T.C.
SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
Ocak-2013 KONYA Her Hakkı Saklıdır
ĠLAVE ORGANĠK VE ĠNORGANĠK SELENYUM PREPARATLARININ VE ĠLAVE VĠTAMĠN E’ NĠN YUMURTA TAVUKLARINDA VERĠM VE BAZI KAN
PARAMETRELERĠNE,YUMURTA SELENYUM ĠÇERĠĞĠNE VE PLAZMA GLUTASYON PEROKSĠDAZ
ENZĠM AKTĠVĠTESĠNE ETKĠSĠNĠN BELĠRLENMESĠ
Ömer Osman KILINÇ DOKTORA TEZĠ
TEZ BĠLDĠRĠMĠ
Bu tezdeki bütün bilgilerin etik davranış ve akademik kurallar çerçevesinde elde edildiğini ve tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu çalışmada bana ait olmayan her türlü ifade ve bilginin kaynağına eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm.
DECLARATION PAGE
I hereby declare that all information in this document has been obtained and presented in accordance with academic rules and ethical conduct. I also declare that, as required by these rules and conduct, I have fully cited and referenced all material and results that are not original to this work.
İmza
Ömer Osman KILINÇ Tarih: 21.01.2013
iv
ÖZET
DOKTORA TEZĠ
ĠLAVE ORGANĠK VE ĠNORGANĠK SELENYUM PREPARATLARININ VE ĠLAVE VĠTAMĠN E’ NĠN YUMURTA TAVUKLARINDA VERĠM VE BAZI
KAN PARAMETRELERĠNE, YUMURTA SELENYUM ĠÇERĠĞĠNE VE PLAZMA GLUTASYON PEROKSĠDAZ ENZĠM AKTĠVĠTESĠNE ETKĠSĠNĠN
BELĠRLENMESĠ Ömer Osman KILINÇ
Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Zootekni Anabilim Dalı
DanıĢman : Prof.Dr.Oktay YAZGAN
2013, 140 Sayfa Jüri Prof.Dr.Oktay YAZGAN Prof.Dr.Yılmaz BAHTĠYARCA Prof.Dr.Ġbrahim AK Prof.Dr.Behiç COġKUN Prof.Dr.Alp Önder YILDIZ
Bu çalışma yumurta tavuğu rasyonlarına farklı seviyelerde ilave edilen organik ve inorganik Selenyum preperatlarının ve ilave vitamin E‟nin verim ve bazı kan parametrelerine, yumurta selenyum içeriğine ve plazma, karaciğer Glutasyon Peroksidaz enzim aktivitelerine etkisinin belirlenmesi amacıyla yapılmıştır.
Denemede 20 haftalık yaşta toplam 320 adet yumurta tavuğu, her biri 4 tekerrürden oluşan 20 deneme grubuna tesadüfi olarak dağıtılmıştır. Her alt grup dört adet yumurta tavuğundan oluşmuş, 16 haftalık deneme boyunca organik ve inorganik selenyum preperatlarının beş farklı seviyede (0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 mg/kg) ilave edildiği ve bunlara E vitamini ilave edilen rasyonlar olmak üzere toplam 20 farklı deneme rasyonlarıyla yemlenmişlerdir.
Muamelelerin günlük ortalama yem tüketimi, yumurta ağırlığı, plazma GPX konsantrasyonu, karaciğer GPX konsantrasyonuna etkisi önemli olmamıştır.
Deneme sonunda muamelelerin yumurta kitlesi, yumurta verimi, yumurta, karaciğer, plazma selenyum konsantrasyonu, yem değerlendirme katsayısına etkisi önemli olmuştur.
Yumurta kitlesi, yumurta verimi ve yumurta selenyum konsantrasyonu değerleri organik selenyum kaynağı ve vitamin E‟ nin birlikte kullanıldığı gruplarda daha yüksek bulunmuştur.
Plazma selenyum konsantrasyonu, organik selenyum kullanılan fakat vitamin E ilave edilmeyen gruplarda daha yüksek bulunmuştur.
Yem değerlendirme katsayıları ise inorganik selenyum ilave edilen ve vitamin E ilave edilmeyen gruplarda daha yüksek bulunmuştur .
v
ABSTRACT
Ph.D THESIS
DETERMINATION OF THE EFFECT OF ADDED ORGANIC AND INORGANIC SELENIUM PREPERATES AND ADDED VITAMIN-E ON YIELD, SOME BLOOD PARAMETERS, EGG SELENIUM CONTENT AND
PLASMA GLUTATHIONE PEROXIDASE ACTIVITY OF LAYING HENS
Ömer Osman KILINÇ
THE GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCE OF SELÇUK UNIVERSITY
DOCTOR OF PHILOSOPHY IN ANIMAL SCIENCE Advisor: Prof.Dr.Oktay YAZGAN
2013, 140 Pages Jury Prof.Dr.Oktay YAZGAN Prof.Dr.Yılmaz BAHTĠYARCA Prof.Dr.Ġbrahim AK Prof.Dr.Behiç COġKUN Prof.Dr.Alp Önder YILDIZ
This study was carried out to determine the effect of organic and inorganic selenium preparates and vitamin E added to rations of laying hens at different levels on yield, some blood parameters, egg selenium content and plasma and liver gluthatione peroxsidase concentration.
As a total of 320 layıing hens that were 20 weeks of age were randomly distrubuted to 20 trial groups each having 4 replicates, each subgroup having four laying hens and these group were 20 different experimental diets composed of five different levels of organic and inorganic selenium preperates (0, 0.2, 0.4, 0.6, and 0.8 mg/kg)and added vitamin E.
Experimental diets did not have any significant effect on average daily feed consumption, egg weight, plazma GPX concentration values.
However, experimental diets did have significant effect on average daily egg yield, egg, liver and plasma selenium concentration and feed conversion ratio values.
The egg mass, egg yield and egg selenium concentration values were higher ın groups in which organic selenium source and vitamin E were used together.
Plasma selenium concentration was found higher in the groups in which organic selenium were used with no added vitamin E.
Feed conversion ratio values were found to be higher in the groups having organic selenium with no added vitamin E than the other groups.
vi
ÖNSÖZ
“ Milli ekonominin temeli tarımdır. Bunun içindir ki tarımda kalkınmaya büyük önem vermekteyiz. Köylere kadar yayılacak programlı ve pratik çalışmalar bu amaca yayılmayı kolaylaştıracaktır. Fakat bu çok önemli işi isabetle amacına ulaştırabilmek için ilk önce ciddi etütlere dayalı bir tarım politikası tespit etmek ve onun için de, her köylünün ve bütün vatandaşların kolayca kavrayabileceği ve severek tatbik edebileceği bir tarım rejimi kurmak lazımdır.
Türkiye’nin gerçek sahibi ve efendisi, gerçek üretici olan köylüdür.”
Lisans ve Lisanüstü eğitim dönemimde engin bilgilerinden defalarca faydalandığım; doktora çalışmalarım döneminde sağlık problemlerine rağmen bana vakit ayıran Değerli Danışmanım Prof.Dr. Oktay YAZGAN hocama;
Tecrübelerini ve yardımlarını benden esirgemeyen Prof.Dr. Yılmaz BAHTİYARCA, Doç.Dr.Yusuf CUFADAR ve Dr.Osman OLGUN hocalarıma;
Kurumda yaptığım çalışmalarda ve analizlerde bana yardımcı olan değerli mesai arkadaşlarıma;
Daima yanımda olan aileme; sonsuz teşekkürlerimi sunarım.
Ömer Osman KILINÇ KONYA-2013
vii ĠÇĠNDEKĠLER ÖZET ... iv ABSTRACT ... v ÖNSÖZ ... vi ĠÇĠNDEKĠLER ... vii SĠMGELER VE KISALTMALAR ... ix 1. GĠRĠġ ... 1 2. KAYNAK ARAġTIRMASI ... 4
2.1. Selenyum Hakkında Temel Bilgiler ... 4
2.2. Selenyumun Kimyası ... 5
2.3. Selenyumun Doğada Jeolojik Dağılımı ... 5
2.4. Selenyumun Toprakta Bulunuşu ... 6
2.5. Selenyumun Bitkilerde Bulunuşu ... 7
2.6. Selenyumun Yemlerde Bulunuşu ... 9
2.7. Selenyumun Sularda Bulunuşu ... 11
2.8. Selenyumun Dokulardaki Dağılımı ... 12
2.9. Selenyumun Vücuttaki Metabolizması ... 12
2.9.1. Glutasyon peroksidaz ... 14
2.9.2. Diğer selenoproteinler ... 16
2.10. Selenyumun Çiftlik Hayvanlarında Bulunuşu ... 16
2.11. Selenyum Zehirlenmesi ... 22
2.12. Selenyum ve İnsan Organizması ... 24
2.12.1. Selenyumun besinsel kaynakları ... 27
2.12.2. Selenyumun ihtiyaç düzeyleri ... 27
2.12.3. Selenyumun organizmadaki bulunuşu ve atılışı ... 28
2.12.4. Selenyumun fizyolojik rolü ... 29
2.12.5. İnsanlarda selenyum eksikliği ... 34
2.13. Selenyum İle İlgili Yapılan Diğer Çalışmalar ... 34
2.14. Selenyum ve Vitamin-E ... 44
2.14.1. Selenyum ve vitamin E‟ nin absorbsiyonu ... 44
2.14.2. Selenyumun ve vitamin E‟nin fonksiyonları ve yetersizliği ... 46
2.14.3. Selenyum ve vitamin E ihtiyacı ... 52
2.14.4. Kanatlı hayvanların beslenmesinde selenyum ve vitamin E ... 53
3. MATERYAL VE YÖNTEM ... 55 3.1 Materyal ... 55 3.1.1. Hayvan materyali ... 55 3.1.2. Yem materyali ... 55 3.1.3. Diğer materyaller ... 56 3.2. Yöntem ... 56
viii
3.2.1. Temel ve deneme rasyonlarının oluşturulması ... 56
3.2.2. Deneme gruplarının oluşturulması ... 58
3.2.3. Denemenin yürütülmesi ... 58
3.3. İstatistik Analizler ... 61
4. ARAġTIRMA SONUÇLARI VE TARTIġMA ... 63
4.1. Performans ... 63
4.1.1. Canlı ağırlık değişimlerine ait araştırma sonuçları ... 63
4.1.2. Yumurta verimine (%) ait araştırma sonuçları ... 66
4.1.3. Yumurta ağırlığına ait araştırma sonuçları ... 72
4.1.4. Günlük ortalama yem tüketimlerine (g) ait araştırma sonuçları ... 74
4.1.5. Yumurta kitlesine (g/gün/tavuk) ait araştırma sonuçları ... 76
4.1.6. Yemden yararlanma katsayısına ait sonuçlar ... 82
4.2. Doku Selenyum Konsantrasyonuna Ait Araştırma Sonuçları ... 85
4.2.1. Tüm yumurta selenyum konsantrasyonu ... 85
4.2.2. Plazma selenyum konsantrasyonu ... 93
4.2.3. Karaciğer selenyum konsantrasyonu ... 98
4.3. Doku GPX Konsantrasyonuna Ait Araştırma Sonuçları ... 100
4.3.1. Plazma GPX konsantrasyonua ait sonuçlar ... 100
4.3.2. Karaciğer GPX konsantrasyonua ait sonuçlar ... 102
4.4. Ölüm oranlarına ait sonuçlar ... 104
5. SONUÇ VE ÖNERĠLER... 105 5.1. Sonuç ... 105 5.2. Öneriler ... 105 KAYNAKLAR ... 106 ÖZGEÇMĠġ ... 131
ix SĠMGELER VE KISALTMALAR Simgeler Ag : Gümüş Ar : Argon Cd : Kadmiyum Co : Kobalt Cu : Bakır Hg : Civa H2S : Hidrojen Sülfür H2Se : Hidrojen Selenyum H2O2 : Hidrojen Peroksit P : Fosfor Pb : Kurşun Se : Selenyum Kısaltmalar
AAAc : Acid Ammonium Acetate ATK : Ayçiçeği Tohumu Küspesi
CA : Canlı Ağırlık
CAD : Canlı Ağırlık Değişimi
EDTA : Ethylene Diamine Tetra Acetic Acid GPX(GSHPx) : Glutasyon Peroksidaz
Icp-Ms : İnductively Coupled Plasma – Mass Spectrometer
KM : Kuru Madde
kg : Kilogram
ME : Metabolik Enerji
mg : Miligram
µg : Mikrogram
NADPH : Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate (İndirgenmiş Form) NRC : National Research Council
SFK : Soya Fasülyesi Küspesi
SP : Sel-Plex
SS : Sodyum Selenit
Vit0 : Rasyona Vitamin E İlave Edilmeyen Grup Vit1 : Rasyona Vitamin E İlave Edilen Grup
YA : Yumurta Ağırlığı
YYK : Yemden Yararlanma Katsayısı
YK : Yumurta Kitlesi
YT : Yem Tüketimi
1. GĠRĠġ
Ülkemiz bir tarım ülkesi olmasına ve birçok tarımsal ürünün üretimi bakımından geçmişte kendi kendine yeterli birkaç ülkeden biri olarak kabul edilmesine rağmen, tarımsal gelişmişlik ve dengeli beslenme açısından önemli olan bazı ürünlerin üretimi ve tüketimi bakımından tatmin edici durumda değildir. Bunun başlıca sebebi, Türkiye‟de hayvancılığın yeterli seviyede gelişmemiş olmasıdır. Buna rağmen, Türkiye tavukçuluğundaki son 30 yıldaki gelişmeler sonucu, tavukçuluğun hayvancılık sektörünün diğer dallarına kıyasla çok daha iyi durumda olduğu söylenebilirse de, bu sektörün de değişik üretim girdileri bakımından kendine has sorunları ve darboğazları mevcuttur. Kanatlı hayvanlar memelilerin aksine ihtiyaç duydukları besin maddeleri bakımından yeme (rasyona) daha çok bağımlıdırlar. Bu sebepten karma yemin kalitesi, bu hayvanlar için memelilere kıyasla daha da önemli olmaktadır. Kanatlı hayvanlar için hazırlanan karma yemler, hayvanların tüketebilecekleri miktarlar içinde mutlaka hayvanın ihtiyaç duyduğu bütün bireysel besin maddelerini ihtiyaç duyulan miktarda, kalitede ve dengeli bir şekilde temin etmelidir. Karma yeme girecek yem hammaddeleri ekonomik olmalarının yanı sıra, besin madde muhtevaları da dikkate alınarak seçilmelidir. Geçmişte kanatlı karma yemleri hazırlanırken temel gıda maddelerinden enerji ve protein üzerinde hassasiyetle durulmuş ise de, vitaminler ve mineraller üzerinde gereği gibi durulmamıştır. Bu durum, hayvanlarda artan verim seviyesi ile performansta düşme gibi genel aksaklıklarla birlikte, özel bazı semptomlarında meydana gelmesine sebep olmuştur. Bu olumsuz durumu önleyebilmek için kanatlı karma yemlerine onların vitamin ve mineral ihtiyaçlarını karşılayabilecek miktarda vitamin ve mineral ön karmalarının katılması yaygın bir uygulamadır. Mineral ön karmasının karma yeme katılan miktarları oldukça düşük olmasına rağmen bunların pahalı olmasından dolayı yemin maliyetinin artırıcı bir unsur olmaktadır (Yazgan, 1990).
Selenyum toprakta, bitkilerde ve sularda değişen miktarlarda bulunan esansiyel bir iz elementtir. Bitkisel ve hayvansal ürünlerdeki Se miktarı geniş varyasyon göstermekte olup, bitkilerin Se muhtevaları topraktaki Se miktarınca etkilenmektedir. Bitkisel ve özellikle de hayvansal gıdaların Se içerikleri dünyanın birçok ülkesinde önemli bir konu halini almıştır. Bitkiler topraktan aldıkları bitki besin maddelerini ve elementleri hayvanlara iletirler. Fakat belli bölgelerde
2
yetiştirilen yem hammaddelerinin bazı besin elementleri içerikleri, elementin topraktaki mevcut miktarı ve formu ve bölgenin iklim şartları gibi faktörlere bağlı olarak düşük olabilmektedir. Ülkemizde de başta İç Anadolu olmak üzere bazı bölgelerde tarımda kullanılan topraklarda Se noksanlığı mevcuttur (Doğan ve ark., 2006). Bu durum bitki Se muhtevasını ve buna bağlı olarak da insan ve hayvanlarda Se beslenmesini etkilemektedir. Normal Se noksanlık arazlarının ortaya çıkmadığı marjinal Se noksanlığı veya optimum seviyenin altında Se temini hayvanlarda verimi menfi yönde etkiler. Bu sebepten başta kanatlı rasyonları olmak üzere bütün hayvanların rasyonlarına tabii yem hammaddeleriyle temin edilen Se‟a ilaveten ek Se kaynakları ilave edilmelidir (Dabak ve ark., 2002)
Selenyum hücre zarını oksidasyon zararlarından koruyan başta glutasyon peroksidaz olmak üzere birçok enzimin öğesidir. Spermatozoanın özel bir proteininin yapısında bulunur. Purin ve pirimidin bazlarına bağlanabildiği için DNA ve RNA‟nın da fonksiyonlarını etkiler. Prostaglandin sentezinde, esansiyel yağ asitlerinin metabolizmasında rol oynar (Çetin ve ark.,2002). Selenyum noksanlığı durumunda tüm kanatlılarda üreme faaliyetleri olumsuz etkilenirken, etlik piliçlerde performansta düşme, zayıf tüylenme, ölüm oranında artma, pankreasta fibröz dokuların oluşması, eksudatif diyatez ve kas distrofisi görülür. Yumurta tavuklarında ise Se noksanlığında yumurta verimi ve çıkış gücü olumsuz etkilenmektedir. Anormallikler rasyona uygun seviyelerde Se ilavesi ile önlenebilmektedir. (Cantor, 1997)
Glutasyon peroksidaz enzimi hayvansal dokulardan izole edilen ilk selenoprotein olup dört adet Se atomu ihtiva eder. Enzim, doymamış yağ asitlerinin oksidasyon ürünü olan peroksitlerin indirgenmesini kataliz ederek hücre ve hücre organellerinin zarlarının normal ve sağlıklı kalmasını sağlamaktadır. Hayvanlarda kas fonksiyonları ile ilgili görülen problemlerin büyük bir kısmı bu enzimin eksikliği veya yokluğundan kaynaklanmaktadır. Selenyum, aynı zamanda pankreasın normal yapısı için de gerekli olup; pankreastan salgılanan lipaz miktarını etkileyerek sindirim kanalında lipitlerin sindirim ve absorbsiyonunu sağlamaktadır. Selenyum ve vitamin E bu olaylarda birlikte görev alarak serbest radikallere karşı antioksidan etki gösterirler. (Underwood ve Stuttle, 1999)
Glutasyon peroksidazın (GPX1) keşfinden günümüze diğer selenoproteinler de tanımlanmış ve onların biyokimyasal rolleri de belirlenmiştir. Bu selenoproteinler; ince bağırsak glutasyon peroksidazı (GPX2), plazma glutasyon peroksidazı (GPX3),
fosfolipit hidroperoksit glutasyon peroksidaz (GPX4), selenoprotein-P(Sel-P) ve troksin 5‟-deiyodinaz-1 (5‟DI1)‟dir. Bu enzimler isimlerini genel olarak bulundukları yerlerden almışlar ve antioksidan etkilidirler (Ali, 2000a).
Sonuç olarak, canlının vücut dokularındaki ve sıvılarındaki Se miktarının özellikle canlıların beslenmesiyle veya onların içinde bulundukları çevre ile doğrudan ilişkili olduğu söylenebilir. Endüstriyel alanlara yakın bölgelerde endüstriyel atıklardan gelen Se‟unda canlıların vücut Se seviyesine katkısı yapılan çalışmalarla kanıtlanmıştır. Selenyumun glutasyon peroksidaz gibi, vücutta oluşan serbest radikallerin oluşumuna bağlı olarak meydana gelen oksidatif stresi ortadan kaldıran ya da azaltan, bu yolla hücrelerin ve dokuların hasar görmesini engelleyen bir enzime bağlı olması, bu elementin canlı metabolizması için ne kadarSe gerekli olduğunu ortaya koymaktadır. Metabolizmada glutasyon peroksidaz ve Se arasındaki ilişki kanıtlanmış olmakla birlikte çalışmalar yalnızca hayvan, bitki ve insan dokularındaki Se seviyelerinin tespit edilmesi şeklinde olmuş, glutasyon peroksidaz aktivitesinin ne kadar ve ne şekilde etkilendiği, elementin yetersizliği veya fazlalığının beslenme ve metabolizmada nelere yol açtığı, özellikle besin zincirinde Se miktarlarının hayvanların ürettikleri besinlere nasıl yansıdığı konuları pek fazla gündeme gelmemiştir.
Bu çalışmada besin zincirinde, yumurta tavuklarına farklı seviyelerde verilen farklı ek Se kaynaklarının ve Vit-E nin verim ve bazı kan parametrelerine, yumurta Se muhtevasına ve plazma, karaciğer glutasyon peroksidaz enzim konsantrasyonlarına etkisinin belirlenmesi ve elde edilen verilerden hem hayvan sağlığı hem de üretilen hayvansal ürünlerin kalitesi artırılarak en önemlisi de besin zincirinde ürünlerin kontrolü sağlanacaktır.
4
2. KAYNAK ARAġTIRMASI
2.1. Selenyum Hakkında Temel Bilgiler
Selenyum ilk olarak İsveç‟li kimyacı Berzelius tarafından 1817 yılında bulunmuştur (Mahan, 1994). Selenyum, tellurium ile ilişkili olarak (Tellus, Latincede Dünya), Yunanca bir terim olan selene (Ay anlamında) şeklinde isimlendirilmiştir. Keşfinden itibaren Se‟un ilginç bir tarihi olmuştur. 1930' larda farklı çalışmalar Se‟un alkali hastalığı ve direkt olarak körlüğe yol açan toksisitesini bildirmişlerdir. Schvvârz ve Foltz (1957), Rotruck ve ark. (1973), Se‟u karaciğer nekrozisinden koruyan üç bileşikten bîri olarak belirlemişler, o nedenle de bileşiği esansiyel iz element olarak tanımlamışlardır. Selenyum yer kabuğunda çok nadir bulunan bir element olup oksidasyon basamakları +2, +4, +6, dır. Periyodik sistemde 6‟ıncı dikey grupta kükürdün hemen altında bulunmaktadır. İz miktarlarda hemen hemen bütün sülfürlerde bulunan bir elementtir (Erdik ve Sarıkaya, 2000 ).
Özellikleri itibariyle kükürt ve telleriuma yakın benzerlik gösteren Se organik ve inorganik bileşiklerde kükürt ile birlikte bulunur. Selenyumun en yaygın olarak bulunan organik ve inorganik formları selenik, selenoz asitler, selenat ve selenitli bileşiklerdir. Bitkiler ve mikroorganizmalar sistin ve metyonin amino asitlerindeki kükürdü Se ile değiştirerek selonosistin ve selenometyonin bileşiklerini sentezleyebilme kabiliyetindedirler. Selenyum tabii olarak organik ve inorganik olmak üzere başlıca iki formda bulunur. Organik Se, selenometyonin ve selenosistin olarak bitkilerde bulunmaktadır. Memelilerde selenosistin sentezi için gerekli karbon iskeleti serin aminoasitince sağlanır. Selenyumun inorganik formları olan selenik asit (H2SeO3) , selenit (SeO3-2), tuzları ve Se dioksit (SeO2) bileşiklerinde Se +4 değerliklidir ve +4 değerlikli Se, C vitamini, hidrojen iyodit (HI), hidroksilamin hidroklorit veya kükürtdioksit ile elementel Se‟a indirgenebilmektedir. Bununla birlikte oksitlenmiş elementel Se konsantre nitrik asitle muamele edilerek +4 değerlikli Se‟a yükseltgenebilmektedir (Olson ve ark.1970; Scott ve ark.1982; Evenson ve Sunde 1988 ).
2.2. Selenyumun Kimyası
Selenyum periyodik cetvelde 7A grubunda yer alan, atom numarası 34 olan ve hem metal hem de ametal özellikleri taşıyan, metalloid element olarak sınıflandırılır. Selenyumun doğal olarak sabit kalan 6 adet izotopu vardır. Se78 ve Se80 izotopları doğada mevcut Se‟un yaklaşık %73'ünü oluştururlar. Selenyum ve kükürt iyonik ve kovalent bağ uzunlukları, benzer elektronegativiteleri ve de periyodik cetveldeki yerlerinden dolayı birbirlerine benzer kimyasal özelliktedirler. Bu benzerlik kimyasal anlamda Se un kükürt bileşiklerinden ayrılmasında güçlük yaratmaktadır. Buna rağmen Se78 ve Se80 izotopları fizyolojik şartlar altında H2Se, H2S'den daha güçlü olduğu için kolayca ayrılabilir. Selenöz ve selenik asitler, sülfür ve sülfürik asitlerden daha fazla redüksiyon potansiyeline sahiptir (Payne, 2004).
2.3. Selenyumun Doğada Jeolojik Dağılımı
Selenyum yeryüzünde birçok materyalde eser miktarda geniş alanlara dağılmıştır. Yerkürede ortalama miktarı 0.09 mg/kg olarak belirlenmiştir (Lakın, 1972). Birçok kaya çeşidinde, minerallerde, volkanik materyallerde, fosil yakıtlarda, topraklarda, bitki ve sularda elementin varlığı belirlenmiştir.
Selenyumun orijinal kaynağının volkanik aktiviteler olduğu düşünülmektedir. Selenyum volkanik kayalar, volkanik sülfür depozitleri, hidrotermal kaynaklar ve kumtaşı, karbonatlı şilt taşları, fosforit kayalar, kireç taşı gibi sediment kayalarda, bakır, demir, kömür ve bazı ham petrol kaynaklarında doğal olarak bulunur. Toprak profilindeki Se‟un varlığı, Se‟ca zengin kayaların parçalanması sonucudur. Toprağın Se‟ca zengin olması, volkanik püskürükler nedeniyle oluşan Se‟ca zengin madenlerin ayrışması sonucudur. Oluşan Se partiküllerî killer, demir hidroksit ve organik partiküller tarafından adsorbe edilene kadar toprak profilinde hareket etmektedir. Bu partiküller, su ve rüzgar erozyonu ile sedimantasyon sürecinde dağılırlar ve üst toprakta birikirler (Bauer, 1997).
Ana materyalin parçalanmasıyla Se toprağa geçmekte ve bitkiler tarafından alınmaktadır. Bitkiler ölünce bünyelerindeki Se‟un bir kısmı tekrar toprağa geri dönersede bir kısım Se‟da atmosfere verilir. Atmosferdeki Se ise, Se biriktiren bitkiler (konsantratör bitkiler) tarafından alınarak toprağa geri döner. Hayvanlar ve insanlar Se‟u sudan çok bitkilerden alırlar (Halilova ve Sözüdoğru, 2000 ).
6
2.4. Selenyumun Toprakta BulunuĢu
Genellikle topraklarda Se miktarı 0.1- 2 mg/kg arasında ve ortalama 0.31 mg/kg olarak belirlenmiştir (Ross, 2001). Vınagradov (1957)' a göre, yüksek Se içeren topraklardaki Se miktarı 0.35-8 mg/kg arasındadır.
Toprakdaki Se‟un bir bölümü bitkiler tarafından alınabilir durumdadır. Bitkiler için toksik olabilecek düzeyde Se bulunan topraklar toksik seleniferus topraklar olarak ifade edilirler. Ancak Se içerikleri yüksek olmasına rağmen, toksik olmayan seleniferous topraklar bitkilerin toksik olmasına neden olacak kadar Se‟u bitkilerin alımına elverişli halde bulundurmazlar. Bununla beraber birçok toksik seleniferous toprakların birçoğunun toplam Se içeriği bazı toksik olmayan toprakların Se içeriğinden oldukça düşüktür. Toprakda Se genellikle selenidler, elementel Se, selenit, selenat ve organik Se bileşikleri olarak bulunmaktadır. Toprak ve sedimentlerde Se‟un kimyasal formu ve bitkilere yarayışlılığı Se‟un oksidasyon redüksiyon potansiyeli, ortamın pH‟sı, bileşiğin çözünebilirliği ve toprak nemi ile yakından ilişkilidir.Bazı topraklarda çözünmez selenidler (Se2) sülfidler ile kompleks oluştururlar. Elementel Se (Se0) bazı topraklarda çok düşük düzeyde bulunur. Nötr ve alkali topraklarda mikroorganizmalar tarafından yükseltgenir. Elementel Se asit ve nötr topraklara verildiğinde, selenitlere okside olabildiği ve bunu takiben hidroksitlerle reaksiyona girerek çözünebilirliği ve bitkilere yarayışlılığı düşük bileşikler oluşturduğu ifade edilmiştir (Ross, 2001). Asit topraklarda Se‟un büyük bir kısmını demir hidroksitli selenit (Se03-2) bileşikleri oluşturmaktadır. Toprakta pH 8 'in üzerine çıktığında demir hidroksit selenit bileşikler çözünmeye başlarlar. Selenyumun topraklardaki doğal organik formu hakkında bilgi çok azdır. Topraktaki çözünebilir organik Se bileşiklerinin doğrudan seleniferus bitkilerin çürümesi ile serbest hale geldiği belirtilmiştir (Ross, 2001).
Alkali tabiatlı, iyi havalanan topraklarda elementel Se, selenat (Se04-2) formuna dönüşmektedir. Selanatlar kurak yöre topraklarında çoğunlukla sülfatlarla beraber bulunur. Asit ve nötr tabiatlı topraklarda selanatlar şeklindeki Se miktarı çok azdır. Suda çözünürlükleri yüksek olan selenatlar bitkiler tarafından kolaylıkla alınmakta, bitki bünyesindeki miktarı toksik düzeylere ulaşabilmektedir. İngiltere'de Se eksikliğine bağlı hastalıkların görüldüğü bir bölge ile beslenmede yeterli düzeyde Se‟un sağlandığı farz edilen bir bölgenin topraklarının toplam Se kapsamlarının
karşılaştırıldığı bir çalışmada, Se eksikliği görülen bölgeden alınan toprakların (toplam Se:1,06 mg/kg) diğer bölge topraklarına (toplam Se: 0,37 mg/kg) göre iki kat daha fazla Se içerdiği bildirilmiştir. Araştırıcı, Se eksikliği görülmesine rağmen toprakların Se içeriği düşük olmayan bölgede indirgenme koşullarının biyoyarayışlılık için uygun olmadığını, diğer bölgede ise oksidasyon koşullarının biyoyarayışlılığı arttırdığını belirtmişlerdir ( Macgregor, 1998).
2.5. Selenyumun Bitkilerde BulunuĢu
Bitkilerde Se içeriğini etkileyen en önemli faktör bitkinin çeşididir. Yüksek Se içeren topraklarda yetişen bitkiler Se biriktirme yeteneklerine göre temelde üç gruba ayrılmıştır (Halilova, 1973).
1. Selenyum biriktirmeyen bitkiler; bu bitkilerin Se kapsamları topraktaki Se‟dan daha azdır (Soya).
2. Orta düzeyde Se biriktiren bitkiler; bu bitkilerin Se kapsamları topraktaki Se düzeyine yakındır (Buğday, ayçiçeği).
3. Konsantratör bitkiler; Bu bitkiler bünyelerine çok fazla Se alırlar ve Se konsantrasyonları topraktaki Se‟unkinden daha fazladır (Baklagiller-leguminosae ve kabakgiller-Crucifera ve compositae familyaları). Ekmeklik buğdaylar diğer buğday türlerine göre daha fazla Se biriktirirler.
Bunların dışında Astragalus pectinatus (süt fiği), Alpipappus temoniri, Amonita miscarie (kırmızı mantar) gibi 'indikatör' olarak tanımlanan bitkiler vardır. Kırmızı mantarların Se konsantrasyonu 16,8 mg/kg iken, bu mantarların büyüdüğü topraklardaki Se düzeyi 77 mg/kg dir. Selenyum içerikleri 2-4 mg/kg olan toprakda yetişen Astragalus pectinatus kuru maddede 4000 mg/kg, Stanleya pinnola 330 mg/kg, mısır 10 mg/kg ve ayçiçeği ise 2 mg/kg Se içermektedir ( Kaçar ve Katkat, 1998).
Bazı bitkilerin (arpa, buğday, şalgam, ayçiçeği vb.) Se‟u topraktan organik ya da inorganik formda aldıkları ve bunlardan bazılarının organik Se formunu inorganik forma diğerlerinin ise inorganik Se formunu organik forma çevirdikleri belirtilmiştir. Yapılan bir çalışmada, Se miktarının bitkinin çeşidine bağlı olarak değişeceği, bu çalışmanın sonucunda en düşük Se seviyesinin sazlık ve bataklık bitkilerinde, onları
8
takiben otsu bitkilerde olduğu en yüksek Se seviyesinin ise ceviz ve pelitte olduğu bildirilmiştir ( Halilova ve Sözüdoğru, 2000).
Bısbjerg ve Gissel-Nielsen (1969), topraklara selenat formunda 0.5 mg/kg den 2.5 mg/kg'e kadar Se verildiğinde bazı bitkilerin gelişmelerinin sekteye uğradığını ifade etmişlerdir.
Golubkına ve Alfthan (1999), Rusya'nın 27 ayrı bölgesinde buğday ve süt tozunun Se içeriği ile insan kan serumundaki Se içeriğinin ilişkisini araştırmışlardır. Araştırmada, 2462 sağlıklı insandan alınan kan örneklerinde ortalama serum Se düzeyi batı bölgelerinde 0.80 µmol/L ile doğu bölgelerinde 1.84 µmol/L arasında değişiklik gösterdiği bildirilmiştir. Bitkilerin Se seviyeleri; düşük (0.76-1.00 µmol/L), orta (1.01-1.40 µmol/L ) ve yüksek (>1.45 µmol/L) olarak değerlendirilmiştir. Buğday unlarındaki Se düzeylerinin ise 44 µg/kg ile 557 µg/kg arasında değiştiği bildirilmiştir. Bu araştırmada örneklenen bölgelerde, yerli ve ithal orijinli buğdayların tüketildiği, ithal orijinli buğday çeşitlerin (Amerika ve Avustralya), yerli ve Avrupa orijinli buğday çeşitlerine göre daha yüksek düzeyde Se içerdiği ve bu buğdaylarla beslenen insanların serum Se düzeylerinin de bu duruma paralellik gösterdiği tespit edilmiştir. Yani, serum Se düzeyleri ile buğday unu Se düzeyleri arasında yüksek bir korelasyon (r =0.79) olduğu bulunmuştur. Ayrıca buğday ununun serum Se düzeyine etkisinin süt tozuna oranla daha fazla olduğu, serum Se düzeyleri ile süt tozu Se düzeyleri arasındaki korrelasyonun düşük (r= 0.478) olduğu rapor edilmiştir.
Kır'ın (1993) bildirdiğine göre, Kaliforniya'da farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip topraklarda yaptıkları sera çalışmasında ve 0, 0.5 ve 1.5 mg/kg dozlarında Se uygulanan toprakta yonca, arpa, şeker pancarı ve domates yetiştirmişlerdir. Bitkiler olgunlaşınca kısımlara ayrılarak Se içerikleri analiz edilmiştir. Arpa, şeker pancarı ve domatesin yenilebilir kısımlarında biriken toplam Se‟un yenilemeyen kısımlara göre daha az olduğu saptanmıştır. Ayrıca toprakta bulunan sülfat (S04-2) iyonunun Se birikimini etkilediği, S04-2 ın düşük olduğu koşullarda yetiştirilen yoncanın, yüksek miktarda S04-2 bulunduğu koşullarda yetiştirilen yoncaya göre 10-20 kat daha fazla Se biriktirdiği bildirilmiştir.
2.6. Selenyumun Yemlerde BulunuĢu
Bitkilerin Se içeriği toprağın yapısına ve bitki türüne bağlıdır. Örneğin Çin'de buğday Se düzeyi 0.003 mg/kg, Kuzey Amerika ve Güney Dakota'da ise 2 mg/kg dır. Kuzey ve Güney Dakota 'da buğday Se düzeyi, yüksek oranda Se içeren alanlarda 50 mg/kg'dan daha yüksek olmaktadır. Bu alanlarda Astragalus türlerinde Se seviyesi kuru maddede 15000 mg/kg düzeyine ulaşmıştır. Finlandiya'da tahıllarda Se seviyesi 1984 öncesi 10 µg/kg ve daha düşük düzeylerde iken yapılan gübrelemeler sonucu bugün 250 µg/kg‟a ulaşmıştır. Düşük düzeyde gübrelenmiş alanlardaki kışlık buğdayın Se seviyesi 50 µg/kg dır. Çizelge 2.1'de Se kaynakları ve onların biyolojik yararlılığı verilmiştir (Ergün ve ark., 2006).
Çizelge 2.1. Selenyum kaynakları ve biyolojik yararlılığı
Kaynak Selenyum miktarları Biyolojik yararlılık ( %) )%%%(%) Sodyum selenat % 41.8 89 Sodyum selenit % 45.67 42 Elementer selenyum % 100 7 Fermentasyon mayası 0.98-1.08 mg/kg 89 Mısır 0.08 mg/kg10 mg/kg 86
Pamuk tohumu küspesi 10 mg/kg 86
Soya küspesi 0.2-0.8 mg/kg 60 Buğday (kışlık) 0.05 - 0.45 mg/kg 71 Balık unu 1.4-2.4 mg/kg 25 Et-kemik unu 0.25 mg/kg 15 Tavuk rendering ürünü 0.80 mg/kg 18 (Ergün ve ark.,2006)
Türkiye'de buğday ve mısırdan alınan örneklerde AAAc-EDTA ile ekstrakte edilebilir Se içerikleri belirlenmiştir (FAO,1992). Bu amaçla Ankara, Kırşehir ve Konya buğday örnekleme alanları olarak, Niğde, Samsun, Giresun, Tokat ve Adapazarı ise mısır örnekleme alanları olarak seçilmiş ve buralardan alınan toplam 300 adet örnekte Se analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre analizi yapılan Türkiye topraklarının ve bitki örneklerinin Se seviyelerinin ortalama ve medyan değerleri, uluslararası parametrelere göre düşük bulunmuştur. Bitki Se seviyeleri, coğrafik alanlara bağlı olarak farklılık göstermektedir. Elde edilen değerlere göre, Türkiye'de Se fazlalığından söz edilemeyeceği buna karşılık azlığından kaynaklanan sorunların olabileceği belirtilmiştir.
10
Ankara bölgesinde ortalama 50 µg/kg olan Se düzeylerinin, Sincan yöresinden toplanan örneklerde 250 µg/kg' a varan maksimum değerlerle ortalama 80 µg/kg' a yükseldiği gözlenmiştir. Bunun nedeni olarak Sincan yöresinde endüstriyel aktivitenin yüksek olması gösterilmiştir. İstanbul çevresi ürünlerinde ortalama Se düzeyi 95 µg/kg bulunmuştur. İskenderun ve çevresinde 1989-96 yılları arasında alınan buğdaylarda ölçülen Se düzeyleri takip eden yıllarda sırasıyla 27-18-88-47-93-104-243 µg/kg şeklinde bir artış göstermiştir. Bu artış yöredeki Demir Çelik Sanayii ana kaynak olmak üzere, endüstriyel kirlenmeye bağlanmıştır (Cankur, 1998).
Diğer taraftan ülkemizin Ankara, Bandırma, Kayseri ve Kırklareli olmak üzere farklı yörelerinde 1997-1998 yıllarında üretilen buğdaylardan alınan örneklerde yapılan analizler, 63-97 µg/kg aralığında değişen bir Se içeriğini ortaya koymuştur. Karadeniz yöresinde üretilip bu yörede tüketilen mısır örneklerinde belirlenen Se düzeylerinin ise 29-81 µg/kg arasında değiştiği bildirilmiştir (Giray, 1999). Ülkemizde tahılların Se içeriğinde gerek yıllık gerekse yöresel farklar bulunduğu ve kirlenme etkenlerinin de bu içeriği etkileyebileceği görülmüştür. Nitekim besinlerin Se içeriğinin çevresel Se içeriğine bağlı olarak coğrafik farklar gösterdiği bilinmektedir.
Bitkilerin topraktan Se alımı topraktaki Se miktarına ve mevcut Se2un kimyasal formuna, dolayısıyla yararlanabilirliğine bağlıdır. Yararlanılabilir Se miktarı, cinsi ve bitkilerin biyoyararlanımı toprağın pH sı ile önemli ölçüde değişmektedir. En iyi koşullar alkalin, kumlu ve az nemli toprak koşullarıdır. Toprağın kükürt içeriğide Se‟un biyoyararlanımında antagonistik etki göstermekte, sülfatlı gübreler Se yararlanımını önemli ölçüde azaltmaktadır (Combs ve Combs, 1986 b). Diğer taraftan hububatın gelişmesi ve hasatı esnasındaki iklim koşullarının da danenin Se içeriğini önemli ölçüde etkilediği, dolayısıyla farklı yıllara ait ürünlerin Se içeriğinde önemli farklar ortaya çıkabileceği bildirilmiştir.
Gerken (2006), yemlerdeki Se düzeyini keten tohumu küspesinde 1.082, soya küspesinde 0.072, çayır otunda 0.056, dane mısır da 0.028, Orchard çayır otunda 0.072 mg/kg olarak vermiştir. Çayırın düşük ve yüksek gübrelenmesine bağlı olarak plazma düzeyinin yüksek N+Se gübrelenmesinde 0.179; yüksek N da 0.164; düşük N+Se gübrelemesinde 0.172; düşük N gübrelemesinde 0.129 µg/ml bulunduğunu belirtmiştir.
2.7. Selenyumun Sularda BulunuĢu
İçme ve kullanma suyunda bulunabilecek olan Se miktarının üst sınırını EPA (Çevre Koruma Ajansı) 0.01 mg/L olarak bildirmiştir.
Resmi Gazetenin 07.01.1991 tarih ve 20748 nolu sayısında sulama sularında izin verilen Se‟un üst sınır değeri 0.02 mg/L olarak belirlenmiş, birim alana verilebilecek maksimum Se miktarının ise yılda 18 kg/ha dan daha fazla olmaması gerektiği belirtilmiştir.
FAO (1985)'e göre, hayvan içme sularında bulunabilecek Se konsantrasyonunun üst sınırı, 0.05 mg/L (mg/kg) olarak verilmekte ve suların bu değerden daha fazla Se içermelerinin toksisiditeye yol açacağı belirtilmektedir.
Kritik seviyenin üzerinde Se içeren sulama sularıyla sulanan yem bitkileri, birçok toksik elementte olduğu gibi Se‟u da bünyelerinde biriktirmektedirler. Bunun sonucunda hem yemden ve hem de içme suyundan selenyum alan hayvanlarda zehirlenme riski daha da artmaktadır (FAO, 1985). Miller ve ark. (1991), hayvan türüne bağlı olarak rasyonlarda kabul edilebilir en yüksek Se miktarının, kuru madde esasına göre 1-5 mg/kgdüzeyinde olduğunu bildirmişlerdir.
Grieve ve ark (1999), serada yaptıkları çalışmada sulama suyunun kimyasal kompozisyonunun ve tuzluluğun yazlık buğdayın (Triticum aestivum L.cv) yaprak ve danelerindeki Se birikimi üzerine etkilerini araştırmışlardır. Kum kültüründe yetiştirilen bitkiler tam besin solüsyonuyla sulanmışlardır. Ekimden 4 hafta sonra tüm sulama kanallarına Se (1 mg/L sodyum selenat) eklenmiştir. Tuzluluk çeşidinin Se birikimine etkisi daha az bulunmuştur. Klorür sisteminde buğdayda biriken Se miktarının insan ve hayvanlarda toksik olabilecek düzeylere çıktığı, yapraklarda biriken Se miktarının 295-435 mg/kg kuru madde, danelerde biriken Se miktarının ise 54-81 mg/kgkuru madde olduğunu saptamışlardır. Karışık tuzların kullanıldığı tuzlu sistemde ise hem yaprak ve hem de danelerde sülfatın, Se‟un olumsuz etkisini ve tüketici canlıların sağlığı üzerindeki riski azalttığını belirtmişlerdir.
Sivas Kangal'a 13 km uzaklıkta bulunan "Balıklı göl”ün suyunun 1,3 mg/kg gibi yüksek Se düzeyine sahip olduğu belirtilmektedir. Bu suyun deşarjı yakından geçen dereye yapılmaktadır. Kaynak nedeniyle Se seviyesi yükselen su kaynaklarının içme ve sulama sularını ve dolayısıyla sulanan toprakları ve göl çevresi topraklarını ne kadar etkilemekte olabileceği önem kazanmaktadır (Anonim, 2001).
12
Yanardağ ve Orak (2000), Türkiye'nin 42 ilinden aldıkları içme suları ile musluk, şişe, yağmur, deniz, göl, nehir sularından olmak üzere toplam 335 örnekte Se analizi yapmışlardır. Analizler sonunda içme sularındaki Se miktarı; 0.06 µg/L - 0.273 µg/L' arasında saptanırken, Türkiye ortalamasının 0.14 µg/L olduğu bildirilmiştir.
2.8. Selenyumun Dokulardaki Dağılımı
Selenyum vücudun tüm doku ve hücrelerinde bulunur. Ancak bu dokularda Se‟un konsantrasyonu rasyonla alınan Se‟un miktarına ve onun kimyasal formuna bağlıdır. Behne ve Höfer-Bosse (1984) 0.30 mg/kg Se ilave edilmiş diyetle yemlenen farelerde en fazla Se birikiminin böbreklerde daha sonra ise azalan miktarlarda karaciğer, eritrositler, plazma, dalak, pankreas, akciğer, kalp, timus, gastrointestınal sistem, iskelet, beyin ve kaslarda olduğunu bildirmişlerdir.Araştırıcılar bu verilere dayanarak Se‟un en fazla kas ve karaciğerde daha sonra ise plazma, eritrositler ve böbreklerde bulunduğunu hesaplamışlardır. Scott ve Thompson (1971) 0.30 mg/kg düzeyinde ilave organik Se ihtiva eden diyetlerle yemlenen tavuklarda, kan, kas, karaciğer, böbrek ve derideki Se miktarının arttığını bildirmişlerdir. Aynı çalışmada 0.80 mg/kg gibi yüksek konsantrasyonda Se ihtiva eden diyetle beslenen tavuklarda karaciğer ve böbrekteki Se düzeyleri artarken bu artışın kan veya kaslardaki Se değerlerine yansımadığını da bildirmişlerdir. Bunların aksine rasyonda 0.67 mg/kg seviyesine kadar ilave organik Se kullanılması aynı düzeyde inorganik Se kullanılmasına göre kan ve kas Se miktarlarında daha fazla artışa yol açmıştır. Latshavv (1975)'de yumurtacı tavukların rasyonlarında inorganik Se yerine organik Se kullanılması halinde yumurtada, karaciğerde ve kaslardaki Se düzeyinin arttığını bildirmiştir.
2.9. Selenyumun Vücuttaki Metabolizması
Selenyum metabolizması Se‟un sindirim kanalında çözünebilirliğine ve onun kimyasal formuna bağlıdır. Selenyumun kaynağı ne olursa olsun sindirim kanalından emilim yeri süreklilik arz etmektedir. Wright ve Bell (1966), koyun ve domuzlarla, Whanger ve ark. (1976), farelerle yaptıkları çalışmalarda Se‟un büyük
çoğunlukla duedenumdan absorbe edildiğini elementin az da olsa jejenum ve ileumdan da absorbe edilmesine karşın mideden hiç absorbe edilmediğini fakat absorbsiyon tipi açısından kaynağa bağlı olarak bazı farklılıklar mevcut olduğunu bildirmişlerdir. Combs ve Combs (1986a), selenat gibi bazı inorganik Se kaynaklarının pasif olarak absorbe edilirken selenometiyonin gibi organik olanların, amino asit transfer mekanizması sayesinde aktif olarak absorbe olduklarını belirlemiştir.
Organik ve inorganik Se formlarının metabolizmasında bazı farklılıklar mevcuttur. İnorganik Se formları organiklere nazaran sindirim kanalından daha az absorbe olmakta dolayısıyla da dışkı ile birlikte daha fazla atılmaktadır. Absorbsiyonun sonrası inorganik Se‟un yaklaşık %76'sı plazmaya geçişi hızlı bir şekilde (3 saatte pike ulaşır) geriye kalan kısmın plazmaya geçişi daha yavaş (10 saatte pike ulaşır) olmaktadır. Plazmada bulunan Se‟un yaklaşık olarak % 90'ı karaciğere gider. Karaciğere geldikten sonra inorganik Se‟un bir kısmı safra yoluyla sindirim kanalına geri dönerken geri kalan kısım tekrar plazmaya gelir. Plazmaya tekrar gelen bu Se‟un hemen hemen tamamı dokulara gider ve % 30 kadarı ise tekrar plazmaya geriye döner. Plazmaya dönen bu Se‟un çok az bir kısmı tekrar karaciğere gelir ve büyük bölümü ise idrar vasıtasıyla dışarı atılır. Organik Se‟unun metabolizması inorganik Se‟unkinden bazı farklılıklar gösterir. Örneğin organik Se‟un % 95 kadarı sindirim kanalından emilir. (Payne, 2004).
Selenit enzimatik olmayan bir mekanizma ve glutasyon vasıtasıyla seleno-diglutasyona çevrilir. Oksijen varlığında bu bileşik Glutasyon peroksidaz'ın etkisi ile selenite indirgenir. Bu noktada selenit farklı yollar izleyebilir. Metanoselenyum formundan metillenerek dimetilselenyum veya trimetilselenyuma çevrilir. Selenyum aynı zamanda Se‟u bağlayabilen proteinlere bağlanabilir veya selenoproteinlerin sentezinde rol alan tRNA sentezi için gereken selenofosfata dönüşebilir. Bu son aşamada inorganik Se, memeli dokularında bulunan organik Se‟a çevrilir. Rasyondaki selenometiyonin tamamına yakını proteine bağlanır. Selenometiyonin, Se-adenozin metiyonin (SeAM) ve Se-adenozil homosistine (SeAH) metabolize olabilir. SeAH'nin tamamına yakını selenosistine çevrilir bu da ya proteinlere bağlanır veya parçalanarak seleniti serbest bırakır ya da selenosistin lipaz sayesinde parçalanarak elementer Se‟u serbest bırakır. Selenometiyonin diğer izleyebileceği bir yol ise metanaselenole çevrilerek S-metil transferazın etkisi ile selenide çevrilir (Payne,
14
2004). Bundan sonraki selenidin metabolizması Sekil 2.1 ‟de aktarıldığı gibidir (Sunde.,1997).
ġekil 2.1. Selenyum metabolizmasının kinetik modeli (Sunde.,1997)
2.9.1. Glutasyon peroksidaz
Vücud biyokimyası açısından oksidasyon ve redüksiyon süreçleri gereklidir. Canlıda elektronların tutulma veya verilmeleri pek çok yaşamsal olayın sürekliliğini sağlar. Hayvanlarda gerçekleşen solunum olayında sıklıkla farklı peroksitler üretilir. Hidrojen peroksidin de içersinde yer aldığı bu peroksitler, hücreleri yok eden, serbest radikallerin üretilmesine yol açtıklarından vücut açısından zararlı olabilir (Payne, 2004).
Mills (1957), glutasyon peroksidaz aktivitesini ilk defa açıklamış ve bu enzimin fonksiyonunun, eritrositleri oksidatif hemolizden korumak olduğu hipotezini sunmuştur. Rotruck ve ark. (1973), Se‟un glutasyon peroksidazın ara metabolizmasında yer aldığını desteklemişlerdir. Bu durum Flohe ve ark., (1973), tarafından daha sonra kabul edilmiştir. Altı farklı glutasyon peroksidaz enzimi belirlenmiştir. Bunlardan dört tanesi koruyucu fonksiyonları için selenosistine ihtiyaç
duymaktadır. Diğer iki tanesi ise sadece selenide ihtiyaç duyduğu için bunlar Se‟a bağımlı değildir (Payne, 2004).
Mills (1957), tarafından belirtilen GSH-Px, tüm vücut hücrelerinde bulunan klasik sitisolik glutasyondur. Bu bileşik hidrojen peroksidle beraber organik peroksidleri, kolesterol ve uzun zincirli yağ asidi peroksitlerini, metabolize edebilir. Bu enzim glutasyon peroksidaz açısından azaltıcı substrat olarak oldukça özeldir. O nedenle de sıklıkla glutasyon peroksidaz aktivitesiyle olan ilişkisi tartışılır (Payne, 2004).
İkinci GPX enzimi (GPX-2) de sitozolde şekillenir ve tetramerik bir yapıya sahiptir. Bu enzim sindirim kanalında bulunur. Aminoasit ve nükleotid yapısı olarak GPX-1'e benzer ve hidrojen peroksit ile yağ asidi peroksitlerini indirger. Esworthy ve ark., (1998), bu enzimin spesifik fonksiyonunun sindirilmiş yağ hidroperoksidazlarını metabolize etmek olduğu hipotezini savunmuştur.
GPX-1 enziminin keşfinden kısa bir süre sonra Chow ve Tappel (1974), plazmadaki GPX aktivitesinin hızla Se eksikliğine yol açtığını belirlemişlerdir. Plazmadaki GPX aktivitesi karaciğer ve diğer organlardaki GPX-1 eksikliğinden kaynaklanır ancak bu eritrositlerden purifiye olan GPX-1'e karşı oluşan antikorlar ile reaksiyona girmez. Reaktivitedeki bu eksiklik GPX'in farklı bir enzim olduğunu ve farklı ekstraselüler fonksiyonları olan bir glikoprotein olduğunu belirlemiştir. GPX-1'e benzer olarak tetramerik protein yapısına sahiptir ancak amino asit benzerlik derecesi % 40-50 kadardır. GPX-3, GPX-1'in yapamadığı fosfolipid hidroksiperoksidazları metabolize edebilir. GPX-3 için başlıca kaynak, böbreklerdir ve bu enzim için gereken mRNA, başlıca proksimal tubüllerde bulunur. Bu enzime ait metabolitler genellikle plazma ve ekstraselüler sıvılarda bulunmuştur.
Selenyuma bağımlı dördüncü enzim GPX-1'den oldukça farklıdır. Bu enzim monomerik protein yapısındadır ve glutatine spesifik değildir. Bu yapısından dolayı GPX-4 enziminin daha geniş bir aralıkta substratlara bağlanabildiğine inanılır. Fonksiyonun tam olarak belirlenememesine karşın Godeas ve ark., (1994), bu enzimin hücre zarlarını hidroperoksitlere karşı koruyabileceğini bildirmişlerdir.
16
2.9.2. Diğer selenoproteinler
Hıll (1991), plazmada selenoprotein P olarak bilinen proteini belirlemiştir. Bu proteinin fizyolojik rolü kesin olarak bilinmemektedir. İlk hipotez olarak Motsenbocker ve Tappel (1982), bu proteinin Se‟u taşıyan bir protein olabileceğini düşünmüşler ancak bileşiğin antioksidant etkili bir protein olduğu daha sonra anlaşılmıştır. İkinci hipotez ise selenoprotein P'nin sistin ve selenosistinin disülfid değişiminde rol oynadığıdır. Pedersen ve ark., (1972), ilk defa selenoprotein eksikliği bulunan kuzuların beyaz kas hastalığından rahatsız olduklarını belirlemiştir. Bu selenoprotein, kaslarda selenoprotein-W olarak belirlenmiştir (Vendeland ve ark., 1995) ancak bileşiğin beyaz kas hastalığına karşı koruyucu rolü tam olarak belirlenememiştir.
2.10. Selenyumun Çiftlik Hayvanlarında BulunuĢu
Selenyum, çiftlik hayvanlarında büyüme ve fertilite için gerekli olan esansiyel bir iz elementtir. Yetersizliğinde başta kuzu, oğlak, buzağı gibi ruminant yavrularında ve taylarda Beyaz Kas Hastalığı (White muscle disease) görülür ve ergin hayvanlarda üreme sorunlarına yol açar. Element toksik etkisiyle de hayvan beslemede önem taşır. Selenyum bakımından zengin bazı yem bitkilerinde (astragalus bisulcatus), kükürtlü aminoasitlerdeki kükürdün yerini Se almaktadır. Bu nedenle kükürtçe zengin tüy, yapağı ve tırnak gibi doku ve organlar Se zehirlenmelerinde ilk etkilenirler. Bu element, vücuttaki zarların ve hücre duvarlarının oluşumunda vitamin E ile ortak görev yapar. Yurdumuzda da elementin yetersizliği sonucu bazı yörelerde kuzularda beyaz kas hastalığı görülmektedir. Karma yem üreticileri elementin muhtemel yetersizliğini engellemek amacıyla ürettikleri yemlere 0,1 mg/kg Se temin edecek şekilde katkı maddeleri ilave etmektedirler. Bu element, arsenik, kadmiyum ve civa gibi zehirli elementlerin olumsuz etkilerine karşı dokuları korur. Selenyumun vitamin E ve kükürtlü aminoasitlerle karşılıklı ilişkileri vardır. Selenyum, ince bağırsaklardan özellikle duedonumdan emilir. Proteinle birleşerek kan dolaşım sistemi vasıtasıyle dokulara taşınır. Dokularda da selenosistein ve selenometiyonin olarak doku proteinlerine bağlanır. Daha sonra kükürtlü aminoasitlerin yerine geçer. Ayrıca Selenyumun; glutasyon peroksidaz enziminin bir unsuru olarak doku tahribatına ve çoklu doymamış yağ asitlerinin oksidasyonuna karşı koruyucu metabolik görevleri
vardır. Arsenik, kadmiyum ve civa gibi elementlere karşı dokuları korur. Eksikliğinde; genç hayvanlarda beyaz kas hastalığı, dana, oğlak, tay ve kuzularda (Katı Kuzu Hastalığı) görülür, ineklerde ise elementin noksanlığında yavru zarlarının atılamaması, doğum öncesi ve sonrası kalpte bozukluklar ve pneumoni gözlenmiştir. Ratlarda karaciğer nekrozu, piliçlerde eksudatif diyatez, domuzlarda hepatosis diyatez görülür. Elementin fazlalığı Se zehirlenmesine yol açar. Rasyonda fazla miktarda protein ya da sülfatların mevcudiyeti Se zehirlenmelerine karşı organizmayı korur. Rasyonda aşırı miktarda çoklu doymamış yağ asitlerinin mevcudiyeti ve vitamin E yetersizliğinde Se ihtiyacı artar. Balık unu ve diğer deniz ürünleri, et ürünleri, tahıl taneleri ve yağlı tohum küspeleri, sodyum selenit ve sodyum selenat gibi maddeler Se‟ca zengindirler (Ergün ve ark., 2006).
Selenyumun eksiklik problemleri genellikle sığırlarda; doğumdan sonra şiddetli mastitis, plasentanın atılamaması, döl verimi bozuklukları, yavru atma, neonatal ataksi, ishal ve kısırlık, sendeleme, tırnak düşmesi, buzağılarda kalp ve iskelet kaslarının dejenerasyonu ile karakterize edilen beyaz kas hastalığı, zayıf veya ölü yavru doğumu gibi problemler görülmektedir. Normal Se düzeyi koyun kanında 0.08-0.20 mg/kg karaciğerde (kuru maddede) 0.2 mg/kg olarak kabul edilir. Sığırlarda ve kuzularda, beslenmeye bağlı beyaz kas hastalığı Se ve E vitamini eksikliği ile ilgilidir. Bu durum kas hücrelerinde reaktif oksijenlerin artması sonucu hücre zarının zarara uğraması ile şekillenmektedir. Bu bozukluk genellikle yemlerdeki Se‟un düzeyi 0.02-0.03 mg/kg ve daha az olduğunda sık görülmektedir. Plasentanın atılamaması (retensio secundinarium) ve mastitiste Se ve E vitamini eksikliğinin önemli olduğu bildirilmiştir. Bu konuda yapılan çalışmalarda, E vitamini ve Se‟un yeterli derecede kullanılması, metritis, mastitis, periartritis ve kistik ovaryum olgularının görülme oranlarında azalmalara neden olmuştur. Streptococcus agalactia, staphylococcus aureus ve E. Coli' den kaynaklanan mastitislerde azalmalar gözlenmiştir. Selenyumun süt sığırlarında süt verimi ve üreme performansını artırdığı bildirilmesine rağmen, ABD'de 1200 sağmal inek ile yapılan çalışmada Se‟un oral yolla düzenli olarak verilmesinin süt verimi ve üreme performansında bir artışa neden olmadığı bildirilmiştir. Yukarıdaki açıklamalardan anlaşıldığına göre eğer sürüde beyaz kas hastalığı, verim düşüklüğü, plasenta atımı bozuklukları, mastîtis, metritis gibi olgularda artma var ise bu anormallikler Se ve E vitamini eksikliğinden kaynaklanıyor olabilir. Bu gibi durumlarda yemlerdeki Se ve
18
E vitamini yoğunluğunu ölçmek yeterli olmayabilir. Emilimi etkileyen faktörler ve yemlerin durumu da incelenmelidir. Koyun yemlerine Se‟un 0.1, 0.5 ve 1 mg/kg miktarında katılması, beyaz kas hastalığını önlemiş ve tetanus toxoidine (tetanoz aşısı), Corynobacterium pseudotuberculosis'e ve paraifluenza-3 virusuna karşı antikor yanıtını artırmıştır (Larsen, 1988).
Dargatz ve Ross (1996) tarafından; ABD' nin Se yetersizliğinin belirgin olduğu 18 eyaletinde, toplam 253 buzağı karma yemine en yüksek Se düzeyi 0,3 mg/kg olacak şekilde Se ilave ederek yaptıkları araştırma sonunda, kanın Se düzeyinin ilaveye rağmen, yine de ciddi boyutlarda yetersizlik gösterdiğini, sürünün % 40'ında ilave Se‟a rağmen yetersizlik semptomlarına rastlandığı bildirilmiştir.
Pavlata ve ark., (2002), Çek Cumhuriyeti‟nde bulunan 93 çiftlikten 879 süt ineği, buzağı, besi sığırı ve boğadan aldıkları kanlarda Se düzeyini araştırmışlardır. Kanda Se düzeyi süt ineklerinde 94.89 µg/L, buzağılarda 43.32 µg/L, besi sığırlarında 44.92 µg/L, boğalarda 38.18 µg/L olarak bildirilmiştir.
Taylor ve ark., (2002), yaptıkları bir çalışmada, 45 adet besi sığırını normal mısır (0.28 mg/kg Se ) (kontrol), yüksek düzeyde Se içeren buğday (0.51 mg/kg), yüksek düzeyde Se içeren kuru ot (0.35 mg/kg) ve Se ilave edilen rasyonlarla beslemişlerdir. Rasyonlarda Se düzeyleri gruplarda sırasıyla 0.39, 2.81, 2.78, 2.80 mg/kg olarak düzenlenmiştir. Yirmi bir gün yemleme sonrası kan plazmasında Se düzeyleri gruplarda sırasıyla, 76, 144.3, 141.7, 124.9 ng/ml olarak bulunmuştur.
Genellikle tam kanda Se düzeyi 0.08 mg/kg olarak kabul edilmektedir. Süt ineklerinde rasyona Se bileşikleri ilave edildiğinde bu düzey daha yüksek olabilmektedir. Kan serumunda Se miktarı 2.0 mg/kg'ın üzerinde olduğunda diğer minerallerle antagonizm şekillenmektedir. Kanda ideal Se düzeyi 1.0 mg/kg'in altında olmasıdır. Süt inekleri başka bölgeye taşındıklarında kan örnekleri 60 gün sonra alınmalıdır. Kuru madde oranı farklı olduğu için değerler verilirken %100 kuru madde (KM) esasına göre verilmesinde yarar vardır. Kaba yem/toplam rasyon %100 KM bazında, 0.07-0.3 mg/kg Se yeterli, 4-20 mg/kg Se iseaşırı düzeydir. Tam kan için 0.08 mg/kg'in altı Se yetersiz, 0.08-0.2 mg/kg Se yeterli, 4.0 mg/kg'ın üzeri Se ise aşırı düzeyi göstermektedir. Rasyonda kuru madde bazında 0.1 mg/kg,in altı Se yetersiz, 0.1 mg/kg Se yeterli, 4 mg/kg'in üstü Se ise aşırı düzey olarak kabul edilmektedir (Anonim , 2006c).
Hazlet ve ark., (2006), mısır silajı ve kuru otla besledikleri 3 baş süt ineğinde tam kan Se düzeylerini 0.045 - 0.036 - 0.038 mg/kg olarak bildirmişlerdir.
Hoff ve ark., (2001), dişi besi sığırlarında kan Se düzeyini 0.02-0.18 µg/ml olarak bildirmişlerdir. Araştırıcılar başka bir denemelerinde ise dişi besi sığırlarını sodyum selenit içeren mineral-tuz karışımı (20 mg/kg Na-selenit tuz) ile 3 ay boyunca beslemişlerdir. Bu hayvanlarda kan Se düzeyi 0.16-0.21 µg/ml aralığında saptanmıştır. Araştırıcılar Ontario'nun çeşitli bölgelerinde yetiştirilen tahılların % 79'unun, kaba yemlerinde % 86'sının 0.10 mg/kg'dan daha az Se içerdiklerini bildirmişlerdir.
Langlands ve ark., (1989), bir yaşında, sütten kesilmemiş ve merada otlayan (sütçü) buzağılardan oluşan yaklaşık 700 hayvanlık bir sürüde plazmada Se düzeyini araştırmışlardır. Selenyum düzeyini sütten kesilmemiş buzağılarda 0.004-0.139 µg/ml, merada otlayan buzağılarda ise 0.002-0.058 µg/ml aralığında bildirmişlerdir.
Edwards ve ark., (2004), merada otlayan 68 adet koyunu iki gruba ayırarak yaptıkları araştırmada kontrol grubuna ilave iz element karması verilmezken, diğer grup Co, Se, Cu içeren ticari preperat ilave edilmiş rasyonla yemlemişlerdir. Kontrol grubunda deneme başında (haziran) plazmada 0.87 mmol/L olan Se düzeyi deneme sonunda (ekim) 0.13 mmol/L olarak bulunurken deneme grubunda aynı dönemlerde 0.82-0.84 mmol/L bulunmuştur.
Azerbeycan'da yapılan araştırmalarda büyükbaş sağlıklı hayvanların bulunduğu yerdeki bitkilerde Se düzeyinin (0,96-1,90 mg/kg) yüksek olduğu, hastalığın görüldüğü bölgelerdeki bitkilerde Se düzeyinin ise 0,03-0,80 mg/kg olduğu bildirilmiştir (Halilova,1973).
Yapılan bir çalışmada Elazığ ilinde yavru atan koyunların plazma Se düzeyi ölçülmüştür. Kontrol grubu olarak yavru atmayanlar, araştırma grubu olarak yavru atanlar kullanılmıştır. Araştırma sonunda Elazığ civarında yavru atan koyunlarda plazma Se düzeylerinin düşük olduğu gözlenmiştir. Kontrol grubu olarak ifade edilen yavru atmayanlarda plazma Se düzeyi 11.01 ng/dl, yavru atanlarda ise 9.33 ng/dl olarak tespit edilmiştir (Naziroğlu ve ark., 1998).
Diyarbakır bölgesinde meradaki sağlıklı Akkaraman koyunlarında serum Se düzeylerinin araştırıldığı diğer bir çalışmada ise, serum Se düzeyi Merkez ilçe ve köyleri hariç normal değerlerin (150-350 ng/ml Se) altında (64.81 ±22.93 ng/ml Se) saptanmıştır (Kurt ve ark., 2001).
20
Pamukçu ve ark., (2001) Akkaraman koyunlarda yaptıkları çalışmada ortalama serum Se düzeyini 303,65 ng/ml olarak bildirmişlerdir. Bu değerler diyetle yeterli miktarda Se alındığını göstermiş, serumda düzenli Se analizlerinin yapılmasının koyunlarda yeterli beslemenin ve normal performansın oluşturulması açısından önemli olduğunu belirtmişlerdir.
Yapılan bir çalışmada Şap hastalıklı ve aşılanmış sığırlarda serum Se analizleri fluorometrik yöntemle belirlenmiştir. Araştırmada 0-1 ve 1-3 yaşlı sığırlarla çalışılmıştır. Kan serumunda Se düzeyi bakımından hasta ve aşılanmış gruplar arasında önemli bir farklılık gözlenmemiştir. Sonuçlara bağlı olarak da, Bolu yöresinde Se yetersizlik riski temayülünün varlığı bildirilmiştir. Selenyum düzeyi aşılanmış 1-3 yaşlı sağlıklı erkeklerde dişilerden önemli derecede (P<0.05) düşük bulunmuştur. (Kizil ve Altıntaş, 2001).
Dabak ve ark., (2002), beyaz kas hastalığı saptanan ahırdan seçilen 17 baş sığır (şüpheli grup, deney grubu) ile başka bir işletmeden klinik olarak sağlıklı 10 baş sığırda (kontrol grubu) Se ve vitamin E analizleri yapmışlar, deney grubu hayvanlardaki serum Se ve E vitamini düzeylerini 0.058 mg/kg ve 1.706 mg/kg; kontrol grubunda ise 0.269 mg/kg ve 2.447 mg/kg olarak bulmuşlardır. Deney grubu Se ve E vitamini düzeylerinin, kontrol grubuna göre önemli derecede (P<0,001) düşük olduğunu belirlemişlerdir. Araştırıcılar deney grubu hayvanların klinik olarak sağlıklı olmalarına rağmen, kritik Se ve E vitamini değerlerine sahip olmaları nedeniyle yetersizlik açısından önemli bir risk altında olduklarını bildirmişlerdir.
Kimi araştırıcılar serum Se konsantrasyonunun değerlendirilmesinde farklı yetersizlik seviyeleri bildirmişlerdir. Sergerson ve ark., (1981), 0.05-0.08 mg/kg arasındaki serum Se değerlerini sınırdaki yetersizlik, 0.05 mg/kg'in altındaki değerleri ise tam yetersizlik olarak bildirmişlerdir. Blood ve Radostits (1989) sığırlarda 0.08-0.3 mg/kg arasındaki serum Se değerlerini normal, 0.03-0.07 mg/kg arasındaki değerleri kritik ve 0.002-0.025 mg/kg arasındaki değerleri yetersizlik göstergesi olarak ifade etmişlerdir. Brown ve ark. (1994) ineklerde 0.3 mg/kg'in altındaki değerlerin Se açısından yetersiz olduğunu vurgulamışlardır. Gerloff (1992), 0.04 mg/kg'den düşük serum Se değerlerini yetersiz, 0.04-0.07 mg/kg arasını kritik, 0.07 mg/kg'den yüksek değerleri ise yeterli düzeyler olarak bildirmiş ve subklinik bir Se
yetersizliğinden korunmak için serum Se konsantrasyonunun 0.07 mg/kg düzeyinin altına düşmemesi gerektiğini belirtmiştir.
Sığırlarda normal serum Se değerlerini Ullrey (1987), 0.08-0.12 mg/kg, Zust ve ark., (1996), 0.044-0.063 mg/kg , Buergelt ve ark., (1996), ise 0.07-0.1 mg/kg arasındaki değerler olarak bildirmişlerdir. Sağlıklı sığırlar için ortalama serum Se değerlerini Waldner ve ark., (1998), 0.064 mg/kg, Miller ve ark., (1995), ise 0.078 mg/kg olarak saptamışlardır.
Stevens ve ark. (1985), 210 inek üzerinde yaptıkları çalışmada, serum Se konsantrasyonunu Se bakımından yetersiz bölgelerdeki sürülerde ortalama 0.042 mg/kg, değişken Se içeren bölgelerde 0.057 mg/kg ve toksik seviyede Se ihtiva eden bölgelerde 0.317 mg/kg olarak belirlemişlerdir.
Buzağılar için normal serum Se değerlerinin 35 µg/kg (3,5 mg/dl) üzerinde olduğu (Hashina ve ark., 1989) ve yaşa bağlı olarak Se gereksiniminin arttığı belirtilmiştir (Underwood, 1977). Sığır rasyonlarının 0.1 mg/kg dan daha az Se içermemesi gerektiği bildirilmiştir (Blood ve Radostits, 1989; Aytuğ ve ark,1991).
Budağ (1997), Se noksanlığı kuşkularıyla Van Gölü çevresinde bulunan farklı 15 noktada, çayır otlarının Se içeriklerini araştırmıştır.
Çalışma alanındaki çayır otlarından 15 gün arayla ve 7 farklı dönemde örneklemeler yapılarak yürütülmüştür. Çayır otları vejetasyonun başı, ortası ve sonu olarak kabul edilen üç ayrı dönemde analiz edilmiştir. Analizler sonucunda örneklenen tüm bölgelerin Se açısından risk gurubunda olduğu tespit edilmiştir. Çünkü çalışmada çayır otlarının Se içerikleri hayvan beslemede alt sınır olarak kabul edilen 0.02 mg/kg civarında bulunmuştur. Budağ (1997)'ye göre, hayvan beslemede yemlerde Se‟un alt sınırını 0.02 mg/kg, üst sınırı ise 0.3 mg/kg'dır. Araştırmacının Van gölü çevresinde tespit ettiği en yüksek Se düzeyi, 0,0623 mg/kg olmuştur. Çayır otlarının Se içeriklerinin en düşük olarak belirlendiği ilçeler, Ahlat, Çaldıran, Erciş olmuştur.
Selenyum bakımından yetersiz (0.025 mg/kg Se) rasyonla beslenen 2 holstein erkek buzağı serumunda Se konsantrasyonunun incelendiği bir çalışmada 90 günlük sürede serum Se konsantrasyonu 0.022 den 0.013 mg/kg'e düşmüş ve buzağılardan biri muhtemelen Beyaz kas hastalığından ölmüştür. Rasyon Se düzeyi hızla 0.200 mg/kg,e yükseltildiğinde hayvanlarda serum Se düzeyi iki hafta içinde 0.028 mg/kg yükselmiştir. Rasyon Se düzeyi 0.280 mg/kg olduğunda bu yemle yemlenen
22
hayvanlarda serum Se düzeyi bir haftada 0.051 mg/kg'e çıkmıştır. Onbir inek ve onbir buzağı ile yapılan bir diğer çalışmada hayvanlara 0.034 mg/kg Se ihtiva eden mısır silajına ilaveten 0.090 mg/kg ilave Se verilmiş serum Se seviyesi kısa sürede 0.013 mg/kg‟dan 0.051 mg/kg‟a çıkmıştır. Yem örneklerinde Se konsantrasyonunun geniş bir dağılım gösterdiği, örneğin mısır koçanında Se konsantrasyonunun 0.023mg/kg; kurutulmuş yumurta akında 2.663 mg/kg; kabuksuz mısırda 0.017-0.219 mg/kg olduğu belirtilmiştir (Perry ve ark., 1976).
2.11. Selenyum Zehirlenmesi
Koyun, sığır ve diğer çiftlik hayvanlarında görülebilir. Akut zehirlenmede (Blind staggers), Se miktarının, 100 mg/kg'in üzerinde olduğu yem bitkilerinin tüketildiği hayvanlarda görülür ve ölümlere neden olur. Zehirlenmenin semptomları: Hafif ataksi, kafa ve kulakların aşağıya doğru düşmesi, vücut ısısının yüksek oluşu, nabzın hızlı ve kuvvetli olması, solunum zorluğudur. Koyu bir ishal gözlenir ve solunum güçlüğü sonucu hayvan ölür (Ergün ve ark., 2006).
Kronik zehirlenme (Alkali hastalığı) ise 3-20 mg/kg Se ihtiva eden selenefor yem bitkilerinin tüketilmesi durumunda meydana gelir. Bu gibi yem maddelerini tüketen at ve sığırlarda görülür. Kronik semptomları; topallık, canlılığın kaybolması, tırnaklarda anormal gelişmeler, kıl kaybı, karaciğerde küçülme ve siroz, böbrekte kronik nefritistir. Sığırlarda anormallik meydana getirmeyen rasyon Se konsantrasyonu 3-5 mg/kg'dır. Rasyon 10 mg/kg'dan daha fazla Se içerdiği zaman toksik etkiler ortaya çıkar. Rasyona arsenik ilavesi Se‟un toksik etkisini bir miktar azaltırsada kendisi de zehirli olan arseniğin rasyona ilavesine çok dikkat edilmesi gerekir. Selenyum toksikasyonunda kuşlar ve tavuklarda; yumurta verimi ve yumurtadan çıkış oranı azalır. Kanatlarda deformiteler gözlenir. Piliçlerde eksudatif diyatez, domuzlarda heppatosis diyatez gözlenir (Ergün ve ark., 2006).
Süt ineklerinde Se‟un minimum ve maksimum düzeyleri 0.1-3 mg/kg olarak verilmiştir (Anonim b, 2006). Çizelge 2.2‟de çiftlik hayvanlarında Se ihtiyacı ve bu elementin toksik düzeyi verilmiştir.
Çizelge 2.2. Çiftlik hayvanlarında Se ihtiyacı ve toksik düzeyi
Hayvan türü İhtiyaç Toksik miktar Toksik miktar
(mg/gün/hayvan) (mg/kg/yem) (mg/gün/hayvan)
Besi danası 1.0 10-20 100-300 Süt ineği 2.0 3 - 5 30-60 Koyun 0.23 3-20 7-50 Tavuk 0.02 2 8-16 Diğer türler 2 >2 - (Anonim b, 2006)
Yıldız ve Salman (2005), 2-2,5 aylık yaşta sütten kesilmiş erkek Anadolu Merinos kuzuları ile yürüttükleri çalışmada, kontrol grubu hayvanlar temel rasyon (ilave Se ihtiva etmeyen) tüketirken, deneme grubu hayvanlar ise ilave olarak 200 mg/kg inorganik Se (Na-selenit) ihtiva eden rasyon tüketmiştir. Seksendört gün süren çalışma sonucu yüksek (toksik) düzeyde Se tüketen deneme grubunda kontrol grubuna göre ortalama besi sonu canlı ağırlığı düşmüş (39.88-36.33 kg, p<0.01), yemden yararlanma katsayısı olumsuz etkilenmiş (6.073 - 7.705 kg.), ve karkas randımanı düşmüştür.
Hayvanların Se ihtiyacını sağlama ve yararlılığını artırmak için son yıllarda yemlere organik formda Se kaynakları katılmaktadır. Yıldız ve ark., (2005), 20-22 aylık yaşta ortalama 238.5 kg canlı ağırlığında erkek Montafon melezi sığırları kullandıkları çalışmada, besi sığırı yemlerine organik Se (Sel-Plex, 200 mg/kg) katılmasının besi performansını etkilemediği, ekonomik performansı yükseltebileceği kanısına varmışlardır.
İnsanda kronik Se zehirlenmesi "selenozis" olarak adlandırılır. Selenozis saç ve tırnaklarda kırılma ya da kayıp, gastrointestinal problemler, ciltte isilik, nefeste sarımsak kokusu ve sinir sistemi anomalileri ile karakterize edilir. Çinde 0,85 mg/gün değerin altında Se tüketen bireylerde artan sıklıkta selenozis görüldüğü rapor edilmiştir (Yang ve Zhou, 1994). Çinde yapılan bir diğer çalışmada, besinler yoluyla yaklaşık 5 mg/gün Se‟u alan kişilerde tırnaklarda değişme ve saç kaybı görüldüğü rapor edilmiştir. Ayrıca, iki yıldan daha uzun süre sodyum selenit formunda günde bir mg Se tüketen bireylerde selenozis semptomlarına rastlanmıştır (Goldhaber, 2003).
24
2.12. Selenyum ve Ġnsan Organizması
Doğada yaygın olarak bulunan bir eser element olan Se önceleri hayvan beslemecilerin dikkatini toksisitesi ile çekmiş, hatta bir kanserojen olarak değerlendirilmiştir. Biyolojik sistemler için esansiyel bir element olduğu, E vitamini eksikliği olan sıçanlarda karaciğer nekrozunu önlediğinin gösterilmesiyle anlaşılmıştır (Schwarz ve Foltz, 1957). Elementin daha sonra sıçan eritrositlerini oksidatif hasardan koruduğu ve sonra eritrosit glutasyon peroksidaz (GSHPx) enziminin esansiyel bir bileşeni olduğunun gösterilmesiyle, Se‟un hayvan organizması için esansiyel bir element olduğu kesinlik kazanmıştır (Rotruck ve ark., 1973). Bir grup Çinli araştırıcı Çin'de endemik olarak gözlenen ve öncelikle küçük çocukları ve doğurganlık çağındaki kadınları etkileyen bir kardiyomiyopati şekli olan “Keshan Hastalığı" ile diyet Se düzeyleri arasında ters bir ilişki bulunduğunu rapor etmeleriyle, Se‟un besleme işlevleri ve insan sağlığına etkilerinin anlaşılması yönünden önemli bir adım atılmıştır (Keshan Disease Research Group of The Chinese Academy of Medical Sciences, 1979a; 1979b). Benzer bir ilişki ve koruyucu etki Çin'in Se eksikliği olan kuzey yörelerinde ve Kuzey Kore ile Sibirya'da görülen endemik osteoartropati "Kashin-Beck" hastalığı ile de gözlenmiştir (Schrauzer, 1998). Haftada 1000 µg ilave Se ile Keshan hastalığının tedavi edildiğini ve tamamen önlendiğini, Kashin-Beck hastalığında da düzelme ve önlem sağlandığı gösterilmiştir (Yang ve ark., 1989). Selenyum eksikliği ile ilişkisi tartışılan ve yoğun araştırmalara konu olan hastalıkların başında kanser, kalp-damar hastalıklar ve kas hastalıkları gelmektedir (Lockıtch, 1989). Artan sayıda veri kanser gelişimi (Willett ve ark, 1983; Schrauzer, 1992) ve kardiyovasküler hastalık riskinin (Oster ve Prellvvitz, 1990; Beaglehole ve ark., 1990) düşük serum Se düzeyleriyle arttığına işaret etmektedir. Bindokuzyüzdoksanaltı yılında yayınlanan çok merkezli geniş bir çalışmada 200 µg/gün Se uygulanan 1312 cilt karsinoması hastası 6,5 yıl süreyle izlenmiş ve Se‟un akciğer, kolon, rektum ve prostat kanserlerine karşı koruyucu etkisi gözlenmiştir. Bu veriler bazı kanser tiplerinin önlenmesinde son derece umut verici olup çalışmalar sürdürülmektedir. Selenyumun ayrıca antiproliferatif (anormal hücre oluşumunu önleyici), antiinflamatuar (yangı giderici) , antiviral (viruslara karşı) ve bağışıklık sağlayıcı (Spallholz ve ark., 1990; Brown ve ark., 1986) etkilerinin olduğu gözlenmiştir. Elementin Antiviral etkisi özellikle önemlidir. Selenyum eksikliğinin
