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Substitution nur bei Risikogruppen sinnvoll

30.08.2004  00:00 Uhr

Selen

Substitution nur bei Risikogruppen sinnvoll

von Ulrich Schweizer, Stefanie Schweizer und Josef Köhrle, Berlin

Selen galt lange als giftig, doch das essenzielle Spurenelement ist lebensnotwendig: Es ist an vielen Prozessen, von der Schilddrüsenhormonaktivierung bis zum Peroxidabbau, beteiligt. Mangelsyndrome scheinen auch bei mäßiger Versorgung nicht aufzutreten, eine suboptimale Aufnahme kann jedoch den Verlauf anderer Erkrankungen verschlimmern.

Die Lebenserwartung steigt und das körperliche Wohlbefinden soll bis ins hohe Alter erhalten bleiben. Daher erfreuen sich Nahrungsergänzungsstoffe wachsender Beliebtheit. Fast jeder hat von positiven Wirkungen von Antioxidantien gehört, die „oxidativen Stress“ bekämpfen und daher den Alterungsprozess aufhalten sollen. Dabei wird immer öfter Selen als Wundermittel angepriesen. Seine essenzielle Rolle in Enzymen mit antioxidativer Funktion macht es zu einem wichtigen Bestandteil in Anti-Aging Produkten oder Präparaten der orthomolekularen Medizin. Die Deutsche Gesundheitshilfe hat eine Initiative zur Aufklärung der Verbraucher über die Bedeutung des Selens für die Gesundheit gestartet und eine Broschüre über Selen herausgegeben (1). Für Beratungszwecke ist es hilfreich, wenn sich Apotheker mit der Molekularbiologie, den Wirkungsmechanismen von Selen sowie den auf dem Markt befindlichen Präparaten und ihrer Indikationen auskennen.

Wechselvolle Geschichte

Das zu den Halbmetallen zählende Selen mit der Ordnungszahl 34 kommt auf der Erde relativ selten vor. Von Berzelius im Jahre 1817 entdeckt, wurde Selen noch in den 30er-Jahren für krebsauslösend gehalten. Erst seit 1957 ist bekannt, dass es ein essenzielles Spurenelement ist. Im Körper spielt es eine wichtige Rolle für die Entgiftung und ist Bestandteil einer Reihe von Enzymen. 1973 wurde das erste Selenoprotein in Säugern identifiziert (2).

Der Einbau des Elements in Proteine ist einmalig in der Biologie: Das Spurenelement wird als Selenocystein (Sec), das Selen anstelle von Schwefel enthält und damit die einundzwanzigste proteinogene Aminosäure ist, während der Proteinbiosynthese am Ribosom eingebaut (6). Der klassische genetische Code kennt allerdings kein Basentriplett für Sec. Vielmehr dient das UGA Stoppcodon – im Zusammenhang mit einem Selenocystein-Einbausignal in der mRNA – als Codon für Sec. An dieses bindet die Selenocystein-spezifische tRNA (tRNASec). Die Transfer-RNA wird mit Serin beladen, das enzymatisch unter Verwendung von Selenophosphat in Sec umgewandelt wird. Ein eigener Elongationsfaktor (EF-Sec) erkennt die tRNASec und bringt sie zum Ribosom. Die Natur betreibt einen erheblichen mechanistischen Aufwand, um ein Schwefelatom gegen ein Selenatom auszutauschen. Dieser lohnt sich jedoch, da die katalytische Aktivität von Selenoenzymen gegenüber ihren Schwefelvarianten um Größenordnungen höher liegt.

Funktionen von Selenoproteinen

Das erste Säugerenzym, das als Selenoprotein identifiziert wurde, war die Glutathionperoxidase (2), die Wasserstoffperoxid und organische Peroxide in der Zelle entgiftet. Inzwischen sind drei weitere selenabhängige Glutathionperoxidasen mit unterschiedlichen biologischen Funktionen bekannt. Eine kommt im Blutplasma, eine im Gastrointestinaltrakt vor und eine ist spezifisch gegenüber Lipidhydroperoxiden. Bei Thioredoxinreduktasen handelt es sich ebenfalls um Selenoenzyme, wie sich erst lange nach ihrer Entdeckung herausstellte. Auch die Schilddrüsenhormon-Dejodasen, die das aktive Trijodthyronin (T3) aus Tetrajodthyronin (T4, Thyroxin) herstellen sowie Schilddrüsenhormone abbauen, enthalten Selen (7).

Für die Verteilung des Selens im Körper spielt Selenoprotein P (SePP), das etwa die Hälfte des Plasmaselens bindet, eine eminente Rolle, wie Untersuchungen an transgenen Mäusen zeigen. Fehlt SePP im Tier, so kommt es trotz adäquater Ernährung unter anderem zu einem eklatanten Selenmangel im Gehirn mit niedrigen Glutathionperoxidase- beziehungsweise Thioredoxinreduktase-Aktivitäten und gelegentlichen epileptischen Anfällen (8). Die Tiere können jedoch durch zusätzliche Selengabe normalisiert werden (9). Transgene Mäuse haben sich in den letzten Jahren bei der Identifikation der physiologischen Funktionen von Selenoproteinen bewährt (10).

Ein weiteres Selenoprotein, das SelR, repariert oxidierte Proteine, indem es Methioninsulfoxide reduziert. Fehlt das (allerdings nicht selenabhängige) homologe Enzym in Mäusen, so verkürzt sich deren Lebensspanne und es treten neurologische Defekte auf (11). Vor kurzem wurden auch Mutationen in Selenoprotein N (SelN) als Ursache einer Muskeldystrophie identifiziert, der ersten menschlichen genetischen Erkrankung, bei der ein Selenoprotein betroffen ist (12). SelN ist im endoplasmatischen Retikulum lokalisiert. Welche Funktion es dort hat, und warum es vor allem im fetalen Muskel exprimiert wird, ist noch unklar.

Wissenschaftler gehen auf Grund von Untersuchungen mit markiertem 75Se davon aus, dass mehr als 35 Selenoproteine in Säugern vorkommen. Bisher wurden aber erst 25 Gene für Selenoproteine identifiziert (13) – es muss also noch unentdeckte Mitglieder der Familie geben.

Vorkommen von Selen in der Nahrung

Selen liegt in der Nahrung vor allem als Selenocystein (tierisch) und Selenomethionin (pflanzlich) proteingebunden vor. Hohe Selengehalte weisen zum Beispiel, Eier, Paranüsse und Fleisch auf. Dabei spielt der Selengehalt des Ackerbodens eine wichtige Rolle. Daher ist Weizen aus den USA viel selenreicher als heimisches Getreide.

Eine gute Quelle für Selen ist auch Seefisch. In der Tierzucht werden Schweine, Rinder und Geflügel schon seit einiger Zeit mit Selen supplementiert, so dass in Deutschland das meiste Selen über tierische Produkte aufgenommen wird.

Auch in Muttermilch ist Selen enthalten. Die Konzentration hängt dabei vom Selenstatus der Mutter ab (14). Die ab der vierten Schwangerschaftswoche bis kurz nach der Geburt gebildete Vormilch (Kolostrum) enthält sehr hohe Mengen Selen. Nach einigen Tagen nimmt die Selenkonzentration in der Milch stark ab. Schon vor der Geburt hat die Leber des Kindes auf Kosten der Mutter einen Selenspeicher angelegt. Probleme mit der Selenversorgung treten bei Frühgeborenen auf, wenn Selen nicht via Muttermilch zugeführt wird oder die Säuglingsnahrung selenarm ist. Aus diesem Grund wird Selen nur in Frühgeborenennahrung, aber nicht in Prä- und Folgenahrungen von namhaften Herstellern zugesetzt. Durch Zufüttern mit Beikost erhöht sich die Selenaufnahme des Babys, da Zutaten aus selenreichen Gebieten sowie Fleisch als Proteinquelle mit Selen verwendet werden.

Auch bei parenteraler Ernährung ist auf eine ausreichende Selenversorgung zu achten. Solange das Element nicht in den entsprechenden Präparaten enthalten war, trat des öfteren bei künstlich ernährten Patienten ein Selenmangel mit Muskelschwäche bis hin zu neurologischen Beschwerden auf.

Im Körper wird Selen aus selenenthaltenden Proteinen enzymatisch freigesetzt, in Selenocystein eingebaut und wieder für die Synthese von Selenoproteinen verwendet.

Suboptimale Selenversorgung

Der britische National Research Council empfiehlt eine tägliche Selenaufnahme von etwa 1 µg pro kg Körpergewicht, also circa 60 µg für Frauen und 75 µg für Männer. Dies genügt, um einen Serumselenspiegel von etwa 95 µg/l aufzuweisen. Bei dieser Konzentration kann die Aktivität der selenabhängigen Glutathionperoxidase (GPx) im Plasma nicht durch weitere Selengaben gesteigert werden. Ob eine maximale Plasma-GPx Aktivität überhaupt nötig ist, bleibt allerdings umstritten. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfiehlt zum Beispiel eine Tagesdosis von 55 µg für Frauen und Männer, die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) zwischen 30 und 70 µg.

Die durchschnittliche tägliche Selenaufnahme in Deutschland liegt allerdings bei 47 µg für Männer und 38 µg für Frauen, also unter den Empfehlungen der WHO. Echte Selenmangelsyndrome sind bei ausgewogener Ernährung in Deutschland also nicht zu erwarten. Allerdings könnten Erkrankungen, die mit oxidativem Stress einhergehen, bei leichtem Selenmangel schwerer verlaufen. So gehen Experten davon aus, dass niedrige Glutathionperoxidaseaktivitäten den Verlauf entzündlicher Erkrankungen verschlimmern, während eine Erhöhung der Glutathionperoxidaseaktivität das Gewebe bei Entzündungen schützt.

In Finnland, wo die Böden extrem selenarm sind, zogen die Verantwortlichen aus dem niedrigen Selenstatus der Bevölkerung die Konsequenz und fügten Mineraldüngern für die Landwirtschaft Selenat bei. Tatsächlich normalisierte diese Substitution die Blutselenwerte sowie die Selenmenge in der Muttermilch (5). Es sind jedoch noch keine veränderten Krankheitsmuster oder Häufigkeiten ableitbar.

Einige Mangelsyndrome bei Haustieren und Menschen scheinen mit Selenmangel assoziiert zu sein. Dabei ist die Datenlage bei Haustieren jedoch meist eindeutiger als beim Menschen. So ist zum Beispiel bei der Keshan Disease, einer endemischen Kardiomyopathie, die bei Bewohnern in einer selenarmen chinesischen Provinz auftritt, ein Coxsackievirus und nicht der Selenmangel die eigentliche Ursache. Allerdings wird der Erreger erst unter selenarmen Bedingungen virulent (3). Zurzeit mehren sich die Hinweise, dass die Häufigkeit bestimmter Krebsarten bei niedrigerem Selenstatus erhöht ist. Deshalb haben die nationalen Gesundheitsinstitute der USA (NIH) eine große klinische Studie gestartet, um zu untersuchen, ob Selen tatsächlich krebspräventiv wirkt. In dieser „SELECT”-Studie (Selenium and Vitamin E Cancer Prevention Trial) werden 12.000 Männer in den USA mit Placebo, Selen, Vitamin E oder einer Kombination von Selen und Vitamin E über zwölf Jahre behandelt. Primäres Ziel ist es, die Häufigkeit von Prostatakrebs, aber auch von Kolonkarzinom und anderen Krebsarten zu beobachten. Gleichzeitig wird die so genannte PREADVICE-Studie mit demselben Patientenkollektiv durchgeführt, die Aufschluss geben soll, ob durch die Gabe der Antioxidantien Selen und Vitamin E die Wahrscheinlichkeit sinkt, an Alzheimer zu erkranken. Viele Berichte legen nahe, dass niedrige Selenwerte mit allerlei Erkrankungen assoziiert seien (4). An kontrollierten, prospektiven Studien mangelt es jedoch noch.

Anscheinend werden in Deutschland die empfohlenen Selenspiegel in der Regel nicht erreicht, egal welche Empfehlungen zu Grunde liegen. Insofern erscheint der Einsatz von selenreicher Nahrung oder Nahrungsergänzungsmitteln mit Selen zumindest für Risikogruppen sinnvoll. Dazu zählen nach derzeitigem Kenntnisstand strikte Veganer, Vegetarier, Frühgeborene und Patienten mit totaler parenteraler Ernährung, Cystischer Fibrose oder Phenylketonurie. Selen ist in verschiedenen Formen in Präparaten zur Nahrungsergänzung erhalten (Tabelle).

 

Tabelle: Selenpräparate im Handel (Auswahl von Präparaten, die nennenswerte Selen-Konzentrationen enthalten, kein Anspruch auf Vollständigkeit)

Präparat, Vertrieb
(Status)
Wirkstoff
Wirkstoffmenge pro Einheit
Indikation Cell Life
Standard Pharma
(Nicht-AM) 50 µg Selenhefe (100 Tabletten)
100 µg Selenhefe (100 Tabletten)   Cellofit Aktiv
Dr. Loges + Co. GmbH
(Nicht-AM) k. A. Selenhefe =
25 µg Selen u. a. (120 Kapseln)   Nobilin Lyco
Medicom Pharma AG
(Nicht-AM) 25 mg Selenhefe u. a. (120 Kapseln)   Seleno Precise
Pharma Nord GmbH
100 µg
(Nicht-AM) 84 mg Selenhefe =
100 µg Selen (150 Dragees)   Selen Plus
Boehringer Ingelheim
(Nicht-AM) 50 mg Selenhefe =
50 µg Selen (120 Kapseln)   Taxofit Selen
Klosterfrau M.C.M.
(Nicht-AM) 42 mg Selenhefe =
50 µg Selen (40 Tabletten)   Cefasel
Cefak
(AM)
50 µg AP
100 µg RP
300 µg RP
Trinkampullen RP
100 µg Lösung RP  
 
Natriumselenit =
50 µg Selen (100 Tabletten)
100 µg Selen (100 Tabletten)
300 µg Selen (100 Tabletten)
100 µg Selen (100 Trinkampullen)
30 µg Selen (100 ml Tropfen) Nachgewiesener Selenmangel, der über die Nahrung nicht behoben werden kann. Selenase
Biosyn
(AM)
79 µg RP
50 µg Trinkampullen AP
100 µg Trinkampullen RP  
 
Natriumselenit =
79 µg Selen (100 Tabletten)
50 µg Selen (50 Trinkampullen)
100 µg Selen (90 Trinkampullen) dito Selen-loges
Dr. Loges + Co GmbH
(AM)
50 µg AP
100 µg Trinkampullen RP
300 µg RP  
 
Natriumselenit =
50 µg Selen (100 Tabletten)
100 µg Selen (90 Trinkampullen)
300 µg Selen (100 Tabletten) dito Seltrans-peroral
Stada
(AM)
60 µg Trinkampullen RP  
 
Natriumselenit =
60 µg Selen (100 Trinkampullen) dito L-Seleno-methionine
Orthica
100/200
(Nicht-AM)  
 
100 µg Selenomethionin (100 Kapseln)
200 µg Selenomethionin (100 Kapseln)  

AM = Arzneimittel, AP = apothekenpflichtig, RP = rezeptpflichtig

 

Geringe therapeutische Breite

Selenverbindungen werden derzeit bei verschiedenen Krankheitsbildern eingesetzt, vor allem bei entzündlichen Erkrankungen wie Hashimoto Thyreoiditis und Rheuma, sowie als begleitende Medikation bei Strahlentherapie oder Zytostatikagaben.

Hohe therapeutische Dosen, wie hierfür erforderlich, sollten nur unter ärztlicher Kontrolle verabreicht werden, da Selen eine geringe therapeutische Breite besitzt. Dies ist auch der Grund, weshalb von einer unkritischen Selbstmedikation mit Selenpräparaten sicherheitshalber abgeraten wird. Eine Einnahme von 200 µg Selen pro Tag über Jahre führte in verschiedenen Studien zu keinerlei unerwünschten Nebenwirkungen. Doch bei Überdosierung kann eine Selenosis (Selenvergiftung) auftreten. Diese ist ohne Anhaltspunkte schwer zu diagnostizieren, da die Krankheitssymptome (Müdigkeit, Übelkeit, Durchfall, Bauchschmerzen, Haarausfall) uncharakteristisch sind. Einziger Hinweis kann der knoblauchartige Geruch des Atems sein, da Selen bei sehr hoher Aufnahme als Methyl- und Dimethylselenid ausgeatmet wird. Die Symptome der Selenosis gehen nach Beendigung der übermäßigen Selenzufuhr wieder zurück.

 

Literatur bei den Verfassern

 

Für die Verfasser:
Professor Dr. Josef Köhrle
Institut für Experimentelle Endokrinologie, Charité, Universitätsmedizin
Schumannstraße 20-21
10098 Berlin
josef.koehrle@charite.de
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