Selenyumun ve vitamin E‟nin fonksiyonları ve yetersizliği

Selenyum hayvan vücudunda bütün hücre ve dokularda bulunmakta olup konsantrasyonu dokuya, rasyondaki Se seviyesine ve elementin kimyasal formuna bağlı olarak değişmektedir. Vücutta en yüksek Se konsantrasyonu karaciğer ve böbreklerdedir. Elementin kas, kan ve kemiklerdeki konsantrasyonu daha düşük, adipoz dokuda ise en düşüktür. Dokulardaki Se miktarı rasyondaki Se miktarıyle doğru orantılı olarak değişmektedir (Underwood ve Suttle, 1999). Bazı dokuları Se seviyelerine göre sıralamak gerekirse tüm türlerde bir benzerlik olduğu görülür. Genel olarak bazı organlardaki Se konsantrasyonu büyükten küçüğe doğru şu şekilde sıralanabilir; böbrek

> karaciğer > pankreas > kalp > iskelet kasları (McDowell, 1992). İskelet kaslarında nisbi olarak diğer dokulardan daha düşük seviyede Se bulunmasına karşın vücutta bulunan toplam Se‟un % 40‟ından fazlası bu dokularda bulunur. Toplam vücut Se‟unun yaklaşık % 30‟u karaciğerde ve % 10‟luk bir kısmı da diğer organlarda bulunmaktadır (Ku ve ark., 1972). Çizelge 2.4‟de bazı dokulardaki Se miktarları verilmiştir.

Çizelge 2.4. Bazı dokulardaki Se miktarları

Doku Konsantrasyon (mg/kg) Böbrek korteksi 1.38-1.46 Karaciğer 0.48-0.97 Kalp kası 0.15-0.20 Ovaryum 0.19-0.25 İskelet kası 0.04-0.06 Beyin 0.07-0.09 Yün 0.21-0.49 Pankreas 0.34-0.44 (McDowell, 1992)

Rasyondaki Se‟un kimyasal formu dokulardaki Se konsantrasyonunu etkilemektedir. Yüksek miktarlarda organik Se‟u ihtiva eden rasyonları tüketen hayvanlarda kasların Se muhtevasının yükseltilebileceği ifade edilmiştir (Ku ve ark., 1972).

Selenyum, hayvanlarda büyüme, döl verimi ve vitamin E‟ye değişen miktarlarda tepki gösteren, bir çok hastalığın önlenmesinde, fonksiyon gören bir elementtir. Bu hastalıklar; hemen hemen bütün hayvan türlerinde karaciğer nekrozları, tavuklarda eksudatif diatez ve pankreatik fibrosis ile kuzu, buzağı ve diğer hayvan türlerinde beyaz kas hastalığıdır (Underwood ve Suttle, 1999).

Selenyum ve vitamin E‟nin, organizmada biyolojik zarların korunmasında önemli görevleri vardır. Selenyum, normal hücre metabolizması sırasında oluşan hidrojen peroksit ve lipoperoksitlerin metabolize edilmelerini sağlayan glutasyon peroksidaz (GSH-PX) enziminin yapısına girerek, hücreyi bu serbest radikallerin zararlı etkilerinden korumaktadır. E vitamini (α-tokoferol) ise biyolojik bir antioksidan olup bileşik hidroperoksit radikallerinin oluşumunu azaltarak membran lipitlerine olabilecek oksidatif zararları önlemektedir (Dabak ve ark., 2002).

Glutasyon peroksidaz enzimi hayvansal dokulardan izole edilen ilk seleno proteindir. Enzim, doymamış yağ asitlerinin oksidasyon ürünü olan peroksitlerin tahrip edilmesinde fonksiyon göstererek hücre zarlarının normal ve sağlıklı kalmasını sağlar. Enzim, bütün dokularda mevcut olmakla beraber bazı dokularda enzimin aktivitesi

48 düşük bazılarında ise yüksektir. Hayvanlarda kas fonksiyonları ile ilgili görülen problemlerin büyük bir kısmı bu enzimin eksikliği veya yokluğundan kaynaklanmaktadır. Selenyum elementi aynı zamanda pankreasın normal yapısı ve fonksiyonu için gerekli olup elementin eksikliğinde pankreastan salgılanan lipaz miktarı azalırken, ince bağırsaklarda lipidlerin sindirimi ve absorbsiyon hızları düşer (Underwood ve Suttle, 1999).

Klasik glutasyon peroksidazın (GPX1) keşfinden beri diğer seleno proteinlerde tanımlanmış ve onların biyokimyasal rolleri de araştırılmıştır. Bu selenoproteinler; gastrointestinal glutasyon peroksidaz (GPX2 veya GPX-G1), plazma glutasyon peroksidaz (GPX3), fosfolipit hidroperoksit glutasyon peroksidaz (GPX4), selenoprotein-P (Sel-P) ve troksin 5‟-deiyodinaz-1 (5‟-DI1) dir. Bu enzimler isimlerini genel olarak bulundukları dokulardan alırlar ve antioksidan olarak görev yaparlar (Ali, 2000a).

Selenyum yetersizliği durumunda etlik piliçlerde performansta düşme, zayıf tüylenme, ölüm oranında artma, pankreatik fibrosis, pankreatik atrofi, eksudatif diyatez ve kas distrofisi görülür. Hindilerde Se yetersizliğinde büyümede gerileme, ölüm oranında artış, iskelet kaslarında, kalp ve taşlıkta miyopati görülür. Yumurta tavuklarında Se yetersizliği durumunda; yumurta veriminde ve yumurtadan çıkış gücünde azalma, Se yetersizliğinde hindilerde yumurtadan çıkış gücünde önemli ölçüde azalma görülmektedir (Cantor, 1997).

a) Pankreatik fibrosis: Yapılan çalışmalar şiddetli Se noksanlığının civcivlerde büyüme ve tüylenmenin zayıf olmasına ilaveten pankreas atrofisine sebep olduğunu ve bu durumun yüksek vitamin E mevcudiyetinde bile meydana geldiğini göstermiştir. Selenyum bakımından yetersiz rasyonlar ile beslenen civcivlerde meydana gelen pankreatik atrofinin vitamin E yetersizliği ve lipit absorbsiyonunda aksamalara sebep olduğu bildirilmektedir. Pankreatik fibrosis görülen civcivlerin rasyonlarına Se ilave edilmediği taktirde pankreas yetersizliği sonucu ölümler görülmektedir (Underwood ve Suttle, 1999). Plazma ve karaciğer glutasyon peroksidaz aktiviteleri ile hastalığın önlenmesi arasında bir ilgi mevcut olmadığı (Cantor ve ark., 1975a) ancak rasyona Se kaynağı olarak selenometiyonin ilavesiyle bu hastalığın tamamen ortadan kalktığı ve Se‟un bu formunun selenit veya selenattan daha etkili bir kaynak olduğu bildirilmiştir (Cantor ve ark., 1975b).

b) Eksudatif diyatez (ED): Civcivlerde Se ve vitamin E yetersizliğinden kaynaklanan bir hastalık olan ED ilk defa Dam ve Glavind tarafından vücudun çeşitli

kısımlarında sıvı birikimi olarak tanımlanmıştır (Ali, 2000a). Eksudatif diyatez karın bölgesinde, boynun karına yakın kısımlarında, kanatlar ve ayaklarda lokalize olmuş ödemlerle karakterize edilir. Ödemlerin nedeni olan bu sıvıların kılcal kan damarlarının geçirgenliğinin artmasından kaynaklandığı ifade edilmiştir. Civcivlerde vitamin E yetersizliğinde, bira mayasının bir bileşeni olan faktör 3‟ün eksudatif diyatezi önlediği ve bu faktörün daha sonra Se olarak adlandırıldığı ifade edilmiştir (Cantor, 1997). c) Taşlık, kalp ve iskelet kaslarının miyopatisi: Hindi palazlarında Se yetersizliğinin sonuçları ölüme kadar giden ilk belirtisi taşlık miyopatisidir. Taşlık miyopatisi taşlığın kas duvarlarının kalınlaşması ile karakterize edilir ve bu organın duvarlarında nemli ve sarı renkli çıkıntılar görülmektedir (Cantor, 1997).

Kalp miyopatisinin önlenmesi için ihtiyaç duyulan Se miktarı taşlık miyopatisinin önlenmesi için ihtiyaç duyulan miktardan daha düşüktür ve kalp miyopatisi hindi palazlarında ikincil yetersizlik semptomu olarak değerlendirilmektedir (Cantor, 1997). İskelet kaslarının miyopatisi taşlık ve kalp miyopatisinden sonra 3. derecede yetersizlik semptomu olarak değerlendirilmektedir. İskelet kaslarının miyopatisi göğüs kaslarındaki dejenerasyonlar ile karakterize edilmektedir. d) Kas distrofisi: Beslenmeye bağlı kas distrofisi, pek çok coğrafik bölgede kendiliğinden şekillenen yada çiftlik hayvanlarının genelinde deneysel olarakta meydana getirilebilen çizgili kasların dejeneratif bir hastalığıdır. Bu hastalık yaygın olarak kuzu ve buzağılarda görülsede tay, keçi, domuz ve kanatlılarda da bu anormallikler zaman zaman görülebilir. Kas distrofisi bütün türlerde rasyonlara uygun seviyelerde Se ilavesiyle önlenebilmektedir (Underwood ve Suttle, 1999).

Çalışılan bütün türlerde Se noksanlığının üreme olaylarında aksamalara sebep olduğu görülmüştür. Selenyum noksanlığı, tavuklarda yumurta verimi ve yumurtadan çıkış gücünde düşmelere, aynı şekilde bıldırcınlar ile yapılan çalışmalarda da Se noksanlığına bağlı olarak çıkış gücünde, döllenmiş yumurta oranında ve yaşama gücünde azalma ve düşmeler olduğu bildirilmiştir (Underwood ve Suttle, 1999). Hindilerde Se yetersizliği yumurta verimini etkilememekle beraber, yumurtadan çıkış gücü ve palazların yaşama gücünde azalmaya sebep olduğu bildirilmiştir (Cantor ve ark., 1978).

Daha önceleri yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçların aksine Se kanserojenik bir bileşik olmayıp, günümüzde Se yaygın kanaatin aksine kanseri önleyici bir bileşik olarak kabul edilmektedir (Underwood ve Suttle, 1999). İnsanlar üzerinde yapılan bir çalışmada 1312 hastanın diyetlerine 200 mg/kg/gün seviyesinde Se ilave

50 edilmiş ve akciğer kanserinden dolayı ölüm oranında, kolon, prostat ve tüm kanser çeşitlerinin tekrar etme risklerinde azalma olduğu bildirilmiştir (Clark ve ark., 1996). Normal yetişkin bir insan plazmasında 0.5-1.2 μg/ml düzeyinde tokoferol bulunmaktadır. Vitamin E‟ nin insanlarda ve tüm hayvanlardaki durumu plazma veya serum tokoferol seviyesi tespit edilerek belirlenir. Plazma ve karaciğer α-tokoferol seviyeleri arasında oldukça yüksek bir korelasyon mevcut olup benzer şekilde rasyondaki tokoferol seviyesi ile plazma tokoferol seviyesi arasında da yüksek bir korelasyonun olduğu ifade edilmektedir. Bir çok hayvan türünde plazma tokoferol seviyesi 0.5-1.0 μg/ml arasındadır ve plazma tokoferol seviyesi 0.5 μg/ml nin altında ise ancak bu durumda vitamin E yetersizliğinden söz edilebilmektedir (McDowell, 2000).

Vitamin E hemen tüm vücut dokularında depolanmakta olup en yüksek oranda depolandığı organ karaciğerdir. Bununla beraber karaciğerde depolanan vitamin E miktarı toplam vücuttaki vitamin E miktarının çok az bir kısmını teşkil eder. Vitamin E küçük miktarlarda olmak üzere vücutta uzun süre kalabilmektedir (McDowell, 2000).

Vitamin E‟nin vücutta bir çok farklı fonksiyonları mevcuttur. Bu fonksiyonlardan en önemlisi hücreler arası ve hücre içi antioksidan özelliğe sahip olmasıdır. Bunu hücre içindeki doymamış yağları oksidasyondan koruyarak gerçekleştirmekte ve böylece hücre zarındaki yapısal yağlar korunarak hücre zarının parçalanması önlenmektedir. Selenyum ve vitamin E yetersizliğinde vücut kaslarının genelinde morfolojik hasarlar görülür ve distrofik dokuların zarlarından kreatin ve transaminaz plazmaya sızar. Bu duruma, vitamin E serbest radikalleri nötralize ederek ve zarın yapısındaki lipitlerin peroksidasyonunu önleyerek karşı koyar. Lipit peroksidasyonunda hücre zarları hasar görür, zardaki enzim aktivitesi inhibe edilir ve hücrede istenmeyen reaksiyonlar artar (Ullrey, 1981).

Rasyonla alınan tokoferollerin yağların peroksidasyonunu engellediği, bunun yanında vitamin A ve karotenler gibi kolayca okside olabilen vücutta depolanan diğer vücut materyallerini oksidasyona karşı koruduğu kabul edilmektedir. Vitamin E yetersizliğinin belirtisi olan ensefomalasya ve kas distrofisi gibi problemler rasyona diğer antioksidanların ilavesi ile kesin bir şekilde önlemektedir ve bu da tokoferollerin antioksidan olduğunu kanıtlamaktadır (McDowell, 2000)

Biyolojik zarların normal yapılarının devamı için α-tokoferollerin gerekli olduğu, çünkü fosfolipitlerin zarların yapısında önemli bir yere sahip oldukları ifade edilmiştir (Ullrey, 1981). Ayrıca α-tokoferolün linoleik asitin araşidonik asite

dönüşümünü sitümüle ettiği α- tokoferolün araşidonik asitten prostaglandin E sentezini ise oldukça güçlü bir şekilde sitümüle ettiği bildirilmiştir (McDowell, 2000).

Vitamin E prostaglandin E ile birlikte kanın pıhtılaşmasını inhibe etmektedir. Fakat bu fonksiyonunu bir antioksidan olarak değil de prostaglandin E nin sentezini teşvik ederek gerçekleştirdiği bildirilmiştir (McDowell, 2000).

Vitamin E fagositoz olayında ve lökositlerin korunmasında Se ile birlikte önemli fonksiyonlara sahiptir. Bileşik bu fonksiyonları ile memelilerin bakteri istilasına uğramalarını engellerler (Badwey ve Karnovsky, 1980). Civcivlere yüksek dozda verilen vitamin E‟nin Escherichia coli‟ ye karşı korunmayı ve antikor üretimini arttırdığı bildirilmiştir (McDowell, 2000).

Vitamin E‟ye organizmada biyolojik oksidasyon-redüksiyon reaksiyonlarının oluşabilmesi için ihtiyaç duyulmaktadır. Vitamin E, nikotinamid adenin dinükleotit (NAD) oksidaz enziminin sitokrom redüktaz enzimine parçalanmasında ve süksinat oksidaz sistemlerinde kofaktör olarak fonksiyon görür. Ayrıca vitamin E‟ nin hücre içerisinde DNA‟nın biyosentezini regüle ettiğide tespit edilmiştir (McDowell, 2000).

Vitamin E ayrıca kreatin fosfat ve adenozin fosfat gibi yüksek enerjili bileşiklerin fosforilasyon reaksiyonlarının normal olarak gerçekleşmesinde, askorbik asit sentezinde ve kükürtlü aminoasitlerin sentezinde fonksiyon görmektedir (Scott, 1980).

Dokularda Se ve vitamin E‟nin fonksiyonları birbirlerine oldukça benzerlik gösterir. Selenyumun, vitamin E yetersizliğinin belirtilerinin ortaya çıkmasını geciktirici bir etkisi vardır. Aynı şekilde vitamin E ve kükürtlü amino asitler de Se yetersizliği semptomlarının ortaya çıkmasını kısmen engellerler veya ortaya çıkma sürecini geciktirirler. Rasyondaki şiddetli Se yetersizliği durumunda ortaya çıkacak eksudatif diyatezin tedavisi veya önlenmesi için vitamin E etkili olmamakta, ancak rasyona 0.05 mg/kg kadar düşük seviyede Se ilavesinin bile bu hastalığı önlemede etkili olduğu bildirilmiştir (Scott, 1980).

Selenyum vitamin E ihtiyacını azaltıcı etkiye sahip olup, bunu aşağıdaki yollarla yapmaktadır.

- Pankreasın düzenli çalışmasını sağlayarak yağların sindirimini kolaylaştırıp vitamin E‟ nin absorbsiyonunu arttırarak.

- Selenyum glutasyon peroksidaz enziminin yapısında bulunduğundan lipit zarlarındaki uzun zincirli yağ asitlerinin bozulmasını engelleyerek.

52 - Bazı bilinmeyen mekanizmalarla kan plazmasındaki vitamin E miktarının

artmasına neden olarak.

Ayrıca vitamin E‟de Se ihtiyacını azaltıcı etkiye sahip olup, bunu aşağıdaki iki yolla yapar;

- Vücutta Se kaybını önleyerek yada organizmadaki Se‟u aktif halde tutarak, - Zarlarda zar lipitlerinin otooksidasyonunu önleyerek (McDowell,2000).