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硒(Selenium,Se)是人体所需必需微量营养元素,我国约有1亿人口因膳食硒的摄入不足,造成人体低硒状态。水稻是我国主要粮食作物,大米中硒是人体摄入硒的主要来源之一。而硒生物效应具有双重性,硒在人体内从有益(硒摄入量50μg/d)到有害(400μg/d)的安全范围较窄。因此,准确评估大米中硒通过口腔摄入对人体健康的潜在效应对制定科学补硒策略尤为重要。在人体膳食硒摄入评估方面,常常采用硒总量法,但是往往不能反映硒在人体的真实状况。硒生物有效性是人体健康风险评估的重要因子,但有关大米中硒对人体的生物有效性的研究尚不完善。因此,本文拟通过分析我国富硒大米中硒含量及形态,并建立动物模型对富硒大米硒有效性进行研究,为居民科学补硒以及富硒农业可持续发展提供一定的科学参考。本研究采用SD大鼠作为动物模型,通过筛选适合评价硒相对生物有效性的生物靶器官,建立基于大鼠动物模型的富硒大米中硒相对生物有效性评价方法;并以我国市场上的富硒大米为研究材料,采用ICP-MS技术、HPLC-ICP-MS技术等方法,分析大米中硒含量及硒形态;采用基于大鼠动物模型的大米中硒生物有效性评价方法,评价我国不同地区大米中硒的生物有效性,并阐明大米硒含量及形态与大米中硒生物有效性的关系。最后结合居民每日大米消费量,大米中硒的人体生物有效性,评估我国大米中硒对人体摄入硒的贡献。主要结果如下:1、采用SD大鼠作为为模式动物对其硒生物靶器官进行筛选。研究中通过饲喂不同浓度含亚硒酸钠(Selenite,Se(IV))的饲料,测定大鼠的肝脏、肾脏、血清的硒含量以及尿液总硒量,建立硒-靶器官剂量效应曲线,摄入剂量与靶器官中的硒含量呈现出较强的相关性(R2=0.75~0.87),其中以尿液为靶器官时相关性最高(R2=0.87),其次为肝脏+肾脏符合靶器官(R2=0.86),因此,推荐尿液作为靶器官(生物标记物)用于评价硒相对生物有效性,暴露时间选择7 d。2、采用大鼠尿液作为生物靶器官,评估富硒大米中相对硒生物有效性。结果显示,16个供试富硒大米样品的硒相对生物有效性为41.71~102.29%。不同大米的硒生物有效性之间相差约2.5倍。通过分析大米硒含量、硒形态与硒相对生物有效性的关系发现,大米中硒生物有效性与大米中硒含量无显著相关性(p>0.05);与大米中Se Met比例呈现显著正相关性(p<0.05,R2=0.433)。由此可见,不同大米硒生物有效性的差异主要受到硒形态的影响。大米硒生物有效性与其硒含量无显著线性相关性。因此,为了准确反映大米中硒在人体的实际吸收营养状况,评估大米中硒生物有效性尤为重要。3、采集我国市场富硒大米进行硒含量及形态分析,结果显示,我国各地区富硒大米平均硒含量为0.116±0.114 mg/kg,范围为0.061±0.045~0.154±0.153 mg/kg,其中东北地区最低,华中地区最高。其中低于国家富硒大米标准含量(0.04~0.3 mg/kg)的富硒大米占总样本54.6%,高于0.3 mg/kg占总样本10.7%。采用HPLC-ICP-MS分析大米中硒形态,发现富硒大米中硒的形态以硒代蛋氨酸(Selenomethionine,Se Met)为主,占总硒的66.7~96.5%,其次为硒酸根(Se(VI)),占总硒的3.9~24.1%,硒代胱氨酸(Selenocysteine,Se Cys2)占总硒的2.9~16.4%。可见,我国市场上富硒大米硒含量和硒形态之间存在较大差异。4、分别基于硒总量法和硒生物有效性法对大米中硒的膳食摄入进行分析,结果表明,基于总量法计算的硒摄入量为:华北8.42~23.99?g/d,东北4.43~12.61?g/d,华东9.58~27.30?g/d,华中:11.18~31.85?g/d,华南9.00~25.64?g/d,西南7.99~22.75?g/d,西北4.65~13.24?g/d;基于生物有效性方法计算的硒摄入量为:华北5.28~15.03?g/d,东北2.77~7.61?g/d,华东6.00~17.10?g/d,华中:7.00~19.95?g/d,华南5.64~16.07?g/d,西南5.00~14.25?g/d,西北2.91~8.29?g/d;各地区人群食用富硒大米的硒摄入量均未达到推荐摄入量,基于生物有效性方法评估的硒摄入量偏低。以硒推荐摄入量RNI和可耐受最高摄入量UL为指标,用目标风险THQ评估人群食用富硒大米的硒摄入风险,发现人群食用富硒大米所摄入的硒未达到可耐受的最高摄入量(THQ<1)。以置信区间为95%的我国富硒大米中硒相对生物有效性值(62.65%),估计达到各年龄阶段人群推荐摄入量RNI和可耐受最高摄入量UL,结果显示,不同性别年龄段的居民所需要摄入的富硒大米的硒含量不同。其中2~70岁男性和女性达到RNI需要摄入富硒大米中硒含量分别为0.46~0.64 mg/kg和0.49~0.75 mg/kg;低于UL则摄入富硒大米中硒含量小于2.02~4.24 mg/kg(男性)和2.02~4.99 mg/kg(女性)。由此可见,我国富硒大米硒含量的国家标准和部分地方标准可能存在偏低的问题,人群食用富硒大米可能硒摄入不足,该结论为深入了解和掌握我国富硒大米中硒膳食营养以及合理制定富硒大米硒标准提供科学依据。