Diet selenium improves the antioxidant defense system of juveniles Nile tilapia ( Oreochromis niloticus L) / Selênio na dieta melhora o sistema de defesa antioxidante de juvenis de Tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus L)

Abstract From the advancement of tilapia production in recent years, diets are sought that allow the maximum growth, improving health and fish quality. In this study growth, biochemical, hematological and oxidative parameters were evaluated of tilapia fed with increasing selenium levels: 0.53, 0.86, 1.04 and 1.22 mg kg-1. It was used 400 juveniles (initial weight = 36.51 ± 10.88 g), fed for six weeks. There was no effect of selenium on fish growth, biochemical and hematological parameters. In the oxidative parameters, there was an increase in non-protein thiols and a decrease in malondialdehyde levels, evidencing antioxidant effects of selenium. The diet selenium levels above 0.86 mg kg-1 improved the antioxidant system and does not affect to biochemical, hematological and growth parameters of tilapia juveniles.

Resumo Com o avanço da produção de tilápia nos últimos anos, buscam-se dietas que possibilitem o máximo crescimento, saúde e qualidade do pescado. Neste trabalho foram avaliados parâmetros de crescimento, bioquímicos, sanguíneos e oxidativos de tilápias alimentadas com níveis crescentes de selênio: 0,53, 0,86, 1,04 e 1,22 mg kg-1. Foram utilizados 400 juvenis (peso inicial =36,51 ± 10,88 g), alimentados durante seis semanas. Não ocorreu efeito do selênio no crescimento, nem nos parâmetros bioquímicos e hematológicos dos peixes. Nos parâmetros oxidativos, ocorreu aumento nos níveis de tióis não-proteicos e diminuição de malondialdeído, evidenciando efeitos antioxidantes do selênio. Os níveis de selênio acima de 0.86 mg kg-1 melhoram o sistema antioxidante dos peixes e não compromete os parâmetros bioquímicos, sanguíneos e de crescimento de juvenis de tilápia.

Considerações sobre estresse oxidativo, selênio e nutrigenética / Considerations about oxidative stress, selenium and nutrigenetics

Appropriate amounts of reactive oxygen and nitrogen species are essential to many cellular functions. However, when present in amounts higher than those of the antioxidant system they can promote damages to a great deal of molecules such as DNA, proteins, carbohydrates and lipids, which in turnimpair the normal cellular functions. Selenium, discovered by Berzeliusin 1817, had its essentiality established when its role at the active site of glutathione peroxidase was determined. Its functions are completely related to the selenoproteins, and several of them present antioxidant activity, while others are related to the metabolism of some specific organs. Lately, great advances in the molecular biology area have succeeded and the study of metabolic and nutritional aspects is more and more linked to the genotypic individual characteristics. In Nutrition, the identification of polymorphisms at genes that encode proteins involved in the metabolism of nutrients is of great interest. Studies have shown that polymorphisms in genes codifying selenoproteins, such as glutathione peroxidases and selenoprotein P, seem to interfere with selenium biomarkers, and therefore in the susceptibility to certain diseases. The aim of this work was to summarize the major information related to oxidative stress and to the essential mineral selenium,with emphasis on its antioxidant role, as well as to highlight some singlenucleotide polymorphisms (SNPs) linked to this mineral and the possible interaction with its metabolism and functions and to the oxidative stressstatus.

En bajas concentraciones, especies reactivas de oxígeno y nitrógeno son esenciales para diversas funciones celulares. Sin embargo, en concentraciones elevadas o superiores a las de antioxidantes, estas especies reactivas pueden promover daños a varias moléculas, entre las cuales el ADN, proteínas, carbohidratos y lípidos, perjudicando las funciones celulares normales. El selenio, descubierto en 1817 por Berzelius, tuvo su esencialidad demostrada con la comprobación de su participación en el sitio activo de la enzima glutatión peroxidasa. Sus funciones están directamente relacionadas con las selenoproteínas, siendo que gran parte de ellas presentan funciones antioxidantes y otras están comprometidas en el metabolismo de ciertos órganos. A partir de los progresos verificados en el área de la biología molecularen las últimas décadas, el estudio de aspectos metabólicos y nutricionales está cada vez más relacionándose con las características genotípicas de los individuos. En Nutrición, la identificación de polimorfismo en genes que codifican proteínas implicadas en el metabolismo de los nutrientes es muy importante. Los estudioshan demostrado que polimorfismo identificado en los genes que codifican selenoproteínas como la glutatión peroxidasa y la selenoproteína P parece interferir en el comportamiento de los biomarcadores del selenio y por lo tanto, en la susceptibilidad a determinadas enfermedades. El objetivo de este estudio fue resumir las principales informaciones relacionadas al estrésoxidativo y al mineral selenio, con énfasis en su función antioxidante, así como destacar algunos polimorfismos de nucleótido único(SNPs) en relación con este mineral y las posibles interacciones con su metabolismo y funciones, por lo tanto, también con el estrés oxidativo

Em baixas concentrações, espécies reativas de oxigênio e de nitrogênio são essenciais para diversas funções celulares. Entretanto, em quantidades elevadas ou superiores aos níveis de compostos antioxidantes, estas espécies reativas podem promover danos adiversas moléculas, dentre as quais ao DNA, a proteínas, a carboidratos e a lipídios, o que por sua vez, prejudica as funções celulares normais. O selênio, descoberto em 1817 por Berzelius, teve sua essencialidade comprovada quando se verificou sua participação no sítio ativo da enzima glutationa peroxidase. Suas funções estão diretamente relacionadas às selenoproteínas, sendo que grande parte delas apresenta ação antioxidante e outras participam no metabolismo de determinados órgãos. A partir dos avanços verificados na área da biologiamolecular nas últimas décadas, o estudo de aspectos metabólicos e nutricionais está cada vez mais relacionado às características genotípicas dos indivíduos. Em Nutrição, a identificação de polimorfismos em genes que codificam proteínas envolvidas com o metabolismo de nutrientes é de extrema importância. Estudos vêm demonstrando que polimorfismos identificados em genes que codificam selenoproteínas, como as glutationas peroxidases e a selenoproteína P, parecem interferir no comportamento de biomarcadores relativos ao selênio e, portanto, na suscetibilidade a determinadas doenças. O objetivo do trabalho foi sintetizar as principais informações referentes ao estresse oxidativo e ao mineral selênio, com ênfase em sua função antioxidante, bem como destacar alguns polimorfismos de nucleotídeos únicos (SNPs) relacionados a este mineral e a possível interação com seu metabolismo e funções e, portanto, também com o estresse oxidativo.

O selênio e a glândula tireóide: um estudo em pacientes portadores de disfunções tireoidianas nos estados de Ceará e São Paulo / The selenium and thyroid gland: a study in patients with thyroid dysfunction in the states of Ceara and Sao Paulo

Introdução: O Selênio é um mineral fundamental para o homem, participa dos mecanismos antioxidantes, influencia o sistema imune e participa ativamente da homeostase da glândula tireóide.Objetivo: Avaliar o estado nutricional relativo ao selênio de pacientes adultos portadores de hipotireoidismo e hipertireoidismo em atendimento ambulatorial no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo e no Hospital Universitário Walter Cantídio da Universidade Federal do Ceará. Metodologia: Foram avaliados quatro grupos de pacientes com doença de Graves (Graves), Bócio Multinodular Tóxico (BMNT), Hipotireoidismo pós-tireoidectomia (Hipotireoidismo) e tireoidite de Hashimoto (Hashimoto) em dois estados, São Paulo e Ceará e paralelamente dois grupos controle (São Paulo e Ceará). Foram realizadas caracterização antropométrica e clínica. O Se foi analisado no plasma e eritrócitos, foi medida a atividade da GSH-Px, iodúria, MDA plasmático e dosagens de hormônios tireoidianos e Anti-TPO. O consumo alimentar foi estimado utilizando-se a técnica de recordatório 24 horas...

Utilization of various nitrogen, phosphorus, and selenium compounds by Cochlodinium polykrikoides.

The abilityof Cochlodinium polykrikoides to use various nitrogen, phosphorus, and selenium compounds as a nutrient source was examined in batch culture experiments to obtain biological information on the mechanism of C. polykrikoides bloom formation. C. polykrikoides grew using a variety of organic or inorganic nitrogen sources except for L-proline. Maximum yields of C. polykrikoides were obtained by gradually increasing ammonium from 5 to 20 microM, but the yield was inhibited by addition of more than 50 microM. Growth was observed in media containing various phosphorus sources, such as phosphate and 11 different organic compounds. Organic nitrogen and phosphorus seem to play an important role in the dominance of phytoplankton species and mass growth of C. polykrikoides. The ability to use a variety of organic nutrients may allow C. polykrikoides to grow to a high density in spite of inorganic nitrogen and phosphorus depletion. C. polykrikoides grew in the presence of selenite, selenate, and Se-(methyl) selenocysteine hydrochloride. However, growth yield was inhibited by addition of more than 500 microM selenate and 1000 microM Se-(methyl) selenocysteine hydrochloride. Therefore, much of the oil effluents seen in 2005 may have a temporary inhibitory action on C. polykrikoides growth but can be expected to have a positive effect in the long term.

Hypercholesterolemia and tissue-specific differential mRNA expression of type-1 5'-iodothyronine deiodinase under different selenium status in rats

Type-1 5'-iodothyronine deiodinase (5'-DI) is responsible for conversion of T4 to T3. Selenium (Se) is an integral part of this enzyme. Keeping in view the strong association between atherosclerosis and hypothyroidism, the present study examined the behavior of 5'-DI in liver, aorta and thyroid during hypercholesterolemia following different Se status, i.e., Se deficiency (0.02ppm), adequate (0.2ppm) and excess dose (1ppm) in SD male rats. Animals were fed a control or high-cholesterol diet (2%) for 1 and 2 months. 5'-DI activity and mRNA expression was measured by RIA and RT-PCR respectively. In liver and aorta, 5'-DI expression significantly decreased with the Se-deficient and the high-cholesterol diet. The trend was opposite in thyroid, i.e., mRNA expression increased significantly during selenium deficiency and with a high-cholesterol feeding. But with 1ppm Se supplementation, the 5'-DI expression increased in all the three tissues. The present study indicates that hypercholesterolemia along with selenium deficiency is co-responsible for differential regulation of 5'-DI enzyme in thyroidal vs. extrathyroidal tissues. Distinct regulation of 5'-DI in the thyroid reflects the clinical importance of this selenoprotein during hypercholesterolemia as this enzyme is essential for T3 production, which further has a vital role in the maintenance of lipid metabolism.

In vivo inhibition of selenium dependent glutathione peroxidase and superoxide dismutase in rats by diethyldithiocarbamate.

Intraperitoneal injection of rats with diethyldithiocarbamate (1.2 g/kg body wt) led to maximum diminution of superoxide dismutase activity at 1 hr by 86 and 84% in liver and red blood cell respectively with a gradual return to the normal level at 48 hr after administration of injection. Significant inhibition of selenium-dependent glutathione peroxidase was also observed, which returned to normal at 48 hr after administration of injection. However, maximum decline in its activity was at 12 hr by 52 and 73% in liver and red blood cells respectively. No significant difference in tissue level of selenium-independent glutathione peroxidase was observed during time course study after diethyldithiocarbamate administration. It is possible that inhibition of superoxide dismutase by diethyldithiocarbamate leads to accumulation of superoxide anion which in turn inactivates selenium-dependent glutathione peroxidase by its reaction with selenium at the active site of the enzyme.

Influence of 7beta-hydroxycholesterol on glutathione status and nitric oxide production in macrophages: in vitro studies.

Incubation of murine peritoneal macrophages with 7beta-hydroxycholesterol (7beta-OH) for 24 hr led to dose-dependent reduction in cellular glutathione content as well as nitrite levels in the medium. Treatment with an inorganic form of selenium, sodium selenite which is a potent antioxidant, elevated the cellular glutathione levels and decreased nitrite levels. Our results suggest that 7beta-OH may exert its pro-atherogenic effect by inhibiting glutathione synthesis and nitric oxide production by macrophages present in the arterial wall and thus, impair the cellular antioxidant defense system.

Influence of different dietary carbohydrates levels on some nutritional physiological parameters and selenium metabolism in nile-catfish [clarious lazara]

Effect of dietary carbohydrate [CHO] on hematology, blood chemistry, hormone and immunity was studied in Nile catfish. Nonsignificant decrease in body weight and growth of catfish fed high levels of CHO and no significant decrease in Hb and HCT% were observed. Concerning serum cortisol, glucose and cholesterol had a positive correlation with increase of CHO in diet. On the other hand, serum calcium, phosphorus, total protein and immunoglobulin M [IgM] were negatively correlated with dietary levels of CHO. Catfish reared on high CHO diet with 10 Ug selenium per gram diet had a significantly high liver and kidney selenium content than those reared on selenium free CHO after six weeks, indicating that excess dietary CHO enhances dietary selenium toxicity. In addition, liver copper levels were significantly affected with increased incidence of renal calcinosis, suggesting a variety of toxic effects of selenium on catfish

Concentraciones hepáticas de selenio, cobre, hierro y zinc en pollos de engorda con y sin síndrome ascítico / Selenium, copper, iron and zinc liver concentrations in healthy and ascitic broilers

Para cubrir los objetivos del presente estudio se determinaron las concentraciones hepáticas de selenio (Se), cobre (Cu) hierro (Fe) y zinc (Zn) mediante espectrometría de absorción atómica, en pollos de engorda (17 con síndrome ascítico y 21 sanos) de entre 2 y 7 semanas de edad. Este trabajo se realizó con fin de encontrar algunos elementos que fueron indicadores indirectos de alteraciones metabólicas de este síndrome en pollos clínicamente enfermos o identificados por las lesiones a la necropsia. Las aves fueron criadas en una caseta convencional y recibieron una dieta a base de sorgo y soya. Las aves ascíticas tuvieron concentraciones hepáticas de selenio (2.58 ppm) ligeramente inferiores a las aves clínicamente sanas (2.61 ppm), algo similar ocurrió respecto del cobre (15.53 ppm en ascíticos vs 17.31 en sanos). Los ascíticos tuvieron niveles mayores de hierro (434.66 ppm) que las aves sanas (389.81 ppm); sin embargo, sólo las concentraciones de zinc en los ascíticos (136.62 ppm) fueron estadísticamente mayores (P<0.05) a las encontradas en los sanos (104.72 ppm). Estos resultados sugieren la presencia de alteraciones en el metabolismo del zinc, posiblemente relacionadas con los mecanismos de defensa en aves que padecen el síndrome ascítico

Some trace elements in idiopathic nephrotic syndrome

This study was carried out on 24 children [10 males and 14 females] with idiopathic nephrotic syndrome, aged from 3 to 7 years, to evaluate some trace elements in these children. The results obtained were compared with those obtained from 15 normal healthy controls of the same age and sex. A significant decrease was observed in the serum copper, zinc and selenium, while there was a significant increase in serum magnesium, as compared to normal controls. Serum zinc, copper, and selenium had a significant positive correlation with serum albumin, while serum magnesium had insignificant negative correlation with serum albumin. Serum zinc, copper and selenium correlated negatively with 24 hours urine proteins, but serum magnesium correlated positively with 24 hours urine proteins. It is concluded that these trace elements may be used as diagnosticc and prognostic processes in patients with idiopathic nephrotic syndrome

Comportamento do selênio em recém-nascidos e em gestantes de diferentes níveis econômicos / Selenium in newborn infants and pregnants in different economic levels

Estudamos os níveis séricos de selênio durante o período gestacional em duas populaçöes: uma de condiçäo econômica alta (A), proveniente de clínicas privadas da cidade de Botucatu, e outra de condiçäo econômica baixa (B), atendida no Ambulatório do Departamento de Ginecologia e Obstetrícia da Faculdade de Medicina de Botucatu. As amostras foram coletadas nos primeiro, segundo e terceiro trimestres de gestaçäo e no momento do parto (sangue materno e do cordäo ). A fim de obtermos o ponto zero, coletamos também o sangue de mulheres näo gestantes. Verificamos, no nível econômico A, queda significativa na concentraçäo sérica de selênio no transcorrer da gestaçäo, sendo que no momento do parto encontramos seu menor valor. Já no nível B a queda foi anterior e mais acentuada que a observada no A e, exceçäo feita ao grupo näo gestante, no momento do parto encontramos a maior média, sendo esta significativamente superior ao grupo de condiçäo econômica alta. Em todos os outros momentos analisados (inclusive em näo gestantes) o grupo B apresentou média inferior ao A. Apenas no segundo trimestre esta diferença näo foi significativa. Os níveis maternos foram superiores aos dos RN apenas no grupo B; no A as médias näo diferiram entre si. Da mesma forma näo detectamos diferenças significativas quando os resultados dos recém-nascidos foram comparados entre si. Dado as importantes funçöes do selênio, principalmente em situaçöes de stress, é possivel que em condiçäo de menor oferta deste elemento, como pode ter ocorrido nas gestantes de nível econômico baixo, o organismo materno possivelmente tente a sua concentraçäo de selênio sérico, no intuito de assegurar a transferência para o feto