Investeşte în oameni ! Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – 2013 Axa prioritară „Educatia si formarea profesională în sprijinul cresterii economice si dezvoltării societătii bazate pe cunoastere” Domeniul major de intervenţie 1.5 „Programe doctorale si post-doctorale în sprijinul cercetării”

Titlul proiectului: „Burse doctorale pentru cresterea competitivitatii in domeniul medical si farmaceutic” Numărul de identificare al contractului: POSDRU/88/1.5/S/58965 Beneficiar : Universitatea de Mdicina si Farmacie „Gr. T. Popa” Iasi Partener : Universitatea de Medicina si Farmacie „Iuliu Hatieganu” Cluj Napoca

Universitatea de Medicinǎ și Farmacie

„Grigore T. Popa” Iași Facultatea de Farmacie

ROLUL APORTULUI EXOGEN DE SELENIU ȊN

EVOLUȚIA UNOR PARAMETRI BIOCHIMICI LA

ANIMALELE DE LABORATOR

REZUMAT

Coordonator știinţific:

Prof. Dr. Rodica Cuciureanu

Doctorand:

Bogdan Gabriel Şlencu

Componenţa comisiei de doctorat:

Președinte:

Prof. Dr. Monica Hǎncianu

Universitatea de Medicinǎ și Farmacie „Grigore T. Popa” Iași

Coordonator știinţific:

Prof. Dr. Rodica Cuciureanu

Universitatea de Medicinǎ și Farmacie „Grigore T. Popa” Iași

Referenţi oficiali:

Prof. Dr. Liliana Foia

Universitatea de Medicinǎ și Farmacie „Grigore T. Popa” Iași

Conf. Dr. Ana Corina Ioniţǎ

Universitatea de Medicinǎ și Farmacie „Carol Davila” București

Conf. Dr. Lorena Filip

Universitatea de Medicinǎ și Farmacie „Iuliu Haţieganu” Cluj-Napoca

1

CUPRINS

PARTEA GENERALĂ 5

CAPITOLUL I

INTRODUCERE 5

I.1. Motivaţia cercetǎrii 6

I.2. Obiectivele generale 6

CAPITOLUL II

SELENIUL ȊN ELEMENTELE DE MEDIU 7

II.1. Starea naturalǎ și proprietǎţile fizico-chimice 7

II.2. Seleniul ȋn sol, apǎ și aer 8

II.3. Seleniul ȋn produsele alimentare 10

II.3.1. Nucile de Brazilia 13

II.3.2. Plantele acumulatoare de seleniu 13

II.3.2.1. Usturoiul 13

II.3.2.2. Ceapa 14

II.3.2.3. Plantele din genul Brassica 14

II.3.2.4 Astragalus bisulcatus 14

II.3.3. Ciupercile 15

II.3.4. Organismele marine 15

II.3.5. Drojdia de bere 15

CAPITOLUL III

METABOLISMUL SELENIULUI ŞI SELENOPROTEINELOR 16

III.1. Absorbţia seleniului 16

III.1.1. Absorbţia gastrointestinalǎ. Biodisponibilitatea 16

III.1.2 Absorbţia prin inhalaţie 17

III.1.3 Absorbţia prin piele şi mucoase 17

III.2 Transportul seleniului în organism 17

III.3 Distribuţia şi retenţia seleniului în ţesuturi 18

III.3.1. Seleniul în sângele total 18

III.3.2. Seleniul în plasmă şi ser 18

III.3.3. Seleniul în alte componente ale sângelui 19

III.4. Biotransformarea compușilor cu seleniu ȋn organism 19

III.5. Excreţia seleniului 19

III.5.1 Excreţia urinară 19

III.5.2. Excreţia fecală 20

III.5.3. Excreţia pulmonară 21

III.5.4. Acumularea de Se în fanere 21

III.5.5. Excreţia seleniului în laptele matern 21

III.6. Selenoproteinele la mamifere 21

III.6.1. Glutation peroxidazele 22

III.6.1.1. Glutationperoxidaza 1 (GPx1 / cGPx –cytosolic GPx) 22

2

III.6.1.2. Glutationperoxidaza 2 (GPx2 / GI-GPx – gastrointestinal GPx) 22

III.6.1.3. Glutationperoxidaza 3 (GPx3),(pGPx) 22

III.6.1.4. Glutationperoxidaza 4 (GPx4 / PH-GPx) 23

III.6.1.5. Glutationperoxidaza 5 (GPx5) 23

III.6.1.6. Glutationperoxidaza 6 (GPx6) 23

III.6.1.7. Glutationperoxidaza 7 (GPx7) 23

III.6.1.8. Glutationperoxidaza 8 (GPx8) 23

III.6.2. Deiodurazele (deiodinazele) hormonilor tiroidieni 23

III.6.2.1. Deioduraza 1 (DI 1) 23

III.6.2.2. Deioduraza 2 (DI 2) 23

III.6.2.3. Deioduraza 3 (DI 3) 23

III.6.3. Tioredoxinreductazele 24

III.6.3.1. Tioredoxinreductaza 1 (TrxR1) 24

III.6.3.2. Tioredoxinreductaza 2 (TrxR2) 24

III.6.3.3. Tioredoxinreductaza 3 (TrxR3, Tioredoxin glutation reductaza) 24

III.6.4. Selenoproteina de 15 kD (Sep15) 25

III.6.5. Selenofosfat sintetaza 2 (SPS2) 25

III.6.6. Metionin-R-sulfoxid- reductaza 1 (MsrB1/Selenoproteina R/ Selenoproteina X) 25

III.6.7. Selenoproteina P (SelP) 25

III.6.8. Selenoproteina W (SelW) 26

III.6.9. Selenoproteina N (Sel N) 26

III.6.10. Selenoproteina S (SelS) 27

III.6.11. Alte selenoproteine 27

III.7. Reglarea biosintezei selenoproteinelor 28

CAPITOLUL IV

TOXICOLOGIA SELENIULUI 31

IV.1. Toxicodinamia compușilor seleniului 31

IV.2. Toxicitatea acutǎ a seleniului 32

IV.3. Toxicitatea cronicǎ a seleniului 34

IV.3.1. Intoxicaţii de natură profesională şi iatrogenă 34

IV.3.2. Cariile dentare 35

IV.3.3. Scleroza laterală amiotrofică (B. Charcot) 35

IV.3.4. Seleniozele endemice 35

CAPITOLUL V

SELENIUL ŞI PATOLOGIA UMANĂ 37

V.1. Implicaţiile seleniului ȋn carcinogenezǎ 37

V.2. Implicaţiile seleniului ȋn diabetul zaharat 39

V.3. Efectul imunomodulator al seleniului 41

V.4. Seleniul – element antitoxic și citoprotector 42

PARTEA PERSONALĂ 46

CAPITOLUL VI

EVALUAREA EXPERIMENTALĂ A TOXICITĂȚII SELENITULUI DE SODIU 46

3

VI.1. Introducere 46

VI.2. Materiale și metode 48

VI.3. Rezultate 51

VI.4. Discuţii 63

VI.5. Concluzii 65

CAPITOLUL VII

EVALUAREA EFECTULUI PROTECTOR AL SELENIULUI ȊN INTOXICAȚIA

SUBACUTĂ CU PLUMB SAU CADMIU LA ŞOBOLANI

VII.1. Introducere 67

VII.2. Materiale și metode 67

VII.3. Rezultate 70

VII.4. Discuţii 93

VII.5. Concluzii 94

CAPITOLUL VIII

CORELAȚII ȊNTRE CONȚINUTUL ȊN SELENIU AL SOLULUI ŞI

CONCENTRAȚIILE ACESTUIA ȊN CEREALE (PORUMB)

95

VIII.1. Introducere 95

VIII.2. Materiale și metode 97

VIII.3. Rezultate 102

VIII.4. Discuţii 110

VIII.5. Concluzii 112

CAPITOLUL IX

PRODUSELE ALIMENTARE DE ORIGINE VEGETALĂ - SURSE DE SELENIU

PENTRU ORGANISM

113

IX.1. Introducere 113

IX.2. Materiale și metode 114

IX.3. Rezultate 114

IX.4. Discuţii 118

IX.5. Concluzii 119

CAPITOLUL X

CONCLUZII GENERALE. ELEMENTE DE ORIGINALITATE. PERSPECTIVE DE

CERCETARE

120

BIBLIOGRAFIE 121

ANEXE

Anexa 1. Lucrǎrile publicate ȋn timpul studiilor de doctorat

4

Teza de doctorat conţine un numǎr de 13 tabele și 119 figuri. Rezumatul

conţine un numǎr limitat din totalul acestora, fiind menţinutǎ numerotarea din tezǎ.

Rezultatele obţinute ȋn cadrul studiilor doctorale au putut fi obţinute și

datoritǎ statutului de bursier ȋn cadrul proiectului de finanţare „Burse

doctorale pentru creșterea competitivitǎţii ȋn domeniul medical și farmaceutic” - POSDRU/88/1.5/S/58965, implementat ȋn perioada 2010-

2013.

Sincere mulţumiri și sentimente de recunoștinţǎ pentru contribuţia la formarea mea profesionalǎ:

D-nei Prof. Dr. Rodica Cuciureanu

Universitatea de Medicinǎ și Farmacie „Grigore T. Popa” Iași

D-lui Prof. Dr. Michel Larroque Université Montpellier 1, Franţa

5

MOTIVAȚIA CERCETĂRII

Seleniul este un microelement esenţial, importanţa sa fiziologică fiind

dată, în primul rând, de faptul că este cofactor pentru o serie de enzime.

Deşi implicaţiile sale în funcţionarea organismului animal au fost intens studiate în ultimele cinci decenii, studiile fiind efectuate atât pe diverse

specii de animale cât şi pe om, există o serie de controverse privind rolul,

cât şi necesarul fiziologic de seleniu, date de faptul că rezultatele studiilor au fost în anumite cazuri contradictorii.

Rezultatele obţinute în urma studiilor privind evaluarea influenţei

aportului de seleniu asupra statusului acestuia în organism, evaluarea

corelaţiei dintre aportul de seleniu şi activitatea unor selenoenzime şi evaluarea rolului detoxifiant al seleniului contribuie la elucidarea unor

aspecte referitoare la mecanismele biochimice în care intervine seleniul,

furnizând eventual, prin coroborare cu rezultatele altor studii, informaţii utile pentru reevaluarea necesarului de seleniu pentru organismul animal şi

modificarea conduitei terapeutice în cazul suplimentării alimentaţiei cu

seleniu.

OBIECTIVE GENERALE Realizarea tezei de doctorat și-a propus ca obiective:

Evaluarea toxicităţii subacute a selenitului de sodiu la doze diferite,

prin determinarea unor parametri biochimici, hematologici şi prin

efectuarea de examene histopatologice;

Evaluarea efectului protector al seleniului î n intoxicaţia subacută cu

plumb sau cadmiu la şobolani, prin determinarea unor parametri

biochimici, hematologici ş i prin efectuarea de examene histopatologice;

Determinarea seleniului din probe de sol şi de produse alimentare

(porumb) în vederea stabilirii unor corelaţii privind transferul din sol în

plantele de cultură;

Determinarea seleniului din probe de produse alimentare;

6

PARTEA PERSONALĂ

CAPITOLUL VI

EVALUAREA EXPERIMENTALĂ A TOXICITĂȚII

SELENITULUI DE SODIU

Scopul acestui studiu a fost de a evalua și compara toxicitatea subacutǎ a selenitului de sodiu administrat ȋn douǎ doze diferite, prin gavaj, la

șobolani.

Au fost folosiţi 15 şobolani masculi rasa Wistar. Dupǎ aclimatizare șobolanii au fost cȃntǎriţi (masa corporală iniţială 325-450 g) şi au fost

alocaţi aleatoriu în unul dintre cele 3 loturi (n=5):

- Control (apă purificată);

- Se1 (Se+4

- 1 mg/kg corp zilnic, în zilele 1-10);

- Se3 (Se+4

- 3 mg/kg corp zilnic, în zilele 1-10); Seleniul (Se

+4) a fost administrat sub formǎ de soluţii, prin gavaj.

Soluţiile au fost preparate din selenit de sodiu (Sigma Aldrich, p.a.) și apǎ

purificatǎ. Şobolanii din fiecare lot au fost cazaţi ȋntr-o cușcǎ colectivǎ. Animalele au fost recântǎrite în ziua a 11-a pentru a evalua

creșterea/scǎderea ȋn greutate, apoi au fost sacrificate. Pentru anestezie a

fost utilizatǎ ketamina. Sângele a fost recoltat ȋn vacutainere pentru

biochimie și pentru hematologie prin puncţie cardiacǎ. De la fiecare animal a fost recoltat unul dintre rinichi si un fragment de ficat, organele fiind

fixate ȋn formol tamponat. Secţiunile obţinute dupǎ fixare și prelucrare la

parafinǎ au fost colorate cu hematoxilinǎ – eozinǎ, apoi au fost analizate cu un microscop Olympus CX41 (obiective 10X, 20X, 40X) și fotografiate.

Pentru determinarea parametrilor biochimici din serul obţinut au fost

utilizate kit-uri specifice și un analizor automat de biochimie RX Imola (Randox Laboratories, UK). Urmǎtorii parametri au fost determinaţi din

ser: activitatea alanin-aminotransferazei (ALT), aspartat-aminotransferazei

(AST) și gamma-glutamil-transpeptidazei (GGT) și nivelurile fierului,

bilirubinei totale și directe, colesterolului total, HDL-colesterolului, LDL-colesterolului, ureei, creatininei și acidului uric.

Pentru determinarea hemoleucogramei a fost utilizat un analizor de

hematologie Sysmex XT 1800 (Sysmex Corporation, USA).

7

VI.3. Rezultate Ȋn Figura 6.1 sunt redate creșterile/scǎderile relative ale masei corporale medii pentru șobolanii din cele patru loturi, la sfȃrșitul perioadei

experimentale (ȋnainte de sacrificare), ȋn comparaţie cu ȋnceputul perioadei

experimentale.

Activitatea sericǎ a transaminazelor este redatǎ ȋn fig. 6.2 și 6.3. Nivelurile serice ale bilirubinei totale și directe sunt redate ȋn fig. 6.5 și

6.6. Activitatea sericǎ a GGT este redatǎ ȋn fig. 6.7. Nivelul seric al

colesterolului total este redat ȋn fig. 6.8. Numǎrul de eritrocite și concentraţia hemoglobinei sunt redate ȋn fig. 6.15, respectiv 6.16.

Figura 6.1. Evoluţia masei corporale

Figura 6.2. Activitatea ALT. Barele de eroare reprezintǎ eroarea standard a

mediei; * = diferit semnificativ comparativ cu lotul Control

8

Figura 6.3. Activitatea AST. Barele de eroare reprezintǎ eroarea standard a

mediei; * = diferit semnificativ comparativ cu lotul Control

Figura 6.5. Nivelul seric al bilirubinei totale. Barele de eroare reprezintǎ eroarea standard a mediei; * = diferit semnificativ comparativ cu lotul

Control

Figura 6.6. Nivelul seric al bilirubinei directe. Barele de eroare reprezintǎ

eroarea standard a mediei; * = diferit semnificativ comparativ cu lotul

Control

9

Figura 6.7. Activitatea sericǎ a GGT. Barele de eroare reprezintǎ eroarea standard a mediei; * = diferit semnificativ comparativ cu lotul Control

Figura 6.8. Nivelul seric al colesterolului total. Barele de eroare reprezintǎ

eroarea standard a mediei; * = diferit semnificativ comparativ cu lotul

Control

Figura 6.15. Numǎrul de eritrocite (RBC). Barele de eroare reprezintǎ

eroarea standard a mediei; * = diferit semnificativ comparativ cu lotul

Control

10

Figura 6.16. Concentraţia hemoglobinei (HGB). Barele de eroare reprezintǎ

eroarea standard a mediei; * = diferit semnificativ comparativ cu lotul

Control

Tabelul 6.I. Leziunile hepatice observate ȋn lotul Se1

Ȋn tabelul 6.I și 6.II este redatǎ cuantificarea semicantitativǎ a tipurilor

de modificǎri și leziuni observate ȋn cazul secţiunilor hepatice din loturile Se1, respectiv Se3.

Şobolan

nr.

Celule

anucleatea

(nr./100

celule)

Celule

intens

acidofile

cu nuclei

picnoticia

(nr./100

celule)

Celule

prezentȃnd

corpi

apoptoticia

(nr.)

Edem

perivascular

Degenerare

hidropicǎ

1 28,7 3 4 + +

2 27,6 13 4 + ++

3 31,3 9 1 + ++

4 29,5 6 3 + +

5 30,1 11 2 + ++

+ - intensitate sau/și incidenţǎ redusǎ; ++ - intensitate sau/și incidenţǎ moderatǎ;

+++ - intensitate sau/și incidenţǎ mare; ++++ - intensitate sau/și incidenţǎ foarte

mare; a – un numǎr de 10 cȃmpuri microscopice au fost analizate, ȋn care celulele cu

modificǎri/elementele de interes au fost numǎrate și raportate la numǎrul total de

celule observat;

11

Ȋn fig. 6.23 și 6.23 sunt redate secţiuni hepatice colorate cu

hematoxilinǎ-eozinǎ din cadrul șobolanilor din lotul Se1, respectiv Se3.

Tabelul 6.II. Leziunile hepatice observate ȋn lotul Se3

Şobolan

nr.

Zone de

necrozǎ

Celule

ovale ȋn

spaţiile

portaleb

(nr.)

Celule ovale

intralobulareb

(nr. de

grupuri)

Edem

perivascular

și ectazie

vascularǎ

Degenerare

hidropicǎ

1 + 80 6/8 +++ ++++

2 ++ 79 4/6 +++ ++++

3 ++ 89 3/5 ++++ ++++

4 + 87 6/9 +++ ++++

5 +++ 91 4/7 ++++ ++++

+ - intensitate sau/și incidenţǎ redusǎ; ++ - intensitate sau/și incidenţǎ moderatǎ;

+++ - intensitate sau/și incidenţǎ mare; ++++ - intensitate sau/și incidenţǎ foarte

mare; b - un numǎr de 10 cȃmpuri microscopic au fost analizate, ȋn care celulele cu modificǎri/elementele de interes au fost numǎrate

Fig. 6.23. Secţiuni hepatice din cadrul lotului Se1. A. Hepatocite cu

degenerare hidropicǎ ȋn stadii incipiente; aspect intracitoplasmatic granular;

o celulǎ prezentȃnd corpi apoptotici; cellule intens acidofile. B. Degenerare hidropicǎ intensǎ; vacuole ușor colorate ce nu afecteazǎ poziţia nucleului

pot fi observate ȋn citoplasmǎ; venula din spaţiul portal este ectaziatǎ, cu

edem perivascular (coloraţie HE; A – x 400; B – x 200)

12

Ȋn fig. 6.27 și 6.29 sunt redate secţiuni de rinichi din cadrul loturilor

Se1, respective Se3.

Fig. 6.25. Secţiuni hepatice din cadrul lotului Se3. Degenerare hidropicǎ

intensǎ; halou perinuclear; ectazia venulelor și edem perivascular (A, B).

Numǎr mare de celule ovale ȋn spaţiul portal (A) și ȋn spaţiul intralobular (B); (coloraţie HE; A,B – x 400)

Fig. 6.27. Secţiuni de rinichi din lotul Se1. A. Tubi contorţi proximali cu

degenerare hidropicǎ; lumen foarte ȋngust; tub contort distal cu epiteliu atrofiat; congestive ușoarǎ; corpuscul Malpighi modificat; B. Ectazia

tubilor colectori din zona medularǎ; congestive (coloraţie HE; A,B – x 200)

13

Fig. 6.29. Secţiuni de rinichi din lotul Se3. A. Ectazie vascularǎ și

congestive ȋn zona corticalǎ; B. Degenerare hidropicǎ intensǎ și cilindri

hialini; C. Atrofia tubilor contorţi distali și a tubilor contorţi proximali, cu

degenerare hidropicǎ intensǎ; D. Celule implicate probabil ȋn regenerarea

rinichiului (coloraţie HE; A – x 60; B – x 400; C – x 100; D – x 400)

VI.4. Discuţii

Şobolanii din lotul de control au avut o creștere net superioarǎ, ȋnsǎ cu difrenţe semnificative ȋntre indivizii fǎcȃnd parte din același lot. Ȋn cazul

dozelor de 1 mg/kg corp timp de 10 zile creșterea a fost mai puţin

semnificativǎ. Ȋn cazul dozelor de 3 mg/kg corp timp de 10 zile s-a observat o scǎdere semnificativǎ a masei corporale, raportatǎ la masa corporalǎ

iniţialǎ și ȋn comparaţie cu lotul de control.

Unele organizații și cercetători individuali consideră că inhibarea

creșterii este cel mai bun indicator pentru evaluarea efectelor toxice ale seleniului (Orskov et Flyvbjerg, 2000; Jia et al, 2005). La niveluri de 4 și 5

mg de seleniu ca selenit / kg de alimente, o scădere semnificativă a creșterii

în greutate a fost observată la șobolani, în timp ce la concentrații similare

14

de seleniu ca nano-Se scăderea a fost aproape nesemnificativǎ (Jia et al,

2005). Selenitul a suprimat creșterea la șoarece, ȋn cazul dozelor orale

zilnice de 2,4 și 6 mg seleniu / kg corp timp de 12 sau 15 zile în timp ce nano-Se se pare că nu a interferat cu rata de creștere normală, la aceleași

doze (Zhang et al, 2005 ). Interesant, chiar și la doze mai mari administrate

pentru o perioadă mai lungă de timp selenitul a produs numai întârzierea creșterii sau stagnarea (Zhang et al, 2005), în comparație cu studiul de față,

caz ȋn care, la doze de 3 mg seleniu / kg corp timp de 10 zile a fost

observatǎ chiar o pierdere în greutate, față de greutatea corporală inițială.

Activitatea sericǎ a transaminazelor a fost semnificativ crescutǎ ȋn cazul administrǎrii de seleniu, comparativ cu lotul de control. Proporţionalitatea

activitǎţii ALT ȋntre loturile de studiu a fost similarǎ cu cea a AST.

Activitatea cea mai mare a transaminazelor a fost observatǎ ȋn lotul Se3. La doze de 1mg/kg corp timp de 10 zile (Se1) nu s-au observat creșteri

semnificative ale concentraţiei bilirubinei totale ȋn comparaţie cu lotul de

control, iar creșterea concentraţiei bilirubinei directe a fost minorǎ.

O creștere semnificativǎ a concentraţiilor bilirubinei totale și directe, ȋn comparaţie cu lotul de control s-a observat ȋn cazul lotului Se3.

Activitatea sericǎ a GGT a fost semnificativ crescutǎ doar la doze de 3

mg/kg corp timp de 10 zile (Se3), diferenţele dintre celelalte douǎ loturi nefiind semnificative.

Dupǎ administrarea de seleniu s-au observat creșteri ale nivelurilor

serice ale colesterolului total ȋn cazul ambelor loturi. Administrarea de seleniu a dus la scǎderea numǎrului total de eritrocite,

scǎderea cea mai semnificativǎ observȃndu-se ȋn cazul dozelor de 3 mg/kg

corp timp de 10 zile. Concentraţia hemoglobinei a fost scǎzutǎ ȋn cazul

tuturor loturilor cǎrora li s-a administrat seleniu, ȋn comparaţie cu lotul de control, diferenţa cea mai importantǎ obsevȃndu-se ȋn cazul lotului Se3.

Ȋn cazul lotului Se1 au fost observate modificări histopatologice

reversibile la nivel hepatic, caracteristice pentru intoxicația acută și subacută, constând în principal în degenerare vacuolară sau hidropică a

hepatocitelor. Hepatocitele și-au mǎrit volumul datorită acumulării

intracitoplasmatice de apă și incapacitatea de a menține homeostazia hidricǎ și ionicǎ, avȃnd un aspect granular. Nucleii au fost dispuși ȋn mod

normal, situaţi în centrul celulelor; capilarele sinusoidale au fost

comprimate. O cuantificare aproximativǎ a modificărilor induse la nivel

hepatic a fost realizatǎ prin numărarea celulelor anucleate, celulelor prezentȃnd corpi apoptotici și a celulelor intens acidofile cu nuclei picnotici

15

și raportarea la 100 de celule. Intensitatea degenerǎrii hidropice a fost de la

mică până la moderată iar a edemului perivascular a fost scăzută.

În cazul lotului Se3, leziunile hepatice au constat în principal în ectazia venulelor centrolobulare centrolobular și a venulelor din spațiul portal, cu

edem perivascular, pereți arteriolari foarte subțiri și un lumen larg.

Degenerarea hidropică a fost intensǎ și a fost caracterizatǎ de un halou perinuclear mare. Au fost observate mici zone de necroză. Severitatea

necrozei a fost evaluată de la redusǎ la foarte mare. În comparație cu lotul

Se1, o diferență este că celulele ovale au fost prezente în număr mare în

spațiul portal și au fost, de asemenea, distribuite intralobular, în grupuri de 3/5 și 6/8, fiecare constând în 4/9 celule. Comparativ cu lotul Se1,

intensitatea degenerǎrii hidropice și a edemului perivascular a fost

considerabil mai mare. În rinichii șobolanilor din lotul Se1 au fost observate celule intens

acidofile în majoritatea cazurilor, cu nuclei picnotici aranjaţi în grupuri de 5

până la 9. Celulele acidofile au alternat cu degenerarea hidropicǎ a tubilor

contorţi proximali și distali. Ȋn lumenul tubilor contorţi proximali au fost observaţi cilindri hialini ȋn cazul a 3 animale. Corpusculii Malpighi au fost

modificaţi la nivel glomerular. Tubii uriniferi din medulǎ au fost ectaziaţi;

congestia a fost observatǎ atȃt ȋn cortex cȃt și ȋn medulǎ. În rinichii șobolanilor din lotul Se3 venele erau ectaziate, cu edem

perivascular. Congestia a fost observată atât în cortex, cȃt și ȋn medulǎ.

Grupuri de 18-40 celule intens acidofile au fost observate în cortex, în zona tubilor contorţi proximali. Leziunile au fost mai severe decât în cazul

lotului anterior, principala problemă fiind degenerarea hidropică accentuată

a nefrocitelor din tubii contorţi proximali. Lumenul tubilor contorţi

proximali a fost foarte îngust. Cilindrii hialini au fost observţi la 25-30 din 100 tubi contorţi proximali, ȋn cazul a 4 animale. Atrofia a fost observată în

cazul unor tubi contorţi distali. Au fost observate celule similare cu celulele

ovale care sunt găsite în ficat în cazul unui șobolan, probabil având un rol în procesul de regenerare a nefrocitelor.

16

CAPITOLUL VII

EVALUAREA EFECTULUI PROTECTOR AL SELENIULUI

ȊN INTOXICAȚIA SUBACUTĂ CU PLUMB SAU CADMIU

LA ŞOBOLANI

Scopul acestui studiu a fost de a evalua potenţialul protector al seleniului ȋn intoxicaţia cu plumb sau cadmiu la șobolani, ȋn cazul

expunerii subacute, elementele fiind administrate prin intermediul apei de

bǎut.

În cadrul experimentului au fost folosiţi 36 de şobolani masculi rasa Wistar cu masa corporalǎ iniţialǎ cuprinsǎ ȋntre 250 și 400 g.

După aclimatizare şobolanii au fost alocaţi aleatoriu în unul dintre cele 8

loturi (n=6), fiind transferaţi ȋn cuștile colective corespunzȃnd fiecǎrui lot (cȃte o cușcǎ colectivǎ pentru fiecare lot).

Elementele de interes - seleniul (Se+4

), plumbul (Pb+2

) și cadmiul (Cd+2

)

au fost administrate prin intermediul apei de bǎut, sub formǎ de selenit de sodiu (Sigma Aldrich, p.a.), acetat de plumb trihidrat (Chemical Company -

Romȃnia, p.a.), respectiv clorurǎ de cadmiu hemipentahidrat (Chemical

Company - Romȃnia, p.a.). Sǎrurile au fost dizolvate ȋn apǎ distilatǎ,

soluţiile rezultate fiind introduse ȋn dozatoarele de apǎ cu piston corespunzȃnd fiecǎrei cuști. Apa de bǎut din dozatoare a fost schimbatǎ

zilnic. Volumul de apǎ rǎmas din ziua precedentǎ a fost mǎsurat cu un

cilindru gradat. Prin diferenţǎ și prin raportare la intervalul de timp dintre momentul mǎsurǎrii din ziua precedentǎ și momentul mǎsurǎrii din ziua

curentǎ a fost calculat volumul de apǎ consumat de şobolanii corespunzȃnd

fiecǎrui lot în decurs de 24 de ore.

Loturile de studiu și concentraţiile elementelor de interes ȋn apa de

bǎut au fost:

- Control (apǎ distilatǎ);

- Se (Se+4

- 0,2 mg/l);

- Cd (Cd+2

- 150 mg/l);

- Pb (Pb+2

- 300 mg/l);

- Cd+Se (Cd+2

- 150 mg/l + Se+4

- 0,2 mg/l);

- Pb+Se (Pb+2

- 300 mg/l + Se+4

- 0,2 mg/l);

Experimentul s-a desfǎșurat pe parcursul a 56 de zile, animalele fiind

cȃntǎrite la intervale de 7 zile. Aportul zilnic aproximativ (raportat la kg

corp) pentru fiecare element (Se, Pb, Cd) a fost calculat pe baza volumului

17

de apǎ consumat în decurs de 24 de ore de fiecare lot de şobolani, a masei

totale a şobolanilor dintr-un lot şi a concentraţiilor elementelor de interes

din apa de bǎut. Animalele au fost anesteziate cu ketaminǎ i.p. și sacrificate dupǎ 56 de

zile.Sângele a fost recoltat ȋn vacutainere pentru biochimie și pentru

hematologie prin puncţie cardiacǎ. De la fiecare animal a fost recoltat unul dintre rinichi și un fragment de ficat; de la unele animale au fost recoltare și

fragmente de aortǎ, unul dintre testicule sau cerebelul; organele au fost

fixate ȋn formol tamponat. Dupǎ fixare, piesele au fost prelucrate la

parafinǎ iar secţiunile obţinute au fost colorate cu hematoxilinǎ – eozinǎ, apoi au fost analizate cu un microscop Olympus CX41 (obiective 10X,

20X, 40X) și fotografiate.

Parametrii biochimici au fost determinaţi din serul obţinut utilizând analizoarele automate de biochimie RX Imola

® (Randox Laboratories, UK)

și Accent 200 (Cormay, Polonia) și kit-uri specifice. Pentru determinarea

hemogramei a fost utilizat un analizor automat de hematologie.

Urmǎtorii parametri biochimici au fost determinaţi din ser: activităţile enzimatice ale alanin-aminotransferazei (ALT), aspartat-aminotransferazei

(AST), lactat-dehidrogenazei (LDH), amilazei și fosfatazei alcaline (PA) și

nivelurile serice ale fierului, bilirubinei totale, bilirubinei directe, colesterolului total, trigliceridelor, proteinelor serice totale, albuminei,

ureei, creatininei, calciului seric total și magneziului.

VII.3. Rezultate Ȋn fig. 7.1 și fig. 7.2 este redat consumul de apa mediu al șobolanilor,

raportat la masa corporalǎ, respectiv pe un animal.

Ȋn Fig. 7.3 este redatǎ evoluţia masei corporale medii raportatǎ la masa corporalǎ iniţialǎ.

Ȋn tabelul 7.I este redat aportul mediu aproximativ de elemente, estimat

pe baza consumului de apǎ și a masei corporale.

18

Figura 7.1. Consumul de apǎ mediu timp de 24 de ore al șobolanilor,

raportat la masa corporalǎ

Figura 7.2. Consumul de apǎ mediu timp de 24 de ore al șobolanilor,

raportat pentru un animal

19

Figura 7.3. Evoluţia masei corporale medii a șobolanilor, raportatǎ la masa

corporalǎ medie iniţialǎ

Ȋn fig. 7.54 este redatǎ o secţiune hepaticǎ din lotul Pb, iar ȋn fig. 7.69 o secţiune hepaticǎ din lotul Pb+Se.

20

Tabelul 7.I. Aportul mediu de elemente pe parcursul perioadei experimental

Lotul Cd (mg/kg crp) Pb (mg/kg crp) Se (μg/kg crp)

Control - - -

Se - - 15,48 ± 0,42

Cd 10,48 ± 0,41 - -

Pb - 25,34 ± 0,68 -

Cd+Se 7,36 ± 0,23 - 9,81 ± 0,30

Pb+Se - 23,84 ± 0,64 15,90 ± 0,43

Fig. 7.4. Activitatea ALT

Fig. 7.5. Activitatea AST

21

Fig. 7.54. Lotul Pb - ficat Fig. 7.69. Lotul Pb+Se - ficat

VII.4. Discuţii Nu s-au observat diferenţe semnificative ȋntre consumul de apǎ

corespunzor loturilor de control, Se, Pb și Pb+Se, pentru un anumit moment. Consumul de apǎ a fost semnificativ redus ȋn cazul lotului Cd,

comparativ cu celelalte loturi, la ȋnceputul și la sfarșitul perioadei

experimentale. Consumul de apǎ ȋn cazul lotului Cd+Se a fost semnificativ scǎzut comparativ cu celelalte loturi pe tot parcursul perioadei

experimentale. Consumul de apǎ pentru lotul de control, Se, Pb și Pb+Se au

scǎzut treptat spre sfȃrșitul perioadei experimentale. Tendinţa evoluţiei consumului de apǎ ȋn cazul raportǎrii la fiecare

animal a fost aproximativ similarǎ cu cea observatǎ ȋn cazul raportǎrii la

masa corporalǎ.

S-a observat o reducere evidentǎ a ratei de creștere ȋn cazul loturilor Cd și Cd+Se, ȋn comparaţie cu lotul de control. Ȋn cazul lotului Pb reducerea

ratei de creștere a fost mai puţin semnificativǎ.

Aportul de Cd (lotul Cd) a determinat o creștere semnificativǎ a activitǎţii transaminazelor serice, ȋn comparaţie cu lotul de control; ȋn cazul

lotului Pb activitǎţile transaminazelor au fost deasemenea semnificativ

crescute, ȋnsǎ creșterea a fost mai micǎ decȃt ȋn cazul cadmiului. Ȋn cazul

loturilor Pb+Se și Cd+Se activitǎţile transaminazelor au fost mai reduse ȋn comparaţie cu loturile Cd, respectiv Pb.

22

CAPITOLUL VIII

CORELAȚII ȊNTRE CONȚINUTUL ȊN SELENIU AL

SOLULUI ŞI CONCENTRAȚIILE ACESTUIA ȊN CEREALE

(PORUMB)

Obiectivele acestui studiu au fost: determinarea conţinutul total de

seleniu ȋn solurile din zona Moldovei și ȋn porumbul (boabe) cultivat pe aceste soluri, stabilirea intervalelor ȋntre care se situeazǎ valorile obţinute și

evaluarea distribuţiei statistice, caracterizarea solurilor prin prisma unor

parametri fizico-chimici generali, evaluarea dependenţei dintre conţinutul de seleniu total ȋn sol și cel ȋn boabele provenind de la plantele de porumb

aferente și evidenţierea unor eventuale corelaţii ȋntre parametrii fizico-

chimici ai solurilor și conţinutul total de seleniu ȋn sol și ȋn porumb

(boabe). Prelevarea probelor de sol și de porumb a fost efectuatǎ ȋn ultima parte a

lunii august 2012. Probele de sol și de porumb au fost prelevate din 27 de

locaţii situate ȋn judeţele Neamţ, Bacǎu, Suceava și Iași. Din fiecare locaţie a fost prelevatǎ cȃte o probǎ din 3 puncte de prelevare diferite (ȋntr-un

singur caz doar douǎ probe), punctele de prelevare situȃndu-se la distanţe

cuprinse ȋntre 50 și 1000 m unele de altele. Prelevarea s-a efectuat la distanţe de minimum 10 m de drumuri, de pe suprafeţele cultivate cu

porumb, de la adȃncimi cuprinse ȋntre 0 și 20 cm (din Orizontul A). Din

fiecare punct s-a recoltat minimum 1 kg de sol. S-a recoltat minimum un

știulete de porumb provenind de la planta ce creștea deasupra punctului de prelevare sau la 10-20 cm de acesta.

Solurile au fost uscate la temperatura camerei, ulterior fiind mǎrunţite și

trecute prin sita de 2 mm. Ştiuleţii de porumb au fost uscaţi la temperatura camerei apoi au fost separate mecanic boabele de porumb.

Au fost determinaţi unii parametri ficico-chimici ai solurilor, dupǎ

metode standardizate (pH, potenţialul redox - Eh și rH, conductivitatea

electricǎ - CE, conţinutul de materie organicǎ). Conţinutul total de sǎruri solubile (TSS) a fost calculat pe baza conductibilitǎţii electrice.

Concentraţia seleniului total ȋn soluri a fost determinatǎ printr-o metodǎ

spectrofotometricǎ cu 3,3’-diaminobenzidinǎ iar cea din boabele de porumb printr-o metodǎ de spectrometrie de absorbţie atomicǎ.

23

VIII.3. Rezultate

Corelaţia ȋn ansamblu dintre concentraţiile de seleniu total din sol

și concentraţiile de seleniu total din probele de porumb (boabe) este

redatǎ ȋn fig. 8.2. A fost construitǎ atȃt o curbǎ de regresie liniarǎ

(trasatǎ cu verde), cȃt și o curbǎ de regresie neliniarǎ (polinomialǎ de

gradul 2, trasatǎ cu roșu). Ȋn fig. 8.2 sunt redate și ecuaţiile

corespunzǎtoare curbelor de regresie.

Fig. 8.4. Corelaţia dintre concentraţia seleniului total din sol și concentraţia

seleniului total din boabele de porumb

TABELUL 8.IV. Corelaţii ȋntre concentraţia seleniului total din sol,

concentraţia seleniului total din boabele de porumb și parametrii fizico-

chimici ai solului Conc.

Se total

ȋn sol

Materie

organicǎ

ȋn sol

pH Eh rH CE TSS

Conc. Se total

ȋn sol

r* - 0,0719 0,0445 -0,1392 -0,0178 0,0327 0,0327

η** - 0,1034 0,2336 0,1458 0,2748 0,1913 0,1913

Conc. Se total

ȋn porumb

r* 0,6902 0,0128 -0,1251 0,0950 -0,1300 0,0189 0,0189

η** 0,6929 0,0532 0,2474 0,1410 0,2459 0,2402 0,2402

* - r = coeficient de corelaţie (regresie liniarǎ); ** - η = raport de corelaţie (regresie neliniarǎ - polinom de gradul 2);

24

Ȋn tabelul 8.III sunt redate corelaţiile dintre concentraţia totalǎ de

seleniu din sol, concentraţia totalǎ de seleniu din boabele de porumb și

ceilalţi parametri ai solului ce au fost determinaţi. Au fost calculaţi atȃt coeficienţii de corelaţie (r) aferenţi regresiei de tip liniar cȃt și rapoartele de

corelaţie (η) aferente modelului de regresie polinomialǎ de gradul 2.

TABELUL 8.V. Parametrii statistici per ansamblu ai concentratiilor

seleniului total ȋn sol, concentraţiilor seleniului total ȋn boabele de porumb

și conţinutului de materie organicǎ ȋn sol Parametrul statistic Conc. Se total

ȋn sol

(mg/kg)

Conc. Se total

ȋn boabele de

porumb

(μg/kg)

Materie

organicǎ ȋn

sol

(%)

n 80 80 80

x 0,27 45,38 5,06

σ 0,14 23,77 1,14

CV (%) 50,75 52,37 22,56

xmin 0,07 9,21 2,62

xmax 0,68 106,62 7,79

Me 0,25 40,59 4,92

xg 0,24 39,41 4,93

Indice de aplatizare (Kurtosis) 0,42 0,61 -

Indice de asimetrie (Skewness) 0,87 1,00 -

TABELUL 8.VI. Parametrii statistici per ansamblu ai parametrilor fizico-

chimici ai solului Parametrul

statistic

pH Eh

(V)

rH CE

(μS/cm)

TSS

(mg/kg)

n 80 80 80 80 80

x 6,34 0,296 22,913 185,1 118,7091

σ 0,56 0,016 0,846 154,1 98,7721

CV (%) 8,78 5,33 3,69 83,21 83,21

xmin 5,09 0,253 20,364 43,8 28,0769

xmax 7,96 0,333 25,437 914,0 585,8974

Me 6,32 0,298 22,957 131,8 84,4551

xg 6,32 0,296 22,897 94,9 94,9667

25

Fig. 8.5. Histograma de frecvenţǎ pentru concentraţia seleniului total ȋn sol

Fig. 8.6. Histograma de frecvenţǎ pentru concentraţia seleniului total ȋn

boabele de porumb

26

Parametrii statistici de ansamblu referitori la concentraţiile seleniului

total ȋn probele de sol și ȋn probele de boabe de porumb și la conţinutul

aproximativ de materie organicǎ al solurilor sunt redaţi ȋn tabelul 8.V iar cei referitori la parametrii fizico-chimici ai solurilor sunt redaţi ȋn tabelul

8.VI.

Ȋn fig. 8.5 și fig. 8.6 sunt redate histogramele de frecvenţǎ pentru concentraţia seleniului total ȋn soluri, respectiv pentru concentraţia

seleniului total ȋn probele de boabe de porumb. Frecvenţa a fost calculatǎ

pentru intervale de concentraţie de 0,05 mg/kg ȋn cazul fig. 8.5 și de 8

μg/kg ȋn cazul fig. 8.6.

VIII.4. Discuţii Concentraţiile seleniului total ȋn probele de sol s-au situat ȋntre 0,07 mg/kg și 0,68 mg/kg. Concentraţiile seleniului total ȋn sol au avut o distribuţie aproximativ

gaussianǎ, deviatǎ ȋnsǎ spre stȃnga. Cele mai frecvente concentraţii au fost

cele cuprinse ȋntre 0,25 și 0,30 mg/kg. Concentraţiile seleniului total ȋn probele de boabe de porumb s-au situat

ȋntre 9,21 și 106,62 μg/kg. Concentraţia medie a seleniului total pentru ȋntregul set de probe analizate a fost de 0,27 ± 0,14 mg/kg, fiind cu aproximativ o treime mai

micǎ decȃt concentraţia medie a seleniului total ȋn soluri calculatǎ la nivel

global (aproximativ 0,38 ± 0,25 mg/kg, dupǎ Kabata-Pendias et Pendias, 2001).

Distribuţia valorilor concentraţiilor de seleniu total ȋn boabele de

porumb a fost aproximativ de tip gaussian (fig. 8.6), observȃndu-se o

deviaţie spre stȃnga, la fel ca ȋn cazul distribuţiei concentraţiilor din sol. Frecvenţa cea mai mare au avut-o probele avȃnd concentraţii cuprinse ȋntre

32 și 40 μg/kg.

Concentraţia medie obţinutǎ ȋn cadrul acestui studiu ȋn cazul solurilor din zona Moldovei este practic egalǎ cu cea obţinutǎ ȋn cazul solurilor din

zona Depresiunii Fǎgǎraș (0,268 ± 0,133 mg/kg, dupǎ Lǎcǎtușu et al,

2012b), dar mai micǎ decȃt cea calculatǎ ȋn cazul solurilor din Nord-Vestul Deltei Dunǎrii (0,648 ± 0,239 mg/kg, dupǎ Lǎcǎtușu et al, 2012c) și de pe

vǎile rȃurilor Cǎlmǎţui și Buzǎu (0,766 ± 0,225 mg/kg, dupǎ Lǎcǎtușu et al,

2012d). Totuși concentraţia medie calculatǎ conform datelor din prezentul

studiu este mai mare decȃt cea calculatǎ ȋn cazul solurilor din Sud-Estul Cȃmpiei Romȃne (0,237 ± 0,830 mg/kg, dupǎ Lǎcǎtușu et al, 2010) și din

27

centrul și Sudul Dobrogei (0,143 ± 0,76 mg/kg, dupǎ Lǎcǎtușu et al, 2010).

Toate aceste comparaţii se referǎ la concentraţiile medii ale seleniului total

din orizontul A. Concentraţia medie a seleniului total din zona Moldovei, Romȃnia este

comparabilǎ cu cele estimate ȋn solurile din Belgia (de la 0,25 la 0,46

mg/kg, ȋn funcţie de clasa de sol - dupǎ De Temmerman et al, 2004) și cele din Iran (from 0,04 to 0,45 mg/kg, dupǎ Nazemi et al, 2010) dar mai micǎ

decȃt cea din zona Murcia-Spania (0,37 ± 0,16 mg/kg, dupǎ Perez-Sirvent

et al, 2010) și majoritatea celor din nordul Indiei (ȋntre 0,207 și 0,545

mg/kg - dupǎ Yadav et al, 2005). Ȋn ultimele decenii seleniul a fost introdus ȋn compoziţia unor

ȋngrǎșǎminte chimice complexe, alǎturi de nutrienţi de bazǎ și de alte

microelemente. A fost evidenţiat faptul cǎ aplicarea de seleniu sub formǎ de ȋngrǎșǎmȃnt duce la creșterea concentraţiei seleniului total ȋn sol și ȋn

plantele cultivate pe acesta (Mikkelsen et al, 1989). Este posibil ca ȋn cazul

unora dintre probele de sol și porumb boabe din experimentul curent

conţinutul total de de seleniu din sol și implicit din boabele de porumb sǎ fi fost influenţate de aplicarea anterioarǎ a ȋngrǎșǎmintelor conţinȃnd seleniu.

Nu doar ȋngrǎșǎmintele chimice pot crește conţinutul de seleniu al solurilor

și plantelor de culturǎ, ci și fertilizatorii naturali, avȃnd un conţinut ridicat de materie organicǎ și de seleniu. S-a constatat cǎ solurile prelevate din

zonele de culturǎ au un conţinut total de seleniu mai mare decȃt cele

prelevate din zonele cu vegetaţie sǎlbaticǎ (Perez-Sirvent et al, 2010), fapt ce ar putea fi explicat prin utilizarea de ȋngrǎșǎminte cu seleniu.

Concentraţia medie a seleniului total ȋn probele de boabe de porumb

recoltate din zona Moldovei, Romȃnia a fost de 45,38 ± 23,77 mg/kg.

Aceastǎ concentraţie medie este de aproximativ 10 - 80 de ori mai micǎ decȃt cele calculate ȋn unele zone din China (Wang et al, 2012).

Corelaţia dintre concentraţiile de seleniu total ȋn soluri și concentraţiile

acestuia ȋn boabele de porumb a fost relativ puternicǎ, evidenţiindu-se dependenţa conţinutului de seleniu ȋn porumb de cel din sol.

Corelaţiile dintre parametrii fizico-chimici ai solului și concentraţiile

seleniului total ȋn sol sau porumb boabe au fost ȋn mare parte nesemnificative, sugerȃnd faptul cǎ acești parametri nu influenţeazǎ ȋn mod

individual concentraţia de seleniu din sol sau disponibilitatea sa pentru

plante. Valori ale r sau η de 0,15-0,25 au fost obţinute ȋn cazul corelaţiilor

dintre CE, pH și TSS și concentraţiile de seleniu din sol sau porumb, dar totuși semnificaţia statisticǎ este slabǎ. Lǎcǎtușu et al (2012c) au obţinut o

28

corelaţie inversǎ ȋntre concentraţia seleniului total ȋn solurile din Delta

Dunǎrii și pH, ȋn cazul unui model de regresie liniarǎ, r fiind de -0,464866.

pH-ul solurilor analizate a variat ȋntre 5,09 și 7,96, media fiind de 6,34 ±0,56 (aciditate slabǎ). Majoritatea solurilor au avut aciditate slabǎ sau

au fost neutre. Ȋn alte zone din Romȃnia s-a constatat cǎ, per ansamblu,

solurile au fost acide (ȋn Depresiunea Fǎgǎraș, dupǎ Lǎcǎtușu et al, 2012b) sau alcaline (ȋn Delta Dunǎrii și vǎile rȃurilor Cǎlmǎţui și

Buzǎu - dupǎ Lǎcǎtușu et al, 2012c, respectiv Lǎcǎtușu et al, 2012d).

Conţinutul estimat de materie organicǎ al solurilor analizate s-a situat ȋn

limite medii, conţinutul mediu pe zone situȃndu-se ȋntre 2,62 și 7,72 %. Existǎ puţine studii publicate pȃnǎ ȋn prezent referitoare la conţinutul de

seleniu ȋn plantele de porumb cultivate ȋn Romania și ȋn cereale, ȋn general.

Ȋn zona Copșa Micǎ conţinutul mediu de seleniu ȋn boabele de porumb a fost de 114 μg/kg iar ȋn grȃu de 133 μg/kg (Stanciu-Burileanu (Aldea) et al,

2010). Ȋn cadrul altui studiu a fost determinat conţinutul de seleniu dintr-un

sortiment de grȃu, conţinutul fiind mult mai mic, de 24,18 μg/kg

(Mencinicopschi G et al, 2012). Ȋn cadrul altui studiu ȋn cadrul cǎruia a fost determinat conţinutul de seleniu din nutreţuri combinate și din diverse

plante furajere provenind din exploataţii agricole din Dobrogea s-a

constatat cǎ aproximativ 93 % dintre produsele analizate au avut un conţinut deficitar ȋn seleniu (Serdaru et al, 2003).

29

CAPITOLUL IX

PRODUSELE ALIMENTARE DE ORIGINE VEGETALĂ -

SURSE DE SELENIU PENTRU ORGANISM

Scopul acestui studiu a fost de a determina conţinutul ȋn seleniu al unor

produse alimentare de origine vegetalǎ și de a compara valorile obţinute cu

cele obţinute ȋn cadrul altor studii. Determinarea seleniului din produsele alimentare s-a efectuat printr-o

metodǎ de spectrometrie de absorbţie atomicǎ.

IX.3. Rezultate Conţinutul de seleniu ȋn diferitele produse alimentare este redat ȋn fig.

9.1 (9.IA și 9.IB).

IX.4. Discuţii Pȃnǎ ȋn prezent existǎ foarte puţine studii publicate referitoare la

conţinutul de seleniu ȋn produsele alimentare de pe piaţa din Romȃnia. Nivelul mediu de seleniu din mere determinat (1,03±0,06 μg/kg) este

aproximativ de același ordin de mǎrime cu cele gǎsite ȋn Grecia și

Portugalia (1,4±0,2, respectiv 0,7 μg/kg - dupǎ Pappa et al, 2006; Ventura et al, 2009), dar mai mic decȃt cele din Australia și Croaţia (4,5, respectiv

8,8 ± 1,6 μg/kg - dupǎ Klapec et al, 2004; Pyrzynska et al, 2009).

Concentraţia medie de seleniu determinatǎ ȋn cartofi (7,60±0,70 μg/kg)

a fost mai mare decȃt cea din Arabia Sauditǎ, Portugalia și Slovenia (1,0±0,3, 3,9±3,2, respectiv 1,5±0,3 - dupǎ Al-Ahmary, 2009; Ventura et

al, 2009; Smrkolj et al, 2005).

Conţinutul mediu ȋn seleniu al ardeilor grași (0,57±0,05 μg/kg) a fost mai mic decȃt cel determinat ȋn Grecia (4,2±0,3 μg/kg - Pappa et al, 2006).

Nivelul seleniului ȋn varzǎ (4,3 μg/kg) a fost mai mic decȃt cele

determinate ȋn Arabia Sauditǎ, Croaţia și Thailanda (Al-Ahmary, 2009;

Klapec et al, 2004; Sirichakwal PP et al, 2005). Concentraţia medie a seleniului ȋn morcovi (4,11±0,12) a fost mai micǎ

decȃt cea din Croaţia și Thailanda (Al-Ahmary, 2009; Klapec et al, 2004) și

puţin mai mare decȃt ȋn Portugalia și Arabia Sauditǎ (Ventura et al, 2009; Al-Ahmary, 2009).

Concentraţia seleniului a fost mai mare ȋn ceapa roșie decȃt ȋn ceapa

galbenǎ. Concentraţiile seleniului ȋn ceapǎ au fost mai mari ȋn Arabia

30

Sauditǎ, Grecia, Coreea de Sud și Croaţia, comparativ cu rezultatele

prezentului studiu (Al-Ahmary, 2009; Pappa et al, 2006; Choi et al, 2009;

Klapec et al, 2004). Nivelul de seleniu din usturoi a fost mai mare decȃt cel determinat ȋn

produsele din Grecia și Coreea de Sud (Pappa et al, 2006; Choi et al, 2009).

Concentraţia seleniului ȋn roșii a fost foarte micǎ, fiind aproximativ egalǎ cu cea din Portugalia (Ventura et al, 2009), dar mai micǎ comparativ

cu cele determinate ȋn Croaţia și Grecia (Kapec et al, 2004; Pappa et al,

2006).

Concentraţia seleniului ȋn pǎtrunjel a fost de aproximativ 10 ori mai micǎ decȃt cea din Grecia și Arabia Sauditǎ (Pappa et al, 2006; Al-Ahmary,

2009).

Concentraţia seleniului ȋn ciuperci a fost foarte micǎ ȋn comparaţie cu alte studii. Choi et al (2009) au gǎsit concentraţii de aproximativ 20 de ori

mai mari ȋn acceași specie de ciuperci, ȋn Coreea de Sud.

Nivelurile seleniului ȋn arahide au fost de aproximativ 10 ori mai mici

comparativ cu cele din Arabia Sauditǎ și Coreea de Sud (Al-Ahmary, 2009; Choi et al, 2009).

Conţinutul de seleniu ȋn orez a fost mai mic decȃt ȋn Arabia Sauditǎ și

Thailanda (Al-Ahmary, 2009; Sirichakwal et al, 2005) și mai mare decȃt ȋn Grecia (Pappa et al, 2006).

Conţinutul ȋn seleniu al fasolei boabe a fost aproximativ la fel cu cel din

Grecia (Pappa et al, 2006) și mai mic decȃt cel din Slovenia (Smrkolj et al, 2005).

Concentraţia seleniului ȋn mazǎrea verde (congelatǎ) a fost foarte redus.

Concentraţiile de seleniu ȋn fǎina de grȃu și ȋn produsele derivate

(spaghete, biscuiţi și pȃine) au fost neobișnuit de mari. Concentraţia de seleniu ȋn fǎina de grȃu a fost mai mare decȃt cea din Coreea de Sud (Choy

et al, 2009). Concentraţia ȋn pȃine a fost mai mare decȃt ȋn Grecia și Arabia

Sauditǎ (Pappa et al, 2006; Al-Ahmary, 2009). Ȋn cadrul unui alt studiu concentraţia seleniului ȋntr-un sortiment de pȃine albǎ din Romȃnia a fost

doar de 12 μg/kg iar cea ȋn fǎina albǎ de grȃu de 24 μg/kg (Mencinicopshi

et al, 2012). Este posibil ca nivelurile ridicate de seleniu determinate ȋn prezentul studiu sǎ se datoreze aditivǎrii produselor cu premixuri conţinȃnd

compuși cu seleniu. Ȋn cazul pȃinii, pe lȃngǎ posibila suplimentare cu

seleniu prin intermediul unor premixuri, este deasemenea posibil ca drojdia

utilizatǎ ȋn procesul tehnologic sǎ aducǎ un aport suplimentar de seleniu ȋn pȃine.

31

Fig. 9.1. Conţinutul de seleniu ȋn unele produse alimentare de origine

vegetalǎ de pe piaţa din Romȃnia; A - conţinutul de seleniu ȋn fructe, legume, leguminoase și alte categorii de alimente; B - conţinutul de seleniu

ȋn fǎina de grȃu și ȋn produsele alimentare derivate

32

CAPITOLUL X

CONCLUZII GENERALE. ELEMENTE DE

ORIGINALITATE. PERSPECTIVE DE CERCETARE

Selenitul de sodiu a avut un efect proporţional cu doza asupra

modificǎrilor patologice ale parametrilor biochimici și hematologici și

asupra structurilor histologice. Celulele ovale au fost prezente în mod semnificativ numai în ficatul șobolanilor care au primit cea mai mare doza

de selenit (3 mg / kg corp), care în acest caz este o dovadă a gradului

leziunilor hepatice, deoarece celulele ovale sunt activate numai ȋn cazul leziunilor hepatice severe în anumite condiții, în scopul de a susține o

creștere compensatorie. La cea mai mică doză (1 mg/kg crp) este posibil ca

modificările histopatologice induse la nivel hepatic sa fie reversibile.

Seleniul a manifestat acţiune protectoare moderatǎ faţǎ de toxicitatea hepaticǎ și renalǎ a plumbului și cadmiului.

Concentraţiile seleniului total ȋn probele de sol analizate au variat ȋntre

0,07 și 0,68 mg/kg, cu o medie de 0,27 mg/kg. Aceastǎ concentraţie medie este cu aproximativ o treime mai micǎ decȃt concentraţia medie a seleniului

total ȋn soluri, la nivel mondial. Aceeași concentraţie medie a mai fost

obţinutǎ anterior și ȋn altǎ zonǎ din Romȃnia (Depresiunea Fǎgǎraș). Ȋn Romȃnia, ȋn cazul zonelor cu soluri preponderent aluvionare, concentraţiile

medii ale seleniului determinate anterior au fost mai mari decȃt cele

estimate ȋn cadrul prezentului studiu. Ȋn cazul zonelor cu alte tipuri de

soluri concentraţiile au fost ușor mai mici. Concentraţiile seleniului total ȋn probele de porumb (boabe) au variat

ȋntre 9,21 și 106,62 μg/kg, cu o medie de 45,38 μg/kg.

Majoritatea solurilor au avut aciditate slabǎ sau reacţie neutrǎ. Doar ȋn cȃteva zone de prelevare solurile au fost moderat acide iar cele foarte acide

au fost prezente doar ȋn aproximativ 3 puncte de prelevare.

Corelaţia dintre concentraţiile seleniului total ȋn sol și concentraţiile

seleniului total ȋn boabele de porumb este bunǎ, luȃnd ȋn considerare ansamblul de valori obţinute. Corelaţiile dintre parametrii fizico-chimici ai

solurilor și concentraţiile seleniului total ȋn sol și porumb sunt

nesemnificative Ȋn cazul anumitor zone corelaţia este mai slabǎ, fapt datorat probabil anumitor proprietǎţi specifice ale solurilor respective și condiţiilor

microclimatice din zona respectivǎ.

33

Concentraţiile seleniului total ȋn produsele alimentare analizate a variat

ȋn limite largi. Concentraţii mari de seleniu au fost obţinute ȋn cazul fǎinii

de grȃu și a tuturor produselor derivate (pȃine albǎ, biscuiţi, spaghete). Legumele au avut un conţinut redus de seleniu.

34

BIBLIOGRAFIE Al-Ahmary KM. Selenium content in selected foods from the Saudi Arabia

market and estimation of the daily intake. Arab J Chem 2009; 2:95-99.

Choi Y, Kim J, Lee HS, et al. Selenium content in representative Korean

foods. J Food Compos Anal 2009; 22:117-122. De Temmerman L, Waegeneers N, Thiry C, Du Laing G, Tack F, Ruttens

A. Selenium content of Belgian cultivated soils and its uptake by field

crops and vegetables. Article in press. Sci Total Environ 2014. Jia, X., N. Li and J. Chen. 2005. A subchronic toxicity study of elemental

Nano-Se in Sprague-Dawley rats. Life Sci. 76, 1989-2003.

Kabata Pendias A, Pendias H. Trace elements in soils and plants. 3rd ed. Boca Raton, Florida: CRC Press, 2001

Klapec T, Mandic ML, Grgic J, et al. Selenium in selected foods grown or

purchased in eastern Croatia. Food Chem 2004; 85:445-452.

Lǎcǎtușu R, Aldea MM, Lǎcǎtușu AR et al. Selenium in rock-soil-plant system in the South-Eastern part of Romania. Res J Agric Sci 2010;

42:199-204.

Lǎcǎtușu R, Lungu M, Stanciu-Burileanu M et al. Selenium in the soil-plant system of the Fǎgǎraș depression. Carpath J Earth Environ Sci

2012; 7:37-46.

Lǎcǎtușu R, Stanciu-Burileanu MM, Rȋșnoveanu I et al. Selenium in soils

of the Danube delta North-Western part. Present Environment and Sustainable Development 2012; 6:145-155.

Lǎcǎtușu R, Stanciu-Burileanu MM, Rȋșnoveanu I et al. Selenium in

salsodisols located in the Cǎlmǎţui and Buzǎu rivers valleys. Soil Forming Factors and Processes from the Temperate Zone 2012; 11:33-

42.

Mencinicopschi G, Balint R, Balint L, Atudosei N, Mencinicopschi C. Fortifierea cu seleniu a fǎinii respectiv a pȃinii. Metode de determinare a

conţinutului de seleniu. Industrie alimentarǎ 2012; 4:197-212.

Mikkelsen RL, Page AL, Bingham FT. Factors affecting selenium

accumulation by agricultural crops. In: Jacobs LW, editor. Selenium in agriculture and the environment. Soil Science Society of America &

American Society of Agronomy, 1989.

Nazemi L, Nazmara S, Eshraghyan MR et al. Selenium concentration in soil of Iran. 19th World Congress of Soil Science, Soil Solutions for a

35

Changing World; Brisbane, Australia: 1-6 august 2010 - DVD;

http://www.iuss.org/19th%20WCSS/Symposium/pdf/0824.pdf.

Ørskov, H. and A. Flyvbjerg. 2000. Selenium and human health. The Lancet 356, 942-943.

Pappa EC, Pappas AC, Surai PF. Selenium content in selected foods from

the Greek market and estimation of the daily intake. Sci Total Environ 2006; 372:100-108.

Perez-Sirvent C, Martinez-Sanchez MJ, Garcia-Lorenzo ML et al.

Selenium content in solis from Murcia region (SE, Spain). J Geochem

Explor 2010; 107:100-109. Pyrzynska K. Selenium speciation in enriched vegetables. Food Chem

2009; 114: 1183-1191.

Serdaru M, Vlǎdescu L, Avram N. Monitoring of feeds selenium status in a Southeast Region of Romania. J Agric Food Chem 2003; 51:4727-4731.

Sirichakwal PP, Puwastien P, Polngam J, Kongkachuichai R. Selenium

content of Thai foods. J Food Compos Anal 2005; 18:47-59.

Smrkolj P, Pograjc L, Hlastan-Ribic C, Stibilj V. Selenium content in selected Slovenian foodstuffs and estimated daily intakes of selenium.

Food Chem 2005; 90:691-697.

Stanciu-Burileanu (Aldea) MM, Stroe VM, Lǎcǎtușu R, Luca C. Analysis of selenium content of crops plant from Copșa Micǎ area. Analele

Universitǎţii din Craiova, seria Agriculturǎ - Montanologie - Cadastru

2010; 40:294-298. Ventura MG, Stibilj V, Freitas MC, Pacheco AMG. Determination of

ultratrace levels of selenium in fruit and vegetable samples grown and

consumed in Portugal. Food Chem 2009; 115:200-206.

Wang S, Liang D, Wang D, Wei W, Fu D, Lin Z. Selenium fractionation and speciation in agriculture soils and accumulation in corn (Zea mays

L.) under field conditions in Shaanxi Province, China. Sci Total Environ

2012; 427-428:159-164. Yadav SK, Singh I, Singh D, Han SD. Selenium status in soils of northern

districts of India. J Environ Manag 2005; 75:129-132.

Zhang, J., H. Wang, X. Yan and L. Zhang. 2005. Comparison of short-term toxicity between Nano-Se and selenite in mice. Life Sci. 76, 1099-1109.

36

ANEXA 1 - Lucrǎrile publicate ȋn timpul studiilor de doctorat

(din tema tezei de doctorat)

Articole publicate în reviste cotate ISI 1. Şlencu BG, Solcan C, Ciobanu C, Avasilcǎi L, Cuciureanu R. Dose-

dependent subacute toxicity of sodium selenite in male Wistar rats. Jokull 2013; 63(7):57-69.

Articole publicate în reviste indexate BDI și clasificate B+ 1. Teodor V, Cuciureanu M, Şlencu BG, Zamoşteanu N, Cuciureanu R. Potential protective role of selenium in acrylamide intoxication. A

biochemical study. Studia Universitatis "Vasile Goldis", Life Sciences

Series 2011; 21(2):263-268. 2. Avasilcǎi L, Şlencu BG, Ciobanu C, Cuciureanu R. Effects of sodium

selenite administration during diethylnitrosamine intoxication in rats.

Studia Universitatis "Vasile Goldis", Life Sciences Series 2011; 21(2):275-

280. 3. Şlencu BG, Ciobanu C, Cuciureanu R. Selenium content in foodstuffs

and its nutritional requirement for humans. Clujul Medical 2012;

85(2):139-145. 4. Şlencu BG, Ciobanu C, Solcan C, Anton A, Ciobanu S, Solcan G,

Cuciureanu R. Effect of selenium supplementation on serum iron, calcium

and magnesium levels in rats exposed to cadmium or lead. Lucrǎri Ştiinţifice - Seria Medicinǎ Veterinarǎ 2013; 56:200-206.

Comunicǎri poster la manifestǎri ştiinţifice internaţionale

1. Şlencu BG, Cuciureanu R. Spectrophotometric determination of selenium in foodstuffs from the Romanian market using 2,4-

dinitrophenylhydrazine. 15th Panhellenic Pharmaceutical Congress; Atena,

Grecia, 13-15 Mai 2011 – CD.

Comunicǎri poster la manifestǎri ştiinţifice naţionale 1. Şlencu BG, Avasilcǎi L, Ciobanu C, Cuciureanu R. Dose- and dosing regimen- dependent effect of sodium selenite administration on some

biochemical and haematological parameters in rats. Timmedica

International Congress and Exhibition – 4th

edition; Timişoara, Romănia,

16-18 iunie 2011 – CD – ISBN 978-606-8054-45-2.

37

2. Şlencu BG, Avasilcǎi L. Cuciureanu R. Potenţialul protector al

seleniului în intoxicaţia cu dietilnitrozaminǎ la şobolani. În: Hǎncianu M,

editor. 50 de ani de învǎţǎmânt universitar farmaceutic la Iaşi; Iaşi, 6-8 octombrie 2011. Iaşi: Ed. “Gr. T. Popa” UMF Iaşi, 150-153 – ISBN 978-

606-544-073-9.

3. Şlencu BG, Solcan C, Avasilcǎi L, Ciobanu C, Cuciureanu R. Cercetǎri privind toxicitatea selenitului de sodium la şobolani. Actualitǎţi şi

perspective în cercetarea farmaceuticǎ; Craiova, 26-28 septembrie 2012.

Craiova: Sitech, 88-89

- ISBN 978-606-11-2833-4.

Comunicǎri orale la manifestǎri ştiinţifice naţionale 1. Avasilcǎi L, Şlencu BG, Morariu ID, Ciobanu C, Dranca E, Cuciureanu R. Effect of diethylnitrosamine and sodium selenite administration on some

biochemical and haematological parameters in rats. Timmedica

International Congress and Exhibition – 4th edition; Timişoara, 16-18 iunie

2011 – CD – ISBN 978-606-8054-45-2.

38