硒：人体微量元素中的防癌之王

1.概况

中文名称 硒

英文名称 Selenium

元素符号 Se

类型 非金属元素

原子体积／（cm³／mol） 16.45

元素在海水中的含量（太平洋表面） 1.5×10^－12％

地壳中的含量 5×10^－6％

自然环境中发现的最高含量 3％

相对原子质量 78.89

原子序数 34

氧化态 主要Se^＋4，Se^＋6；其他Se^－2

化学键能／（kJ／mol）：

Se-H 305

Se-C 245

Se-O 343

Se-F 285

Se-Cl 245

Se-Se 330

晶胞参数：

a=905.4pm

b=908.3pm

c=1160.1pm

α=90°

β=90.810°

γ=90°

质子数 34

中子数 45

摩尔质量／（g／mol） 79

原子半径 1.22

所属周期 4

所属族数 VIA

电子层排布 2-8-18-6

价层电子排布 [Ar］4s24p4

晶体结构 晶胞为六方晶胞

电离能／（kJ／mol）：

M－M＋940.9

M＋－M2＋2044

M2＋－M3＋2974

M3＋－M4＋4144(www.xing528.com)

M4＋－M5＋6590

M5＋－M6＋7883

M6＋－M7＋14990

M7＋－M8＋19500

M8＋－M9＋23300

M9＋－M10＋27200

莫氏硬度 2

常见化合价 ＋4、＋6

同位素Se-74 Se-76 Se-77 Se-78 Se-80 Se-82

图9-7为硒。

2.性状

硒是灰色呈金属光泽的固体，声音在其中的传播速率为3350m／s，密度为4.81g／cm³，熔点为217℃，沸点为684.9℃，是稀散元素之一。在已知的6种固体同素异形体中，3种晶体（α单斜体、β单斜体和灰色三角晶）是最重要的，还以3种非晶态固体形式存在（其中有红色和黑色的两种无定形玻璃状）。硒在空气中燃烧发出蓝色火焰，生成二氧化硒（SeO₂）。硒能直接与各种金属和非金属反应，包括氢和卤素，不能与非氧化性的酸作用，但它溶于浓硫酸、硝酸和强碱。溶于水的硒化氢能使许多重金属离子沉淀成为微粒的硒化物。硒与氧化态为＋1的金属可生成两种硒化物，即正硒化物（M₂Se）和酸式硒化物（MHSe）。正的碱金属和碱土金属硒化物的水溶液会使元素硒溶解，生成多硒化合物（M₂Se_n），也能与硫形成多硫化物。

图9-7 硒

3.用途

硒可以用作光敏材料、电解锰行业的催化剂、动物体必需的营养元素和植物有益的营养元素等。

（1）光敏材料 利用无定形硒的薄膜对于光的敏感性，能使含有铁化合物的玻璃着色或脱色，高质量的信号透镜玻璃中含2％硒，含硒的平板玻璃用作太阳能的热传输板和激光器窗口红外线过滤器；用作油漆、搪瓷、玻璃和墨水中的颜色、塑料；用于制作光电池、整流器、光学仪器、光度计等；硒在电子工业中可用作光电管、太阳电池，在电视和无线电传真等方面也使用硒。

（2）电解锰行业的催化剂 冶金方面，电解锰行业的硒用量占到我国全部硒产量的较大比重。此外，含硒的碳素钢、不锈钢和铜合金具有良好的加工性能，可高速切削，加工的零件表面光洁。硒与其他元素组成的合金用以制造低压整流器、光电池、热电材料。硒以化合物形式用作有机合成氧化剂、催化剂，可在石油工业上应用。硒加入橡胶中可增强其耐磨性。

（3）营养元素

1）由于硒是动物和人体中一些抗氧化酶（谷胱甘肽过氧化物酶）和硒-P蛋白的重要组成部分，在体内起着平衡氧化还原氛围的作用，具有提高动物免疫力的作用，因此硒可作为动物饲料微量添加剂，也在植物肥料中添加微量元素肥，提高农副产品含硒量。硒已被作为人体必需的微量元素，在2000年制定的《中国居民膳食营养素参考摄入量》中18岁以上者的推荐摄入量为50μg／d，适宜摄入量为50～250μg／d，可耐受最高摄入量为400μg／d。我国既存在硒资源丰富地区，又存在大面积硒缺乏地区，2／3地区硒摄入量低于最低推荐值。

2）防癌之王。硒被科学家称为人体微量元素中的“防癌之王”。硒用于人体，其原理主要有两个，一是组成体内抗氧化酶，保护细胞膜免受氧化损伤，保持其通透性；二是硒-P蛋白具有螯合重金属等毒物，降低毒物毒性的作用，起抗氧化作用。

硒是谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的组成成分，每摩尔的GSH-Px中含4g原子硒，GSH-Px的作用是催化还原性谷胱甘肽（GSH）与过氧化物的氧化还原反应，所以可发挥抗氧化作用。GSH-Px是重要的自由基清除剂，在体内，GSH-Px与维生素E抗氧化的机制不同，两者可以互相补充，具有协同作用。正是由于硒的高抗氧化作用，适量补充能起到防止器官老化与病变、延缓衰老、增强免疫、抵御疾病、抵抗有毒重金属、减轻放化疗副作用、防癌抗癌等作用。科学界研究发现，一个地区食物和土壤中硒含量的高低与癌症的发病率有直接关系。例如，此地区的食物和土壤中硒含量高，癌症的发病率和死亡率就低，反之，这个地区的癌症发病率和死亡率就高。事实说明，硒与癌症的发生有着密切关系。硒具有预防癌症的作用，使用硒辅助治疗癌症已十分普遍。

3）硒是迄今为止发现的最重要的抗衰老元素。广西壮族自治区巴马县是世界著名的四大长寿地区之一。中国科学院专家对巴马县的研究表明，巴马县土壤、谷物中的硒含量高于全国平均水平10倍以上，百岁老人血液中的硒含量高出正常人3～6倍。在安徽省石台县也发现一个长寿村，80岁以上老人占全村人口的12％，50年来未发现一例癌症、心脑血管、糖尿病和肥胖患者，经对该村土壤中硒含量分析测定表明，硒含量高出一般地方10倍。硒元素是抗氧化剂谷胱甘肽过氧化物酶的活性成分，人体补充了充足的硒元素，就能有效清除自由基，抗氧化，延缓衰老。硒如果配合维生素E、β-胡萝卜素进行适量补充，效果会更好。

4）增强免疫力。有机硒能清除体内自由基，排除体内毒素，抗氧化，有效抑制过氧化脂质的产生，防止血凝块，清除胆固醇，增强人体免疫功能。

5）防止糖尿病。硒是构成谷胱甘肽过氧化物酶的活性成分，它能防止胰岛β细胞氧化破坏，使其功能正常。医生通过让糖尿病人定量服硒，可以起到保护和恢复胰岛功能的作用，促进糖分代谢，降低血糖和尿糖，改善糖尿病患者的症状。所以，有人称硒是微量元素中的“胰岛素”。

6）防止白内障。生物学家们经过长期的研究发现，硒对视觉器官的功能是极为重要的，硒能催化并消除对眼睛有害的自由基物质，从而保护眼睛的视网膜。视网膜由于接触电脑辐射等较多，易受损伤，若人眼长期处于缺硒状态，就会影响视网膜的完整，从而导致视力下降和许多眼疾病，如白内障、视网膜病、夜盲症等。一些医院对眼病患者采用硒治疗，临床表明，硒有增强玻璃体的光洁度、提高视力、防止白内障、治疗视网膜病等多种眼疾的作用。

7）防止心脑血管疾病。硒是维持心脏正常功能的重要元素，对心脏肌体有保护和修复的作用。人体血硒水平的降低，会导致体内清除自由基的功能减退，造成有害物质沉积增多，血压升高、血管壁变厚、血管弹性降低、血流速度变慢，送氧功能下降，从而诱发心脑血管疾病。科学补硒对预防心脑血管疾病、高血压、动脉硬化等都有较好的作用。

8）防止克山病、大骨节病、关节炎。缺硒是克山病、大骨节病两种地方性疾病的主要病因，补硒能防止骨髓端病变，促进修复，对这两种地方性疾病和关节炎患者都有很好的预防和治疗作用。

9）解毒、排毒。硒与金属的结合力很强，能抵抗镉对肾、生殖腺和中枢神经的毒害。硒与体内的汞、铅、锡、铊等重金属结合，形成金属硒蛋白复合，从而解毒、排毒。

10）防治肝病、保护肝脏。我国预防医学科学院的专家于树玉历经16年，在肝癌高发区流行病学调查中发现，肝癌高发区居民血液中的硒含量均低于肝癌低发区，肝癌的发病率与血硒水平呈负相关。位于长江三角洲的江苏启东地区是鱼米之乡，经济发达，但是长期以来这里的人们肝癌、肝炎发病率极高，发病原因不清楚。于树玉专家在该地区坚持16年，对13万居民补硒，结果证实肝癌、肝炎发病率极高的原因是这里的水、土壤、粮食中缺少元素硒，生活在这里的人们从水和粮食中获取的硒很少，体内硒含量特别低，体内缺硒的人易被肝炎病毒传染，长期缺硒的肝炎患者转化为肝癌病人的危险是其他人群的2倍。补硒可使肝癌发病率下降35％，使有肝癌家族史者发病率下降50％。

综上所述，硒是人体必需的，硒是延长寿命最重要的矿物质营养素，体现在它对人体的全面保护。硒不能由人体自制，因此世界卫生组织建议每天补充200μg硒，可有效预防多种疾病的发生。

4.来源及制备

硒是1817年瑞典的贝齐利乌斯（J＆ouml；ns Jakob Berzelius）从燃烧黄铁矿制取硫酸产生的粘物质中发现的，是贝齐利乌斯发现铈、钍后发现的又一个化学元素。他命名这种新元素为selenium。他还发现了硒的同素异形体，他还原硒的氧化物，得到橙色无定形硒；缓慢冷却熔融的硒，得到灰色晶体硒；在空气中让硒化物自然分解，得到黑色晶体硒。

硒与它的同族元素硫相比，在地壳中的含量要少得多。硒成单质存在的矿是极难找到的，工业上可从电解铜的阳极泥和硫酸厂的烟道灰、酸泥等废料中回收而得。目前全球唯一硒独立成矿的地区位于我国湖北恩施，该地区岩石、土壤、动植物硒富集均达到世界之最，并发现超过1％的含硒岩石。

很多食物中都有硒，一些食品中含硒较高，如海产品、食用菌、肉类、禽蛋、西兰花、大蒜、巴西坚果、全粒谷物（全麦面包、燕麦粥、大麦）、白米、豆类等。蛋类略高于肉类，内脏和海产品含硒为0.4～1.5mg／kg，瘦肉含硒为0.1～0.2mg／kg，蛋类含硒为0.15～0.31mg／kg，谷物含硒为0.1～0.8mg／kg，奶制品含硒为0.1～0.3mg／kg，水果蔬菜含硒为0.1mg／kg，人参含硒为0.15mg／kg，花生含硒为0.14mg／kg。植物性食物的硒含量决定于当地水土中的硒含量。例如，我国高硒地区所产粮食的硒含量高达4～8mg／kg，而低硒地区的粮食是0.006mg／kg，二者相差1000倍。营养学家也提倡通过硒营养强化食物补充有机硒，如富硒大米、富硒鸡蛋、富硒蘑菇、富硒茶叶、富硒麦芽、硒酸酯多糖、硒酵母等。现在国内开展这方面研究的机构有中国科技大学、中国科学院南京土壤研究所、中国科学院地理资源研究所、中国农业大学、中国农业科学院、中国环境科学院、上海农业科学院和南京农业大学等，这方面技术实力较强或市场规模较大的中国企业有苏州硒谷科技有限公司（Setek）、安琪酵母股份有限公司（Angel）、上海黄金搭档生物科技有限公司（Gloden Part-ner）、安徽省华信生物药业股份有限公司、南京远望有限公司（Yuanwang）等，国际企业有新西兰的SouthStar、英国的GrowHow、美国的AllTech。一些硒强化产品不断涌现，美国科学家制成了富硒果汁、富硒牧草、富硒奶，澳大利亚科学家制成了富硒小麦、富硒啤酒、富硒饼干和富硒牛肉干，我国科学家研究的富硒水果、富硒谷物、富硒大闸蟹、富硒烟草也丰富了硒在营养强化领域的应用。

5.危害及防治

1）无机硒盐毒性较大，在日本1993年已禁止在食品和饲料中添加，支持采用安全性更高的含硒蛋白、氨基酸等有机形态硒或富含硒的农副产品。

2）硒过量表现为指甲变厚、毛发脱落、肢端麻木、偏瘫等。

3）硒缺乏症表现为未老先衰，引发心肌病及心肌衰竭，发生克山病、大骨节病，精神萎靡不振，精子活力下降，易患感冒等。