Selenio en la salud ósea

Los huesos juegan múltiples roles en el cuerpo, incluyendo un ambiente para generar células sanguíneas, protección de órganos  vitales y depósito de minerales. La osteoporosis se caracteriza por baja masa ósea y una disrupción de la microarquitectura ósea, es la enfermedad ósea más común en los humanos.  Varias estrategias preventivas, primarias y secundarias, para la osteoporosis  han sido recomendadas, incluyendo drogas, dietas y modificaciones del estilo de vida. Entre los elementos de la dieta, la mayoría de estudios se han enfocado en la suplementación de calcio y vitamina D que proporcionan tratamiento anti-resortivo para cada adulto en riesgo.

   El  selenio (Se) es un mineral traza y un componente indispensable de varias enzimas y proteínas. La selenoproteína es sintetizada a partir de selenocisteína, un residuo aminoácido esencial para síntesis de ADN, la cual protege a las células del daño y la infección y está involucrada en la reproducción y metabolismo de hormonas tiroideas. La inadecuada ingesta de selenio puede resultar en pacientes con enfermedad intestinal o enfermedad renal crónica. El selenio es importante para el desarrollo del esqueleto. Varios estudios preclínicos y clínicos han investigado los efectos del selenio en la salud ósea, aunque los resultados son controversiales. 

   El selenio fue descubierto en 1817 por J Berzelius y J Ghan. El selenio pertenece a la familia  de calcogenos, incluyendo oxígeno, sulfuro, telerium y polonio. El selenio desarrolla sus funciones fisiológicas principalmente como constituyente de selenoproteínas. Las  fuentes para captación de selenio a partir de la dieta incluyen formas inorgánicas como selenato y selenita y formas orgánicas como selenocisteína (Sec) y selenometionina (SeMet). Cada una de estas formas puede ser metabolizada a selenide, el cual es un intermediario en la síntesis de selenocisteína. La biosíntesis de selenocisteína es única y requiere su propio tARN llamado selenocisteína tARN.

   En total, 24 selenoproteínas han sido identificadas en ratones y aproximadamente 25 genes que codifican selenoproteínas han sido identificados en humanos. El hígado produce y disuelve SELENOP (SePP), el cual actúa como transportador primario de Se a los tejidos periféricos. Las concentraciones de SELENOP en suero o plasma son parámetro diagnóstico valioso para la deficiencia de selenio. El selenio es un microelemento que raras veces ocurre en su forma elemental en la naturaleza. Los humanos pueden absorber compuestos orgánicos mejor que los compuestos  inorgánicos. Las formas orgánicas de selenio ocurren principalmente en plantas y alimentos animales. Una pequeña cantidad de selenio es necesaria para la homeostasis celular  debido a sus actividades antioxidantes, mientras los niveles supra nutricionales de selenio actúan como pro-oxidantes in vivo. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), la ingesta diaria recomendada de selenio para adultos es de 55 μg/día. La concentración óptima de selenio en plasma sugerida es de 90-120 g/l, la cual es suficiente para saturar a las selenoproteínas en la sangre. Los pacientes afectados con bajos niveles de selenio sufren cardiomiopatía congestiva y edema pulmonar. 

   La deficiencia de selenio está asociada con baja masa muscular en ratas machos y osteoartropatía, pues se afecta adversamente la biosíntesis de varias selenoproteínas antioxidantes que  afectan el metabolismo óseo. La mayoría de genes relacionados con selenoproteínas y al menos nueve genes relacionados con la biosíntesis de selenoproteínas han sido identificados en osteoblastos y osteoclastos. El adecuado consumo de selenio parece ser importante para la proliferación y diferenciación  de osteoblastos y osteoclastos, principalmente vía regulación de ROS. Los estudios demuestran que las quinasas reguladas por señal extracelular, ERK1/2, median los efectos inhibidores del peróxido de hidrógeno sobre la diferenciación  de osteoblastos. El tratamiento con selenio protege las células del estroma de la médula ósea de la supresión de la diferenciación de osteoblastos inducida por  peróxido de hidrógeno,  inhibiendo el estrés oxidativo y la activación de ERK. Un sistema crucial para el transporte intracelular de selenio es el complejo LRP8/Apo ER2 que incrementa en la deficiencia crónica de selenio. Como se ha observado en estudios preclínicos, la deficiencia de selenio potencialmente puede causar daño óseo, aunque los resultados son contradictorios.  Algunos estudios han documentado  que los niveles de triglicéridos y lipoproteínas de baja densidad colesterol se correlacionan  negativamente con el contenido de selenio en mujeres postmenopáusicas. Estudios recientes demuestran una correlación positiva entre niveles de selenio  y densidad mineral ósea. 

   En el ambiente, el selenio está presente en varios estados de oxidación (2,0, 4+ y 6+) que son citotóxicos. De acuerdo con su alta toxicidad (Se4+) selenita es reducida a selenio elemental (Se0) por ciclos biogeoquímicos. Por tanto, una alta dosis de selenio es peligrosa para los humanos y el margen seguridad-toxicidad es estrecho. Las nanopartículas de selenio son potenciales candidatos con baja toxicidad que pueden ser usadas en varios problemas relacionados con selenio inorgánico y orgánico, como regeneración de ROS y baja actividad redox. Las nanopartículas de selenio pueden ser sintetizadas químicamente, físicamente o biológicamente usando microorganismos o extractos de plantas, un proceso conocido como síntesis verde. Las nanopartículas de selenio son menos tóxicas que el selenio orgánico o inorgánico. La baja hepatotocidad y nefrotoxicidad de estas nanopartículas de selenio ha sido demostrada en estudios 

   En conclusión, los efectos del selenio en la salud humana son numerosos y complejos. El selenio puede ser usado como un adyuvante para el tratamiento de osteoporosis y algunos estudios han demostrado que el selenio ejerce efectos protectores cardiovasculares y efectos anti-osteopororosis. La mayoría de estudios observacionales reportan que el nivel de selenio se correlaciona positivamente con la salud ósea, incrementa la densidad mineral ósea o reduce el riesgo de fracturas por osteoporosis. Las nanopartículas verdes de selenio son producidas usando microbios naturales, los cuales pueden ser óptimos para el uso humano.

Fuente: Yang T et al (2022. The effects of selenium on bone health: from element to therapeutics. Molecules 27:392.