硒：生命守護(hù)神

1818年，瑞典科學(xué)家貝采里烏斯在硫酸廠鉛室中發(fā)現(xiàn)了一種新元素，并以希臘神話中月亮女神的名字將其命名為Selenium，也就是“硒”。經(jīng)過(guò)二百余年的研究，人類對(duì)硒元素的認(rèn)識(shí)從最初的“劇毒惡魔”元素到今天的“生命守護(hù)神”，經(jīng)歷了從一無(wú)所知到日趨全面的發(fā)展過(guò)程。如今，“硒砂瓜”“富硒茶”等富硒產(chǎn)品相繼問(wèn)世，這到底是商家虛假宣傳的伎倆，還是保健效果拔群的“神物”？讓我們走近硒元素，探尋它背后的秘密。

（一）生生不“硒”——硒與動(dòng)植物生長(zhǎng)發(fā)育

與生物圈的水循環(huán)、碳循環(huán)相似，硒元素在自然界中也會(huì)不斷地被生物吸收利用并排出，形成所謂的“硒循環(huán)”。那么，硒是如何在土壤和生物之間循環(huán)的呢？

硒元素在地殼中的含量非常稀少，它從土壤中以無(wú)機(jī)硒的形式被植物吸收、富集，并在酶的作用下轉(zhuǎn)化成含硒的有機(jī)化合物。由于硒元素和硫元素之間的化學(xué)相似性，硒通常通過(guò)取代含硫化合物中的硫而被利用或儲(chǔ)存。植物被取食后，這些含硒氨基酸會(huì)通過(guò)血液循環(huán)被運(yùn)送到肝臟與硒蛋白結(jié)合，或直接運(yùn)送到組織與組織蛋白結(jié)合。同時(shí)，植物中殘存的少量無(wú)機(jī)硒會(huì)在體內(nèi)的一系列還原性物質(zhì)和酶的作用下轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒，并參與含硒蛋白的合成。隨著時(shí)間的推移，這些含硒有機(jī)物被氧氣氧化為硒酸鹽或亞硒酸鹽，隨排泄物排出體外。最終，這些含硒的代謝廢物被微生物吸收，并在微生物的作用下回到土壤中，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

圖1 硒元素的生態(tài)循環(huán)[1]

基于這樣的“硒循環(huán)”，人們開(kāi)始研究硒元素對(duì)動(dòng)植物的生長(zhǎng)發(fā)育的影響。研究表明，適量施用硒可以增強(qiáng)植物的光合作用，從而提高產(chǎn)量，增強(qiáng)植物的抗逆性；然而，當(dāng)硒的濃度較高時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生反作用。例如，在含硒的營(yíng)養(yǎng)液中水培白菜幼苗，當(dāng)硒濃度小于1.0 mg/L時(shí)，會(huì)促進(jìn)白菜幼苗生長(zhǎng)，而當(dāng)硒濃度大于2.5 mg/L時(shí)，則會(huì)抑制它的生長(zhǎng)。[1]另外，硒作為抗氧化劑，能夠提高水果和其他作物的耐儲(chǔ)藏性，在果樹(shù)生長(zhǎng)過(guò)程中施用硒可以減緩乙烯合成速率，保持果實(shí)硬度，從而增強(qiáng)其耐貯性。在動(dòng)物飼養(yǎng)中，硒同樣擁有很重要的地位。在飼料中添加適量硒可以促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)繁殖，提高動(dòng)物的免疫力，保持動(dòng)物的健康狀態(tài)。在魚(yú)飼料中添加硒還可以提高魚(yú)類甲狀腺激素的活性，促進(jìn)魚(yú)類生長(zhǎng)發(fā)育。

（二）物以“硒”為貴——硒與人體健康

生活中，我們時(shí)常能看到帶有“富硒”標(biāo)簽的食品，比如“硒砂瓜”、富硒大米等等，也能聽(tīng)到許多關(guān)于硒對(duì)人體的保健作用的宣傳，這些說(shuō)法到底是確有其事還是“智商稅”呢？

在1935年的黑龍江克山縣，曾爆發(fā)過(guò)一種“怪病”：病人精神萎靡不振，心臟異常地變大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)昏厥、抽搐，甚至死亡。當(dāng)時(shí)的人們對(duì)這種病極為恐懼，談之色變。當(dāng)時(shí)正處日本侵華時(shí)期，日偽政府曾經(jīng)派出調(diào)查組對(duì)這種病進(jìn)行調(diào)查。日本醫(yī)生身穿防護(hù)服、頭戴防毒面具檢查死亡的患者，讓人們對(duì)這種病的恐懼進(jìn)一步蔓延。人們以這種病最初爆發(fā)的地點(diǎn)將其命名為“克山病”。這種死亡率高，治愈率低的“北滿之奇病”曾肆虐全國(guó)多個(gè)地區(qū)，又一時(shí)間找不到高效的治療方法，令人們叫苦不迭。

直到1965年，西安醫(yī)學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)給陜西病區(qū)的病人服用亞硒酸鈉和維生素E，發(fā)現(xiàn)有預(yù)防效果。這一發(fā)現(xiàn)立刻啟發(fā)了全國(guó)的克山病研究，1972年，中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院的克山病防治小分隊(duì)分析發(fā)現(xiàn)：克山病病區(qū)普遍缺硒，居民日硒攝入量平均在17 μg以下，血液硒含量低于20 μg/L。正是這一發(fā)現(xiàn)，明確了硒與克山病的關(guān)系，為病區(qū)居民送走了肆虐近四十年的“瘟神”。

圖2 罹患克山病的西藏男孩[2]

此后，科學(xué)家們的進(jìn)一步研究表明，硒是人體必需的微量元素之一，缺硒可能會(huì)導(dǎo)致心臟功能受損、肌肉無(wú)力、軟骨功能退化、消化系統(tǒng)病變等一系列生理問(wèn)題。經(jīng)常補(bǔ)充硒元素可以減少多種心腦血管疾病的發(fā)生，增強(qiáng)免疫功能，調(diào)節(jié)甲狀腺激素的代謝平衡，保護(hù)眼部等等。

為什么硒具有這么重要的作用呢？1973年，來(lái)自美國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了谷胱甘肽過(guò)氧化物酶中含有硒，而且硒代半胱氨酸是這種酶的催化活性中心。這種酶可以使有毒的過(guò)氧化物還原成無(wú)毒的羥基化合物，從而保護(hù)細(xì)胞不受過(guò)氧化物的干擾及損害。同時(shí)，這種酶可以分解體內(nèi)有害的自由基，防止其損傷細(xì)胞膜。自由基是一種很活潑的“刺兒頭”分子，進(jìn)入人體后到處爭(zhēng)奪電子，如果奪去細(xì)胞蛋白分子的電子，就會(huì)使蛋白質(zhì)接上支鏈，形成畸變的分子，引起病變甚至癌癥。及時(shí)地清除自由基能有效預(yù)防衰老，增強(qiáng)免疫，保證身體健康?？梢哉f(shuō)，如果沒(méi)有硒，人體的氧化還原平衡就會(huì)被破壞，體內(nèi)的細(xì)胞就會(huì)被摧毀殆盡，生命就會(huì)凋零。

圖3 世界各地小麥(a)和大米(b)中的硒含量對(duì)比[3]

然而，全世界硒元素的分布極其不均勻。全世界的大米平均含硒量是95 mg/kg，而只有為數(shù)不多的幾個(gè)地區(qū)達(dá)到了平均值以上，其余地方都是十分缺硒的。如果每天攝入300克大米，那么全世界有75%的大米不能滿足人均70%的硒需求量。在中國(guó)，有一條從西南到東北的“低硒帶”，72%的地區(qū)屬于低硒和缺硒地帶?？上攵?，在缺硒地帶生活的人們?nèi)绻狈Ψ€(wěn)定的硒來(lái)源，那么很可能會(huì)出現(xiàn)更多的生理問(wèn)題。

圖4 中國(guó)土壤硒含量分布圖[4]

我們?nèi)绻荒軓氖澄镏蝎@取足量的硒，那么就需要額外服用一些藥物或保健品來(lái)保證健康。19世紀(jì)80年代初，研究人員發(fā)現(xiàn)一種名為Ebselen的有機(jī)物具有很高的抗炎癥活性，而且毒性很低，沒(méi)有其他非激素類抗炎藥產(chǎn)生的胃腸黏膜刺激?？茖W(xué)家們?nèi)绔@至寶，很快便將其作為藥物廣泛使用，可以治療白內(nèi)障、關(guān)節(jié)炎等等疾病。含硒的保健品經(jīng)歷了幾代的變遷，其最初的主要成分是水溶性好、易吸收的亞硒酸鈉，但是它的量不易控制，容易過(guò)量導(dǎo)致中毒。后來(lái)，人們研發(fā)出了毒性小，效果更好的有機(jī)硒酵母，其主要成分為硒代蛋氨酸。未來(lái)，科學(xué)家們還可能發(fā)展新一代的硒蛋白、硒多糖，它們的毒性進(jìn)一步減小，生物利用率進(jìn)一步提高，保健效果更加顯著。

圖5 Ebselen的化學(xué)合成

（三）硒雖好，莫貪杯

常言道“是藥三分毒”，硒產(chǎn)品也不例外。最初硒被發(fā)現(xiàn)時(shí)，人們便注意到硒的無(wú)機(jī)化合物的劇毒性，在一段時(shí)間內(nèi)唯恐避之不及。后來(lái)人們合成的許多含硒的化合物，也都存在一定的毒性。

1961年春天，湖北恩施州新塘公社的多個(gè)社員發(fā)生頭發(fā)、指甲脫落。此后，陸續(xù)有人出現(xiàn)這種癥狀，有些大隊(duì)發(fā)生這種怪病的比例高達(dá)80%，甚至有人因此死亡。家畜和家禽也有類似的情況出現(xiàn)。醫(yī)生們也一時(shí)間不能研究清楚發(fā)病的具體原因，人們感到非?？只?。直到1966年，經(jīng)過(guò)中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)鼐用癯霈F(xiàn)的毛發(fā)、指甲脫落癥狀是“硒中毒”。當(dāng)時(shí)正值全國(guó)性自然災(zāi)害期間，當(dāng)?shù)鼐用癯秤昧烁吆澄锿?，還大量挖食了含硒野菜，并用含硒煤碳烘烤食物，導(dǎo)致每日硒攝入量超過(guò)3000μg微克，從而發(fā)生了硒中毒。

圖6 湖北恩施茶園一景[5]

實(shí)際上，根據(jù)《中國(guó)居民膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量》（2016版），成年人每人每日硒元素的推薦攝入量為60 μg微克，可耐受的最高攝入量為400 μg微克。而富硒茶的茶葉中硒含量約為2.45 μg/g，浸泡10分鐘后的茶水則為7.1 μg/L[6]。有的人自認(rèn)為缺硒，所以把買(mǎi)到的含硒保健品和含硒藥品長(zhǎng)時(shí)間高劑量服用，使得自己的身體一直處在“高硒狀態(tài)”。長(zhǎng)此以往，便會(huì)“硒中毒”，表現(xiàn)為皮膚痛覺(jué)遲鈍、四肢麻木、頭昏眼花、胃腸功能紊亂等一系列癥狀。所以，補(bǔ)硒雖好，可不要“貪杯”哦！

圖7 硒元素的參考攝入量[7]

近年來(lái)，關(guān)于硒的研究進(jìn)一步推進(jìn)，很多有關(guān)硒蛋白合成的基因陸續(xù)被鑒定，其分子生物學(xué)機(jī)制也在逐步闡明。然而，硒蛋白基因和機(jī)體健康的關(guān)系仍有待進(jìn)一步探索，有關(guān)硒和生命健康的關(guān)系的研究任重道遠(yuǎn)。愛(ài)因斯坦曾說(shuō)：“大自然已經(jīng)創(chuàng)造出你能想到的一切?！睂W(xué)海無(wú)涯，相信我們?cè)诟袊@于自然之精巧的同時(shí)，也能利用自然，借自然之“妙手”服務(wù)于人類?！霸铝僚瘛蔽氐牧α浚矊⑹谷祟愖兊酶咏】?，為人類創(chuàng)造出如滿月一般明亮的未來(lái)！

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