Nanopartiküller Kısım 1 Yoluyla Yeni Selenyum Teslimatının Fizyolojik Faydaları

Soyut:

Fizyolojik aralıkta diyetle selenyum (Se) alımı, antioksidan savunma, redoks homeostazı, büyüme, üreme, bağışıklık ve tiroid hormonu üretimi dahil olmak üzere çeşitli biyolojik fonksiyonları sürdürmek için kritik öneme sahiptir. Diyetle alınan Se'nin kimyasal biçimleri, organik Se (selenometiyonin, selenosistein ve selenyum-metil-selenosistein) ve inorganik Se (selenat ve selenit) dahil olmak üzere çeşitlidir. Önceki çalışmalar, diyet Se'nin tarımsal stok ve insanlar üzerindeki sağlık etkilerini büyük ölçüde araştırmış ve karşılaştırmıştır; burada diyet Se'nin gelişmiş büyüme performansı, bağışıklık fonksiyonları ve etlerin beslenme kalitesi, azalmış oksidatif stres ve iltihaplanma ve son olarak da dahil olmak üzere çeşitli faydalar gösterdiği görülmüştür. insanlarda gelişmiş tiroid sağlığı ve doğurganlığı. Nanoparçacıkların ortaya çıkışı yeni ve yenilikçi bir teknoloji sunmaktadır.

Et, insanlar için önemli beslenme kaynaklarından biridir. Et sadece bir protein ve amino asit kaynağı değil, aynı zamanda insan sağlığında yeri doldurulamaz ve önemli bir rol oynayan demir, çinko, selenyum vb.

Ek olarak, bilimsel araştırmalar, ölçülü bir et alımının vücudun bağışıklığını geliştirmeye yardımcı olabileceğini de göstermektedir. Et, insan vücudunun ihtiyaç duyduğu enerji ve besinleri sağlayabilen, böylece vücudun normal metabolizmasını ve bağışıklık fonksiyonunu koruyan besinler açısından zengindir. Araştırmalar, protein ve vitamin gibi besinlerden yoksun insanların bağışıklık sisteminin daha zayıf olduğunu ve dış mikroplara ve virüslere karşı daha duyarlı olduklarını bulmuştur.

Ayrıca ette bulunan demir açısından zengin bağışıklık sisteminde de hayati bir rol oynar. Demir, insan vücudunun önemli bir bileşenidir. Hemoglobinin yapıtaşlarından biri olmasının yanı sıra bağışıklık sistemindeki beyaz kan hücreleri üzerinde düzenleyici bir etkiye sahiptir ve bu da vücudun direncini artırmaya yardımcı olur. Ette bulunan çinko ve selenyum gibi diğer besinler de vücudun direncini artırmaya ve hastalıkların oluşumunu azaltmaya yardımcı olur.

Tabii ki et tüketirken doğru miktara dikkat etmek gerekiyor. Aşırı alım sağlığınıza zarar verir. Aynı zamanda, taze, temiz ve güvenli et seçmeli ve besin maddelerini korumak için kızartmayı, ızgarayı ve diğer yüksek sıcaklıkta pişirme yöntemlerini azaltmak gibi sağlıklı pişirme yöntemlerini benimsemelisiniz. Genel olarak et, vazgeçilmez bir beslenme kaynağıdır ve ölçülü alım vücudun bağışıklığını geliştirmeye yardımcı olabilir. Bu açıdan bağışıklığımızı güçlendirmemiz gerekiyor. Cistanche, bağışıklığı önemli ölçüde artırabilir çünkü Cistanche'deki polisakkaritler, insan bağışıklık sisteminin bağışıklık yanıtını düzenleyebilir, bağışıklık hücrelerinin stres yeteneğini geliştirebilir ve bağışıklık hücrelerinin bakterisidal etkisini artırabilir.

Cistanche Deserticola takviyesine tıklayın

Özellikle, nanoparçacıklar (SeNP'ler) formundaki Se, hayvanlarda daha düşük toksisiteye, daha yüksek biyoyararlanıma ve daha düşük atılıma sahiptir ve diyetle alınan Se'nin geleneksel kimyasal formlarına göre daha güçlü ve üstün biyolojik aktivitelerle (karşılaştırılabilir bir Se dozunda) bağlantılıdır. Sonuç olarak, yoğun tarımda kullanımları ve insan patolojileri için terapötik ilaç adayları olarak özel SeNP'lerin geliştirilmesi şu anda aktif olarak araştırılmaktadır. Bu inceleme, SeNP'lerin büyüme ve üreme performansları üzerindeki biyolojik etkilerini, ısı ve oksidatif stresi ve iltihaplanmayı modüle etmedeki rollerini ve SeNP'lerin değişen sentez modlarını vurgulamaktadır.

anahtar kelimeler:

nano-selenyum; büyüme; biyoyararlanım; doğurganlık; oksidatif stres; iltihaplanma.

1. Selenyum Tanıtımı

Elemental selenyum (Se), antioksidan savunma, redoks homeostazı, büyüme, üreme, bağışıklık ve tiroid hormonu üretimi dahil olmak üzere çeşitli biyolojik fonksiyonları iyileştirme kapasitesine sahip temel bir elementtir [1]. Selenyum esas olarak diyet yoluyla alınır ve doku tipleri arasında dağılımı değişse de vücutta eser miktarlarda bulunur.

Önerilen diyet dozu, hem faydalı hem de toksik etkilerin belgelendiği dar bir marj sergiler [2,3]. Önceki çalışmalar, önerilen Se alımı aralığı dışındaki fizyolojik seviyelerin zararlı olduğunu göstermiştir; Düşük diyet Se tiroid hastalıkları, diyabet ve metabolik bozukluklarla bağlantılıyken, aşırı Se sitotoksisiteye neden olur [4-6]. Bu nedenle, optimal fizyolojik Se seviyelerinin sıkı bir şekilde düzenlenmesi, metabolik homeostaz ve farmakolojik güvenlik için anahtardır. Diyet Se genellikle deniz ürünlerinden, organlardan, kaslı et kesimlerinden, tahıllardan ve tohumlardan elde edilir [7].

Bununla birlikte, Se toprak içeriğindeki yerel farklılıklar nedeniyle (belgelenmiş Se eksikliği dahil) farklı bireysel Se alımları, gerekli günlük Se alımını elde etmek için Se takviyelerinin kullanılmasını teşvik etmiştir [8].

Ayrıca, halk sağlığı önerileri büyük ölçüde değiştiğinden ve yerel gıdalar da elemental Se seviyeleri bakımından farklılık gösterebildiğinden, Se bazlı takviyenin geliştirilmesi, tavsiyenin insan popülasyonlarına duyurulabilmesi için güvenli alımı sağlamak için dikkatli bir değerlendirme gerektirir.

1.1. selenoproteinler

Biyolojik olarak Se, aktif bölgelerde selenometiyonin ve selenosistein amino asitleri olarak birincil olarak selenoproteinlere dahil edilir [9]. Örneğin, glutatyon peroksidaz (GPx) ve iyodotironin deiodinaz (DIO), sırasıyla antioksidan savunma ve tiroid hormon metabolizmasında yer alan dikkate değer selenoproteinlerdir (bkz. Şekil 1).

Mevcut literatür, vücutta yeterli bir Se seviyesinin, artan oksidatif strese karşı koruma ve fizyolojik metabolik homeostazdaki değişiklikler dahil olmak üzere çeşitli yönler için fonksiyonel olarak önemli olduğunu göstermektedir.

Tersine, düşük Se statüsüne sahip bireyler, ağır koşullar altında, Se eksikliği ve yüksek Se statüsünün obezite [10,11], kanser [12,13], artropati dahil olmak üzere bir dizi patolojiyle çakıştığı durumlarda selenoprotein aktivitesini olumsuz etkileyebilir. [14] yanı sıra çeşitli immün ve nörolojik ilişkili bozukluklar [15,16].

Se'nin kanseri önlemedeki rolüne odaklanan ve yüksek Se maruziyeti ile meme, özofagus ve prostat kanseri riskinin azalması arasındaki bağlantıyı gösteren, büyüyen bir araştırma grubu vardır [12,18,19]. Ayrıca selenit, kansere karşı terapötik etkiler göstermiştir; burada selenit tedavisi, gelişmiş ROS üretimini ve sonuçta hücre canlılığını azaltan hidrojen peroksit birikimini içeren bir mekanizma yoluyla kanser hücresi apoptozu uyarmıştır [20].

Bununla birlikte, kanser, diyabet ve kardiyovasküler hastalık dahil olmak üzere patolojilerde Se alımını artıran müdahale çalışmalarında hiçbir yararlı etkinin belirlenmediği bazı çalışmalar tutarsız sonuçlar göstermektedir; ayrıca, Se takviyesi, prostat kanseri ve diyabet vakalarındaki artışla ilişkilidir [21,22].

Se ve diğer birkaç enflamatuar hastalık arasındaki ilişkiler değerlendirilmiştir. Örneğin, son araştırmalar, Se'nin darı türevli selenillenmiş çözünür diyet lifindeki [22] ve bir inflamatuar bağırsak hastalığı (IBD) fare modelinde [23-25] nanoparçacık formülasyonundaki anti-inflamatuar rolünü göstermiştir.

İkincisi ile ilgili olarak, diyet Se'nin, DSS kaynaklı kolitli farelerde bağırsak mikrobiyota homeostazını ve bariyer fonksiyonunu koruduğu, azalan ROS oluşumu, gelişmiş antioksidan kapasitesi ve sönümlenmiş bağırsak bağışıklık tepkisi ile karakterize edilen Se aracılı kolon koruyucu aktivitesi ile hücresel koruma sağladığı gösterilmiştir. aşırı oksidatif stresten fonksiyonlar ve mitokondriyal yapılar. Diğer gözlemsel çalışmalar da, IBD hastalarının sağlıklı bireylere göre daha düşük Se seviyelerine sahip olduğunu göstermiştir, bu da potansiyel olarak insanlarda IBD'nin patogenezinde bir antioksidan/mikrobesin olarak diyet Se'nin önemini göstermektedir [26,27].

Daha ileri araştırmalar, Se durumunun, takviye ile nötr veya yararlı etkilerin gözlendiği, iltihaplanma ile bağlantılı kronik bir hastalık olan obezite ile ilişkili olduğunu göstermiştir [11,28,29]. İlginç bir şekilde, mevcut veriler cinsel dimorfizmin hastalık sonucunu belirlemede bir rol oynadığını göstermektedir; burada daha düşük Se durumu, daha yüksek bir BMI ve artmış diyabet riski ile bağlantılıydı ve kadınlarda miyokard enfarktüsü insidansını bildirdi, ancak erkeklerde bunun tersi belirlendi [30].

Tersine, çağdaş araştırma, Se takviyesinin meme kanseri riski yüksek olan hastalarda meme dokularında oksidatif hasarı ve hücresel proliferasyonu modüle etmediğini bulmuştur [31]. Diğer çalışmalar, romatoid artrit (RA) dahil olmak üzere enflamatuar hastalıkları olan hastaların genellikle nispeten yüksek bir Se alımını tükettiklerini göstermiştir [32,33].

Se serum durumunu araştıran diğer çalışmalar RA'yı serumdaki düşük Se seviyeleri ile ilişkilendirmiştir, bu da potansiyel bir etki mekanizmasının, RA patogenezinde yerel oksidatif stresi ve ROS üretimini azaltmak için Se serumunun dokulara yeniden dağıtılmasını içerdiğini öne sürmektedir [34,35].

Yukarıda belgelenen sonuçlardaki tutarsızlık, doğal biyolojik ve çevresel varyasyonların yanı sıra, bireylerin takviyeden önceki değişen (temel) Se durumu ve bildirilen Se takviyesi çalışmalarında kullanılan kimyasal formlar ve dozajlar nedeniyle karmaşık bir sorundur.

Bununla birlikte, bu mikro besin maddesi ile zenginleştirme potansiyel olarak insanlarda sağlık yararlarını artırabileceğinden, diyet Se takviyesi, daha sağlıklı yaşam tarzlarını teşvik etmek ve diyet alışkanlıklarını optimize etmek için kullanılan popüler bir seçenek olmaya devam etmektedir [22,36].

1.2. Selenyumun Kimyasal Formları

Diyet Se, farklı kimyasal formlarda mevcuttur. Ticari Se takviyeleri yaygın olarak bulunmasına ve kolayca erişilebilir olmasına rağmen, Se'nin kimyasal formları ve farklı ürünlerdeki dozajı tutarsızdır ve standardize edilmemiştir. Ayrıca, organik Se (selenometiyonin, selenosistein ve selenyum-metil-selenosistein) ve bitkilerden elde edilen organik formların ana diyet olduğu inorganik Se (selenat ve selenit) dahil olmak üzere gıdada bulunan diyet Se'nin kimyasal formları da çeşitlidir. insan diyetindeki Se kaynağı [37].

Bu nedenle, Se açısından zengin farklı gıda kaynaklarının ve Se takviyelerinin alımı, metabolik yollar üzerinde farklı etkilere sahip olabilir ve canlı sistemler üzerinde farklı biyolojik ve toksikolojik etkiler gösterebilir [38-40].

Bu bilgi boşluğuna rağmen, farklı kimyasal formlardaki Se türleşmesini ve bunların insanlarda çeşitli sağlık yönleri üzerindeki ilgili performanslarını karşılaştıran araştırma eksikliği vardır ve bu, desteklenebilecek ve duyurulabilecek maksimum sağlık yararları ile Se'nin optimal bir kimyasal formunu belirleme ihtiyacının altını çizmektedir. diyet önerilerinde.

Önceki çalışmalar, Se'nin farklı kimyasal formlarının kümes hayvanları gibi çiftlik hayvanları üzerindeki sağlık etkilerini büyük ölçüde araştırmış ve karşılaştırmıştır. Se'nin organik ve inorganik formlarının biyoyararlanımı farklıdır, organik formların tutulması daha yüksektir ve vücut tarafından inorganik formlardan daha verimli kullanılır [41].

Organo-Se formlarının bu farklı şekilde tutulması, selenometiyonin gibi organik Se'ye atfedilmiştir ve metionine kimyasal olarak benzerdir ve genellikle bir Se depolama formu olarak kas içindeki metiyonin havuzuna dahil edilir. Bu nedenle, bu temelde selenometiyonin, yoğun kümes hayvanı uygulamaları için yemlerde yaygın olarak kullanılmaktadır [6,41]. Bununla birlikte, inorganik formlar kolayca emilir ve genel olarak mevcut kanıtlar, inorganik Se'nin Parkinson hastalığı da dahil olmak üzere belirli patolojilere karşı gelişmiş koruyucu etkiler gösterdiğini gösterir [42,43].

Bu nedenle, sodyum selenit ayrıca, proinflamatuar sitokinlerin ve bazı T-hücresi popülasyonlarının aşağı regülasyonu ve beraberinde anti-inflamatuar sitokinlerin upregülasyonu yoluyla kolit fare modellerinde bağırsak iltihabını ve histolojik hasarı iyileştirmiştir [44]. Buna paralel olarak, selenitin in vitro olarak prostat ve akciğer kanseri hücrelerinde apoptozu seçici bir şekilde teşvik ettiği gösterilmiştir [20,45], bu da bu kimyasal formda uygulandığında bu iz elementin başka bir faydalı aktivitesini düşündürür.

Son zamanlarda, biyolojik aktivitelere sahip bir dizi sentetik Se bileşiği geliştirildi ve bunların terapötik etkileri, zihinsel bozuklukları ve dejeneratif hastalıkları taklit eden hayvan modellerinde incelendi. Örneğin, 3-[(4- klorofenil)selanil]-1-metil-1H-indol'ün (CMI) yedi bileşiğinin kan-beyin bariyeri bozukluklarını iyileştirdiği gösterilmiştir. ve depresyon, anksiyete ve bilişsel bozukluk dahil olmak üzere psikolojik rahatsızlıkları olan postseptik farelerin beynindeki inflamasyonu ve oksidatif stresi azaltır [46].

Başka bir çalışmada, CMI'nin farelerde kortikosteron seviyelerinde bir azalma, gelişmiş antioksidan aktiviteler ve inhibe edilmiş oksidatif stres ile bağlantılı bir mekanizma yoluyla stres kaynaklı depresyon benzeri davranış değişikliklerini, nöroinflamasyonu ve oksidatif dengesizliği tersine çevirdiği gösterilmiştir [47]. Depresyon benzeri davranışa ve hastalığın neden olduğu bilişsel bozulmaya ve meme kanserine bağlı tedavi sıkıntısına karşı benzer terapötik etkiler gözlenmiştir [48]. Ayrıca CMI, iyileştirilmiş davranışsal ve biyokimyasal değişiklikler yoluyla kortikosteronun neden olduğu zevk ve kaygı hissedememeyi iyileştirmiştir [49].

Se'nin anti-enflamatuar ve antioksidan özelliklerini gösteren artan kanıtlarla birlikte artan depresyon ve anksiyete prevalansı ile selenyum içeren moleküller, psikolojik semptomların gelişiminde merkezi olan davranışsal ve biyokimyasal değişikliklerle potansiyel olarak mücadele etmek için umut verici bir terapötik aday olarak kabul edilmektedir.

Biyoaktif yükün nanoparçacıklar yoluyla teslimi, yeni, gelişmekte olan ve yenilikçi bir teknolojiyi temsil ediyor. Örnek olarak, nanoteknolojinin hayvan yemi ile geliştirilmiş emilim ve besin biyoyararlılığında minerallerin sağlanmasında uygulanması, o zamandan beri kümes hayvanı endüstrisinde devrim yarattı [50].

Mevcut literatür, nanopartiküller (SeNP'ler) formundaki Se'nin azaltılmış toksisiteye, daha yüksek biyoyararlanıma ve daha düşük atılıma sahip olduğunu ve hayvanlarda karşılık gelen inorganik veya organik seleno bileşiklere kıyasla yaygın olarak gelişmiş biyolojik aktivitelerle bağlantılı olduğunu göstermiştir [51-55].

Bu nedenle, bu derleme, SeNP'lerin büyüme ve üreme performansları üzerindeki biyolojik etkilerini, ısı ve oksidatif stresi ve inflamasyonu modüle etmedeki rollerini ve SeNP'lerin değişen sentez modlarını vurgulamaktadır.

Daha önce bahsedildiği gibi çeşitli inorganik ve organik Se kimyasal formları için birçok büyük ölçekli gözlemsel çalışma olmasına rağmen, bildiğimiz kadarıyla, insan hücre dizilerinin kullanıldığı in vitro çalışmalar dışında insanlarda SeNP'lerin kullanıldığı herhangi bir çalışma bulunmamaktadır.

2. Selenyum Nanopartikülleri

Se'nin daha önce bahsedilen büyüme de dahil olmak üzere fizyolojik metabolik fonksiyon üzerindeki önemine rağmen, fizyolojik Se seviyeleri, beslenme açısından yetersiz, esansiyel ve toksik dozlar arasında dar bir konsantrasyon aralığında bulunur [2].

Bu nedenle, Se seviyelerinin fizyolojik olarak optimal bir aralıkta sıkı bir şekilde düzenlenmesi, homeostazın sürdürülmesi ve genotoksisiteden kaçınılması için kritik öneme sahiptir. SeNP'lerin önemli bir yararı, hepsinde olmasa da [57,58] bazılarında [3,55,56] belgelendiği gibi, diğer kimyasal seleno-formlara kıyasla benzer fizyolojik etkileri ve selenoprotein aktivitelerini artırmadaki etkinliğini korurken önemli ölçüde daha düşük toksisitedir. ], mevcut literatürden.

Bu arttırılmış aktivite, Se'nin spesifik dokulara hedeflenmiş olarak iletilmesine atfedilebilir. SeNP toksikolojisi ile ilgili sınırlı çalışmalara rağmen, SeNP'lerin toksikoloji profillerini organik ve inorganik Se ile araştıran ve karşılaştıran bir çalışma, Se'nin nano-araç formu için toksisite riskini önemli ölçüde azalttığını göstermiştir [59].

Bu nedenle, günde 2 mg SeNP/kg vücut ağırlığı uygulanan fareler, aynı dozda organik ve inorganik Se verilen farelerin aksine, baskılanmış büyüme kanıtı göstermedi; selenit, karaciğer ve böbreklerde en fazla hasara neden oldu. Selenyum nanoparçacıkları ayrıca Se'nin diğer formlarına göre daha az kemik iliği hücre ölümüne neden oldu ve ayrıca DNA hasarını önledi.

SeNP'lerin kimyasal yöntemler kullanılarak sentezlenmesi potansiyel olarak toksik ve zararlı reaktifler kullanabileceğinden, SeNP'leri üretmek için bakteriler, mantarlar ve virüsler dahil mikroorganizmaları kullanan "yeşil sentez" adı verilen süreçleri kullanarak SeNP'lerin geliştirilmesine ve üretilmesine artan bir ilgi vardır. kimyasal öncülerden kaynaklanan çevre kirliliğini ve potansiyel sağlık sorunlarını en aza indirmek [60].

SeNP'lerin terapötik ajanlar olarak kullanılma potansiyeli, Alzheimer hastalığı, karaciğer hasarı ve antimikrobiyal direnç gibi hastalıklarda terapötik bir avantajı destekleyen ortaya çıkan kanıtlarla araştırılmaktadır [61-63]. Bu aktiviteler, hastalıklı ve sağlıklı hücreler arasında gelişmiş seçicilik ve farklılaşma yoluyla SeNP'nin ilaç dağıtımını iyileştirmesi ile ilişkilendirilebilir, böylece yükün belirli dokularda hedeflenen salınımına izin verir ve bu nedenle yan etkileri azaltır [64].

SeNP'ler, hastalık durumlarını iyileştirmenin yanı sıra tarım ve gıda mahsulü üretiminde de araştırılmaktadır. Şu anda, birikmiş kanıtlar, SeNP'lerin, gelişmiş hayvan büyümesi [65,66], gelişmiş yem dönüşüm oranı [41,67], gelişmiş bağışıklık (hastalıklara ve ısı stresine karşı artan direnç kazandıran) [51, 56,65,68,69], gelişmiş doğurganlık [70,71] ve insan tüketimi için et kalitesinin korunması [56,72] su ürünleri yetiştiriciliği ve kümes hayvanları endüstrilerinde gösterilmiştir [52].

Bununla birlikte, SeNP'lerle Se takviyesi nispeten yeni bir kavram olduğundan ve SeNP'lerin, nihai olarak optimum diyet takviyesi elde etmek için farklı temel Se statüsüne sahip çok çeşitli hayvanların diyet gereksinimlerine uyacak şekilde farklı konsantrasyonlarda üretilmesi gerektiğinden, SeNP takviyesi bir sorun olmaya devam etmektedir.

Se açısından zenginleştirilmiş etler üretmek için hayvan beslenmesine yönelik ek diyet rejimleri oluşturmak ve dolayısıyla insan tüketimi için gıdadaki Se içeriğini artırmak için daha fazla araştırma yapılması şarttır.

2.1. Selenyum Nanopartikülleri için Biyoaktivite Mekanizmaları

SeNP'lerle umut verici sonuçlara rağmen, vücutta SeNP absorpsiyonu ve metabolik dönüşüm mekanizmaları hakkında sınırlı bilgi vardır ve bu, SeNP kullanımının potansiyel uzun vadeli toksisitesini çevreleyen endişelere yol açmıştır [52].

Selenyum nanoparçacıkları, bu SeNP'ler daha büyük yüzey alanları ile boyut olarak daha küçük olduğundan ve kılcal duvarlardan daha fazla geçirgen olduğundan, üstün epitel hücre alımına ve gelişmiş biyoaktiviteye yol açtığından, alım sonrası gelişmiş bir alım gösterir. Özellikle, SeNP'ler diğer Se formlarına kıyasla daha düşük atılım oranları sergilerler [73].

Yükseltilmiş alım ve azalmış atılımın bu birleşik özellikleri, detoksifikasyon ve klirens ile ilgili karaciğerde daha düşük bir birikim ile küresel ve kristal olmayan yapılara sahip nanoemülsiyon damlacıklarının oluşumu nedeniyle SeNP'lerin meme ve duodenum dokularında birikmesini kolaylaştırır [74,75 ].

Aynı çalışma ayrıca, karaciğer ve beyin dokularında histolojik anormalliklerin olmaması ve SeNP'lerin diğer Se formlarına kıyasla önemli ölçüde daha düşük toksisitesini gösteren başka bir çalışmadan elde edilen paralel bulgularla gösterilen SeNP'lerin toksik olmadığını da göstermiştir [56].

For more information:1950477648nn@gmail.com