PDF

Rocz Panstw Zakl Hig 2016, 67(3): 253-262

Bio-transformation of selenium in Se-enriched bacterial strains of Lactobacillus casei.
[Bio-transformation of selenium in Se-enriched bacterial strains of Lactobacillus casei.]

E. Kurek, A. Ruszczyńska, M. Wojciechowski, A. Łuciuk, M. Michalska-Kacymirow, E. Bulska

ABSTRACT
Background. Selenium is an element of very great importance for the proper functioning of the human body, mainly due to its antioxidant properties. Selenium exhibits a preventive effect in the case of cardiovascular disease, the immune system, male infertility and inhibits the toxic action of other agents. Selenium is important for Hashimoto’s disease. Intake of selenium in the diet slows the aging process. The biological and toxicological effects of selenium strongly depend on its chemical form. Some organisms for example: plant, yeast, are capable of metabolizing low bioavailable selenium compounds (inorganic selenium) into its high bioavailable forms (organic selenium).
Objective. The aim of this study was to investigate the bio-transformation of selenium by Lactobacillus bacteria towards the characterisation of selenium metabolites.
Material and Methods. The speciation of selenium was evaluated by high performance liquid chromatography with inductively coupled plasma mass spectrometry detector. The extraction of selenium species from lyophilized bacteria was executed with water, the mixture of lipase and protease, as well as lisozyme and sodium dodecyl sulphate.
Results. All investigated bacteria strains cultivated in the presence of Na2SeO3 effectively uptake selenium. Surprisingly, none of the applied extraction media exhibited a strong power to release the majority of the uptaken selenium compounds. Thus a maximum of 10% of the selenium was extracted from bacteria exposed to the enzymes. However, it was found that Lactobacillus bacteria are able to metabolize inorganic ions of selenium (IV) into Se-methionine, Se-methyloselenocysteine and other unidentified forms.
Conclusions. The study confirmed the ability of probiotic bacteria to biotransform inorganic selenium into its organic derivatives. Therefore, Se-enriched bacteria can be considered as an addition to the functional food.

STRESZCZENIE
Wprowadzenie. Selen jest pierwiastkiem o bardzo dużym znaczeniu dla prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka, głównie ze względu na swoje właściwości antyoksydacyjne. Selen odgrywa ważną rolę w profilaktyce chorób układu sercowo-naczyniowego, układu immunologicznego, niepłodności, a także chroni przed szkodliwym działaniem substancji toksycznych. Selen jest istotny dla przebiegu choroby Hashimoto. Jego obecność w diecie wpływa na spowalnianie procesów starzenia się. Biologiczne i toksykologiczne efekty działania selenu w znacznym stopniu zależą od jego postaci chemicznej. Niektóre organizmy, na przykład rośliny i drożdże, mają zdolność metabolizowania słabo przyswajalnych form selenu (nieorganiczny selen) do jego łatwo przyswajalnych związków (selen organiczny).
Cel. Celem niniejszych badań było poznanie procesów biotransformacji selenu przez bakterie Lactobacillus pod kątem identyfikacji form chemicznych selenu.
Materiały i metody. Badania specjacji selenu przeprowadzono z wykorzystaniem metody wysokosprawnej chromatografii cieczowej połączonej ze spektrometrią mas z plazmą indukcyjnie sprzężoną. Do ekstrakcji form chemicznych selenu z liofilizowanych bakterii użyto wody, mieszaniny lipazy i proteazy, a także lizozymu oraz SDS-u.
Wyniki. Wszystkie badane szczepy bakterii, hodowane w obecności Na2SeO3, efektywnie pobierały selen. Żaden z zastosowanych ekstrahentów nie uwolnił jednak całego związanego w bakteriach selenu. Maksymalnie udało się wyekstrahować 10% pobranego przez bakterie selenu, przy zastosowaniu enzymów. Niemniej jednak, okazało się, że bakterie z rodzaju Lactobacillus są zdolne do metabolizowania nieorganicznych jonów selenu (IV) do Se-metioniny, Se-metyloselenocysteiny oraz niezidentyfikowanych form selenu.
Wnioski. Badania potwierdziły zdolność bakterii probiotycznych do biotransformacji nieorganicznych form selenu do jego organicznych metabolitów. W związku z tym, wzbogacone w selen bakterie mogą być używane, jako dodatek do żywności funkcjonalnej.  

Downloads: 1499