E12 Domingo JL, Marquès M. The effects of some essential and toxic metals/metalloids in COVID-19: A review. Food Chem Toxicol. 2021 Jun;152:112161. doi: 10.1016/j.fct.2021.112161. Epub 2021 Mar 29. PMID: 33794307; PMCID: PMC8006493.

Die Effekte einiger essentieller und toxischer Metalle/Metalloide bei COVID-19: Eine Übersicht.     hier herunterladen

https://doi.org/10.1016/j.fct.2021.112161    Received 17 March 2021; Accepted 25 March 2021

Tausende von Studien wurden durchgeführt, um die Eigenschaften des neuen Coronavirus SARS-CoV-2, seine Infektiosität und Übertragungswege und vor allem alles, was mit dem klinischen Verlauf und den Schweregrad der COVID-19-Erkrankung zu tun hat, sowie die möglichen Behandlungsmethoden zu verstehen. In diesem Sinne ist die Rolle, die essentielle und toxische Metalle/Metalloide bei der Entwicklung und dem Verlauf dieser Krankheit spielen, untersucht worden. Metalle/Metalloide wie Arsen, Kadmium, Blei, Quecksilber oder Vanadium, sind Elemente mit bekanntermaßen toxischer Wirkung bei Säugetieren, während Spurenelemente wie Kobalt, Kupfer, Eisen, Mangan, Selen und Zink als essentiell gelten. In Anbetracht der Bedeutung von Metallen/Metalloiden für die Ernährung und die menschliche Gesundheit war es Ziel der vorliegenden Untersuchung, die Beziehung zwischen verschiedenen essentiellen und toxischen Metallen/Metalloiden und den gesundheitlichen Folgen, die mit COVID-19 zusammenhängen zu bewerten. Wir kommen zu dem Schluss, dass bei COVID-19-Patienten ein besonderes Augenmerk zu richten ist auf die Belastung/den Gehalt an essentiellen Spurenelementen vor allem Zink und Selen. Andererseits ist die Exposition gegenüber Luftschadstoffen im Allgemeinen und toxischen Metallen/Metalloiden im Besonderen so weit wie möglich zu vermeiden, um das Risiko von Virusinfektionen, einschließlich SARS-CoV-2, zu verringern.

Selen: In einer aktuellen Übersicht über die wissenschaftliche Literatur zur Rolle von Selen und Virusinfektionen schlugen Bermano et al. (2021) vor, dass der Selen Status ein zusätzlicher Risikofaktor sein könnte, der als Determinante für den Ausgang der SARS-CoV-2-Infektion ist. Dieser Faktor könnte besonders relevant sein, wenn die Selenzufuhr suboptimal oder niedrig ist und Selen könnte daher eine entscheidende Rolle spielen bei den durch SARS verursachten Immun- und Entzündungsreaktionen. Selen-Ergänzung - als potenziell vorteilhaft für die Begrenzung der Schwere der Symptome von COVID-19 - wurde ebenfalls von diesem Autor vorgeschlagen. Als geeigneter Biomarker zur Überwachung des Selenstatus bei COVID-19-Patienten wurde Selen von diesen Forschern verwendet. Was Biomarker betrifft, so haben Pincemail et al. (2021) Blut-Biomarker für oxidativen Stress einschließlich Antioxidantien, Spurenelemente und oxidative Schäden an Lipiden bei COVID-19-Patienten vorgeschlagen. Sie analysierten auch die Beziehung zur Entzündung als einer Hauptquelle der ROS-Produktion. Der systemische oxidative Stressstatus war bei schwerkranken COVID-19-Patienten stark verändert. Es wurde eine erhöhte Lipidperoxidation beobachtet, aber auch Defizite an einigen Antioxidantien (Vitamin C, Glutathion, Thiolproteine) sowie an Selen. In einem anderen Bericht über Selen einschließlich Selenoproteinen, zeigte das Ergebnis, dass Selen den Ausgang von COVID-19 beeinflussen könnte; Aus den bibliografischen Daten wurde gefolgert, dass es sehr unwahrscheinlich wäre, dass eine überhöhte Selendosis bei COVID-19-Patienten zu Toxizität führen könnte und im Gegensatz dazu potenziell für Personen mit mäßigen bis schweren Symptomen von Vorteil ist. Die Verwendung von Selen in der Therapie von COVID-19-Patienten wurde auch von Manzanares et al. (2021) vorgeschlagen. Diese Autoren stützen sich auf die ausreichenden Beweise für die entzündungshemmenden, immunologischen und antioxidativen Eigenschaften von Selen und schlugen vor, vertiefte Untersuchungen zu den metabolischen und klinischen Aspekten von Selen zu machen als potenzielle unterstützende Therapie gegen COVID-19. Die Supplementierung verschiedener Nährstoffe, einschließlich Selen, wurde auch von Shakoor et al. (2021) vorgeschlagen. Majeed et al. (2021) bestimmten den Serum-Selen-Spiegel bei COVID-19-Patienten aus Indien und Kontrollpersonen, um den Zusammenhang zwischen den Konzentrationen dieses Elements, der Virusinfektion und Genesung zu verstehen. COVID-19-Patienten wiesen signifikant niedrigere Selenkonzentrationen auf: 69,2 ± 8,7 ng/ml als Kontrollpersonen 79,1 ± 10,9 ng/ml. Im Gegenzug stellten Moghaddam et al. (2020) die Hypothese auf dass ein schwerer Selenmangel bei COVID-19-Patienten mit schlechtem Überleben vorherrschen könnte. In einer Querschnittsstudie wurden Serumproben von COVID-19-Patienten entnommen und auf Gesamt-SE und Selenoprotein P analysiert. Es wurde festgestellt, dass der Selenstatus von überlebenden COVID-19-Patienten signifikant höher war als in denen von Nicht-Überlebenden: Selen, 53,3 ± 16,2 vs. 40,8 ± 8,1 μg/L, und Selenoprotein P, 3,3 ± 1,3 vs. 2,1 ±0,9 mg/L. Der beobachtete Zusammenhang zwischen dem Sterberisiko und dem Selendefizit deutet einmal mehr auf das Interesse an einer Supplementierung dieses Spurenelements bei COVID-19-Patienten hin. In diesem Sinne führten Heller et al. (2021) eine Studie durch zur Vorhersage der Überlebenschancen von COVID-19-Patienten nach Alter auf einen aus Zink und Selenoprotein P zusammengesetzten Biomarker. Die Ergebnisse zeigten, dass der Zink- und Selenoprotein-P-Status - innerhalb der Referenzbereiche - auf eine hohe Überlebenswahrscheinlichkeit bei COVID-19 hinweisen würde. Daher wurde angenommen, dass die Korrektur eines diagnostisch nachgewiesenen Defizits an Selen (auch Zink) durch eine individuelle Supplementierung die Genesung unterstütze könnte.

E17 Role of Selenium in Viral Infections with a Major Focus on SARS-CoV-2.

Die Rolle von Selen bei Virusinfektionen mit einem besonderen Schwerpunkt auf SARS-CoV-2.

Martinez, S.S.; Huang, Y.; Acuna, L.; Laverde, E.; Trujillo, D.; Barbieri, M.A.; Tamargo, J.; Campa, A.; Baum, M.K.

Int. J. Mol. Sci. 2022, 23, 280. https://doi.org/10.3390/ijms23010280           hier herunterladen

eine 12-wöchige randomisierte, doppelblinde, placebokontrollierte klinische Studie in sechs Gruppen von Personen mit suboptimalem Se-Status oder Plasma-Se-Spiegeln < 110 ng/ml durch, um die Reaktion auf die Grippeimpfung zu beobachten. Nach 10 Wochen Supplementierung wurde allen Teilnehmern die Grippeimpfung verabreicht.

Selen-Supplementierung hatte im Vergleich zu Placebo positive und negative Auswirkungen auf die zelluläre Immunantwort auf den Grippeimpfstoff, die von der Art des Se und der verabreichten Dosis abhängig waren [56].

Eine Se-Hefe-Dosis von 200 µg/Tag zeigte eine erhöhte IL-10-Sekretion und einen geringeren Gehalt an Granzyme B, einer zytotoxische Protease, die die Apoptose von Zielzellen auslöst, innerhalb eines Clusters von Differenzierungszellen 8 (CD8)-Zellen, während 50 µg/Tag Se durch das angereicherte Zwiebelmehl den Granzym-Gehalt und Perforin in CD8-Zellen erhöhte und natürliche Killer-T-Zellen reduzierte. Es wurde festgestellt, dass Selen-Nanopartikel den oxidativen Stress verringern, die Apoptose infizierter Zellen auslösen und die Schädigung von Lungenzellen während einer Influenza-Infektion verringern. Sie zeigten außerdem eine geringe Toxizität und eine erhöhte Arzneimittelaktivität in Mäusen [59] und in vitro-Modellen [60].

Die Integrität der Membranen wird auch durch GPXs aufrechterhalten [41]. Studien haben gezeigt, dass eine unzureichende Se-Aufnahme die GPX und TXNRD-Spiegel beeinflusst, was die zellvermittelte Immunität und die humorale Immunität beeinträchtigt, die mit einer verstärkten Entzündungsreaktion durch die Produktion von ROS und Redox-Kontrollprozessen [40,42]. Die ROS-Produktion erhöht die Expression von proinflammatorischen Zytokinen wie wie Tumor-Nekrose-Faktor-alpha (TNF-) und Interleukin (IL)-6, durch die Hochregulierung der NF-Aktivitäten [42]. Selen wirkt als wichtiges Antioxidans durch die Modulation der ROS-Produktion durch Entzündungssignale, hemmt die Aktivierung der NF-Kaskade und unterdrückt die Produktion von TNF- und IL-6 [43]. Niedrige Se-Spiegel verringern die antioxidative Aktivität und vermindern somit die Neutralisierung freier Radikale [44]. Diese Studien legen nahe, dass Se-Mangel die Immunantwort und die Virusinfektion verändert, indem er den oxidativen Stress erhöht und die Mutationsrate im viralen Genom erhöht, was zu einer Zunahme der Pathogenität und Schädigung für den Wirt, wie bei Influenza- und Coxsackie-Viren berichtet wurde [6]. Covid-19: ….Die meisten Personen, die positiv auf COVID-19 getestet werden, entwickeln leichte oder keine Symptome, während andere ein akutes Atemnotsyndrom (ARDS), Herzversagen, Blutgerinnsel Blutgerinnsel, neurologische Komplikationen und eine verstärkte Entzündungsreaktion [137,139] zeigen. Die SARS-CoV-2-Pathologie wurde mit einer verstärkten Immunreaktion in Verbindung gebracht, die zu einer Freisetzung von Zytokinen und Chemokinen, auch bekannt als Zytokinsturm [140], sowie erhöhte Entzündungsmarker wie D-Dimer und Ferritin führen [141,142]. Diese hyperaktive Entzündungsreaktion kann auch zu schweren Pathologien im Gehirn führen [143]. SARS-CoV-2 kann sich direkt auf das zentrale Nervensystem auswirken und auf verschiedenen Wegen in das Gehirn gelangen [144-147]. Eine durch SARS-CoV-2 geförderte erhöhte systemische Entzündung hat das Potenzial, die Blut-Hirn-Schranke zu stören, und Komorbiditäten, die mit schweren Fällen von COVID-19 einhergehen, können den Angriff von SARS-CoV-2 auf das Gehirn erleichtern [143,148].  

Es wurde festgestellt, dass es eine potenzielle und sich entwickelnde Beziehung zwischen dem Se-Gehalt und COVID-19-Ergebnissen besteht. Zu den vorgeschlagenen Mechanismen, durch die Se auf das SARS-CoV-2-Virus wirken könnte, basieren auf früheren Forschungen zu RNA-Viren und umfassen die Wiederherstellung von GPX und TXNRD und damit die Verringerung des oxidativen Stresses, die Verringerung der durch das Virus ausgelösten Zellapoptose, die Bereitstellung von Se für den antioxidativen Bedarf des Wirts, den Schutz von Endothelzellen und eine verringerte Blutplättchenaggregation Aggregation von Blutplättchen [149,150]. COVID-19 wird mit einem erhöhten Maß an oxidativem Stress und Entzündungen assoziiert, die in die Pathogenese von Lungenerkrankungen involviert sind [151]. GSH bietet der Epithelbarriere in der Lunge Schutz, und es wurde vorgeschlagen, dass eine Verbesserung des GSH-Spiegels eine Strategie wäre, die vor Entzündungen und oxidationsbedingten Schäden in der Lunge schützen könnte [151]. Eine von Mahmoodpoor et al. durchgeführte Studie [152] supplementierte Natriumselenit bei Patienten mit ARDS, das häufig mit schweren Fällen von schweren Fällen von COVID-19 einhergeht, und stellte fest, dass es die antioxidative Fähigkeit der Lunge wiederherstellte, die Entzündungen reduzierte und die Atmungsmechanik verbesserte. Niedrigere Gesamtlymphozyten und CD4+, T-, CD8+ T-, B- und NK-Zellen wurden bei COVID-19-Patienten und solchen mit schweren Fällen im Vergleich zu leichten Fällen von COVID-19 weniger Lymphozytenuntergruppen aufwiesen [153]. Die Funktion und Differenzierung von B- und T-Zellen kann durch den Se-Status beeinflusst werden [154]. Ein Mangel an Se in Mäusen wurde mit einer geringeren T-Zell-Proliferation in Verbindung gebracht, während eine Supplementierung die T-Zellaktivität und -differenzierung [155] verbesserte. Klinische Daten zur Untersuchung von Se und COVID-19 liegen nur spärlich vor; es gibt jedoch einige Berichte aus China und anderen Ländern der Welt aufgetaucht. In China, wo es eine große Bandbreite Se-Gehalt im Boden und damit auch die tägliche Se-Aufnahme variiert, wurde ein linearer Zusammenhang zwischen den gemeldeten Heilungsraten von COVID-19 und den Daten zur Se-Konzentration im Haar nachgewiesen, die aus dem Jahr 2011 und älter stammen [156]. Die gleiche Forschergruppe in China dokumentierte ein höheres Sterberisiko in Städten mit Selenmangel in Nutzpflanzen und Mutterboden im Vergleich zu Städten mit nicht mangelhaften Selenwerten in Pflanzen und Mutterboden [157]. Die Aufnahme von Se variiert weltweit, und China ist bekanntlich eines der Länder mit dem größten Se-Mangel weltweit, mit einer großen Bandbreite von Werten, die von den niedrigsten bis zu den höchsten in der Welt reichen. COVID-19 Sterblichkeitsrate variiert in den verschiedenen Regionen Chinas, was darauf hindeutet, dass der Se-Status mit den COVID-19-Ergebnissen zusammenhängen könnte [156,158].

Bei COVID-19-Patienten kann es auch zu einem Anstieg des oxidativen Stresses und zu einem Anstieg der Se-bezogene Marker kommen und niedrigere Se-Spiegel sind bei diesen Patienten dokumentiert worden. Moghaddam al. [164] beobachteten bei COVID-19-Patienten in Deutschland einen Zusammenhang zwischen Se-Statusmarkern und COVID-19-Ergebnissen von COVID-19-Patienten in Deutschland. Die Konzentrationen von Se und SELENOP im Serum waren bei COVID-19-Patienten im Vergleich zu einer europäischen Referenzpopulation niedriger. Ein Vergleich von Patienten, die überlebten, mit denen, die an COVID-19 starben, zeigte, dass die Verstorbenen einen signifikant größeren Mangel an Serum-Se- und SELENOP-Konzentrationen aufwiesen als die Überlebenden. Darüber hinaus wiesen die Verstorbenen signifikant niedrigere Serum Se, SELENOP-Spiegel und GPX im Vergleich zu den überlebenden Patienten. Eine Studie in Belgien mit einer Stichprobe von Patienten, die mit schwerer COVID-19-Pneumonie ins Krankenhaus eingeliefert wurden beobachtete statistisch niedrigere GSH-Werte und höhere GPX-Werte im Vergleich zu Referenzwerten. Die Ergebnisse legen nahe, dass die Verfügbarkeit von Se zur Resistenz gegen SARS-CoV-2-Infektionen beiträgt. Dies deckt sich mit Studien, die zeigen, dass ein angemessener Se-Status eine angemessene Immunantwort auf eine Virusinfektion aufrechterhält [6,134,136]. Eine Supplementierung mit Natriumselenit wurde zur Prävention von COVID-19-Infektionen und schweren Erkrankungen vorgeschlagen [149,168]. Natriumselenit ist leicht verfügbar, die kurzfristige Toxizität ist gering und kann die Blut-Hirn-Schranke passieren [149]. Diese chemische Form kann Thiolgruppen oxidieren, die sich in der Disulfid-Isomerase des Virusproteins befinden, was die Fähigkeit des Virus beeinträchtigen würde, die Zellmembran zu infiltrieren und eine Infektion auszulösen [168].  Ein allgemeines Merkmal von COVID-19 sind thrombotische Komplikationen, und es wird vermutet, dass eine veränderte Thrombozytenfunktion die Folgeerscheinungen dieser Infektion ist [172]. Auch Natriumselenit hat nachweislich eine antiaggregatorische Wirkung durch die Bildung von Thromboxan A2, einem wichtigen Faktor bei der Aktivierung und Bildung von Blutplättchen, reduziert Aktivierung und Bildung von Blutplättchen ist [173]. Die Wirksamkeit von Natriumselenit bei der Prävention und Behandlung von COVID-19 sollte sofort getestet werden, da die COVID-19-Pandemie weiterhin anhält und die Gesundheit von Menschen weltweit bedroht, so dass schnell zugängliche Behandlungsstrategien gebraucht werden.

5. Ernährung und empfohlene Zufuhr und Supplementierung von Selen

Eine optimale Ernährung ist wichtig für die Regulierung entzündlicher und oxidativer Stressprozesse im Körper [183]. Diese Prozesse sind wichtig für die Aufrechterhaltung des Immunsystems, und frühere Forschungen haben gezeigt, dass der Ernährungszustand den Gesundheitszustand bei Virusinfektionen beeinflusst [13]. Niedrige Zufuhr von Se, Zink, Magnesium, Kupfer, den Vitaminen A, B6, B12, C, D und E sowie Omega-3-Fettsäuren wurden mit schlechteren Ergebnissen bei Virusinfektionen und geringerer Immunität in Verbindung gebracht [188-190] und sollten auch bei der Prävention und Behandlung von COVID-19 in Betracht gezogen werden [191-193]. Um die Funktionen des Immunsystems zu unterstützen, sollten jedoch zumindest die Empfehlungen für den Verzehr von Nährstoffen, die sich auf die Immunität auswirken können, in den Mengen empfohlen werden, die sich an der Referenznährstoffzufuhr oder der empfohlenen Tagesdosis orientieren [187]. Die Aufnahme von Se durch den Menschen kann aufgrund von Unterschieden bei den Nahrungsquellen, der Akkumulation von Se bei Tieren und dem Se-Gehalt des Bodens variieren [8]. Zu den Ländern mit niedrigem Se-Gehalt im Boden gehören Finnland, Neuseeland, das Vereinigte Königreich, Afrika südlich der Sahara und bestimmte Gebiete in China, wo Keshan weit verbreitet ist [194,195]