42dansk kemi, 85, nr. 10, 2004

Dette er resultaterne af ph.d.-studiet »Arsenfjernelse fra vandvha. havvands-neutraliseret »Rødt mudder« (Bauxsol)«. Rødtmudder er den stærkt basiske reminiscens efter basisk kogningaf bauxit-mineraler for opløsning af aluminiumoxider.

Arsenproblem i drikkevandBaggrunden for arbejdet er de stadigt strengere krav til dettilladelige indhold af det giftige arsen i drikkevand. En naturligfølge er en stigende interesse for forekomst, kemisk specieringog mobilitet af arsen i naturlige vande samt udvikling afmetoder til at fjerne stoffet fra vand.

Epidemiologisk medfører indtagelse af arsen svære helbreds-skader på mennesker selv ved relativt lave koncentrationer idrikkevand i længere tid. Herunder findes mange kræfttilfældei indre organer hos eksponerede personer. Naturlige ferskevandforekomster, specielt overfladevand, er oftest fri forgenerende arsenkoncentrationer. I mindre områder kan findesindustriel forurening med høje koncentrationer. De størsteproblemer med arsen i vand og drikkevand findes i grundvand ifloddeltaer, hvor brønde og boringer er konstrueret til udvin-ding af mikrobiologisk sikkert drikkevand. Her er mobiliseringaf arsen i sedimenterne til grundvandet en trussel mod folke-sundheden for 30-50 millioner mennesker globalt, med defleste tilfælde i Bangladesh og Vestbengalen i Indien. (Læsogså Carsten Christophersens artikel om arsen i Dansk Keminr. 3, 2002, side 43)

Fokus på arsenat og arsenitArsen forekommer både i uorganiske og i organiske forbindelseri vand. Her er kun fokuseret på de uorganiske former arsenat(As(V)) og arsenit (As(III)), da kun disse menes at kunnepåvirke menneskets helbred i de aktuelle koncentrationer.

Fjernelse af begge former fra vand vha. Bauxsol og nyudvik-lede sorbenter baseret på Bauxsol er undersøgt. Der er lagtmest vægt på arsenatfjernelse, da det ifølge litteraturen og depreliminære undersøgelser er svært at fjerne den uladedearsenit ved nær-neutrale pH-værdier uden forudgående oxidati-on til arsenat.

Binding til rødt mudderRødt mudder er undersøgt for dets evne til at binde arsenatunder vidt forskellige omstændigheder. Det ubehandledemateriale (rødt mudder) binder arsenat langt svagere end efterhavvandsneutralisering (Bauxsol). Ved neutraliseringen sænkespH fra ca. 13 til 8,2-8,6, og samtidig fældes og bindes en delcalcium i materialet. Det forøger materialets evne til at bindearsenat betydeligt, og evnen til at binde arsenat er desudenafhængig af pH, dosering, arsenats startkoncentration ogkoncentration af andre ioner i vandet.

Den stærkere binding ved lavere pH og næsten uafhængighed

Arsenfjernelse med rødt mudderEt nyt ph.d.-studie har vist, at sorbenter udviklet på basis af rødt mudder er effektiveog lovende kandidater til at fjerne arsen i vand. Der kræves en videreudvikling med fuldskalaafprøvning af Bauxsol, AB (rødt mudder), før det kan anvendes i praksis

Af Hülya Genc-Fuhrman, Miljø & Ressourcer, DTU

af ionstyrke indikerer en ligand-agtig binding og inner-sfærekompleksdannelse. Lave arsenatkoncentrationer og højedoseringer af sorbent forøger arsenatfjernelsen fra vand. Andrenormalt forekommende ioners tilstedeværelse ændrer arse-natadsorptionen, idet Ca2+ forøger adsorptionen, mens HCO3

-

nedsætter adsorptionen, og Cl- er uden indvirkning. Det vistesig, at Bauxsol kan fjerne arsenat ved relativt høje doseringer(>5g/L) dog uden at være bedre end andre kendte sorbenter.

At finde den bedste sorbentDerefter blev mulighederne for at øge arsenatbindingen vedbehandling af Bauxsol’en med syre, syre + ophedning ellerbehandling med Al- og Fe-salte undersøgt. Den absolut størsteforbedring i arsenatbindingen fandtes i den kombineredebehandling med syre og ophedning, hvor det specifikkeoverfladeareal samtidig forøgedes betydeligt. Produktet kaldesAktiveret Bauxsol (AB).

Al- og Fe-salte formindskede uventet arsenatbindingenbetydeligt. Årsagen er uklar, men dannelse af hydroxidgeler iporer i Bauxolen kan have blokeret adsorptionen. AB er klartden bedste af de undersøgte sorbenter. Det kan også bindearsenat ved tilstedeværelsen af konkurrerende ioner somphosphat, silicat, sulfat og hydrogencarbonat.

Forståelse af involverede mekanismerDe videre undersøgelser var derfor koncentreret om arsen-bindingen til AB. Målet var at få en klarere forståelse af deinvolverede mekanismer, hvilket er en forudsætning foroptimering af en praktisk udnyttelse.

Både arsenats og arsenits binding til AB blev studeret påsamme måde som for almindelig Bauxsol. Arsenat bindesstærkere ved lavere pH, mens ionstyrken havde lille effekt.Forhøjet temperatur forøger kapaciteten, mens begyndelses-koncentration og partikelstørrelse har lille effekt. Arsenat kanfjernes effektivt ned til den nuværende grænseværdi for As på10 µg/L med anvendelse af 0,4 g/l AB. Arsenit fjernes bedstved lidt højere pH med maks. omkring pH=8,5, men denabsolutte kapacitet for fjernelse af arsenit er lav sammenlignetmed kapaciteten for arsenat.

Også de i råvand forekommende anioners interferens påarsenatadsorptionen på AB blev undersøgt. Rangordenen fornedsættelse af AB’s kapacitet erphosphat>silicat>sulfat>bicarbonat på molær basis. Ved højerearsenatkoncentrationer er interferensen mere udtalt. Effekten afde to svagest interfererende sulfater og bicarbonater stigervæsentligt, hvis de optræder sammen med de stærkest interfe-rerende.

Kan brug medføre forurening?Råmaterialet for udviklede og undersøgte sorbenter er et

43 dansk kemi, 85, nr. 10, 2004

affaldsprodukt, og derfor blev det undersøgt, om behandling afvand kan medføre forurening med uønskede og giftige stoffer.

For en lang række undersøgte stoffer kunne der ikke konsta-teres afsmitning, hvilket peger på, at Bauxsol og AB begge erstærkt bindende sorbenter for mange stoffer. Også arsenat ersvært at fjerne fra en brugt sorbent. Selv ved en kras behand-ling ved pH=11,6 kan kun 40% fjernes. En mulig udvaskningefter placering på en losseplads er også undersøgt ved TCLP-proceduren (Toxicity Characteristic Leaching Procedure). Derfandtes ikke stoffer, der overskred grænseværdierne ved dennetest. Der er dermed ikke konstateret ubehagelige sideeffekter,hverken af den primære anvendelse af disse sorbenter tilrensning af drikkevand eller ved bortskaffelsen af brugtsorbent.

Vejen til en praktisk udnyttelseEn praktisk udnyttelse af Bauxsol eller Activated Bauxsol (AB)til vandrensning i større anlæg forudsætter kontinuerte proces-ser i søjlereaktorer. Det er de rene sorbenter ikke velegnede tilpga. deres finkornethed. Til afprøvning af fikserede sorbenterblev der fremstillet to produkter, Bauxsol coated sand (BCS)og AB coated sand (ABCS). I en kontinuert reaktor blev detsom ventet vist, at arsenatkapaciteten samlet set er højere endved en batchproces. Det er muligt delvist at desorbere ogdermed regenerere søjler af disse materialer, men en detaljeretundersøgelse mangler stadig.

E-mail-adresse:Hülya Genc-Fuhrmann: hyg@er.dtu.dkJens Chr. Tjell: jct@er.dtu.dk

Nyt om...

lim – og muslinger

Muslinger er eksperter i at klæbe sig meget fast til vådeoverflader. Muslingen udskiller gennem foden en vandfastlim, der hærder til en solid vedhæftning. Analyser afmuslingelimen viser, at den indeholder store mængder af enaromatisk aminosyre DOPA, 2-amino-3-(3,4-dihydroxyphenyl)propansyre i forbindelse med en peptid-kæde.

I forbindelse med indsættelse af kunstige dele i menne-sker er man interesseret i en lim, der fungerer i vådeomgivelser, ikke nedbrydes og som ikke bliver »overgroet«af celler og proteiner. En polymer som polyethylenglycolPEG nedbrydes ikke, og væv gror ikke fast til den. Enamerikansk forskergruppe har lavet en syntetisk muslinge-lim med en PEG-sidekæde.

Denne polymer binder fast til titan- og guldoverfladermed DOPA-enden, og PEG-enden forhindrer celler i at slåsig ned på den. En sådan polymer kunne også tænkesanvendt til bundmaling for skibe for at forhindre tilgroning,eller hvis den blev smurt på tænder til at forhindre denplaque, der giver huller i tænderne, i at hæfte sig til tanden.

Carl Th.

Sticking with mussel power Education in Chemistry 82, July 2003,Infochem1. Mussel Adhesive Protein Mimetic Polymers for thePreparation of Nonfouling Surfaces Journal of the American ChemicalSociety 125, 2003, side 4253.

44dansk kemi, 85, nr. 10, 2004

Egtvedsyge, også kendt som viral hæmorrhagisk septikæmi(VHS), er en af de virusbetingede sygdomme, der resulterer istørst tab hos opdrættede regnbueørreder i Europa. Derforcheckes alle danske dambrug regelmæssigt af veterinær-myndighederne. I øjeblikket er 5-10% af dambrugene direkteberørt af sygdommen, der ofte forårsager høj dødelighed (over90%).

For 40 år siden blev det på DFVF’s afdeling i Århus vist, atVHS forårsages af et virus, der i sin opbygning minder om

rabiesvirus. Sygdommen kan ikke behandles, og den enesteeffektive metode til at begrænse spredningen har været tørlæg-ning og kemisk desinfektion af de angrebne dambrug.

I de forløbne år har der været arbejdet med at udvikletraditionelle vacciner af svækket eller dræbt virus. Men trodseffektiv beskyttelse af ørreder under eksperimentelle forholdved henholdsvis bad- eller stikvaccination har det været megetvanskeligt og kostbart at benytte disse vacciner under dam-brugsforhold.

Resultaterne fra den nye vaccine, en nukleinsyrevaccine, erderimod meget lovende. Princippet er overraskende enkelt. Deter baseret på cirkulært DNA (plasmid DNA), der indeholdergenet for vaccineproteinet, i dette tilfælde overfladeproteinet(G-proteinet) fra VHS-virus (figur 1). Når et individ vaccine-res, optager en lille del af cellerne vaccinen og begynder atproducere det indkodede vaccineprotein. De bedøvede fiskinjiceres i muskulaturen tæt på rygfinnen (figur 2), hvorefterG-proteinet udtrykkes på overfladen af de muskelceller, der haroptaget plasmidet (figur 1 og 3, side 46). Dermed aktiveresfiskens immunforsvar formodentlig på samme måde som vedinfektion af en normal virus. Blot med den væsentlige forskelat der ikke er noget levende virus til stede.

Indtil nu har vaccinen kun været afprøvet under lukkedeeksperimentelle forhold på DFVF’s afdeling i Århus. Resulta-terne har vist, at vaccinen meget effektivt beskytter fiskenemod sygdommen, uden at der er konstateret negative bivirknin-

Nukleinsyrebaseret vaccine til fisk»Og hvad arbejder du så med?« - Udvikling af nukleinsyrebaseret vaccine mod enrabiesbeslægtet virus i fisk - er ikke det forventede svar. Princippet bag den molekylærevaccine er overraskende enkelt og mere effektivt i fisk end i andre dyrearter. Når historiener fortalt, stilles der oftest interesserede spørgsmål til et forskningsområde, hvor forskereved DFVF i Århus er blandt verdens førende

Af Katja Einer-Jensen, Ellen Lorenzen, Jesper S. Rasmussen og Niels Lorenzen, Fiskesektionen,Danmarks Fødevareforskning (DFVF), Århus

Figur 1. Princippet bag nukleinsyrevaccinen mod VHS.a) VHS viruspartikel (rhabdovirus). Virusgenomet koder for 6 gener, hvorafG-gene, der indgår i vaccinen, er vist i grøn. Det immunstimulerende viraleG-protein (rød) eksponeres på viruspartiklens overflade.b) G-genet (grøn) fra VHSV inkorporeret i vaccineplasmid.c) Nærbillede af G-protein. Proteinets 3-dimensionale struktur fastholdes afintramolekylære svovlbroer (S-S) og domineres desuden af fire vedhæftedesukkergrupper (her illustreret som »gafler«) [9]. Figuren er modificeret iforhold til [3].

Figur 2. De bedøvede fisk vaccineres i rygmuskulaturen tæt på rygfinnen med25 �l vaccineopløsning.

s

45 dansk kemi, 85, nr. 10, 2004

46dansk kemi, 85, nr. 10, 2004

ger. Forskere i USA har udviklet en lignende vaccine mod enanden fiskevirus kendt som IHN (infektiøs haematopoietisknekrose)-virus [1], og i de sidste 6 år har DFVF’s forskere haftet tæt samarbejde med kollegerne på den anden side af Atlanten.

Princippet er mere effektivt i fisk end iandre dyrearterNukleinsyrevacciner fungerer umiddelbartgodt for mange sygdomsmodeller i musog andre mindre dyrearter. Ved forsøgmed større dyr og mennesker er detderimod oftest nødvendigt at indbyggeimmunstimulerende komponenter eller atkombinere en primær plasmid-vaccinationmed booster-vaccination med andrevaccineformer. Så virker princippettilsyneladende, og der udføres p.t. kliniskeforsøg i udlandet, hvor (raske) menneskervaccineres med nukleinsyrevacciner modalvorlige sygdomme som hepatitis, HIVog malaria [2]. Forskere på Serum-instituttet i København arbejder f.eks.med udvikling af en DNA-vaccine modHIV (Nyhederne, TV2, 16.07.04).

De mest overbevisende resultater er dogindtil videre opnået med nukleinsyrevac-ciner til fisk. Selv med vaccinedosis på0.01 �g plasmid pr. fisk (3-4 g) er beskyt-telsen signifikant (figur 4). Med en 0.1 �gdosis overlever næsten alle de vaccineredefisk efter VHS-infektion, hvorimod 90% af de ikke vaccineredefisk dør. Effekten er dog afhængig af fiskens størrelse, ogstørre fisk kræver mere vaccine [3, 4]. Beskyttelsens varigheder ikke fuldt belyst, men god beskyttelse mod VHS og IHN kanpåvises ½-2 år efter nukleinsyrevaccination [5, 6]. Så tidligtsom 4-8 dage efter vaccination starter den effektive beskyttelse(figur 5). Det tidlige immunrespons er dog ikke specifikt, idetkrydsbeskyttelse mod andre RNA-vira kan påvises [7, 8]. Tretil seks uger efter vaccinationen etableres de længerevarendespecifikke immunmekanismer hvor bl.a. neutraliserendeantistoffer indgår (figur 5).

Mekanismer til aktivering af immunforsvaretDen effektive beskyttelse mod de to fiske-rhabdovirus har givetoptimisme mht. brug af nukleinsyrevacciner i akvakultursammenhænge. Men princippet har ikke kunnet induceresamme gode effekt mod andre fiskepatogener. Det er derfornødvendigt med en nærmere karakterisering af de involveredeimmunologiske mekanismer. Her har VHS-nukleinsyre-vaccinen og smittemodellen været nyttig. Når fisk for at opnåfuld beskyttelse vaccineres mod VHS med 100 gange mereplasmid end nødvendigt, kan tilstedeværelsen af G-proteinet påoverfladen af muskelceller påvises (figur 3). I disse forsøgobserveres intens inflammatorisk aktivitet omkring injektions-stedet. Netop inflammation eller på dansk »betændelses-reaktion« er et typisk tegn på aktivering af immunsystemet.Om denne respons hænger direkte sammen med vaccinensbeskyttende effekt er endnu ikke afklaret. Men det står klart, atdet kun er fisk vaccineret med plasmid indeholdende G-genet,der overlever smitte med VHS-virus.

Den effektive aktivering af immunforsvaret formodes at værerelateret til G-proteinets placering på celleoverfladen ogproteinets 3-dimensionale struktur, herunder dets vedhæftedesukkerstrukturer (figur 1, [9]). For at belyse dette er forskelligeG-proteinvarianter testet under eksperimentelle forhold.Forsøgene viste, at kun det oprindelige protein eller membran-bundne varianter, hvor størstedelen af sukkerstrukturerne erintakte, kan inducere signifikant beskyttelse. Det støtterformodningen om, at det netop er G-proteinets forankring ogrette 3-dimensionale struktur på celleoverfladen, der er afgø-rende for den effektive aktivering af beskyttende mekanismer.Disse observationer kan forhåbentlig bidrage til forbedring af

vacciner mod andre fiskepatogener og muligvis til optimeringaf nukleinsyrevacciner generelt.

Første europæiske afprøvning under almindeligeproduktionsforholdI et projekt støttet af Direktoratet for FødevareErhverv oggodkendt af Lægemiddelstyrelsen planlægger DFVF, i samar-bejde med Dansk Akvakultur og firmaet GeneCare, at under-søge, om den nye vaccine er tilstrækkelig effektiv til at kunnebeskytte fisk under dambrugsforhold. I øjeblikket arbejdes påat udrydde VHS i Danmark. Hvis vaccinen viser sig at fungere

Figur 4. Overlevelsesratio for regnbueørreder ved VHS-smitte er afhængig af vaccinedosis: 0.001,0.01, 0.1 og 1 �g pr. fisk giver hhv. lidt, god og fuld (både ved 0.1 og 1 �g) beskyttelse mod VHS-virus. Plasmid uden G-genet (1 �g) havde ingen beskyttende effekt. Fiskene er smittet 51 dage eftervaccination, og der indgår 90 (3 x 30) individer pr. vaccinegruppe. Gengivet efter [5].

Figur 3. Immunhistokemisk farvning af muskelceller fra injektionsområdet.Vævsprøven er indsamlet 21 dage efter, at fisken (3-4 g) blev vaccineret medekstra høj dosis (20 �g) af nukleinsyrevaccine. Snittet er tilsat mærket antistofsom binder til G-proteinet. Rød farvning indikerer de områder hvor G-proteinet udtrykkes af muskelcellerne. Tilsvarende rød farvning observeresikke i vævsprøver fra fisk vaccineret med plasmid uden G-genet (ikke vist).

s

47 dansk kemi, 85, nr. 10, 2004

48dansk kemi, 85, nr. 10, 2004

tilfredsstillende under dambrugsforhold, kan den blive etvigtigt værktøj i udryddelseskampagnen, idet man ved i enperiode at anvende vaccinerede fisk i udsatte områder kanreducere virusets muligheder for at opformeres og spredes.

Det er første gang en nukleinsyrevaccine afprøves underdambrugsforhold i Europa, og resultaterne kan få betydning forvaccinationsstrategier for akvakulturfisk i en række europæiskelande, hvor VHS og andre virusinfektioner medfører storeomkostninger for dambrugerne og unødvendig belastning afomgivelserne som følge af tabt produktion. I Canada har mannylig iværksat et stort feltforsøg med nukleinsyrevaccination aflaks i havbrug. Her vil de vaccinerede fisk komme til at indgå ikonsumproduktionen.

I det danske forsøg bliver forsøgsfiskene ikke anvendt tilkonsum, idet effektivitet såvel som sikkerhedsforhold underalmindelige produktionsforhold ønskes klarlagt, inden kom-merciel anvendelse kan komme på tale. Feltafprøvningen skal iførste omgang afklare om nukleinsyrevaccinen også evner atbeskytte, når produktionsrelaterede faktorer som bakterie- ogparasitinfektioner, varierende vandkvalitet, stress mv. er tilstede.

E-mail-adresseKatja Einer-Jensen: kej@dfvf.dk

Referencer:1. Anderson, E. D., Mourich, D. V., Fahrenkrug, S. C., LaPatra, S.,

Shepherd, J., and Leong, J. A. (1996). Genetic immunization ofrainbow trout (Oncorhynchus mykiss) against infectious hematopoieticnecrosis virus. Molecular Marine Biology and Biotechnology 5, 114-122

2. Liu, M. A. (2003). DNA vaccines: a review. Journal of InternalMedicine 253, 402-410

3. Lorenzen, N., Lorenzen, E., Einer-Jensen, K., and LaPatra, S. E.(2002). DNA vaccines as a tool for analysing the protective immuneresponse against rhabdoviruses in rainbow trout. Fish and ShellfishImmunology 12, 439-453

4. La Patra, S., Corbeil, S., Jones, G. R., Shewmaker, W. D., and Kurath,G. (2000). The dose-dependent effect on protection and humoralresponse to a DNA accine against infectious hematopoietic necrosis(IHN) virus in subyearling rainbow trout. Journal of Aquatic AnimalHealth 12, 181-188

5. Lorenzen, E., Einer-Jensen, K., Martinussen, T., LaPatra, S. E., andLorenzen, N. (2000). DNA Vaccination of Rainbow Trout against ViralHemorrhagic Septicemia Virus: A Dose-Response and Time-CourseStudy. Journal of Aquatic Animal Health 12, 167-180

Figur 5. Nukleinsyrevaccine-induceret beskyttelse (blå) består af nonspecifik-ke mekanismer (grøn) efterfulgt af specifikke mekanismer (rød). Beskyttelsener vist som RPSa-værdier. Immunisering ved lavere temperaturer forlængerden nonspecifikke fase og forsinker den specifikke respons. Gengivet fra [3].a RPS = relativ procent overlevelse.

6. LaPatra, S. E., Corbeil, S., Jones, G. R., Shewmaker, W. D.,Lorenzen, N., Anderson, E. D., and Kurath, G. (2001).Protection of rainbow trout against infectious hematopoieticnecrosis virus four days after specific or semi-specific DNAvaccination. Vaccine 19, 4011-4019

7. Lorenzen, N., Lorenzen, E., Einer-Jensen, K., and LaPatra,S. E. (2002). Immunity induced shortly after DNAvaccination of rainbow trout against rhabdoviruses protectsagainst heterologous virus but not against bacterialpathogens. Developmental and Comparative Immunology26, 173-179

8. Sommerset, I., Lorenzen, E., Lorenzen, N., Bleie, H., andNerland, A. H. (2003). A DNA vaccine directed against arainbow trout rhabdovirus induces early protection against anodavirus challenge in turbot. Vaccine 21, 4661-4667

9. Einer-Jensen, K., Krogh, T. N., Roepstorff, P., andLorenzen, N. (1998). Characterization of intramoleculardisulfide bonds and secondary modifications of theglycoprotein from viral hemorrhagic septicemia virus, a fishrhabdovirus. Journal of Virology 72, 10189-10196

Nyt om...

plumban

Manfred Weidenbruch veduniversitetet i Oldenburg harspecialiseret sig i fremstilling afstoffer med Pb-Pb-bindinger.Senest har han og medarbej-derne fremstillet det på figurenviste stof, som så vidt vides erdet første med en homocykliskblyring. R er triethylphenyl.

Bos

2003, Chemical & Engineering News, 25. august: 26

organiske halvledere

Tobin J. Marks ved Northwestern University i Chicagofremstiller organiske halvledere. På figuren er vist struktu-ren af et par eksempler.

Bos

Steve Ritter 2003: Semiconductor switcheroo. Chemical &Engineering News. 1. September: 9.

49 dansk kemi, 85, nr. 10, 2004

50dansk kemi, 85, nr. 10, 2004

Selen er et essentielt grundstof, der udøver sin effekt viaselenoproteiner, hvori selen er indbygget som aminosyrenselenocystein. Der findes mere end 30 selenoproteiner, hvoraf18 er sekventeret. Hovedparten af selenoproteinerne har enantioxidativ effekt, og de mest kendte er glutathion-peroxidaserne [1].

Selen formodes desuden at have en cancerforebyggendeeffekt. Det blev påvist i et amerikansk studium, hvor effektenaf selen blev sammenlignet med placebobehandling på engruppe personer med en fortid som hudcancerpatienter. Under-søgelsen viste ingen effekt på hudcancer, men en betragteligeffekt på andre cancerformer som lunge-, colon- og prostata-cancer [2].

Den forebyggende effekt blev påvist efter et dagligt selenindtagpå 200 µg givet i form af selenberiget gær. En dosis, der erbetragteligt højere end de 50 µg, som er den anbefalede dagligedosis i Danmark. Den anbefalede dosis er sammenlignelig medde anbefalede mængder i USA (55 µg) og England (75 µg formænd og 60 µg for kvinder). De engelske værdier er baseret påden mængde selen, der skal tilføres organismen for at opnåmaksimal aktivitet af de kendte selenoproteiner.

Europæere får måske for lidt selenEt interessant resultat af cancerundersøgelsen var, at den største

De følgende artikler er blevet til på baggrund af indlæg afholdt ved DanSAK 2004.

Ny selenmetabolismeForbedrede analysemetoder giver et nyt syn på metabolisme af selen. En kombinationaf HPLC, CE, ICP-MS og nano-ESI-MS viser, at hovedmetabolitterne af selen i urin erselenosukkere – og ikke som tidligere antaget trimethylselenonium-ionen

Af Bente Gammelgaard, Lars Bendahl, Danmarks Farmaceutiske Universitet

cancerbeskyttende effekt opnåedes hos den tredjedel af patien-terne, der havde de laveste start-serumkoncentrationer af selensvarende til mindre end 106 µg Se/L. Eftersom de gennemsnit-lige serumniveauer for befolkningen i de fleste europæiskelande ligger under denne værdi, er det nærliggende at øge denanbefalede daglige selenindtagelse.

Selen har imidlertid et snævert terapeutisk indeks. Denmaksimale risikofri indtagelse ligger under 400 µg om dagen,og toksiske symptomer kan optræde ved daglig indtagelse afmængder over 900 µg. Samtidig er det ikke fuldstændig belyst,hvordan selen metaboliseres og udskilles i mennesker, eller ommetabolismen og udskillelsen er afhængig af, i hvilken formdet indtages.

I de fleste vitamin-mineraltabletter er selen tilsat somuorganisk selenit. I fødevarer og kosttilskudspræparater findesdet som selenberiget gær med en lang række organiske forbin-delser f.eks. aminosyrer – primært som selenomethionin.

Den cancerbeskyttende effekt menes ikke udelukkende atskyldes selenoproteinerne, idet methylerede selenforbindelserhar langt større effekt end selenit og selenomethionin i celle-modeller.

Der er derfor brug for yderligere forskning i, hvordanforskellige selenforbindelser metaboliseres og udskilles samtstudier over langtidseffekten ved indtagelse af forøgedeselenmængder.

DanSAK

Figur 1. Skema over selens metabolisme.

Figur 2. Kromatogram af urinprøve analyseret ved ionparkromatografi ogICP-MS-detektion.Sort: Intensitet af 82Se, grå: UV-absorbans.

51 dansk kemi, 85, nr. 10, 2004

Selens metabolismeDet hidtidige kendskab til selens metabolisme bygger primærtpå data fra rotter efter indgift af forholdsvis store mængderselen (figur 1). Ifølge denne model reduceres selenit til selenid,der herefter inkorporeres i selenoproteinerne. Selenomethioninkan enten indbygges i alle proteiner i konkurrence medmethionin, idet organismen ikke kan skelne mellem den svovl-holdige methionin og den selenholdige analog – ellerselenomethionin kan, via omdannelse til selenocystein ognedbrydning til selenid, indbygges i de funktionelleselenoproteiner.

Dvs. alle selenforbindelser omdannes ifølge denne model tilen pool af selenid før indbygningen i de essentielle selenopro-teiner. Udskillelsen af selen skulle herefter foregå ved trinvismethylering til methylselenol, dimethylselenid, der udåndesmed en karakteristisk hvidløgslignende lugt og trimethylse-lenonium-ionen, der udskilles i urin. Modellen er udviklet afGanther i 1980’erne [3] og har siden været udgangspunkt for,hvilke forbindelser man forventer at finde i urin.

Hovedmetabolitten i urin efter selenindtagelseUdvikling af effektive separationsteknikker og kobling af dissetil ICP-MS og ESI-MS har gjort det muligt at identificereselenmetabolitter i human urin efter indtagelse af normaleselendoser.

Udfordringen ligger i, at totalindholdet af selen i normal urintypisk er under 30 µg/L fordelt på flere forskellige forbindelser.Det høje saltindhold i urin vanskeliggør opkoncentrering afprøverne. Selenforbindelser i urin er små polære forbindelser,der ikke så let som lægemiddelstoffer adskilles fra matricenved f.eks. fastfaseekstraktion.

DanSAK

Figur 3. De tre selenosukkere, der er identificeret i human urin.s