重新思考汞:硒在汞毒性病理生理学中的作用。
摘要来源:Clin Toxicol(费城)。 2017 年 11 月 10:1-14。 Epub 2017 年 11 月 10 日。PMID:29124976
摘要作者:Henry A Spiller
文章隶属关系:Henry A Spiller
摘要:简介:越来越多的证据表明,汞的病理生理目标实际上是硒,而不是汞与体内普遍存在的巯基中的硫的共价结合。硒在汞中毒中的作用是多方面、双向的,对于了解汞的靶器官毒性至关重要。
方法: 使用 Medline/PubMed、Toxline、Google Scholar 和 Google 对已发表的有关汞和硒的研究进行了初步搜索。这些搜索产生了 2018 年的引用。未评估硒状况或评估环境状况(例如湖泊或海洋沉积物)的出版物被排除在外,留下约 500 次引用。我们对最初的选择进行了仔细审查,并选择了 117 篇最相关和最具代表性的参考文献用于本次审查。汞与硫醇/巯基的结合:汞对硫醇基团的亲和力较低,对含硒基团的亲和力高几个数量级,允许以多方面的方式结合。已确定的汞与硫醇部分的结合似乎主要涉及跨膜运输、组织分布和增强的排泄,但不能解释汞引起的氧化应激、钙稳态失衡或特定器官损伤。汞对硒的影响及其在汞毒性病理生理学中的作用:汞损害细胞内氧化还原稳态的控制随后细胞内氧化应激增加。最近的工作提供了令人信服的证据,表明主要细胞靶标是硫氧还蛋白系统(硫氧还蛋白还原酶 1 和硫氧还蛋白还原酶 2)和谷胱甘肽-谷氧还蛋白系统(谷胱甘肽过氧化物酶)的硒蛋白。汞与这些蛋白质上的硒位点结合并永久抑制其功能,破坏细胞内氧化还原环境。已鉴定出许多其他重要的可能靶标硒蛋白,包括硒蛋白 P、K 和 T。硫氧还蛋白和谷氧还蛋白系统的损伤会导致细胞内活性氧增殖,从而导致谷氨酸兴奋、钙稳态失衡、线粒体损伤/丢失、脂质过氧化、蛋白质修复受损和细胞凋亡。甲基汞是硫氧还蛋白系统的更有效的抑制剂,部分解释了其增加的神经毒性。第二个重要机制是由于高汞对硒的 gh 亲和力以及随后插入替代硒蛋白的从头生成所需的硒储备的耗尽。这种汞引起的缺硒状态会抑制硒蛋白的再生,从而恢复细胞的氧化还原环境。硒对汞的影响及其在汞生物反应中的作用:早期研究表明,硒可能在汞中毒中发挥保护作用,尽管有局限性,但这是事实。硒在减少汞毒性方面所发挥的作用部分取决于汞的形式,并且可能是多方面的,包括: 1) 促进有机汞去甲基化为无机汞; 2) 将汞重新分配至不太敏感的目标器官; 3)与无机汞结合,形成不溶性、稳定且惰性的Hg:Se络合物; 4) 减少胃肠道对汞的吸收; 5)补充硒储备(逆转硒缺乏); 6)恢复目标硒蛋白活性的配比和恢复细胞内氧化还原环境。关于硒是否会增加或阻碍汞的消除,存在相互矛盾的证据,但增加汞的消除似乎并不是硒的主要作用。补充硒已被证明可以恢复硒蛋白功能并降低汞的毒性,但有几个明显的限制,包括:汞的形式(甲基汞毒性对改善的反应较小)和汞剂量。
结论:与硒的相互作用是汞毒性的一个核心特征。这种相互作用很复杂,具体取决于许多特征,例如汞的形式、硒的形式、器官和剂量。先前提出的硒对汞毒性的“保护作用"实际上可能是倒退的。汞的作用是产生缺硒状态并直接抑制硒leniums 在控制生物体细胞内氧化还原环境中发挥作用。补充硒虽然有一定的局限性,但可能对从缺硒状态恢复充足的硒状态和减轻汞的毒性有有益的作用。