硒的营养关系与TMA
硒是由贝尔塞里乌斯于1817年发现的。最终其电学和光学性质被认识，这刺激了大量的电子摄影领域的研究和发展。这导致硒被用于静电复印或光敏复印过程中。
最初，人们对于矿物质硒除了其毒性外，几乎没有生物学上的兴趣。硒中毒最初是在动物身上被认识和描述的。在含硒土壤中生长的某些植物上放牧的牛会出现一种称为碱病或盲性眩晕的奇怪病症，最终会导致死亡。人们认为居住在同一地区的人类也可能受到过多硒的影响，然而，在人类中，毒性并不容易被认识。
由于发现了一种称为“因子3”的硒化合物，人们对硒的兴趣增加了。发现这种化合物可以保护动物免受脂肪浸润和肝坏死的影响。这也导致了一种猜测，即硒和维生素E之间存在某种关系。1957年，美国国家卫生研究院的Schwarz和Foltz的研究发现，实验动物中的硒缺乏会产生可识别的异常。他们发现，硒补充可以扭转一种称为白肌病的病症，该病症发生在在硒缺乏的土壤上饲养的绵羊和牛身上。这引起了怀疑，即硒可能作为与细胞氧化相关的酶系统的辅因子参与其中，并且硒因此在人类营养中也可能发挥作用。发现硒缺乏与疾病状况有关，使硒成为最新的必需营养素之一。
Rotruck及其同事的研究发现，硒缺乏会导致红细胞氧化损伤，这与一种名为谷胱甘肽过氧化物酶的酶的活性降低有关。该酶能减轻过氧化氢对血红蛋白的影响。最终，人们发现硒是谷胱甘肽过氧化物酶酶的组成部分，从而为硒建立了直接的生化作用。
动物中的硒中毒和硒缺乏
动物中的硒中毒和硒缺乏的影响已经被详细描述，并因物种而异。硒中毒主要发生在反刍动物或放牧动物身上，因为它们会食用富含硒的植物，比如毒马兜铃。当土壤中的矿物质含量高时，这些植物会优先吸收硒。富集器植物可以将无机硒转化为可利用的形式。然而，这些植物死后，有机形式的硒会回归到土壤中，然后被其他植物利用。高硒土壤的地区位于北美平原、怀俄明州、南达科他州、内布拉斯加州和俄勒冈州。其他已知有高硒区域的国家包括澳大利亚、以色列、爱尔兰、南非、南美、前苏联、法国、德国和中国。已描述的毒性症状包括：
腹痛、失明、过度唾液分泌、部分瘫痪、呼吸窘迫和饥饿
动物中慢性硒中毒的症状
粗糙的外皮、脱发、跛行、疼痛和脱皮、蹄关节糜烂、肝硬化、心脏萎缩、降低的贫血、受孕率下降和出生缺陷（所有物种都有可能出现）。
硒中毒的机制仍不确定。然而，这可能是由于过量的硒抑制了脱氢酶酶的作用，并去除了对细胞氧化过程至关重要的巯基（sulfhydryl）基团。
硒中毒的机制仍然不确定。然而，这可能是由于过量的硒抑制了脱氢酶酶的作用，并去除了对细胞氧化过程至关重要的巯基基团。其他营养素的拮抗作用，以及缺乏和过量也可能在硒中毒中起到重要作用。
硒对动物的生殖和生长是必需的，并且被认为可以预防许多疾病。适量的硒可以预防各种物种的白肌病、渗出性出血倾向、胰脏纤维化和肝病等疾病。这些疾病与过多的自由基形成和减少的谷胱甘肽过氧化物酶活性有关。
人类营养中的硒 – 缺乏症
人类营养中的硒缺乏最为公认的疾病是可山病，这是一种心肌病，主要影响儿童和年轻女性。这种疾病最初发现于中国某些地区，那里的土壤中缺乏硒。作为主要食物的谷物中含硒极少。硒的补充对于患有可山病的人有积极的效果。
Kashin-Beck病也发现于生活在低硒地区的人们。 Kashin-Beck是一种影响儿童发育年龄段的骨关节病。由于患处关节肿胀和钙沉积，它也被称为“大关节”病。然而，据信单纯的硒缺乏并不是这些病症的唯一原因。Prasad回顾了许多可能与硒缺乏有关的疾病。这些疾病如下所述。
白内障
人体晶状体中的硒浓度通常从出生到老年逐渐增加。发现白内障晶状体的硒含量显著降低，相对于同一年龄组的正常晶状体，不到六分之一。与白内障晶状体相比，正常晶状体中的谷胱甘肽含量也高得多。由于它们在代谢过程中产生过多的过氧化物，一些药物已知会导致白内障。任何对硒或硒依赖性谷胱甘肽过氧化物酶系统产生拮抗作用的因素都可能导致氧化损伤的发生。因此，硒缺乏，以及类似于药物和重金属（如汞）等的异物，都可能导致白内障的形成。
红细胞疾病
溶血性贫血以及简单的缺铁性贫血已与还原型谷胱甘肽过氧化物酶活性降低有关。还原型谷胱甘肽过氧化物酶活性降低在正常和早产婴儿以及新生儿黄疸中被报道。Glanzmann病是一种导致过度出血的血小板疾病，与还原型谷胱甘肽过氧化物酶活性降低有关。
Schrauzer也回顾了一些与硒缺乏相关的研究，下面将进行讨论。
衰老
在正常的新陈代谢过程中，每个细胞每天约遭受一千次的“氧化打击”。这是正常的，被认为有助于正常的老化过程。然而，过量的自由基产生或者减少对自由基正常产生的清除能力被认为会导致早衰或加速老化。由于减少了谷胱甘肽过氧化物酶活性，缺乏硒与衰老的退行性疾病有关，这些疾病包括早衰、脂褐质沉积和慢性炎症疾病。
癌症
实验研究表明，硒可以对乳腺肿瘤形成产生保护作用，并减缓动物体内肿瘤的生长速度。在人类中，缺乏硒和低维生素E与肺癌、皮肤癌和胃肠道癌的发病率更高有关。硒可以保护染色体免受损害，刺激DNA修复，并调节细胞分裂的速率。硒还对化学致癌物质具有抑制作用，并促进它们的解毒作用。
免疫竞争力
Selenium与维生素E一起可以增强抗体的产生。因此，Selenium缺乏可能会损害正常的免疫反应。研究显示艾滋病患者的Selenium水平较低，并且与疾病进展有关。此外，有报道显示Selenium治疗可以改善艾滋病相关的心肌病。Keshan病的心肌病和艾滋病心肌病之间存在相似之处。
婴儿死亡综合症（SIDS）
Oldfield的评论引用了将硒缺乏与突发婴儿死亡综合症（SIDS）相关联的研究。然而，目前这仍存在争议。
囊性纤维化
老菲尔德还提到了研究推测硒缺乏和囊性纤维化之间的关系。沃拉赫提出了这种关系的有力证据。他报道了恒河猴中囊性纤维化与硒和锌缺乏之间的直接关系。沃拉赫认为，在人类中，囊性纤维化与硒缺乏、维生素E和锌缺乏之间存在强烈的间接关系。对患有囊性纤维化的儿童的肝脏分析显示，他们的硒水平显著降低，与正常人相比。
Crohn’s病
一项针对Crohn’s病患者的研究发现，40%的受影响者血浆和红细胞中硒和谷胱甘肽过氧化物酶水平降低。他们还发现，切除肠道长度达200厘米或更多的患者由于吸收不良而容易发生硒缺乏。
甲状腺
硒与甲状腺功能相关。1碘代甲状腺原氨酸脱碘酶（IDI）是一种硒酶，负责在肝脏和肾脏中将T4转化为T3。在缺乏硒的情况下，IDI活性降低。
导致硒缺乏的因素
除了摄入量减少之外，还有几个因素可能会导致硒缺乏。图1显示了对硒有拮抗作用的矿物质。实线表示已知的拮抗作用，而虚线表示疑似的拮抗作用。
硫（S）可以防止硒中毒， 然而，大量的硒可能会干扰正常的硫代谢。
Ganther曾经描述过硒与银（Ag）、砷（As）、镉（Cd）、汞（Hg）和铊（Tl）之间的拮抗作用。值得注意的是，硒确实可以保护组织免受重金属的毒性影响，但硒治疗并不会增加有毒重金属的排泄。硒显然与这些金属结合，如汞和镉，使它们对细胞和组织的损伤减轻。
氟（F）已被证明可以抵消硒中毒的影响。这在硒和氟含量高的地区被发现。当氟也存在时，即使体内负担高，硒也不会有毒。
Schrauzer指出，铅（Pb）、锡（Sn）和锌（Zn）之间存在对抗作用。更近期的研究已经证实了锌-硒拮抗作用。铜（Cu）也已被证明是硒的拮抗剂。
根据TMA研究，有人怀疑硒会与镁发生拮抗作用。这是由于硒可能升高钠的作用。钠增加了镁的排泄。镁对于谷胱甘肽的合成也是必需的，缺乏镁会增加硒的毒性作用。
铁和锰被硒拮抗的可能性也存在。贫血是硒中毒动物和人的一个持续发现。图2说明了被认为是硒拮抗剂的维生素。患有硒中毒的动物发现其维生素A和抗坏血酸水平降低。Ip报告称，高剂量维生素C的补充抵消了硒对动物乳腺癌的保护作用。实验动物中的硒中毒与相应的维生素C和维生素K水平下降有关。
图1和图2中显示的营养物质可能被过量的硒积累所拮抗。它们反过来可以抑制硒中毒的毒性作用。
与硒协同作用的营养素
维生素E被广泛认可为硒的协同营养素。维生素E是一种脂溶性抗氧化剂，可以保护脂质细胞膜免受氧化的影响。补充维生素E可以减轻硒缺乏的症状。
钴（Co）也被证明对硒有协同作用。最初，含有大量硒的饮食并未在实验动物中产生硒中毒症状。然而，当等量的钴被添加后，会出现硒中毒的症状。
维生素B6作为硒的协同营养素，与将硒蛋氨酸转化为谷胱甘肽过氧化物酶有关。
尽管在某些情况下，维生素C可以拮抗硒，但在其他情况下，它可以增强硒的利用。人体研究表明，维生素C在维持硒稳态方面发挥着作用。
铜也被证明对硒有协同作用。动物研究表明，在铜缺乏的情况下，谷胱甘肽过氧化物酶的活性会降低。
硒的来源
工业在数十年中一直负责硒中毒。Fishbein将工业暴露于硒的主要和次要分类。35个主要行业包括采矿、矿石提取，包括铜、锌、铅、黄铁矿烧烤，以及石灰和水泥生产。这些行业使工人接触到各种含硒的粉尘。次要来源产生含有硒化合物的有机蒸气和烟雾，包括玻璃和陶瓷制造、钢铁和黄铜生产、硫化和橡胶制品的固化，以及塑料、电子设备、油漆颜料和印刷油墨的生产。Chiau和同事引用了高硒浓度报告，指出纸制品中含有高浓度的硒，燃烧时释放出大量的硒，达到毒性水平。因此，这些行业的工人需要采取适当措施，最小化其接触硒的程度，例如佩戴防护设备和确保工作场所的良好通风。此外，定期监测工作场所和工人血液中的硒水平可以帮助预防硒中毒，并确保安全的工作环境。
发现摄取营养补充剂的人出现了硒中毒。这些补充剂中的硒含量远远超过标签上列出的数量。在中国富硒地区受硒中毒影响的个体平均硒摄入量约为每天5毫克。
硒中毒的症状包括：
已有多位研究人员描述了硒中毒的体征和症状，尽管来源有所不同，但症状非常相似。Fishbein描述了工业暴露的症状，取决于工人暴露的硒类型。
急性暴露会引起眼睛、鼻子和喉咙的刺激，鼻子灼热感，打喷嚏、咳嗽、充血和头晕。重度暴露会导致呼吸困难、头痛和小舌水肿。慢性暴露会引起低色素性贫血、白细胞减少、月经不规则以及蒜味气息或金属味口感。
Levander和Burk描述了由于摄入过多的硒补充剂引起的症状，包括恶心、呕吐、脱发、指甲变化、疲劳、易怒和周围神经病变。
生活在高硒土壤地区的人出现的变化包括恶心、呕吐、皮肤色素丧失、脱发和低血红蛋白。在硒中毒地区，龋齿是一种常见现象。动物研究证实了硒对牙齿的影响。
一例使用含硒防脱洗发水时出现硒中毒的病例报告称，当存在皮肤病变时，硒很容易通过开放的皮肤被吸收。症状包括颤抖和食欲不振，停用该产品后症状得到了改善。
有趣的是，外用硒蛋氨酸已被证明对保护皮肤不受紫外线辐射引起的皮肤癌有益。
硒的来源和体内分布
谷物和谷类制品的硒含量被认为是矿物质的良好来源。然而，硒的含量取决于土壤中的硒含量以及食物的处理方法。海鲜、肾脏、肝脏、肉类和禽类是良好的硒来源。除了大蒜和芦笋之外，水果和蔬菜的硒含量很低。
美国尚未制定硒的推荐每日摄入量，然而，成人和7岁以上儿童的安全和充足每日摄入量估计为50至200微克。这个范围是从动物研究中推算出来的。据估计，美国人和加拿大人的日常饮食中硒的摄入量在62至216微克之间。加拿大人的摄入量显然比美国人高。这一点可以从该实验室对生活在不同国家的个体进行的毛发矿物分析（TMA）研究中看出，并在表1中表示。
评估硒在人体内的状况
在美国人群中，全血中硒的平均浓度为20.6 ug / 100ml。范围为10-34 ug / 100ml。在加拿大人群中也报告了类似的结果。这些结果会有一定变化，取决于当地的硒分布。
Selenium的水平已被报道与病理性状有关。患有营养不良性水肿病的儿童的平均水平为11 ug/100ml，而对照组为23。烧伤患者的水平也有所降低。有趣的是，缺乏组的红细胞硒水平正常。血浆或血清水平明显比全血更适合确定Selenium水平。血清水平已报道为9.8 ug/lOOml。其他与低Selenium水平有关的情况包括：酒精性肝硬化、癌症、肌肉疾病、高血压、动脉硬化、关节炎、肌萎缩症、不孕症、黄斑变性和糖尿病神经病变。
血浆或红细胞谷胱甘肽过氧化物酶的使用被发现对评估硒缺乏很有用。然而，分析这种依赖于硒的酶虽然可以很好地确定缺乏，但不足以监测足够的或有毒的水平。
TMA技术可以通过分析头发中的矿物质来研究克山病，研究人员发现血液和头发中的硒水平密切相关。TMA技术在评估硒与其他拮抗或协同矿物质共同作用时非常有用。
结论
虽然硒在营养领域引起了很大的关注，但是对这个重要的微量元素还有很多需要了解的地方。硒研究的重点在于其参与抗氧化系统的作用，但是它的生物学参与可能远不止于此。与任何营养素一样，不应该孤立地看待硒。硒的缺乏或过量会对其他几种营养素产生影响。因此，在评估个体的硒状态时，应与拮抗剂、协同剂和其他协同因子一起考虑。