Die Bedeutung von Selen in der vegetarischen Ernährung und in der Muttermilch

Abstract

Unsere tägliche Ernährung unterliegt starken individuellen Schwankungen und in Deutschland finden sich derzeit zwei Hauptgruppen, die vorwiegend oder vollständig auf tierische Nahrungsmittel verzichten. Zum einen steigt die Zahl der Menschen mit vegetarischer Ernährung stetig, während nach wie vor Ungewissheit und Sorge bezüglich einer ausreichenden Versorgung mit Spurenelementen herrscht. Zum anderen leben Säuglinge bis zum einschließlich sechsten Monat in aller Regel ausschließlich von Muttermilch. Unter den Spurenelementen weist Selen (Se) einen besonderen Stellenwert auf, da es essentieller Bestandteil der aktiven Zentren von Selenoproteinen ist. Böden in Europa und die darauf wachsenden Pflanzen, zeichnen sich in der Regel durch relativ niedrige Selenkonzentrationen aus, wo hingegen die meisten Tiere mit Selen angereichertem Futter gefüttert werden, um Mangelzuständen vorzubeugen. Dieser Arbeit stand daher die Frage zugrunde, ob Menschen mit vegetarischer Ernährung einen messbaren Selenmangel aufweisen und wie sich die Selenversorgung in der Muttermilch darstellt. Hierfür wurde der Selenstatus von 54 jungen Personen mit vegetarischer und 53 Menschen mit omnivorer Ernährung verglichen, indem die Konzentrationen des Gesamtselens, des Selenoprotein P (SePP) und der Glutathionperoxidase 3 (GPx3) Aktivität bestimmt wurden. Die GPx3 Aktivität zeigte keine Unterschiede zwischen den beiden Gruppen, wo hingegen sowohl Gesamtselen, als auch die SePP Konzentration bei den vegetarischen Probanden auf 79,5 bzw. 71,2% vermindert waren. Eine weitere Unterteilung der vegetarischen Gruppe in Menschen mit veganer und ovo-lakto vegetarischer Ernährung, zeigte keine signifikanten Unterschiede untereinander. Wir folgerten, dass – im Gegensatz zur Aktivität der GPx3 - niedrige Serum Selenkonzentrationen durch SePP Konzentrationen widergespiegelt werden. Die unterschiedlichen ernährungsbedingten Quellen für Selen, die verschiedenen metabolischen Wege von Selenomethionin versus Selenocystein und das ungleiche Sättigungsverhalten von GPx3 und SePP unterstreichen diese widersprüchlichen Ergebnisse. Inwieweit vegetarisch und vegan lebende Menschen in Deutschland einen niedrigeren Selenstatus aufweisen ist derzeit abhängig vom verwendeten Biomarker. Darüber hinaus konnten wir zum ersten Mal zeigen, dass SePP Bestandteil der humanen Muttermilch ist. Anhand der Fraktionierung der Muttermilch in Vollmilch (VM), zellfreie Milch (zM) und entrahmte Milch (eM) konnten geeignete Bedingungen für eine reproduzierbare Bestimmung der SEPP-Konzentrationen und GPx-Aktivitäten definiert und optimiert werden. Im Gegensatz zum Serum zeigt sich SePP in der Muttermilch deutlich instabiler. Weitergehende Studien werden klären müssen, ob diese hohe Instabilität des SePPs in Muttermilch von physiologischer Bedeutung für die Verwertung durch das Neugeborene ist oder nicht.

Daily nutrition varies considerably among individuals. Today, there are two main groups, in Germany, with little or no animal products in their diets. One aspect that can be observed is the continuously growing number of vegetarians that are motivated by ethical, environmental, religious or other reasons. At the same time, there is still concern about their nutritional status regarding micronutrient deficiencies. Apart from that, however, infants up to six month generally live on breastmilk alone. Among the essential trace elements, selenium (Se) is of prime importance as it is part of the active site in selenoproteins. European soil and plants are relatively poor sources of Se, while farm animals are generally supplemented with Se in order to improve their health and avoid deficiency syndromes. We, therefore, wondered whether German vegetarians display a measurable Se deficiency and how the Se-status of human milk looks like. Accordingly, we compared young vegetarians (n 54) with omnivores (n 53). We assessed their Se status by measuring extracellular glutathione peroxidase (GPX3) activity, and concentrations of total serum Se and circulating Se-transport protein selenoprotein P (SEPP). The groups' GPX3 activities did not exhibit differences, whereas both the vegetarians' total Se and their SEPP concentrations were reduced to 79,5 and 71,2% when compared to the omnivores'. When splitting the group of vegetarians into vegans (n 26) and vegetarians consuming egg and milk products (n 28), analyses of the Se- dependent biomarkers did not reveal significant differences. We concluded that low serum Se is mirrored by circulating SEPP concentrations, but not by GPX3 activities in marginally supplied individuals. The specific diet-related Se sources, the divergent metabolic routes of selenomethionine versus selenocysteine and the different saturation kinetics of GPX3 and SEPP emphasize our contradictory findings. Whether German vegetarians and vegans need to be considered a Se-deficient group depends on the biomarker chosen. Furthermore, we were able to show for the first time that SePP is expressed in human milk. Breastmilk was analysed in three different fractions: Whole milk, decelled milk and skimmed milk. For all fractions, conditions could be defined and reproducible results for GPX3 and SEPP are now made possible and optimised. In contrast to the serum, SePP seems to be a lot more fragile and unstable in breast milk. Further studies will be necessary to examine whether this has physiological reasons and is therefore helpful for the infant’s digestive utilisation or not.