (0.6 m mol)/d（60 m g (0.8 m mol)/L × 0.78 L/d），或7 m g (90 nmol)/kg/d。 5.其他年齡層 嬰兒與成人的 UL在體重之基礎應是相似的。各年齡層對硒毒性之靈敏度應相同。因此以47 m g (0.6 m mol)/d為基準，根據各年齡層的參考體重計算UL，再將數據調整至最近的5 m g的倍數。 結論 硒藉數個具抗氧化功能的硒蛋白質完成其功能。硒的 RDA之訂定以使血漿glutathionine peroxidase (SeGPX)之合成量達到最高為標準。男性與女性成人之RDA皆為50 m g (0.63 m mol)/d。飲食中主要硒型態的生物可獲性很高。硒攝取量因地而異，美國（81 m g (1.0 m mol)/d）、加拿大（113 – 220 m g (1.4 - 2.8 m mol)/d）平均攝取量高於RDA。均衡飲食估計可提供約104 - 124 m g（1.3 - 1.6 m mol）/d的硒。成人之UL訂為400 m g (5.1 m mol)/d，以硒中毒為副作用。
(資料摘自行政院衛生署出版之「國人膳食營養素參考攝取量及其說明修訂第六版」) |
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