Enriquecimiento natural de los elementos y del medio ambiente
8.3.1.1 Características geoquímicas del selenio y su relación con la salud.
El selenio es un elemento disperso y un elemento esencial para el cuerpo humano. El selenio es uno de los oligoelementos que necesitan los animales. Al menos seis aminoácidos (cistina, cisteína, metionina, metilmetionina, metilcisteína, etc.) contienen selenio y la retina también necesita una gran cantidad de selenio. Un contenido insuficiente o excesivo de selenio provocará reacciones adversas. Sólo una cantidad adecuada de selenio puede promover la salud humana. Después de décadas de investigación por parte de muchos académicos, tenemos una cierta comprensión de los efectos fisiológicos del selenio en el cuerpo humano, de la siguiente manera:
(1) La contribución del selenio a la salud
1) Antioxidación: en primer lugar, el selenio participa directamente en las células (o tejidos) resistiendo la oxidación de los radicales libres de oxígeno, protegiendo los lípidos de la membrana celular del daño; en segundo lugar, el selenio tiene el efecto de apagar y eliminar directamente los radicales libres de oxígeno, reduciendo el impacto de los reactivos; Radicales libres de oxígeno en el ataque de las células humanas. El selenio puede reducir los peróxidos tóxicos a sustancias inofensivas, descomponer los peróxidos, eliminar los radicales libres, proteger la estructura y función de las membranas celulares, reparar el daño molecular y mejorar la inmunidad del cuerpo.
2) Puede mejorar la función inmune del cuerpo: el selenio puede promover diversas actividades metabólicas en el cuerpo y mejorar la resistencia del cuerpo a los patógenos.
3) El selenio puede antagonizar y reducir la toxicidad de muchos metales pesados en el cuerpo, y puede formar sustancias insolubles con metales pesados como plata, mercurio, plomo y cadmio, reduciendo así los efectos tóxicos y secundarios. de estos elementos en el cuerpo humano.
4) El selenio tiene un fuerte efecto antitumoral. El selenio puede bloquear las mutaciones genéticas del ADN inducidas por el carcinógeno químico nitrito de amonio y prevenir la aparición de ciertos cánceres.
(2) Bajos niveles de selenio y enfermedades humanas
1) Deficiencia de selenio y enfermedad de Keshan: la enfermedad de Keshan es una enfermedad endémica causada principalmente por miocardiopatía, que clínicamente se divide en aguda, subaguda, crónica y latente. La causa aún no ha sido completamente aclarada. Sin embargo, después de años de investigación, los expertos chinos han descubierto que nunca ha habido casos de enfermedad de Keshan en áreas con niveles adecuados de selenio; por el contrario, la incidencia de la enfermedad de Keshan es bastante alta en áreas con niveles bajos de selenio; Mediante la detección de selenio en la sangre, el cabello y la orina de personas en áreas con bajos niveles de selenio, se encontró que el contenido de selenio es inferior al nivel apropiado de selenio en las áreas. Desde 65438 hasta 0965, la Facultad de Medicina de Xi'an y otras instituciones utilizaron selenito de sodio oral para prevenir la enfermedad de Keshan por primera vez.
2) Nivel bajo de selenio y enfermedad de Kashin-Beck: La enfermedad de Kashin-Beck es una deformidad de la osteoartritis, que se presenta principalmente en adolescentes. Afecta gravemente el desarrollo y crecimiento de los huesos de los adolescentes y reduce su vida laboral y futura. talento. Se descubrió que no se encontraron casos de enfermedad de Kashin-Beck en áreas con niveles adecuados de selenio, pero la incidencia de la enfermedad de Kashin-Beck fue mayor en áreas con deficiencia de selenio, lo que indica que la enfermedad de Kashin-Beck está relacionada con la deficiencia de selenio y es endémica. en zonas con deficiencia de selenio. Los experimentos han demostrado que la suplementación con selenio puede aliviar los síntomas de la enfermedad de Kashin-Beck y evitar que empeore, pero no puede controlar eficazmente la aparición de la enfermedad de Kashin-Beck. Es decir, los niveles bajos de selenio son uno de los factores que causan la enfermedad de Kashin-Beck y puede haber otros factores patógenos que desempeñen un papel importante en la aparición de la enfermedad de Kashin-Beck.
3) Bajos niveles de selenio y cáncer: de 1984 a 1990, académicos chinos realizaron encuestas en áreas con alta incidencia de cáncer de hígado en mi país y llevaron a cabo un experimento de suplementación con selenio durante seis años. Los resultados mostraron que la tasa de incidencia de cáncer de hígado disminuyó significativamente del 52,84% antes de la suplementación con selenio al 34,49% después de la suplementación con selenio. Hubo una correlación negativa entre la mortalidad por cáncer de hígado y los niveles de selenio en sangre. Casi 30.000 personas en el condado de Linxian, provincia de Henan, llevaron a cabo una prueba de suplementación de selenio, betacaroteno y vitamina E al mismo tiempo. Los resultados mostraron que la tasa total de mortalidad por cáncer disminuyó en un 65.438 ± 03% y la tasa de mortalidad por cáncer gástrico disminuyó en un 20%. Sin embargo, la suplementación con selenio no es eficaz contra todos los cánceres. Los experimentos han demostrado que el selenio es ineficaz contra el cáncer de esófago y tiene un efecto insatisfactorio contra el cáncer de piel.
4) Bajos niveles de selenio y enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares: en Estados Unidos, el número de personas que mueren por enfermedades cardíacas, accidentes cerebrovasculares y otras enfermedades relacionadas con la hipertensión en áreas con bajo contenido de selenio en los alimentos es de aproximadamente 3 veces que en áreas con alto contenido de selenio. Esto puede estar relacionado con el hecho de que el selenio tiene el mismo efecto que la vitamina E y puede inhibir la producción de peróxidos lipídicos en el cuerpo.
(3) El alto nivel de selenio y las enfermedades humanas
La comprensión del cuerpo humano sobre el selenio comienza con el envenenamiento.
65438-0934, dos estaciones experimentales agrícolas del Departamento de Agricultura de EE. UU. en China descubrieron que la alcalosis en animales era causada por el consumo de alimentos con alto contenido de selenio. En 1984, Estados Unidos informó que 13 personas consumieron un "alimento saludable" suplementado con selenio con un contenido de selenio 182 veces mayor que el indicado en la etiqueta. La ingesta total de selenio de las víctimas se estimó entre 27 y 2387 mg. Los pacientes intoxicados experimentan náuseas, vómitos, caída del cabello, deformación de las uñas, irritabilidad, fatiga y neuropatía periférica. En la década de 1960, se produjo un incidente de envenenamiento en la ciudad de Enshi, provincia de Hubei, debido al consumo de frutas y cereales con alto contenido de selenio. El envenenamiento se manifiesta como pérdida de cabello, cejas y uñas, daño a la piel, corrosión de los dientes y anomalías del sistema nervioso.
(4) Requerimientos de selenio en la dieta humana e ingesta segura.
mi país ocupa una posición de liderazgo a nivel internacional en la investigación sobre la relación entre el selenio y el cuerpo humano. El estudio de Yang Guangqi sobre la cantidad segura de selenio en la dieta es el único estudio experimental en humanos hasta el momento. Han acumulado datos experimentales tras más de diez años de investigaciones e investigaciones en la vasta zona del suroeste de China. Posteriormente, la Sociedad China de Nutrición propuso que las necesidades dietéticas y la ingesta máxima tolerada de mi país fueran 50 μg/d y 360 μg/d respectivamente. Estos datos han sido reconocidos por la Organización de la Salud de las Naciones Unidas. Los países desarrollados como los Estados Unidos y algunos países en desarrollo utilizan estos datos para formular sus propios requerimientos de selenio humano y sus ingestas máximas.
Se recomienda enriquecer con selenio los productos agrícolas en las provincias con deficiencia de selenio a través de regulaciones locales, complementar el selenio en el cuerpo humano a través de la dieta, prevenir la deficiencia de selenio en el cuerpo humano y mejorar la salud de las personas en zonas con deficiencia de selenio. El ajo, los mariscos, las semillas de sésamo, el trigo, el maíz, la col china y la calabaza contienen más selenio, por lo que quienes tienen deficiencia de selenio deben comer más.
La investigación de mi país sobre el selenio se originó a partir de la investigación sobre la enfermedad endémica de Kashin-Beck y ha logrado resultados fructíferos en las últimas décadas. Muchos académicos han realizado investigaciones sobre diferentes objetos en diferentes ámbitos. Entre ellos, Li Jiaxi y Qin Jian'an han realizado investigaciones durante más tiempo, con el alcance de investigación más amplio y la mayor profundidad de investigación. En 1989, después de años de investigación, Qin Jian'an propuso el valor umbral del selenio en paisajes ecológicos (Tabla 8.9). La Administración Estatal de Protección Ambiental formuló normas de calidad ambiental para el selenio en el suelo de China en 1994 (cuadro 8.10), que aclararon las áreas de normas aplicables en todos los niveles.
Tabla 8.9 Valores límite de selenio en paisajes ecológicos (μg/g)
Fuente de datos: "Atlas de enfermedades endémicas y medio ambiente de la República Popular China" (Qin Jian 'an, 1989).
Tabla 8.10 Estándares de calidad ambiental para el selenio en el suelo en China (μg/g)
Fuente: Zhang Dongwei, 1994.
8.3.1.2 Exceso de selenio y problemas medioambientales
Si el selenio se enriquece excesivamente en el medio ambiente se producirán graves problemas medioambientales. El ejemplo más típico de selenio que excede el estándar en mi país son algunas áreas de Enshi, Hubei. La prefectura autónoma de Enshi, conocida como la capital del selenio, está situada en el suroeste de la provincia de Hubei, en la frontera con Chongqing y Hunan. El entorno geológico de esta zona no sólo es rico en selenio, sino también en cadmio y flúor, con niveles decenas de veces superiores al valor base del suelo de mi país. Esta área es un área de enfermedad grave de fluorosis por quema de carbón, y ocasionalmente ocurre y es frecuente el envenenamiento por selenio. En particular, la intoxicación por selenio se produce en un momento determinado y en un entorno geográfico reducido determinado. Muchos académicos han prestado atención y estudiado el fenómeno y las causas del envenenamiento por selenio en el área de Enshi (Mao Daping, 1990, 1993, 1996, 1997, 1998, 1999; Li Jiaxi et al., 2000; Su Hongcan et al., 1990; Zhang Guangdi, 2006 54 38+0; Mou et al., 2002, 2005, 2007). Con base en resultados de investigaciones anteriores, se presentaron el fenómeno y las causas del envenenamiento por selenio en Enshi, Hubei.
(1) Encuesta epidemiológica sobre el envenenamiento por selenio
Según las estadísticas del estudio, el envenenamiento por selenio en humanos se remonta a 1923 y no ha habido informes desde 1987. 1923 ~ 1987** Un total de 477 casos, el 70% de los pacientes se concentraron en 1959 ~ 1963, y más del 90% de los pacientes se concentraron en los distritos de Shadi, Xintang y Shuanghe de la ciudad de Enshi, especialmente en la aldea de Shuanghe Yutangba. De 1963 a 1964, 23 personas del pueblo fueron envenenadas y todo el ganado murió. Los pocos pacientes restantes se encuentran en Frye, Enshi, Nantan y Houmen en Badong, y Shatuo en Xuan'en. Entre el ganado, la intoxicación por selenio en cerdos es la más representativa. De 1979 a 1987, se concentraron principalmente en Shatuo, Nantan y Houmen Village en Badong. El envenenamiento por selenio, ya sea en humanos o en ganado, se concentra en determinadas zonas, en determinadas condiciones y en determinados momentos. Por ejemplo, desde el brote a gran escala de intoxicación por selenio en humanos en la década de 1960, la intoxicación por selenio en humanos ha desaparecido gradualmente, pero la intoxicación por selenio en cerdos todavía ocurre de vez en cuando.
(2) Factores del envenenamiento por selenio
Factores geológicos: la causa más fundamental del envenenamiento por selenio es que el contenido de selenio en el fondo geológico es demasiado alto, es decir, el selenio es sobreenriquecido en el cuerpo geológico correspondiente. Las investigaciones muestran que el envenenamiento por selenio en Enshi ocurre principalmente en ambientes con alto contenido de selenio dominados por carbón. El selenio proviene del carbón (el contenido medio de selenio es de 143,9 mg/kg). La erosión del carbón mineral libera selenio en el suelo, especialmente el carbón mineral con alto contenido de selenio expuesto a poca profundidad, lo que tiene un impacto en los estratos suprayacentes. Se muestra el análisis de la sección estratigráfica. A medida que la capa del suelo se profundiza, el contenido de selenio del material original (carbón fósil erosionado) y de la roca madre (carbón pétreo) aumenta exponencialmente. La encuesta confirmó que hay 240 aldeas con alto contenido de selenio en la ciudad de Enshi, con una superficie total de 2.000 kilómetros cuadrados. Según la tasa estimada de erosión de las rocas, cada año se liberan al menos 7722 kg de selenio a partir de la erosión del carbón en Quanzhou. Debido a la compleja topografía, los afloramientos estratigráficos en zonas con alto contenido de selenio se distribuyen de forma discontinua, en forma de puntos, líneas o pequeñas escamas. Por lo tanto, actualmente sólo 12 de las 240 aldeas con alto contenido de selenio sufren intoxicación por selenio, y su distribución también es punteada o lineal.
Factores alimentarios: Factores alimentarios En todos los casos de intoxicación por selenio, sin excepción, la intoxicación es causada por la entrada de alimentos en el cuerpo humano. Cuando el envenenamiento por selenio estalló a gran escala en la década de 1960, debido a tres años consecutivos de sequía natural, las cosechas fracasaron en grandes áreas. Los residentes comieron menos alimentos básicos y comieron más vegetales y vegetales silvestres para satisfacer su hambre. La grasa se redujo considerablemente, lo que cambió la dieta original del arroz, principalmente la estructura dietética. El maíz y las hortalizas ricas en selenio de las tierras secas, especialmente las hortalizas silvestres ricas en selenio, aumentan la ingesta corporal de selenio. Una dieta baja en carbohidratos, grasas y proteínas es la causa directa del envenenamiento por selenio en los aldeanos de las zonas epidémicas. . A través de la investigación del contenido de selenio de las plantas en áreas con alto contenido de selenio, se puede ver que muchas plantas silvestres tienen fuertes capacidades de enriquecimiento de selenio, como la artemisa, la pamplina, el repollo, etc. , muchos de los cuales son vegetales silvestres que comen los residentes locales. Por lo tanto, durante el período de tres años del desastre natural, los residentes comieron principalmente vegetales silvestres para satisfacer su hambre, excepto una pequeña cantidad de maíz con alto contenido de selenio, lo que resultó en una ingesta excesiva de selenio en el cuerpo y deficiencias nutricionales, lo que llevó a la prevalencia de enfermedades locales. envenenamiento por selenio.
Factores ecológicos y ambientales: La destrucción del entorno ecológico natural ha provocado un fuerte aumento del contenido de selenio en el suelo local. Por ejemplo, Yutangba, que es el más gravemente enfermo, es una depresión rodeada de montañas. Históricamente, las laderas estaban rodeadas de densos bosques. En 1958 los árboles fueron talados por completo, dejando la roca expuesta. Después de varios años de erosión, fue azotado por fuertes lluvias en 1963. La erosión del agua de lluvia y la lixiviación del agua superficial provocaron que se acumulara una gran cantidad de selenio soluble en el suelo de las tierras bajas, lo que resultó en un gran enriquecimiento de selenio en los cultivos y el maíz. En ese momento, el contenido de selenio en el suelo alcanzaba los 6,32 mg/kg. En el maíz es de 34,98 mg/kg. Se puede observar que la destrucción de la vegetación forestal aumenta la lixiviación y transporte de selenio, provocando la acumulación de selenio en el suelo local y el aumento de selenio en los cultivos, que es uno de los principales. Factores que causan el brote de intoxicación por selenio.
Factores de costumbres agrícolas: a los residentes de zonas envenenadas les gusta utilizar el humo del carbón como fertilizante para cultivar maíz, lo que contamina gravemente el suelo y aumenta el contenido de selenio de los cultivos secos, especialmente el maíz. Los experimentos muestran que después de quemar carbón durante 65438 ± 0,2 horas, el selenio total en el suelo original rico en selenio aumentó 8,6 veces y el selenio soluble en agua aumentó 24,9 veces. Los resultados de la prueba de siembra utilizando tierra ahumada como fertilizante mostraron que el contenido promedio de selenio del grupo de prueba fue 6,7 veces mayor que el del grupo de cultivo en tierra no ahumada. El clima de Enshi se caracteriza por lluvias continuas y pocos días soleados. Cuando los granos no se podían secar y almacenar según lo programado durante la temporada de cosecha, se secaban y almacenaban quemando carbón de piedra. De esta forma, el contenido de selenio en el maíz seco aumenta decenas de veces. Esta es también una de las causas del envenenamiento por selenio en humanos y animales.
El impacto del agua en el envenenamiento por selenio: ①La migración y lixiviación de la humedad. Enshi tiene precipitaciones abundantes, es lluvioso y húmedo y tiene una fuerte escorrentía superficial, lo que puede reducir la capacidad de selenio del medio ambiente. Incluso en paisajes degradados con restos de carbón de piedra y unidades paisajísticas en pendiente, el contenido de selenio del forraje es sólo de aproximadamente 2 mg/kg. Por lo tanto, el 95% de las áreas ricas en selenio en Quanzhou no sufren intoxicación por selenio en humanos y animales. La intoxicación por selenio en humanos y animales solo puede ocurrir cuando la migración de agua se acumula en depresiones de polvo. (2) El selenio se combina fácilmente con el sulfuro de hierro; el medio acuático y la actividad biológica de los organismos. La eficacia es mínima. Los arrozales se han transformado en campos secos y la biodisponibilidad ha mejorado considerablemente. En suelos con el mismo contenido de selenio, el contenido de selenio en tierras secas es un 58,2% mayor que en hidroponía. Por lo tanto, en ambientes con alto contenido de selenio, los granos hidropónicos son más seguros que los granos secos; ③La intoxicación por selenio depende del contenido de selenio total y de selenio soluble en agua en el suelo local, especialmente del contenido de selenio soluble en agua. La investigación de Zhang Guangdi (2001) demostró que incluso si el contenido total de selenio es bajo y hay un alto contenido de selenio soluble en agua, definitivamente ocurrirá envenenamiento por selenio, porque el grano cultivado en este suelo tiene un alto contenido de selenio, lo que indica que el selenio soluble en agua en el suelo puede migrar fácilmente al interior de las plantas.
8.3.1.3 Deficiencia de selenio y problemas ambientales
Las primeras investigaciones sobre el selenio comenzaron cuando se investigaban enfermedades endémicas. En 1880, los animales jóvenes en algunas partes de Europa padecían una enfermedad aguda con una alta tasa de mortalidad. Posteriormente, la enfermedad se descubrió en Estados Unidos, Canadá, Australia, Turquía, Japón y el noreste y suroeste de China. La enfermedad se caracteriza por la aparición de la enfermedad en animales jóvenes y la muerte días o semanas después. La principal manifestación es la insuficiencia cardíaca, siendo la más típica la aparición de manchas grises necróticas en el endocardio miocárdico, e incluso necrosis y blanqueamiento óseo y muscular, por lo que se denomina "miopatía". No fue hasta 1958 que los científicos descubrieron que la "miopatía" era causada por una deficiencia de selenio en los pastos. Agregar selenito de sodio al alimento o inyectar selenito de sodio en animales jóvenes ha logrado buenos resultados.
La enfermedad de Keshan es una enfermedad endémica con necrosis submiocárdica como síntoma principal. Aunque sus primeros síntomas no son obvios, una vez que se desarrolla, a menudo ocurren síntomas como insuficiencia cardíaca aguda o crónica, dificultad para respirar, mareos, náuseas y vómitos. En casos graves, el pulso es débil, la tez es amarilla y blanca, las extremidades están frías y la presión arterial baja. Si el rescate no se realiza a tiempo, la muerte se producirá a las pocas horas. La enfermedad de Kashin-Beck es una enfermedad endémica acompañada de cambios orgánicos que provocan deformidades en las extremidades. Las principales manifestaciones son lesiones o necrosis del cartílago articular y osteocartílago, afectando el crecimiento óseo, dolor articular, atrofia muscular, deformidad del pie, etc., e incluso pérdida de la capacidad laboral y de autocuidado.
La enfermedad de Keshan y la enfermedad de Kashin-Beck son similares en distribución geográfica, etiología y características ambientales geográficas relacionadas. El área epidémica en mi país se encuentra principalmente a lo largo de la costa de Heilongjiang, comenzando desde las montañas de Daxingan en el norte y extendiéndose en dirección noreste-suroeste o en forma estrecha hasta ambos lados del río Lancang en Yunnan. la zona de transición entre la zona húmeda del monzón y la zona árida del interior del sureste de mi país, incluidas Heilongjiang, Jilin, Liaoning, Mongolia Interior, Hebei, Henan, Shanxi, Shaanxi, Gansu, Ningxia, Sichuan, Yunnan y Tíbet. Después de 20 años de investigación, el académico chino Qin Jian'an cree que la gente ha reconocido la teoría de la deficiencia de selenio en el entorno geográfico y el papel principal de la suplementación con selenio en la prevención de enfermedades. A través de la investigación, creía que la enfermedad de Keshan y la enfermedad de Kashin-Beck se distribuyeron históricamente en áreas de erosión geológica y zonas de transición entre movimientos ascendentes y descendentes. Como la zona de transición entre colinas bajas de piedemonte y llanuras de pendiente, entre terreno de denudación y terreno de acumulación, a ambos lados o alrededor de cuencas hidrográficas regionales, áreas de terreno bajo como cuencas entre montañas, depresiones, depresiones planas de flujo cerrado, tierras bajas con pobres flujo de agua, etc. Por ejemplo, las áreas de enfermedad en las Grandes Montañas Khingan se distribuyen principalmente en las colinas y llanuras de piedemonte en la ladera oriental de las Grandes Montañas Khingan, las áreas de enfermedad en las Pequeñas Montañas Khingan se distribuyen principalmente en las colinas de denudación y las llanuras de acumulación de piedemonte, y las áreas de enfermedad en la meseta de Loess se distribuyen principalmente en la zona de transición entre la meseta de Loess y la llanura aluvial del río Weihe. En la zona montañosa de Loess, las áreas de enfermedad en Yunnan-Guizhou Sichuan se distribuyen principalmente en el cruce de la montaña Daba, Hengduan. Montaña y cuenca de Sichuan en la meseta de Yunnan-Guizhou. La característica sobresaliente de estas áreas es la severa lixiviación de elementos superficiales, lo que resulta en deficiencias de oligoelementos como selenio y estroncio en el suelo y el agua. Por ejemplo, las zonas occidental y norte de Sichuan son principalmente lutita de color rojo púrpura, arenisca de color rojo ladrillo y limolita de color rojo púrpura. , y el contenido de selenio de la roca en sí es muy bajo, con un promedio de 0,05 ng/g; el suelo púrpura desarrollado sobre esta base también tiene un estado bajo de selenio, generalmente 0,10 ~ 0,15 ng/g. y el este del Tíbet es principalmente suelo montañoso y suelo pardo calcáreo. Debido a que pertenece a una zona húmeda, el efecto de lixiviación es fuerte, la superficie del suelo es débilmente ácida y las sales solubles básicamente se lixivian, especialmente después de que se pierde el selenio, los animales y las plantas tendrán deficiencia de selenio, incluso en el cuerpo humano. Las llanuras montañosas de las laderas orientales de las montañas de Daxingan tienen un clima húmedo, con una precipitación anual de más de 600 mm, y son una zona de intensa lixiviación y pérdida de elementos. Los residentes se sumergen en capas de pendientes, llanuras aluviales o cortezas erosionadas del lecho rocoso. Este tipo de buceo es ácido, tiene baja dureza y salinidad, y a menudo aparece de color amarillo verdoso, oxidado, marrón e incluso tiene olor a pescado, por lo que tiene una alta tasa de incidencia.