Influence of the administration of selenium compounds on tissue magnesium concentration in rats

• Autorzy: Musik I , Kielczykowska M. , Hordyjewska A. , Pasternak K.

Warianty tytułu

PL

Wplyw podawania zwiazkow selenu na tkankowe stezenie magnezu u szczurow

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Magnesium and selenium belong to important bioelements. Magnesium is the second most abundant intracellular macroelement, which takes part in the metabolism of carbohydrates, nucleic acids, protein and lipids. Selenium is an essential microelement, whose deficit has been stated in many different pathological states. Much research on safe and effective selenium supplementation has been performed for the last fifty years but the results still remain unsatisfactory. The aim of our study was to investigate the influence of inorganic sodium selenite Na2SeO3 and two selenoorganic compounds synthetized at our chair on magnesium concentration in tissues of adolescent male Wistar rats. Inorganic selenite was administered as a water solution, whereas organic compounds: 4-(o-tolilo)-selenosemikarbazyd of 2-chlorobenzoic acid of a chain structure (ORG-C) and 3-(o-chlorobenzoylamino)-2-(o-tolylimino)-4- -methyl-4-selenazoline of a ring structure (ORG-R) were suspended in emulsion (oil, arabic gum and water). Selenium compounds were given to rats at a dose of 5⋅10–4 mg Se g–1 b.w. once a day for a period of 10 days. The control group was treated with saline. The administration was performed with use of a stomach tube. In comparison to the control group, selenium supplementation caused decrease in magnesium concentration in kidney and lung tissues, but did not cause any changes in the brain and heart muscle. In the liver and spleen it was only ring selenazoline that affected magnesium concentration, increasing it in the liver and decreasing in the spleen. In the femoral muscle it was only the selenosemicarbazide chain that exerted the significant effect causing a decrease in Mg concentration vs the control group. Selenium supplementation influences the tissue magnesium concentrations depending on tissue and structure of the supplement. Irrespective of the administered compound, it lowered magnesium in kidneys and lungs but caused no changes in the brain and heart muscle. In the liver, spleen and femoral muscle, alterations in the magnesium concentration were dependent on the provided supplement.

PL

Magnez i selen należą do biopierwiastków bardzo ważnych dla prawidłowego funkcjonowania organizmu. Magnez jest drugim co do ilości makropierwiastkiem wewnątrzkomórkowym, który odgrywa istotną rolę w metabolizmie węglowodanów, kwasów nukleinowych białek i lipidów. Selen jest niezbędnym mikroelementem, którego deficyt został stwierdzony w różnych stanach patologicznych. Przez ostatnie 50 lat prowadzono rozległe badania nad skuteczną i bezpieczną suplementacją tego pierwiastka, ale uzyskane wyniki nie są do końca satysfakcjonujące. Celem pracy było zbadanie wpływu nieorganicznego selenianu(IV) sodu Na2SeO3 i dwóch organicznych związków selenu o różnej budowie na stężenie magnezu w tkankach młodych samców szczurów rasy Wistar. Nieorganiczny selenian(IV) sodu podawano w postaci wodnego roztworu, natomiast organiczne związki selenu: 4-(o-tolilo)-selenosemikarbazyd kwasu 2-chlorobenzesowego (ORG-C, budowa łańcuchowa) i 3-(2-chlorobenzoiloamino- )-2-(o-toliloimino-)-4-metylo-4-selenazolina (ORG-R, budowa pierścieniowa) w formie emulsji złożonej z oleju, gumy arabskiej i wody. Grupa kontrolna otrzymywała sól fizjologiczną. Związki podawano sondą dożołądkowo w dawce 5⋅10–4 mg Se g–1 m.c. 1 raz dziennie przez okres 10 dni. W porównaniu z grupą kontrolną nieotrzymującą selenu, suplementacja związkami Se wpłynęła na statystyczny spadek stężenia magnezu w tkankach nerki i płuca, natomiast nie spowodowała żadnych zmian w tkance mózgu i mięśnia serca. W tkance wątroby i śledziony jedynie cykliczna selenazolina wpłynęła na stężenie magnezu – w wątrobie zaobserwowano wzrost, a w śledzionie spadek. W tkance mięśnia uda jedynie łańcuchowy selenosemikarbazyd wywarł istotny wpływ, powodując obniżenie stężenia Mg w stosunku do grupy kontrolnej. Suplementacja selenu wpływa na tkankowe stężenie magnezu w sposób zależny od rodzaju tkanki i struktury zastosowanego suplementu. Niezależnie od budowy podawanego związku, zaobserwowano obniżenie stężenia magnezu w tkance nerki i płuca, natomiast nie zauważono żadnych zmian w mózgu i mięśniu serca. W tkankach wątroby, śledziony i mięśnia uda zmiany stężenia magnezu były zależne od rodzaju podawanego związku.

Słowa kluczowe

EN

selenium administration; selenium compound; rat; male; animal tissue; tissue; magnesium concentration; sodium selenite; selenium supplementation

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2010
• Tom: 15
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.539-547,ref.

Twórcy

autor

Musik I

• Medical University in Lublin, Staszica 4, 20-081 Lublin, Poland

autor

Kielczykowska M.

autor

Hordyjewska A.

autor

Pasternak K.

Bibliografia

• Assadi F. 2010. Hypomagnesemia: an evidence-based approach to clinical cases. Iran. J. Kidney Dis., 4: 13-19.
• Barbosa F.T., Barbosa L.T., Juca M.J., Cunha R.M. 2010. Applications of magnesium sulfate in obstetrics and anesthesia. Rev. Bras. Anestesiol., 60: 104-110.
• Burk R.F., Norsworthy B.K., Hill K.E., Motley A.K., Byrne D.W. 2006. Effects of chemical form of selenium on plasma biomarkers in a high-dose human supplementation trial. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev., 15 (4): 804-810.
• Calamari L., Abeni F., Bertin G. 2010. Metabolic and hematological profiles in mature horses supplemented with different selenium sources and doses. J. Anim. Sci., 88: 650-659.
• Combs G.F.Jr. 2005. Current evidence and research needs to support a health claim for selenium and cancer prevention. J. Nutr., 135: 343-347.
• Cui X.R., Takahashi K., Shimamura T., Koyanagi J., Komada F., Saito S. 2008. Preparation of 1,8-Di-O-alkylaloe-emodins and 15-Amino-, 15-Tthiocyano-, and 15-Selenocyanochrysophanol derivatives from Aloe-Emodin and studying their cytotoxic effects. Chem. Pharm. Bull., 56: 497-503.
• Dilsiz N., Olcucu A., Cay M., Naziroglu M., Qobanodlu D. 1999. Protective effects of selenium, vitamin C and vitamin E against oxidative stress of cigarette smoke in rat. Cell Biochem. Funct., 17: 1-7.
• Erdal M., Sahin M., Hasimi A., Uckaya G., Kutlu M., Saglam K. 2008. Trace elements levels in hashimoto thyroiditis patients with subclinical hypothyroidism. Biol. Trace Elem. Res., 123: 1-7.
• Hamed S.A., Abdellah M.M., El-Melegy N. 2004. Blood levels of trace elements, electrolytes, and oxidative stress/antioxidant systems in epileptic patients. J. Pharmacol. Sci., 96: 465-473.
• Hawkes W.C., Richter B.D., Alkan Z., Souza E.C., Derricote M., Mackey B.E., Bonnel E.L. 2008. Response of selenium status indicators to supplementation of healthy North American men with high-selenium yeast. Biol. Trace Elem. Res., 122: 107-121.
• Ingen-Housz-Oro S., Blanchet-Bardon C., Vrillat M., Dubertret L. 2004. Vitamin and trace metal levels in recessive dystrophic epidermolysis bullosa. J. Eur. Acad. Dermatol. Venereol., 18: 649-653.
• Ivancic J.Jr., Weiss W.P. 2001. Effect of dietary sulfur and selenium concentrations on selenium balance of lactating holstein cows. J. Dairy Sci., 84: 225-232.
• Jimenez A., Planells E., Aranda P., Llopis J., Sanchez-Vinas M. 1997. Changes in bioavailability and tissue distribution of selenium caused by magnesium deficiency in rats. J. Am. Coll. Nutr., 16: 175-180.
• Jun-ying Y., Cun-Shuan X. 2009. Antitumor effects of a selenium hetoropoly complex in K562 cells. Pharmacol. Rep., 61: 288-295.
• Kamal M., Salem M., Kholousi N., Ashmawy K. 2009. Evaluation of trace elements and malondialdehyde levels in type II diabetes mellitus. Diabetes Metab. Syndr., 3: 214-218.
• Matej-Butrym A., Schabowski J. 2008. Znaczenie składników mineralnych w cukrzycy. [The significance of minerals in diabetes]. Fam. Med. Prim. Care Rev., 10: 212-217. (in Polish)
• Musik I., Pasternak K., Kiełczykowska M. 2002a. Wpływ organicznych związków selenu na stężenie magnezu w wybranych tkankach oraz wskaźniki krwi myszy. [The effect of organic selenium compounds on the magnesium concentration in the chosen tissues and blood indicators in mice]. Biul. Magnezol., 7: 316-323. (in Polish)
• Musik I., Kozioł-Montewka M., Toś-Luty S., Donica H., Pasternak K., Wawrzycki S. 2002b. Comparison of selenium distribution in mice organs after the supplementation with inorganic and organic selenium compound selenosemicarbazide. Ann. UMCS, Med., 57: 15-21.
• Musik I., Kiełczykowska M., Hordyjewska A., Pasternak K. 2009. Influence of different forms of selenium supplementation on superoxide dismutase activity and total antioxidant status in rats. Ann. UMCS, Pharm, 22: 95-101.
• Noel L., Guerin T., Kolf-Clauw M. 2004. Subchronic dietary exposure of rats to cadmium alters the metabolism of metals essential to bone health. Food Chem. Toxicol., 42: 1203-1210.
• Osada H., Watanabe Y., Nishimura Y., Yukawa M., Seki K., Sekiya S. 2002. Profile of trace element concentrations in the feto-placental unit in relation to fetal growth. Acta Obstet. Gynecol. Scand., 81: 931-937.
• Rayman M.P. 2000. The importance of selenium to human health. Lancet, 356: 233-241.
• Rezanka T., Sigler K. 2008. Biologically active compounds of semi-metals. Phytochemistry, 69: 585-606.
• Sakly R., Chaouch A., El Hani A., Najjar M.-F. 2003. Effects of intraperitoneally administered vitamin E and selenium on calcium oxalate renal stone formation: experimental study in rat. Ann. Urol. (Paris), 37: 47-50.
• Selamoglu Talas Z., Yilmaz I., Ozdemir I., Ates B., Gok Y., Cetinkaya B. 2009. Role of synthesized organoselenium compounds on protection of rat erythrocytes from DMBA-induced oxidative stress. Biol. Trace Elem. Res., 128: 167-175.
• Shoback D. 2008. Clinical practice. Hypoparathyroidism. N. Engl. J. Med., 359: 391-403.
• Shukla S., Singh V., Joshi D. 2007. Modulation of toxic effects of organic mercury by different antioxidants. Toxicol. Int., 14: 67-71.
• Simunek T., Sterba M., Holeckova M., Kaplanova J., Klimtova I., Adamcova M., Gersl V., Hrdina R. 2005. Myocardial content of selected elements in experimental anthracycline-induced cardiomyopathy in rabbits. Bio Metals, 18: 163-169.
• Skelton J.A., Havens P.L., Werlin S.L. 2006. Nutrient deficiencies in tube-fed children. Clin. Pediatr. (Phila), 45: 37-41.
• Telci L., Esen F., Akcora D., Erden T., Canbolat A.T., Akpir K. 2002. Evaluation of effects of magnesium sulphate in reducing intraoperative anaesthetic requirements. Br. J. Anaesth., 89: 594-598.
• Uezono Y., Toyohira Y., Yanagihara N., Wada A., Taniyama K. 2006. Inhibition by selenium compounds of catecholamine secretion due to inhibition of Ca2+ influx in cultured bovine adrenal chromaffin cells. J. Pharmacol. Sci., 101: 223-229.
• Xia R., Ganther H.E., Egge A., Abramson J.J. 2004. Selenium compounds modulate the calcium release channel/ryanodine receptor of rabbit skeletal muscle by oxidizing functional thiols. Biochem. Pharmacol., 67: 2071-2079.
• Yur F., Dede S., Deger Y., Kilicalp D. 2008. Effects of vitamin E and selenium on serum trace and major elements in horses. Biol. Trace Elem. Res., 125: 223-228.
• Zachara B.A., Włodarczyk Z., Masztalerz M., Adamowicz A., Gromadzinska J., Wąsowicz W. 2004. Selenium concentration and glutathione peroxidase activities in blood of patients before and after allogenic kidney transplantation. Biol. Trace Elem. Res., 97: 1-13.