Selen, Se (Selenium, Halbmetall)

Die Versorgung mit Makro- und Mikronährstoffen ist bei einer ausgewogenen, pflanzenbasierten Ernährung mit wenig bis keinen industriell verarbeiteten Lebensmitteln in der Regel gegeben, mit Ausnahme von Vitamin B₁₂. Doch vor allem sekundäre Pflanzenstoffe sind relevant für die Aufrechterhaltung der Gesundheit und Heilung von Krankheiten, obwohl sie nicht als essenzielle Nährstoffe gelten - ausser Vitamine.

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Definition

Selen (Se) ist ein essenzielles Spurenelement, das für die Erhaltung der menschlichen Gesundheit unerlässlich ist. Selen kommt vor allem in Form von Selenoproteinen vor, die eine entscheidende Rolle bei den physiologischen Prozessen und dem Stoffwechsel des Körpers spielen.⁷

Vorkommen

In Lebensmitteln kommt Selen natürlicherweise vor allem in Form von selenhaltigen Aminosäuren. Bei pflanzlichen Lebensmitteln findet man es hauptsächlich als Selenomethionin und bei tierischen Lebensmitteln als Selenocystein.¹⁶

Es gibt Pflanzen, die Selen stark anreichern können. Dazu gehört der Paranussbaum. 1-3 Paranüsse (Selengehalt: 1917 µg/100 g)⁶ decken somit theoretisch den durchschnittlichen Tagesbedarf, wenn Sie aus Bolivien stammen. Doch auch da ist der Gehaltsunterschied gross. Siehe im Text über die Paranuss.

Hingegen aus Brasilien bringen einige Gegenden Paranüsse von 3 µg/100 g (Chang 1995) bis 25'300 µg/100 g (Secor 1989). Das sind einzelne Ausnahmen, doch auch der Durchschnitt schwankt da zwischen 280 µg/100 g (Secor 1989) und 4'390 µg/100 g (für Autazes bei Patcheco 2007). Silvva Junior EC schreibt das so: Die mittlere Se-Konzentration in Paranüssen schwankte zwischen 2,07 mg / kg (Mato Grosso) und 68,15 mg / kg (Amazonas). Je nach Herkunft könnte eine einzelne Paranuss also von 11 % (im Bundesstaat Mato Grosso) bis zu 288 % (im Amazonasstaat) den täglichen Se-Bedarf eines erwachsenen Mannes (70 μg) decken. ¹⁴

Mit täglich vier Nüssen (zu netto 10 g) aus Brasilien hätten wir die tolerable Menge von 300 µg der European Food Safety Authority (EFSA) und auch die vom Institute of Medicine (IoM, heute National Academy of Medicine, NAM) mit 400 µg regelmässig überschritten und würden uns schaden. Bei Kleinkindern beträgt dieser Tolerable Upper Intake Level (UL) 60 µg pro Tag!

Steinpilze hätte auch einen sehr hohen Anteil an Selen, doch ist auch da das Vorkommen je nach Gegend sehr schwankend und wild wachsende Pilze können noch immer wegen des Reaktorunfalls in Tschernobyl in Europa belastet sein. Zudem enthalten wilde Pilze wie auch Fische und andere Meerestiere manchmal eine hohe Belastung an Schwermetallen wie Quecksilber.

Samen, vor allem junge Gerstensämlinge, grünes Gemüse, Shiitake-Pilze und Champignons sind ausgezeichnete organische Selenquellen in Regionen mit ausreichendem Selengehalt im Boden.⁷

Der Brasilianische Mandel-Egerling, kurz Mandelpilz, Sonnenpilz oder Lebenspilz (Agaricus subrufescens Peck, ex Agaricus blazei Murrill (ABM), ex Agaricus brasiliensis) hätte zumindest, wenn in Brasilien gewachsen, mehrfach höheren Selengehalt als unser Steinpilz. Es ist ein eng Verwandter des Champignons. Doch geschäftstüchtige Händler verkaufen ihn als Vitalpilz oder Pilz des Gottes oder mit dem asiatischen Namen Himematsutake - entscheidend auch hier ist, woher dieser stammt.

Weitere pflanzliche Selenquellen sind Cashewkerne (22 µg/100 g), Kakaopulver (14), Kokosfleisch (10), Quinoa (8), Pistazien (6) und Erdnüsse (6).⁶

Lager- und Zubereitungsverluste

Prozesstechnische Eingriffe können den Selengehalt von Lebensmitteln erheblich reduzieren. So enthält z.B. Vollkornreis 15-mal mehr Selen als polierter Reis und Vollkornmehl durchschnittlich doppelt so viel wie Weissmehl.⁶

Ganz im Gegensatz zu gewissen Vitaminen kann man durch Lagerung und Zubereitung kein Selen verlieren.

Ernährung - Gesundheit

Als essenzielles Spurenelement ist Selen Bestandteil der 21. proteinogenen Aminosäure Selenocystein. Selenocystein ist eine Variante von Cystein, die ein Selen-Atom anstelle von Schwefel enthält. Wegen seiner hohen Reaktivität mit Sauerstoff spielt Selen eine wichtige Rolle beim Schutz der Zellmembranen vor oxidativer Zerstörung (Radikalfänger).¹⁵ Selenocystein ist auch am Katalysemechanismus weiterer Enzyme beteiligt und in vielen Proteinen enthalten.

Tagesbedarf auf lange Sicht

Ein exakter Bedarf lässt sich derzeit nicht ermitteln. Im deutschsprachigen Raum empfiehlt man für Erwachsene eine tägliche Zufuhr von 30 bis 70 µg. Die tatsächliche Zufuhr liegt bei ca. 40 µg pro Tag.^8,16 In den USA liegt die empfohlene Tagesdosis für Selen für Männer und Frauen bei 55 µg.¹⁹ Teile der Bevölkerung erreichen diesen Wert nicht.¹⁰

Mangelerscheinungen bzw. Mangelsymptome

Das Risiko eines Selenmangels entsteht bei einseitiger Ernährung, bei chronischem Durchfall, chronisch entzündlichen Darmerkrankungen und Blutverlust.¹⁰ Erste Symptome einer starken Mangelversorgung sind Erkrankungen an Muskel, Leber und Herz und Veränderungen an Nägeln und Haaren.¹¹ Ein Selenmangel ist mit kardiovaskulären Erkrankungen, Unfruchtbarkeit, myodegenerativen Erkrankungen (Muskelerkrankungen) und kognitivem Rückgang verbunden.⁷

Chronischer Selenmangel beeinträchtigt die Synthese von Selenoproteinen und damit den Stoffwechsel von Schilddrüsenhormonen, was zu Schilddrüsenerkrankungen führen kann.¹⁷

Ausgeprägten Selenmangel beobachtete man bisher in Gebieten in China, wo tägliche Selenaufnahmen unter 11 µg zu Herzerkrankungen (Keshan Disease) und Todesfällen führten.⁹

Überversorgung

Selentoxizität, auch Selenose genannt, kann auftreten, wenn die Selenaufnahme den Schwellenwert von 400 μg/Tag überschreitet. Bei noch höheren Selenmengen kann es pro-oxidativ wirken, was zu oxidativem Stress und zur Schädigung von Zellbestandteilen führt.¹⁷ Anzeichen einer Vergiftung sind Leberzirrhose, Haarausfall, Herzmuskelschwäche und Polyneuropathien.¹¹ Die Atemluft nimmt einen knoblauchartigen Geruch (Dimethylselenid) an.⁹ Anorganische Formen sind toxischer als organische Formen.¹¹

Funktionen im Körper

Die Bedeutung von Selen liegt in speziellen selenhaltigen Proteinen, von denen heute über 20 bekannt sind, aber nicht alle Funktionen, die sie ausüben. Einige ihrer Funktionen umfassen:^9,11,17,19

• Antioxidatives Schutzsystem: Am bekanntesten ist die Selen enthaltene Glutathionperoxidase (G-Px). Diese macht Peroxide wie Wasserstoffperoxid (H₂O₂) oder Fettperoxide unschädlich und stellt zusammen mit anderen Verbindungen (Superoxiddismutase, Katalase, GSH-Transferase, Vitamin C und E) einen wichtigen Schutzfaktor im Körper dar. Die Glutathion-Peroxidase ist besonders in der Leber, in roten Blutkörperchen und Blutplättchen aktiv.
• Schilddrüsenstoffwechsel: Selen ist Bestandteil von Enzymen (Dejodasen), die Schilddrüsenhormone aktivieren oder inaktivieren.
• Schwermetallentgiftung: Selen reduziert die Toxizität von Cadmium, Quecksilber, Thallium und Silber, indem es stabile Schwermetallselenide bildet. Diese verhindern, dass die Schwermetalle an wichtige Proteine binden.
• Immunsystem: Antioxidative Vitamine und Selen fördern wirksam die humorale und zelluläre Immunität.
• Vielfältige biologische Prozesse: Signaltransduktion, Zellwachstum, Zellalterung und die Regulation der Ferroptose (einer Form des programmierten Zelltods).

Die Bedeutung des Selens für die Stoffwechselprozesse des Menschen hat man erst in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts erkannt und auch nur ansatzweise. Beispiele von Vorgängen im Körper:^7,17

• Iodothyronin-Deiodinasen, die inaktives Thyroxin (T₄) in das aktive Schilddrüsenhormon Triiodothyronin (T₃) umwandeln, sind Selen-abhängig. Eine Schilddrüsenunterfunktion (Hypothyreose), vor allem durch Mangel an Schilddrüsenhormonen T₄ und T₃, zeigt sich erst mit der Zeit, meist beginnend mit Gewichtszunahme und Antriebslosigkeit.
• Selen spielt eine Rolle für das Funktionieren des Immunsystems und das Fortschreiten von HIV zu AIDS. Zusätzlich schützt Selen Personen mit Hepatitis B oder C und verhindert den Übergang zu einer bösartigen Erkrankung. Die Rolle von Selen bei Krebsbehandlung ist noch unzureichend erforscht.

Aufnahme und Stoffwechsel

Selen gelangt über die folgende Kette in den menschlichen oder tierischen Körper: Boden - Pflanze - Nahrung. Daher hängt die Selen-Konzentration im menschlichen Blut und Gewebe vom Selengehalt in der Nahrung, im Trinkwasser, in Pflanzen und im Boden ab.¹⁹

Der Darm absorbiert das mit der Nahrung aufgenommene Selen und transportiert es zur Leber, wo es hauptsächlich zu Selenocystein metabolisiert. Das Selenocystein baut sich in Selenoproteine ein, darunter Selenoprotein P (SELENOP), das so ins Plasma gelangt und anderen Geweben im Körper als Selenquelle dient.¹⁸

Die Resorption beträgt in Abhängigkeit von Konzentration und Begleitsubstanzen 50 % bis > 90 %. Sie findet unabhängig vom Selenstatus statt.¹¹

Speicherung - Verbrauch - Verluste

Der Körper speichert Selen als Selenomethionin. Vom Gesamtkörperbestand von 13 bis 20 mg befindet sich das meiste Selen in der Muskulatur. Etwa 80 % des Selen sind in Selenoproteinen enthalten.¹⁹ Die grössten Konzentrationen finden sich jedoch in Leber, Niere und Milz.⁹

Der Körper scheidet Selen über die Atemluft als Dimethylselenid, das durch Selen-Methylierung entsteht, und über den Urin als lösliches Trimethylselenonium-Ion aus. Bei übermässiger Selenaufnahme ist die Ausscheidung von Selen deutlich erhöht.¹⁹

Zusatzinformationen für besonders interessierte Leser

Der Selengehalt in pflanzlichen Lebensmitteln variiert je nach Anbaugebiet stark, da er direkt vom Selengehalt der Böden abhängig ist. Die Pflanzen benötigen Selen nicht, während es für uns ein notwendiges Element (essenziell) ist. Auch ein Zuviel kann ein grosses Problem bedeuten und ist relativ rasch erreicht. Der Mensch hat 25 Gene, die Selenproteine codieren. Allerdings sind nur für 15 dieser Proteine Funktionen bekannt. Die drei Enzyme DIO1, DIO2 und DIO3 stellen eine direkte Verbindung zwischen Iod und Selen dar.¹

Einige Metaanalysen zeigen deutlich geringeres Auftreten von kanzerogenen Erkrankungen und kardiovaskulären Erkrankungen, wenn der Mensch genügend Selen aufnimmt. Bei Krebs betrifft das vor allem Lungenkrebs und Prostatakrebs. Bei acht Studien von 2009 über die Cochrane Library - mit bis zu 152'538 Teilnehmern zeigten alleinige Erhöhung des Serumspiegels eine hohe Krebsprävention.²

Warum ist das vor allem in gewissen Gegenden wichtig? In Nordamerika sind Böden nahezu überall reich an Selen. Einigermassen natürliche und vielfältige Ernährung deckt dort den Bedarf fast immer. In gewissen Gegenden Asiens und in Mitteleuropa deckt dieses Halbmetall unseren Bedarf nicht. Generell sind saure oder vulkanische Böden arm an Selen. Geografisch sind besonders niedrige Anteile von Selen im Boden in Teilen von Skandinavien, China und Neuseeland zu finden.

Das zeigt sich z.B. im Rückgang der täglichen Se-Zufuhr in Grossbritannien, weil man für die Brotherstellung nicht mehr nordamerikanischen Weizen verwendet, der zehnmal mehr Se enthält als der britische Weizen.³

Finnland löste das Problem seit 1984 damit, dass man Multimineraldünger mit Natriumselenat ergänzt: 16 mg/kg Dünger für die Getreideproduktion und 6 mg/kg für die Futterproduktion. Damit stieg die Se-Konzentration im Boden und anschliessend auch im menschlichen Serum bis 1989 um 70 % an. Die in den Boden eingebrachte Menge durch Multimineraldünger konnte man nach ein paar Jahren senken.⁴ Slowenien scheint solche und andere Massnahmen zu prüfen.⁵

Strukturen

Der Körper verwertet sowohl anorganisches Selen (Selenat SeO₄^2- und Selenit SeO₃^2-) als auch organisches Selen (Selenomethionin, Selenocystein).¹¹ Das Schwefelatom in den Aminosäuren Methionin und Cystein ist jeweils durch ein Selenatom ersetzt.¹² Heute nennt man Selen nicht mehr Halbmetall, sondern es ist ein Halbleiter und eher ein Nichtmetall in der Gruppe der Chalkogene.