Selens metabolisme i relation til diabetes- og kræftterapier

Sporstoffet selen indgår i 25 selenoproteiner med betydning for energiomsætning, blodsukker, stofskifte, beskyttelse af celler og mange andre livsvigtige funktioner. En gruppe forskere fra Rutgers University i New Jersey, USA, har nu fundet de nærmere mekanismer, hvorved selen inkorporeres i cellernes ”maskinrum” og derefter metaboliseres til de forskellige selenoproteiner. Ifølge forskerne kan den nye viden om selens metabolisme bidrage til nye terapier, hvad angår behandling af en lang række sygdomme, lige fra diabetes til stofskiftesygdomme og kræft.

Det nye studie beskriver i nye detaljer de nærmere processer, hvorved selen fra kost eller tilskud først inkorporeres i den essentielle aminosyre selenocystein og derefter metaboliseres til de andre 25 kendte selenoproteiner, som har en lang række livsvigtige funktioner. Ved at bruge et specielt cryo-elektron-mikroskop var forskerne i stand til at visualisere cellens mekanismer i et tredimensionalt perspektiv. På den måde kunne forskerne tydeligt se forskellige proteinstrukturer og andre molekyler og sågar se nærmere på, hvordan disse strukturer bevæger sig og forandrer sig i cellen. Det nye studie afslørede på den måde unikke selenstrukturer og dele af selenoproteinernes metabolisme, som man aldrig før har set. Ifølge forskerne er studiets resultater vigtige, når man skal forstå de nærmere mekanismer i udvikling af nye terapier til en lang række sygdomme.

Selens metabolisme afspejler sporstoffets mange funktioner

Inkorporationen af selen forekommer dybt inde i cellens indviklede ”maskinerum”. Forskerne har allerede vidst, hvilke molekyler og RNA, som indgår i processen. Her kan det lige tilføjes, at RNA er en nukleinsyre i alle celler, som er involveret i dannelsen af forskellige proteiner. Men forskerne har ikke kendt så meget til det videre forløb, før nu.
I det nye studie fandt forskerne således, at selenocystein bindes til et særligt RNA-molekyle i cellen, hvorefter det transporteres til ribosomet via en særlig proteinfaktor. Når dette så sker, kan selen blive inkorporeret i de mange andre selenoproteiner.
Så snart selen er inkorporeret i de forskellige selenoproteiner, kan de udføre en lang række funktioner i cellen, som er nødvendige for vækst, udvikling og cellernes forsvar. Selenoproteinerne har således betydning for en lang række specifikke funktioner, hvor især skal nævnes:

• Dannelse af cellemembraner
• Dannelse af nukleotider, som er byggesten i cellernes DNA
• Udnyttelse af Q10, der indgår i cellernes energiomsætning
• Nedbrydning af fedt til energiomsætningen
• Aktivering af stofskiftehormoner
• Fertiliteten
• Immunforsvaret
• Antioxidanter, der beskytter celler mod skader forårsaget af frie radikaler og oxidativ stress.

Selenmangel kan forårsage mange sygdomme

Ifølge forskerne bag det nye studie kan selenmangel i sagens natur forårsage en lang række sygdomme, fordi cellerne ikke kan udføre deres opgaver eller forsvare sig mod celleskader, herunder skader på DNA. Forskerne henviser til udbredte sygdomme som kræft, hjertekarsygdomme, nedsat fertilitet, diabetes og stofskiftesygdomme. Ved at forstå de nærmere mekanismer, hvorved selenocystein inkorporeres i cellerne og metaboliseres til de andre selenoproteiner er forskerne nu kommet ind på noget fundamentalt, hvad angår udvikling af nye terapier til behandling af en lang række sygdomme.
Det nye studie er publiceret i Science.

Udbredt selenmangel og kompensation

I Europa er jorden ret fattig på selen, og det afspejles i afgrøderne. Derudover bidrager et lille eller manglende indtag af indmad og fisk til et dalende indtag. I Danmark er de officielle anbefalinger, RI, 55 mikrogram. Men studier afslører, at vi skal have omkring 100-150 mikrogram selen daglig for at mætte et særligt selenprotein (P), der bruges som markør for kroppens selenstatus.
I mange studier, som for eksempel omhandler patienter med kræft og stofskiftesygdomme, har man givet tilskud med 200 mikrogram.

• Ved større eller mindre selenmangler kan de selenafhængige proteiner ikke fungere optimalt.
• Derfor kan selenmangel være årsag til udvikling af mange forskellige sygdomme.

Referencer:

Tarek Hilal et al. Structure of the mammalian ribosome as it decodes the selenocysteine UGA codon. Science, 2022; 376 (6599): 1338 DOI: 10.1126/science.abg3875

Rutgers University. "Vital cell machinery behind the human body's incorporation of selenium observed." ScienceDaily, 20 June 2022.

Ola Brodin et al. Selenoprotein P as Biomarker of Selenium Status in Clinical Trials with Therapeutic Dosages of Selenit. Nutrients 2020 Apr 12.