Chemopreventive mechanisms of selenium

Abstract

□ The element selenium (Se) was recognized only 40 years ago as being essential in the nutrition of animals and humans.It is recognized as being an essential component of a number of enzymes in which it is present as the amino acid selenocysteine (SeCys). Selenium compounds have also been found to inhibit tumorigenesis in a variety of animal models and recent studies indicate that supplemental Se in human diets may reduce cancer risk. Anti-tumorigenic activities have been associated with Se intakes that are more than sufficient to correct nutritionally deficient status; that is, Se appears to be anti-tumorigenic at intakes that are substantially greater than those associated with maximal expression of the known SeCys-containing enzymes. Therefore, while some cancer protection may involve one or more Se-enzymes, it is probable that anti-tumorigenic functions of Se are discharged by certain Se-metabolites produced in significant amounts at relatively high Se intakes. □ Thus, Se supplementation of individuals with relatively low or frankly deficient natural intakes of the element can be expected to support enhanced antioxidant protection due to increased expression of the Se-dependent glutathione peroxidases and thioredoxin reductase. Higher levels of Se-supplementation can be expected to affect other functions related to tumorigenesis: carcinogen metabolism, immune function, cell cycle regulation and apoptosis. Thus, according to this 2-stage model of the roles of Se in cancer prevention, even individuals with nutritionally adequate Se intakes may benefit from Sesupplementation. □ Das Element Selen (Se) wurde erst vor 40 Jahren als lebensnotwendig für die Ernährung von Tieren und Menschenanerkannt. Es stellt eine essentielle Komponente einer Zahl von Enzymen dar, in welchen es als Aminosäure Selenocystein (SeCys) vorliegt. □ Man fand auch heraus, daß Selenverbindungen die Tumorgenese in einer Vielzahl von Tiermodellen hemmen, und neuere Studien weisen darauf hin, daß die Selensupplementierung in der menschlichen Ernährung das Krebsrisiko senken könnte. In Tiermodellen und neueren klinischen Studien wurden Antitumoraktivitäten mit Se-Aufnahmen in Verbindung gebracht, die höher liegen als die zur Korrektur des Ernährungsdefizits ausreichende Menge. Das heißt, Selen scheint antitumorigen zu wirken bei einer Aufnahme, die erheblich höher liegt, als zur maximalen Expression der bekannten SeCys-enthaltenden Enzyme notwendig ist. □ Während die Krebsprävention vielleicht über eines oder mehrere Selenoenzyme abläuft, ist es wahrscheinlich, daß antitumorigene Funktionen von Selen erst durch bestimmte Selenmetaboliten wirksam werden, die in signifikanten Mengen nur bei relativ hoher Selenaufnahme produziert werden. So kann erwartet werden, daß Personen mit relativ geringer oder besser gesagt defizienter nat└licher Aufnahme dieses Elements (bei Supplementierung) von einer Steigerung der antioxidativen Protektion profitieren werden, die mit einer gesteigerten Expression der Se-abhängigen Glutathionperoxidase und Thioredoxinreduktase verbunden ist. Bei (noch) höheren Selenmengen kann erwartet werden, so Combs, daß andere Funktionen, die mit der Tumorgenese verbunden sind, beeinflußt werden: der Stoffwechsel von Karzinogenen, die Immunfunktion, die Regulation des Zellzyklus und die Apoptose. □ Aufgrund dieses Zwei-Phasen-Modells der Rolle von Selen bezüglich Krebsprävention ist deshalb anzunehmen, daß nur Personen mit einer adäquaten Selenaufnahme von der Supplementierung profitieren.