Définition / Introduction
Le sélénium (symbole chimique Se, numéro atomique 34) est un élément trace essentiel au bon fonctionnement de l’organisme. Il appartient à la famille de l’oxygène qui comprend également le souffre. Découvert en 1817 par le chimiste suédois Jöns Jacob Berzelius, le sélénium a longtemps été considéré comme un toxique majeur. La découverte d’enzymes séléniés et de la maladie de Keshan en ont fait un élément trace essentiel dans la seconde moitié du 20è siècle. Il joue un rôle crucial dans de nombreux processus biologiques du fait de ces propriétés électroniques particulières. Même si son mécanisme d’action n’est pas complétement élucidé, le rôle du sélénium est principalement associé à celui des enzymes et protéines séléniés. A ce titre, il est un élément trace essentiel antioxydant. Les enzymes séléniés interviennent dans la défense antioxydante en particulier extracellulaire, le contrôle du potentiel redox cellulaire ; et dans le métabolisme des hormones thyroïdiennes. Cependant la marge entre l’essentialité et la toxicité est faible. Contrairement à la plupart des autres éléments traces essentiels, le sélénium est intégré dans les sélénoprotéines et sélénoenzymes sous forme de sélénocystéine (21è acide aminé) par un mécanisme unique et complexe.
Source
Le sélénium est présent dans le sol et est absorbé par les plantes, qui le transforment en formes organiques comme la sélénométhionine et dans le règne animal il est présent sous forme de selenocystéine et sélénométhionine, notamment chez les mammifères et les animaux marins. Ces formes sont assimilables par l’homme. Les sources alimentaires varient en fonction de la teneur en sélénium du sol.
Les principales sources sont :
- Noix du Brésil : La prise d’une seule noix couvre en général les besoins quotidiens, bien que sa concentration en sélénium varie en fonction de la nature des sols (5–72 μg/g de poids sec).
- Poissons et fruits de mer : Le thon, le hareng, les crevettes et les huîtres sont riches en sélénium.
- Viandes et abats : Le foie, les rognons et la viande rouge en contiennent des quantités significatives.
- Œufs : Particulièrement le jaune d’œuf peut être une source intéressante.
- Céréales et graines : Les concentrations dans le blé, le riz et les graines de tournesol varient selon la teneur en sélénium du sol.
- Légumes : L’ail, les champignons et les brocolis peuvent en contenir, mais en moindre quantité.
- Produits laitiers : Le lait et le fromage.
La teneur en sélénium des aliments (animaux, plantes) dépend fortement de la géochimie des sols. Par exemple, certains sols en Amérique du Sud (notamment au en Amazonie) ou les grandes plaines aux USA sont riches en sélénium. En Chine il existe des régions avec des sols très pauvres et très riches. Les sols en Europe sont plutôt pauvres voire particulièrement pauvres en ce qui concerne l’Europe du Nord (cf. illustrations). Néanmoins, l’élément trace sélénium étant vital chez les mammifères, il existe une adaptation et les carences mortelles sont rares.
Depuis plusieurs décennies, plusieurs méthodes de fortification de l’alimentation (œufs enrichis via l’alimentation des poules) ou des sols (Finlande, Keshan) ont été déployées en utilisant diverses formes chimiques du sélénium.
Apport
Les besoins en sélénium varient selon l’âge, le sexe et l’état physiologique. Due à la variabilité des données disponibles l’European Food Safety Authority (EFSA) a établi un Apport Satisfaisant (AS) pour le sélénium en 2014. L’EFSA a également établie une Limite Supérieure de Sécurité (LSS) pour le sélénium en 2023.
En France, l’Agence nationale de sécurité sanitaire (ANSES) a également établi des références nutritionnelles pour le sélénium dans son avis de 2021. Les valeurs pour l’Apport Satisfaisant sont identiques à ceux de l’EFSA alors que les Limites Supérieures de Sécurité (LSS) sont légèrement différentes (Anses, 2021).
Tableau. Références nutritionnelles pour le sélénium.**
| Age |
AS (µg/jour) |
LSS (µg/jour) |
|
EFSA/Anses |
EFSA |
Anses |
| 0 – 6 mois |
12.5* |
– |
– |
| 7 – 11 mois |
15 |
55 |
– |
| 1 – 3 ans |
15 |
70 |
60 |
| 4 – 6 ans |
20 |
95 |
90 |
| 7 – 10 ans |
35 |
130 |
130 |
| 11 – 14 ans |
55 |
180 |
200 |
| 15 – 17 ans |
70 |
230 |
250 |
| >18 ans |
70 |
255 |
300 |
| Femmes enceintes |
70 |
255 |
300 |
| Femmes allaitantes |
85 |
255 |
300 |
*L’EFSA n’a pas établie une valeur pour les nourrissons de 0-6 mois.
**Ces valeurs peuvent varier selon les pays et les recommandations locales.
Rôle
Le sélénium est un composant essentiel de plusieurs protéines, appelées sélénoprotéines, qui jouent des rôles clés dans des réactions d’oxydoréduction de l’organisme. Les sélénoprotéines sont au nombre de 25 chez l’Homme. Contrairement aux autres éléments traces essentiels, le sélénium est présent sous forme du 21è acide aminé, la sélénocystéine, qui est essentielle à leur fonction. Le rôle précis des 25 sélénoprotéines est encore en cours d’investigations, même si certaines comme les glutathion peroxydases, les thioredoxine réductases et les iodothyronine désiodases sont les plus caractérisées.
Le sélénium, par le biais des sélénoprotéines, est impliqué dans plusieurs fonctions de l’organisme :
- Antioxydant:
- Le sélénium est un cofacteur des glutathion peroxydases, des enzymes qui neutralisent les radicaux libres et protège les cellules contre le stress oxydatif. Les thiorédoxine réductases ont également un rôle de détoxification des radicaux libres.
- Fonction thyroïdienne:
- Le sélénium est nécessaire à l’activité des iodothyronine désiodases, des enzymes qui notamment convertissent la thyroxine (T4) en sa forme active, la triiodothyronine (T3).
- Il protège également la glande thyroïde contre les dommages oxydatifs.
- Système immunitaire:
- Le sélénium stimule la production de globules blancs et améliore la réponse immunitaire.
- Il module l’inflammation et peut réduire le risque d’infections.
- Reproduction:
- Chez l’homme, le sélénium est essentiel à la spermatogenèse et à la mobilité des spermatozoïdes.
- Chez la femme, une déficience en sélénium pourrait entrainer des complications lors de la grossesse et chez le fœtus (complications neurologiques, faible poids de naissance).
- Fonction cérébrale
- Le cerveau est un organe dont les concentrations en sélénoprotéines sont préservées en cas de carence. Les sélénoprotéines ont des effets neuroprotecteurs, interviennent dans la neurogène, modulent la neuroinflammation et la plasticité synaptique.
- Protection contre les intoxications par métaux lourds
- Le sélénium pourrait diminuer la toxicité de l’As, du Cd, du Hg, du Pb.
- Protection contre les maladies chroniques:
- Des études suggèrent que le sélénium à doses nutritionnelles pourrait réduire le risque de certains cancers (comme le cancer de la prostate) et de maladies cardiovasculaires. A l’inverse, des doses élevées ont un effet délétère sur ces mêmes maladies.
Les maladies génétiques liées au sélénium et aux sélénoprotéines sont souvent associées à des troubles neurologiques, musculaires, thyroïdiens et métaboliques. Bien que rares, ces maladies mettent en lumière l’importance du sélénium dans le maintien de la santé humaine. Le diagnostic précoce et une prise en charge adaptée (supplémentation en sélénium, hormonothérapie, etc.) peuvent améliorer la qualité de vie des patients.
Métabolisme
Le métabolisme du sélénium est complexe et implique plusieurs étapes : absorption, transport, utilisation et excrétion.
Absorption
- Le sélénium est absorbé dans l’intestin grêle sous forme de sélénite, sélénate, sélénocystéine ou sélénométhionine.
- L’absorption est efficace, avec un taux d’absorption variant de 50 à 80 %.
- La présence d’autres nutriments, comme la vitamine C et la vitamine E, peut améliorer son absorption.
Transport
- Une fois absorbé, le sélénium est transporté dans le sang veineux porte vers le foie, principalement lié à des protéines plasmatiques comme l’albumine, la glutathion peroxydase 3 plasmatique et la sélénoprotéine P.
- Il est ensuite distribué aux tissus, en particulier au foie, aux reins, à la thyroïde et aux muscles.
- La sélénoprotéine P (SELENOP) est une protéine plasmatique principalement produite par le foie qui sert de transporteur de sélénium dans le sang. En effet, elle contient plusieurs atomes de sélénium par molécule. Sa mesure et celle du sélénium total dans le sérum ou le plasma et éventuellement dans le sang total sont souvent employés pour déterminer le statut en sélénium de l’organisme.
Utilisation
- Le sélénium, sous forme de sélénocystéine, est incorporé dans des sélénoprotéines, qui jouent des rôles clés dans l’organisme. Il semblerait que ce soit la principale forme biologiquement active du sélénium.
- L’excès de sélénium est excrété principalement dans l’urine (et l’haleine en cas d’intoxication). Dans les urines, on retrouve principalement des formes hydrosolubles (sélénates, sélénites, méthylséléniures, sélénosucres). Dans l’haleine, on retrouve principalement des composés volatils méthylés comme le diméthylsélénure, pour une élimination rapide et limiter la toxicité en cas d’apport trop important.
Carence
La carence en sélénium est rare dans les pays où les sols sont riches en sélénium, mais elle peut survenir dans les régions où les sols en sont pauvres (comme certaines parties de la Chine, de la Russie et de l’Europe). La carence en sélénium isolée est en générale peu pathogène. Associée à d’autres facteurs tels qu’infections virales, carence en iode, mycotoxines, matières organiques dans l’eau de boisson, elle conduit à des symptômes qui incluent :
- Faiblesse musculaire et fatigue.
- Troubles thyroïdiens : hypothyroïdie, goitre.
- Baisse de l’immunité : susceptibilité accrue aux infections.
- Problèmes de fertilité : baisse de la qualité du sperme chez l’homme.
- Maladie de Keshan : cardiomyopathie endémique observée en Chine, liée à une carence sévère en sélénium associée à une infection virale à coxsackie.
- Maladie de Kashin-Beck : maladie ostéoarticulaire invalidante et douloureuse pour laquelle la carence en sélénium est un des facteurs de risque identifiés.
Les populations à risque incluent :
- Les personnes vivant dans des régions à faible teneur en sélénium.
- Les patients souffrant de malabsorption intestinale (maladie de Crohn, syndrome de l’intestin irritable).
- Les personnes sous nutrition parentérale prolongée non supplémentée.
- Les personnes ayant subi une chirurgie bariatrique.
- Les patients cirrhotiques.
Une alimentation végane non supplémentée en sélénium.
Toxicité
Le mécanisme de l toxicité du sélénium, appelée sélénose, reste non complètement élucidé. L’oxydation des groupements thiols (-SH) générant un stress oxydant et le remplacement des groupements –SH des déshydrogénases par des groupements SeH inhibant l’action de ces enzymes sont les plus documentés.
Intoxication chronique
Elle peut survenir en cas de surdosage chronique (apports supérieurs à 400 µg/jour). Les symptômes incluent :
- Symptômes dermatologiques : perte de cheveux, ongles cassants, éruptions cutanées.
- Troubles gastro-intestinaux : nausées, diarrhée, vomissements.
- Symptômes neurologiques : irritabilité, fatigue, neuropathie périphérique.
- Douleurs articulaires
- Odeur d’ail dans l’haleine : due à l’excrétion de composés volatils du sélénium.
- Diabète : des apports élevés réguliers pourraient favoriser l’apparition de diabète de type 2 (niveau de preuve modéré).
La toxicité est rare et survient généralement en cas de supplémentation excessive ou de consommation excessive de noix du Brésil.
Intoxication aigue
Les symptômes décrits lors d’intoxication aiguë, suite à une consommation orale ou par inhalation sont variables et plus ou moins sévères, pouvant aller jusqu’au décès.
- des symptômes gastro-intestinaux atypiques,
- des symptômes neurologiques,
- une hypotension et une tachycardie avec des anomalies de l’électrocardiogramme,
- des symptômes pulmonaires,
Médecine du travail
Les principales applications industrielles du sélénium et de ses composés sont :
- l’industrie électrique et électronique,
- la métallurgie,
- la fabrication de pigments dans le verre, les céramiques, les peintures et vernis,
- l’industrie du caoutchouc ,
- industrie des lubrifiants. –
Les affections professionnelles résultant de l’exposition au sélénium et à ses dérivés minéraux sont une irritation des voies aériennes pouvant entrainer un œdème pulmonaire, de la peau, des muqueuses et des yeux. La toxicité et les valeurs limites d’exposition professionnelles dans l’air du lieu de travail dépendent de la nature du composé sélénié.
Lors des visites périodiques, un examen pulmonaire, de la peau, des phanères et des muqueuses sera réalisé. L’examen clinique peut être complété par un dosage de sélénium urinaire.
Supplémentation
Compte tenu de la marge étroite entre essentialité et toxicité, la supplémentation en sélénium doit être argumentée, notamment chez les enfants et adolescents et les femmes enceintes.
Les composés séléniés autorisés en Europe (EFSA 2023) sont des formes organiques (L-sélénométhionine ou levure enrichie) ou des formes inorganiques (sélénite de sodium Na2O3Se, acide sélénieux H2SeO3, hydrogénosélénite de sodium HNaO3Se, séléniate de sodium Na2O4Se).
La toxicité de ces composés est différente. Les formes organiques ont une meilleure tolérance et biodisponiblité que les formes inorganiques.
Marqueurs biologiques et Statut
Différents marqueurs biologiques sont utilisables pour déterminer le statut en sélénium, tels que les concentrations de sélénium dans le sang (érythrocytes, plasma ou sérum et plaquettes), les urines, les cheveux et les ongles ou les activités des GPx dans le plasma, plaquettes et sang entier ou la concentration de selenoprotein P dans le plasma.
Le marqueur le plus utilisé est la détermination dans le sérum ou le plasma.
Conclusion
Le sélénium est un oligo-élément essentiel qui joue un rôle clé dans la protection antioxydante, la fonction thyroïdienne, la prévention des maladies cardio-vasculaires, l’inflammation chronique et la santé immunitaire. Une alimentation équilibrée suffit généralement à couvrir les besoins en sélénium, mais une attention particulière doit être portée dans les régions où les sols sont pauvres en cet élément. Comme pour tout nutriment, un équilibre est essentiel pour éviter à la fois les carences et les excès. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre son rôle dans la prévention des maladies chroniques.
