Hoe zit het met Selenium?

Zoals bijna geen ander sporenelement neemt selenium een omstreden bijzondere plaats in: wat zijn behoefte betreft, is het koorddansen tussen vitale hoeveelheid en toxische dosis. Paracelsus’ ongeveer 500 jaar oude inzicht “De dosis maakt het vergif” is bijzonder kenmerkend voor selenium.

Selenium, dat in 1817 werd ontdekt en als giftig werd geclassificeerd, heeft een aantal veranderingen ondergaan bij de beoordeling van het belang ervan, vooral in de laatste decennia: In de jaren 1940 werd het als kankerverwekkend beschouwd; in 1957 werd de levensnoodzaak voor ratten erkend; en vervolgens, in 1973, met de ontdekking van glutathionperoxidase (een belangrijk seleniumhoudend enzym), werd de levensnoodzaak voor selenium op de mens overgebracht. Sinds de jaren zestig wordt ook gesproken over de anticarcinogene eigenschappen van dit element.

De naam selenium komt uit het Grieks (Selene = de godin van de maan), ongetwijfeld geïnspireerd door de zilverachtig-matte glans van het gezuiverde element.

Selenium is een halfmetaal met een nauwe chemische relatie tot zwavel. Selenium is van vitaal belang voor het lichaam en moet met de voeding worden opgenomen. Het is van uitzonderlijk belang als bouwsteen voor talrijke eiwitten (selenoproteïnen), die op hun beurt centrale functies vervullen in het metabolisme in de vorm van enzymen (glutathionperoxidase (GPx) of zogenaamde deoidases in het schildkliermetabolisme). Volgens wetenschappelijke veronderstellingen zijn er waarschijnlijk nog veel meer selenoproteïnen waarvan de functie en structuur nog onbekend zijn.

Voorkomen

Selenium wordt zowel in dierlijke weefsels als in planten aangetroffen. Het is zeer wijdverspreid in de natuur en kan overal worden gevonden waar zwavel wordt gevonden. Het wordt echter zelden gevonden als vrije seleniumverbindingen, maar als seleniumaminozuurverbindingen (selenomethionine en selenocysteïne) die gebonden zijn aan eiwitten, als zogenaamde selenoproteïnen.

Planten absorberen seleniumzouten en zetten deze voornamelijk om in selenomethionine, terwijl dierlijke eiwitten selenium bevatten in de vorm van selenocysteïne – ook wel het 21e essentiële aminozuur genoemd.

Het seleniumgehalte van planten hangt af van de seleniumconcentratie in de bodem, hoewel er seleniumaccumulerende (seleniumopnemende) en seleniumgevoelige (slechts weinig selenium opnemende) plantensoorten zijn. Vergeleken met de tarwegordel in de VS, die zeer rijk is aan selenium, zijn de regio’s in Midden-Europa arm aan selenium. In de voedselketen bepaalt het seleniumgehalte van de bodem dus het seleniumgehalte van de gewassen en bijgevolg de seleniumstatus van landbouwhuisdieren, mensen en onze paarden en honden. Als voorzorgsmaatregel krijgen landbouwhuisdieren naast hun voeder ook veel selenium toegediend via minerale voedermengsels (tot 500 microgram/kg voeder). Op die manier zouden zij beter gedijen, betere reproductieprestaties leveren, meer melk geven, enz. En, als selenium opnemende wezens in de voedselketen, het blijkbaar altijd gevreesde seleniumtekort bij de mens voorkomen.

De belangrijkste bronnen van selenium zijn dierlijke eiwitten die selenocysteïne bevatten, bijvoorbeeld vlees en slachtafval (lever, nieren), eieren, kaas, vis en zeevruchten. Plantaardige voedingsmiddelen bevatten aanzienlijk minder selenium dan voedingsmiddelen van dierlijke oorsprong. Paranoten, kokosnoten en vooral knoflook hebben echter een hoger seleniumgehalte. Peulvruchten en granen zijn ook bronnen van selenium.

Opname en gebruik

Het gebruik van selenium in het organisme is nog niet volledig opgehelderd en wordt in de literatuur op zeer tegenstrijdige wijze besproken. In tegenstelling tot andere sporenelementen gebeurt de opname en resorptie van selenium – hierover bestaat algemene overeenstemming – onafhankelijk van de seleniumconcentratie in de voeding en zonder homeostatische controle. Er bestaan geen controlesystemen die een teveel aan selenium kunnen voorkomen.

De opname van selenium in het lichaam van paarden en honden is afhankelijk van het type chemische verbinding: Elementair selenium en seleniumsulfiden (bijvoorbeeld in antiroosshampoos) worden slecht door het lichaam geabsorbeerd, terwijl selenieten (selenium-zuurstofverbindingen) of seleniumhoudende eiwitverbindingen goed worden geabsorbeerd. Selenium uit plantaardig voedsel is niet acuut beschikbaar, maar vertegenwoordigt een opslagvorm van selenium. Het wordt geabsorbeerd als selenomethionine in de dunne darm, afgebroken tot elementair selenium of waterstofselenide en vervolgens geabsorbeerd als seleniet door het darmslijmvlies. Selenocysteïne is echter ook niet direct biobeschikbaar, omdat het eerst enzymatisch moet worden afgebroken om bruikbaar te zijn voor de verdere stofwisselingsroute.

Seleniet en selenaat, beide seleniumoxiden (seleniumzuurstofverbindingen), zijn acuut biobeschikbaar, in tegenstelling tot selenoproteïnen. Dit is doorslaggevend en onder bepaalde omstandigheden zeer alarmerend voor de voeding van paarden en honden: zelfs bij een toereikende seleniumvoorziening via het voeder kunnen de bovengrenswaarden op bepaalde punten worden overschreden, in gewone taal: er kan vergiftiging optreden!

Anorganische seleniumverbindingen zoals natriumseleniet zijn, zoals reeds gezegd, zeer snel beschikbaar voor het lichaam; zij vormen de precursor voor de synthese van selenocysteïne. Volgens wetenschappelijke studies is de opname van selenium uit natriumseleniet in eiwitten onderworpen aan een strikte regulering op moleculair-biologisch niveau, d.w.z. dat er hier sprake is van homeostatische controle. Selenomethionine daarentegen zou ongereguleerd en aspecifiek in lichaamseiwitten kunnen worden opgenomen (zelfs zonder seleniumafhankelijke functie). Het gevolg hiervan is dat, indien regelmatig grote hoeveelheden selenium aan het voer worden toegevoegd, een opeenhoping van selenium in de lichaamsweefsels en in het bloed kan ontstaan, waarvan de effecten nog helemaal niet zijn onderzocht.

Het vervelende is dat het vrijkomen van selenomethionine uit de eiwitten, waarvan de grootste opslagplaats de spieren zijn, niet gebeurt volgens de respectieve seleniumbehoefte, maar in afhankelijkheid van de methionine-omzet. Gebonden selenomethionine wordt in het geheel niet gemobiliseerd om aan de seleniumbehoefte te voldoen, maar kan zich ophopen. Dit is waarschijnlijk de reden waarom natriumseleniet – dat in feite veel giftiger is – wordt toegevoegd aan diervoeders; bovendien is het een uiterst goedkope chemische verbinding! Vooral het paard als vaste eter zou in dit opzicht een probleem kunnen krijgen: In plaats van de hoeveelheid selenium gespreid over de hele dag te kunnen opnemen (zo zou het in de natuur bedoeld zijn), moet het dier de totale hoeveelheid selenium – via muesli, pellets of minerale voedermengsels – in een korte periode opnemen. Het is dus heel goed mogelijk dat de toxiciteitsdrempels in sommige weefsels tijdelijk worden overschreden – elke dag, elke maand of zelfs jarenlang! (zie Brosig 2006)

Organisch gebonden selenium in de vorm van selenocysteïne daarentegen kan in ieder geval niet tot deze buitensporige accumulatie leiden, aangezien het eerst metabolisch moet worden vrijgemaakt. Aangezien selenocysteïne hoofdzakelijk in dierlijk voedsel voorkomt, wordt het door het herbivore paard toch nauwelijks via zijn voeding opgenomen? Ergens klopt hier iets niet… Studies over dit onderwerp schijnen niet te bestaan.

Alle seleniumverbindingen passeren de placentabarrière en kunnen zich ophopen in de foetus!

Vrije seleniumverbindingen of -zouten, zoals natriumseleniet, komen in het lichaam nauwelijks voor, en toch worden ze rijkelijk toegevoegd aan paarden- en hondenvoeders. Evolutionair gezien hebben dieren nooit de enzymen – of bacteriën – ontwikkeld die nodig zijn om met deze verbindingen “om te gaan”.

De weefsels met de hoogste seleniumconcentraties zijn de nieren, de lever, de milt en de spieren. De hersenen en de schildklier hebben ook hoge seleniumgehaltes. Aangezien seleniet onoplosbare complexverbindingen vormt met zware metalen (ontgiftingsfunctie), kunnen bij dieren met een dienovereenkomstig hoge belasting afzettingen ontstaan die niet meer gemobiliseerd kunnen worden, bijvoorbeeld in de nieren. Selenium wordt uitgescheiden via urine en feces. Selenium kan ook worden uitgescheiden via de huid en in geringe mate via de ademhalingslucht. Bij sterke seleniumverontreiniging ontstaat de typische knoflookgeur of geur van rotte radijs, veroorzaakt door de vorming van dimethylselenide.

Werking

Veel stofwisselingsprocessen waarbij selenium betrokken is, zijn nog helemaal niet bekend. Momenteel is de best onderzochte functie van selenium zijn antioxiderende werking (bescherming tegen vrije radicalen) als bestanddeel van het enzym glutathionperoxidase (GPx).

Er is ook aangetoond dat het de schildklierfunctie ondersteunt en een positieve invloed heeft op de vorming van sperma.

Bovendien speelt selenium een belangrijke rol in het koolhydraatmetabolisme, aangezien het een cruciale rol speelt bij de overdracht van insuline tussen de cellen.

Selenium is in staat schadelijke stoffen uit het lichaam te verwijderen door slecht oplosbare complexe verbindingen te vormen, b.v. met metalen (lood, kwik, cadmium), en wordt daarom ook wel een “milieu-toxinebeschermende voedingsstof” genoemd. Van selenium wordt dus gezegd dat het een versterkend effect heeft op het immuunsysteem. Dit laatste is echter onvoldoende opgehelderd, evenmin als de preventieve beschermende werking tegen hartinfarcten en kanker.

Behoefte en gebrekssymptomen

Voor geen enkel ander spoorelement zijn er zulke tegenstrijdige verklaringen over de behoefte als voor selenium. En toch wordt het zonder enige beperking (sinds begin 2000 als standaard) toegevoegd aan de overgrote meerderheid van paardenmuesli’s, mineraalvoeders en hondenvoer.

Nederland heeft een tekort aan selenium – dat wordt meestal beweerd. Daarom hebben de meeste paarden in dit gebied een tekort aan selenium. Dit vormt een legitimatie voor permanente seleniumsuppletie via voedingssupplementen. Zo simpel is het. Vergeleken met de buitengewoon seleniumrijke bodems van de zogenaamde tarwegordel, hebben de Nederlandse bodems van nature een relatief laag seleniumgehalte. Maar welke norm wordt relevant geacht voor de gezondheid van onze paarden en honden? De bepaling van de seleniumminimumwaarden voor paarden is exact in de regio van de Verenigde Staten uitgevoerd, dus logischerwijs lijden al onze paarden aan een – gedefinieerd en willekeurig vastgesteld – seleniumtekort!

Evenzo blijkt de beoordeling van de normale waarden voor selenium in het bloed van paarden zeer onduidelijk te zijn. De grenzen van het normale bereik worden in feite van laboratorium tot laboratorium zeer verschillend bepaald:

Een in wezen perfect gezond paard zou volgens deze lukraak vastgestelde “normale waarden” als een seleniumtekort kunnen worden beschouwd! Tot overmaat van ramp geeft de seleniumstatus in het bloed momenteel geen betrouwbare informatie over het seleniumgehalte in de lichaamsweefsels: het seleniumgehalte in plasma en serum is slechts de weerspiegeling van korte-termijnveranderingen in de seleniumconcentraties, b.v. na de inname van voedsel. Verstoringen van de lever- en nierfuncties – zoals die tegenwoordig bij veel paarden en honden voorkomen – zijn ook van invloed op de seleniumbepaling in het plasma: meer dan 50% van het totale plasmaselenium is gebonden als zogenaamd selenoproteïne P. Deze eiwitverbinding is gebonden in het serum selenium. Deze selenium-eiwitverbinding wordt hoofdzakelijk door de lever en – in mindere mate – door de nieren uitgescheiden.

Statusbepaling

Ook laten veel bloedonderzoeken vervalste seleniumwaarden zien: Door de wisselwerking van de sporenelementen met elkaar leidt een tekort aan zink, koper of mangaan tot een quasi “vals” verhoogde seleniumwaarde, die de laboratoria dan als referentiewaarde bepalen! Hier moet worden verwezen naar de complexe, onderling verbonden en waarschijnlijk nog grotendeels onverklaarde interacties van alle mineralen.

Ook de bepaling van de GPx-activiteit in het bloed is slechts in beperkte mate mogelijk met betrekking tot de seleniumvoorziening. Deze aanpak voor de bepaling van de seleniumstatus is op zich al twijfelachtig: de te bepalen seleniumreferentiewaarden worden verondersteld gericht te zijn op de voortdurend optimale (op volle toeren draaiende) activiteit van de GPx!

Geen enkel lichamelijk systeem zal, bij wijze van spreken, zichzelf voortdurend uitgeven om een organisme in innerlijk evenwicht te houden! Integendeel – ondanks voldoende of overvloedige seleniumvoorziening zullen de structuren (organen, weefsels, enzymen) uitgeput raken en verlamd raken, mogelijk met verregaande verstoringen van de stofwisselingsprocessen tot gevolg. Recente studies tonen de verstoring aan van de insulinesignaaloverdracht in het organisme bij een verhoogde seleniumstatus en bijgevolg een verhoogde GPx-activiteit. Volgens deze studies wordt een verhoogde seleniumconcentratie in het organisme beschouwd als een risicofactor voor de ontwikkeling van insulineresistentie en dus van EMS en diabetes van type 2.

Bepaling van de eisen

Een vergelijking tussen de seleniumaanbevelingen voor mensen en die voor paarden doet ook twijfel rijzen over de geschiktheid van arbitrair vastgestelde seleniumbehoeftecijfers voor paarden en honden: De DGE (Deutsche Gesellschaft für Ernährung) beveelt voor de mens 0,03-0,07 mg selenium per dag aan, wat overeenkomt met ongeveer 1 microgram/kg lichaamsgewicht.

Als we mensen en paarden vergelijken met betrekking tot deze aanbeveling, zou een groot paard van 500 kg het moeten doen met maximaal 0,5 mg selenium per dag. De realiteit is echter anders:

Voor paarden geldt een voederadvies van 0,15-0,2 mg selenium/kg voerdroge stof of 3 microgram/kg lichaamsgewicht. Voor een groot paard van 500 kg betekent dit een dagelijkse seleniuminname van 1,5 mg. Een seleniuminname van 2 mg bereikt de drempel voor chronische toxiciteit. De AAFCO (Association of American Feed Control Officials) beveelt 0,11 mg/kg droog voedergewicht aan voor honden. Studies bij puppies vonden zelfs een verdubbeling van de dagelijkse hoeveelheid op basis van optimalisatie van de GPx activiteit!

Voorts moet worden vermeld dat de waarden voor de behoefte aan selenium geschatte waarden zijn, aangezien de behoefte (bij de mens) niet exact kon worden bepaald (zie Heseker 2001). Ten tweede zijn de door DGE geschatte waarden voor de maximale seleniuminname inmiddels aanzienlijk verlaagd ten opzichte van de oude waarden!

Een zorgvuldige blik op de etiketten van sommige zakken paardenmuesli onthult dat de huidige voedingsadviezen dagelijkse hoeveelheden selenium bereiken die in het bereik liggen van chronische vergiftiging!

Waarom zouden deze vereiste cijfers juist zijn?

De afleiding van een driemaal hogere seleniumbehoefte voor paarden in vergelijking met mensen is biologisch onjuist: de afhankelijkheid van de stofwisselingssnelheid van het lichaamsgewicht van het dier (of de mens) is niet evenredig, maar een groter of zwaarder dier heeft een naar verhouding lagere stofwisselingssnelheid. Dit is het gevolg van de wetten van de meetkunde, een tak van de vergelijkende fysiologie.

Meetkunde

Het meten en vergelijken van verbanden tussen de lichaamsgrootte van een dier/mens en de verhouding daarvan tot diverse biologische grootheden (longgewicht, bloedvolume, lichaamsoppervlak, stofwisselingssnelheid, enz.)

Er zijn geen langetermijnstudies over het effect van selenium bij paarden en honden. De vergelijking met paarden die leven in de regio van de uitgesproken seleniumrijke tarwegordel (VS) gaat niet op. Studies (zie Brosig 2004) hebben daarentegen de buitengewone prestaties en taaiheid aangetoond van paarden uit de seleniumarme regio Trakehnen. In dit eens zo belangrijke paardenfokgebied zijn de seleniumwaarden in gras, hooi en graan zo laag (volgens de universiteit van Paderborn is het seleniumgehalte van het voeder op dezelfde plaats in de jaren 1946-1995 niet veranderd, dus gedurende 50 jaar onveranderd gebleven) dat zij, gelet op de officiële seleniumvoedingsaanbevelingen, eigenlijk geen enkel paard hadden kunnen laten overleven.

Symptomen van tekort

Aangezien selenium betrokken is bij een groot aantal stofwisselingsprocessen, kan een tekort natuurlijk leiden tot een grote verscheidenheid van ziekteverschijnselen. De typische seleniumtekortziekte bij de mens is de ziekte van Keshan (hartspierziekte), die vooral voorkomt in seleniumarme streken in China en veel gelijkenis vertoont met de witte spierziekte bij grazende dieren. Bovendien veroorzaakt een tekort aan selenium bij paarden en honden celbeschadiging van de skeletspieren, spierpijn en een stijve gang, vruchtbaarheidsproblemen of een plotselinge dood van veulens of puppy’s. Niet-specifieke kreupelheid kan ook optreden en het immuunsysteem kan verzwakt zijn.

Het gewone paardenvoer van tegenwoordig kan mogelijk leiden tot een verhoogde behoefte aan selenium: Een verhoogde blootstelling van de dieren aan verontreinigende stoffen leidt tot een verhoogd verbruik van selenium ten gevolge van verhoogde ontgiftingsprocessen. Evenzo kan door een verstoorde darmflora en het veelvuldig en overvloedig eten van oliën – vooral lijnzaadolie – aanzienlijk meer selenium worden verbruikt. Ondanks het uitstekende gehalte aan onverzadigde vetzuren heeft lijnzaadolie slechts een zeer laag vitamine E-gehalte en dus een sterk seleniumverlagend effect.

Overschot aan selenium (selenose)

Tekenen van chronisch overaanbod lijken soms sterk op die van een seleniumtekort. Als gevolg van de deactivering van enzymen na de vervanging van zwavelatomen door seleniumatomen (vanwege hun chemische gelijkenis) in de eiwitten, kunnen ernstige stofwisselingsstoornissen optreden.

Kenmerkend voor paarden zijn ringvormige vernauwingen aan de hoeven, die in het ergste geval kunnen leiden tot beslaan. Brokkelhoeven, veelvuldig optreden van hoefzweren en de ontwikkeling van hoefbevangenheid kunnen optreden als symptomen van een chronisch seleniumoverschot bij paarden. Haaruitval bij paarden en honden (staart, manen bij paarden), lusteloosheid en gebrek aan eetlust, stijve gang, spierzwakte, aspecifieke kreupelheid, gewichtsverlies, neiging tot kolieken en diarree, gezichtsstoornissen tot blindheid aan toe, misvormde hoeven en nagels bij pasgeborenen, degeneratie van lever en milt en nierbeschadiging kunnen tekenen zijn van een te groot seleniumtekort.

Conclusie

Paarden- en hondeneigenaars dienen kritisch te letten op de seleniumsuppletie van hun dieren via het voeder. Zoals hierboven vermeld, bevatten veel (helaas de meeste) voeders en mineraalsupplementen voor zowel paarden als honden te grote hoeveelheden selenium in verhouding tot hun respectieve voedingsaanbevelingen. Zelfs in geval van een tijdelijk teveel aan selenium (hoge prestatiebehoefte, drachtige of zogende merries en teven) mag men geen verkeerde conclusies trekken en het gevaar van een uitgelokte seleniumovermaat of vergiftiging van het dier bagatelliseren!

Speciaal voor paarden die als gevoelig voor EMS en hoefbevangenheid worden beschouwd, biedt de markt speciale muesli’s met bijzonder hoge seleniumgehalten die de geschatte waarde voor chronische seleniumvergiftiging overschrijden wanneer het voederadvies wordt gegeven. Dit feit alleen al vermindert drastisch het vertrouwen in de productie en verkoop van diervoeders die geschikt zijn voor de soort en de gezondheid van onze dieren ten goede komen. Zoiets heet in de menselijke sector onder bepaalde omstandigheden “nalatig lichamelijk letsel”, in de dierlijke sector is het waarschijnlijk relevant voor het welzijn van dieren!

Dr. Frauke Garbers, biologe