Effect of selenite, seleno cysteine and seleno methionine on the selenium metabolism of ⁷⁵Se labeled rats

Abstract

Summary In a 6‐week metabolic study each of three groups of 20 growing rats were fed restrictively a semi‐synthetic diet which was supplemented with sodium selenite, seleno cysteine (SeCys) or seleno methionine (SeMet) to a total Se content of 150 ng/g. The true absorption and endogenous faecal excretions were determined by the isotope‐dilution technique after an injection of 75 Se at day 7 of the experiment. The dietary selenite resulted in an apparent and true absorption of 82 and 92%, renal excretions of 36% and retention of 47% of Se intake. The SeCys increased apparent and true Se absorption to 89 and 98%, reduced renal excretions (33%) and increased retention (56%). The SeMet was equivalent to SeCys with respect to true Se absorption (99%) but caused a further increase in apparent Se absorption (92%) due to reduced endogenous faecal Se excretions. Urinary Se excretion dropped to 25% and the Se retention reached 67% of Se intake. In comparison to selenite, SeCys did not affect the Se concentrations of organs, blood, heart and femur but increased significantly that of the m. quadriceps (+18%) and numerically that of skin and hair (+6% and +11%). The SeMet increased the Se concentrations especially in the m. quadriceps (+78%), hair (+42%) and skin (+33%) but also in femur and almost all organs including brain and testes. Quantitatively, the higher Se retention of animals supplied with seleno amino acids was localized mainly within the skeletal muscles. GSH‐Px activity in blood plasma did not differ between the selenite and the SeCys group but was reduced with dietary SeMet by 5%. The cumulative 75 Se excretion and residual 75 Se activity in the whole body was 60 and 41% (selenite), 56 and 44% (SeCys), and 52 and 59% (SeMet). The results indicate that SeCys and SeMet are absorbed as intact amino acids which may be included unspecifically into protein synthesis. Consequently, the absorbed Se is withdrawn from the Se metabolism and the intermediate Se supply is reduced. On the other hand, Se is accumulated into tissues without the control of Se homeostasis. This effect is especially pronounced in the case of SeMet. In total, the bioavailability of the Se supplements may be ordered as follows: Selenite > SeCys > SeMet. Zusammenfassung Zum Einfluß von Selenit, Selenocystein und Selenomethionin auf den Selenstoffwechsel 75 Se markierter Ratten In einem 6 wöchigen Stoffwechselversuch erhielten je 20 von insgesamt 60 wachsenden Ratten restriktiv eine semisynthetische Diät, die mit Natriumselenit, Selenocystein (SeCys) oder Selenomethionin (SeMet) auf einen Gesamtgehalt an Se von 150 ng/g supplementiert waren. Die Messung der wahren Absorption und endogenen fäkalen Exkretion an Selen erfolgte über die Isotopen‐Verdünnungsmethode nach Injektion von 75 Se am 7. Versuchstag. Bei Supplementierung mit Selenit betrug die scheinbare und wahre Se‐Absorption 82 bzw. 92%, die renale Exkretion 36% und die Retention 47% der Se‐Aufnahme. SeCys erhöhte die scheinbare und wahre Absorption (89 bzw. 98%), verminderte die renale Exkretion (33%) und erhöhte die Retention (56%). SeMet war dem SeCys hinsichtlich der wahren Se‐Absorption gleichwertig (99%). Die scheinbare Absorption stieg jedoch aufgrund einer verminderten endogenen fäkalen Exkretion auf 92%. Die renale Exkretion sank auf 25% und dic Retention erreichte 67% der Se‐Aufnahme. Im Vergleich zu Selenit hatte SeCys keinen Effekt auf die Se‐Konzentrationen von Organen, Blut, Herz, und Femur. Sie waren jedoch beim m.quadriceps signifikant (+18%) und bei Haut und Haaren numerisch erhöht (+6% und +11%). SeMet erhöhte die Se Konzentrationen insbesondere im m. quadriceps (+78%), Haar (+42%) und Haut (+33%). Auch im Femur sowie in nahezu allen Organe einschließlich des Gehirns und der Hoden waren erhöhte Se‐Konzentrationen zu beobachten. Mengenmäßig war die bei SeCys und SeMet erhöhte Se‐Retention hauptsächlich in der Skelettmuskulatur lokalisiert. Die Aktivität der GSH‐Px im Blutplasma blieb bei SeCys im Vergleich zu Selenit unverändert, nahm jedoch bei SeMet um 5% ab. Die kumulierte 75 Se‐Exkretion und die Restaktivität im Ganzkörper betrug 60 bzw. 41% (Selenit), 56 bzw. 44% (SeCys), sowie 52 bzw. 59% (SeMet). Die Ergebnisse weisen darauf hin, daß SeCys und SeMet als intakte Aminosäuren absorbiert und unspezifisch in die Proteinsynthese eingeschleust werden können. Dadurch wird absorbiertes Se dem Se‐Stoffwechsel entzogen und die intermediäre Se‐Versorgung beeinträchtig. Umgekehrt kommt es unter Umgehung der Se‐Homöostasie zu einer unkontrollierten Se‐Akkumulation im Gewebe. Diese Effekte sind bei SeMet besonders ausgeprägt. Insgesamt läßt sich die Bioverfügbarkeit der untersuchten Se‐Supplemente folgendermaßen ordnen: Selenit > SeCys « SeMet.