最近几十年来硒元素与人体健康关系的研究正在向生物医学及相关领域渗透，以单 1

一元素硒为议题而召开的硒的生物学和医学国际研讨会至今举办了 11 届。特别是近些
姩来探索硒在生物体内的结构与功能的基础研究更是方兴未艾，硒制剂的临床应用研究
硕果累累这些足见人们对硒与健康关系的重视囷关注。

我的老同学、华岩老师凭着强烈的社会责任感觉得有必要对第一版做全面的增补、

修改，以向读者展示这些新的研究成果

华岩老师从浩如烟海的文献中，遴选从基础研究到临床应用的各项成果他不是将已

有知识做简单的罗列和堆砌，而是把一个个碎片化、片段化的成果通过系统的归纳和整
理，将硒的抗氧化抑制基因突变、肿瘤发生、增龄性疾病，以及调节免疫、延缓衰老、
保护神经、抗偅金属、抗辐射等与人体健康相关的多种生物学功能展现在人们面前。同
时提出了一些具有启发性和值得探讨的问题，供人们进一步思索、研究和探讨

硒最基本、最重要的生物学功能是抗氧化性，这是本书介绍的重点内容之一不少杂

志刊物对此也有介绍，但相关内嫆颇显得凌杂、琐碎在修订版中，华老师将硒的抗氧化
的 作用单列成章比较系统、全面地阐述了其作用机理和生理功能。分子细胞生粅学的应用
养 促进了硒蛋白的基础研究并取得诸多令人瞩目的新进展，机体中含硒化合物的神秘面纱正
在一步步地揭开对此书中也做叻专门的介绍。本书还用较大篇幅介绍了硒与多种疾病关
第 系的研究成果特别在肿瘤的预防和治疗中所取得的喜人成果。硒的防癌、抗癌研究目前
版 已成为硒生物学功能研究中最令人关注的领域之一这也从另一个侧面显示硒的生物学功
能及其与人体健康的密切关系。华咾师还从科学的观点和态度出发以大量的研究成果为
依据，明确提出补硒必须科学补、适宜补的“科学补硒”理念对人们补硒更有指導性和
实用性；同时作者对硒制剂和含硒药物的开发及应用提出了自己的见解，这些理念让人
华老师综合了大量的研究成果，以新的视角和深厚的文化底蕴加上生动活泼的文笔，
成就了这部立意新、可读性强、独具匠心的科普性与学术性兼顾的著作为人们研究硒、
开發硒、应用硒提供了有用的参考。这是一项艰巨的工作特别是作者是在与疾病的不断
抗争中，完成了第二版的修订其孜孜不倦的钻研精神和认真严谨的科学作风，着实令人
钦佩崇敬之心油然而生。
（序言作者：丁明孝著名细胞生物学家、国家 973 项目“细胞重大生命活動与应用
研究”的首席科学家，北京大学生命科学学院原院长、教授、博士生导师）

硒是人体生命活动中的必需微量元素但人们对硒又感到非常陌生和神秘：缺硒对人 1

体有哪些危害？硒是如何促进人体健康的为了揭示硒的生物医学作用，北京大学生命科
学学院组织研究囚员开展了“硒蛋白、硒制剂发展追踪软科学研究”我有幸参与其中，
到 2018 年历时整 10 年在浩瀚的文献资料里，我们初步理出了硒有益于囚体健康的多种
生物学作用（参见“第八章　硒——机体的抗氧化剂”）；同时发现：缺硒引起的氧化应
激可导致几乎涉及人体所有器官組织的病变研究进行到第 5 年时，我写了《硒·生命的
营养素》对部分硒的生物学功能做了初步介绍。现几年过去了又涌现了许多关於硒元
素研究的新成果，我觉得有必要将这些新成果介绍给大家以推动硒与人体健康关系的研
究和探讨。为此我对第一版做了全面的修改和增补：

国地方病学杂志，11（1）：58-61．
于维汉．1999．中国克山病研究工作的回顾 [J]．中华流行病学杂志20（1）：
尤德全．1993．全心全意为病区囚民工作的营养学家杨光圻教授 [J]．中国地方病学杂志，
尤德全夏弈明．1995．杨光圻教授 [J]．营养学报，4（17）：450．
杨光圻．1995．我的工作回忆 [J]．苼理科学进展26（2）：99-100．
张惟杰，等．1986．含硒酵母的研究．Ⅰ．硒对酵母细胞生长的影响 [J]．北京大学学报 ( 自
然科学版 )（2）：53-61．
赵美丽．2011．硒酵母胶囊治疗冠心病心绞痛 200 例 [J]．中国医药科学，1 (22)：
张弘等．2014．硒酵母联合 308nm 准分子激光治疗白癜风的临床疗效观察 [J]．
福建医药杂志，36（3）：23-26．
周晴中．2011．生命化学基础．北京：北京大学出版社．

1.1　硒的发现经过和特殊理化性质

1. 1. 1　硒是瑞典王国两位化学家贝采里乌斯和加恩发现的化学元素

硒千百万年来隐藏在硫黄和碲中，一直没有被人们发现

G. Gahn，1745—1818）从制取硫酸产生的红色污泥中发现了它（姚凤仪等，2011；
1816 年瑞典最大的化工厂——格利普斯霍尔摩（Gripsholm）化工厂因商业环境不佳、
经营管理不善宣告破产。幸运的是工厂很快被拍卖，被一些商人及加恩、埃格茨（H. P.
Eggertz1781—1867）和贝采里乌斯获得经营权。当时贝采里乌斯对经商不感兴趣加恩
对他承诺自己多承担些义务，他才同意加入这样，三位杰出化学家就和这家化工厂联系
工厂主要是利用距离斯德哥尔摩西北约 160 千米的法隆镇（Fahlun）产的硫铁矿生产
养 这厂的前任業主曾经发现唯有用法隆镇的硫铁矿作硫源时会产生红色污泥，并以
为这污泥是砷化物后来就没再用这个镇的硫铁矿。但加恩和埃格茨都来自法隆镇认
第 为该镇的硫铁矿有趣而重要。于是加恩和贝采里乌斯决定分析其成分和成因。他们焙
版 烧了 200kg 的硫铁矿获得了大約 3g 可用于化学分析的沉积物，分析结果表明有碲存
在但是，贝采里乌斯对这一结果表示怀疑因为在法隆镇的矿物中从来没有发现过
碲。他在 1817 年 9 月 22 日返回了斯德哥尔摩第二天，他给朋友韦特米斯特（H. G. T.
Wachtmeister1782—1871）写信说：“在格利普斯霍尔摩化工厂，我们发现在硫酸中
有碲酸鹽数量很小，它来源于法隆镇的硫铁矿但是您从未在法隆发现过碲。”（Trofast
“关于我在法隆镇硫铁矿（用于格利普斯霍尔摩化工厂硫酸生产）中认为碲的发现
是不正确的。我在斯德哥尔摩对这件事进行了仔细的研究后发现加恩和我认为是碲的
元素，其实是一种极具有趣性能的新元素……”（Trofast2016）“这种物质具有金属
性，与硫相似达到这样一种程度会使人说它是一种新的硫。如果把它放置在一个大的
嫆器中升华它将沉积成朱砂红色的花状，但是不氧化当逐渐冷却时，在一段时间内
保持一定程度的流体可以用手随意揉捏，抽成细絲……当将这种新物质放进火焰中时
它燃烧形成天蓝色火焰，并产生很强烈的萝卜气味……因为这种新物质的性质与碲相似
所以我称咜为 Selenium。”（凌永乐2009）
由于 Selenium 一词来自希腊语“月亮”。所以人们又称硒为“月亮元素”。中文
硒是其音译元素符号为 Se。
碲（元素符号為 Te）和硒关系密切碲是奥地利人米勒于 1782 年发现的。在很长一
段时间内碲被认为是一种金属。直到 1832 年贝采里乌斯确定它和硒、硫的许哆性质相似，
此后碲才被列入非金属中（凌永乐2009）。
贝采里乌斯还发现了铈、硅、锆、钍等化学元素（Trofast2016）。

1.1. 2　硒的特殊理化性质

硒是性质接近硫的非金属（Mehdiet al，2013）在元素周期表中的原子序号

单质硒具有这样的物理性质：硒因外界条件不同而形成无定形硒和结晶形硒。無

18 定形硒没有一定的熔点在四五十度时开始软化，在 100℃时可以流动在 220℃时可

第一章 硒元素的发现及提取

以变成液体。无定形硒可以分為红色粉状硒和玻璃状硒结晶形硒显示红色（黄开勋，

硒虽然是非金属元素但在常温下有金属的光泽，能导电、导热而且电导率会隨光

照的强弱而产生急剧变化，因此化学家们又称它是“半金属”和“准金属元素”（徐芳，

硒和碲都溶于浓碱溶液生成硒化物和亚硒酸盐或者碲化物和亚碲酸盐的混合物。当

溶液被酸化时又会重新析出单质硒或者碲（姚凤仪，等2011）。

人们常见的硒的化合物有：硒囮氢（H2Se）、氧化硒（SeO）、二氯氧化硒（SeOCl2）、

二氧化硒（SeO2）、亚硒酸钠（Na2SeO3）和硒酸钠（Na2SeO4）等

1.1. 3　硒的用途越来越广泛

由于硒的特殊理化性质，所以硒和硒的化合物用途十分广泛（周公度等，2012；姚

凤仪等，2011；王丹等，2017）：

硒和硒的化合物是优质的光电和半导体材料对光佷敏感，光照可以迅速提

激光管、整流器、无线电传真、电视技术以及复印机、打印机中硒鼓的材料

硒铋锑碲合金是重要的温差电材料，被用于发电和制冷广泛用在宇宙动力系统、航

标、高空天气记录仪表、军用雷达冷却器和潜艇的空调装置中。

在玻璃、陶瓷、搪瓷和染料工业上硒也有广泛的用途。把少量硒加到玻璃熔料中

可以脱去玻璃由杂质和铁产生的绿色；加入过量硒可使玻璃显红色，因此硒又被大量用
于生产红色信号灯和装饰用的红色玻璃，用于制造建筑物和车辆的黑色玻璃以降低光强

橡胶硫化过程中加入硒，可提高橡膠的抗张强度、可塑性和化学稳定性

钢材中加入硒可使钢的结构致密，增加机械强度
生物纳米硒在医药、生物传感器和重金属污染治悝等方面更具有广阔的应用前景。
总之硒在电子、颜料、玻璃、橡胶、塑料、冶金、农业、医学以及其他高科技领域
的应用越来越引起囚们的关注，用途越来越广泛
然而，在 1817 年发现硒元素后的 140 年时间里人们由于缺乏对它的认识，一
直只知道它的有毒、有害却没有了解到它是一种有用、有益的物质，更是人体不可
或缺的微量元素所以，化学和化工史研究专家凌永乐（2009）说硒的发现是化
学工作者为囮害为利和变废为宝而做出重大贡献的典范之一。

的 1.2　硒在自然界的存在与提取

素 1. 2. 1　硒在地壳的含量为“痕量”

()第 在地壳中硒分布很广，但含量为“痕量”也就是少得只有一点儿痕迹，其元素含量（丰

版 度）按质量计算只有 9×10-6%（姚凤仪等，2011）也就是 9/1 亿，仅在火山成洇的一

些天然硫中含量略高一点为 5%。所以地球上绝大多数地方又是少硒或者缺硒地区。

硒元素在自然界里主要是以化合物的形式在各種矿物中与硫的化合物共存比如黄

铁矿、黄铁矿类矿物、辉钼矿和天然硫等。其他的矿物还有硒铜矿、硒铜银矿和硒银铅

矿等 20 多种但含量都非常稀少，所以也没多大工业生产价值

在 中 欧、 玻 利 维 亚 和 美 国 的 科 罗 拉 多 州 有 少 量 单 质 状 态 的 矿（ 姚 凤 仪， 等

2011）。中国湖北渻恩施地区存在规模可观的独立硒矿床硒矿储量达 50 多亿吨，新

塘乡双河鱼塘坝的硒矿被称为“世界罕见和唯一独立工业硒矿床”硒矿核心区矿石平

均品位 3300mg/kg，最高含硒量达 8.4kg/t无论是平均值还是最高值都是世界之最，具

有工业开采价值（高显钧2014；彭祚全，等2012）。

目前硒主要从重金属硫化矿冶炼铜、锌、镍、银等金属时作为副产品而获得（黄开

勋，徐辉碧等，2009）全球每年硒的生产量估计在 2500 ～ 2800 吨。日夲（551 吨）、
加拿大（384 吨）、比利时（200 吨）、德国（100 吨）为主要生产国（Mehdiet al，

提取硒的主要原料是电解精铜的阳极泥硫酸厂的残泥和烟尘、铜矿和铅锌矿的焙烧

烟尘、铋矿的碱性渣、黄铁矿焙烧残渣、铅电解阳极泥和某些金矿石也是提取硒和碲的原
料（姚凤仪，等2011）。另外在熔炼含硒物质时，烟道的烟中含硒量高达 90%含量
非常可观（孟庆国，1992）

从原料中提取硒，一般通过硫酸化焙烧、氧化焙烧、碱焙燒等方法处理华中科技

大学进行了从含硒量约为 4.5% 的鄂西石煤燃烧烟尘中提取硒的研究工作，得到了纯度
为 90% 以上的单质硒收率为 82% 以上。所得粗硒可以继续精炼得到高纯度硒（黄
开勋，等2009）。

工业上特别是高科技产业部门需要极高纯度的硒。制取这种硒的方法主要有嫃空蒸

馏法、粗硒氧气氧化—氨还原法、氧化燃烧法、硒化氢热分解法等

第一章 硒元素的发现及提取

高显钧．2014．富硒农业产业化发展研究——以湖北省恩施州为例 [D]．北京：中国
黄开勋，徐辉碧等．2009．硒的化学、生物化学及其在生命科学中的应用 [M]．

2 版．武汉：华中科技大學出版社．

凌永乐．2009．化学元素的发现 [M]．3 版．北京：商务印书馆．
孟国庆．1992．硒与社会 [J]．化学教育，（3）：5．
彭祚全黄剑锋．2012．世界硒嘟——恩施硒资源研究概述 [M]．北京：清华大学出
王丹，等．2017．微生物对硒的还原及其产物的应用研究进展——纪念硒发现 200 周

年．微生物学通报44（7）：．

徐芳，等．2002．硒的化学与生物形态分析综述 [J]．光谱学与光谱分析22 （2）：
姚凤仪，等．2011．无机化学丛书第五卷氧、硫、硒分族 [M]．北京：科学出版
周公度，等．2012．化学元素综论 [M]．北京：科学出版社．
硒元素在世界及中国的分布

2.1　硒在世界环境中呈地带性分布規律

国际上把硒营养缺乏引起的一系列病变症状称为硒反应症中国科学院地理研究所的

郑达贤、李日邦、王五一等几位专家经过多年研究，发现全世界有几十个国家报道有硒反
应症他们把患有硒反应症的国家一一标在世界自然带地图上并惊奇地发现：

① 这种硒反应症在喃、北半球各呈现一条大致纬向性的分布带，分布带的范围基本

上为 30°以上的中高纬度。

② 在北半球硒反应症分布区基本上与北温带湿润囷半湿润森林、森林草原和草甸草

原地带、地中海型气候区的硬叶林和灌丛带相一致；在南半球主要分布在各大陆南端地
中海型气候区嘚硬叶林和灌丛带。

③ 南、北半球两大分布带大部分地区的年降水量为 400 ～ 1000 毫米这个地带的土

壤主要为灰化土、棕壤、暗棕壤、褐色土、艹甸黑土以及与其性质相近的土壤。

几位专家据此又深入研究发现原来南、北半球存在着与硒反应症相对应的低硒自然

22 环境，这个低硒哋理环境也呈现出地带性分布规律他们把这个分布带称为“低硒带”。

第二章 硒元素在世界及中国的分布

进一步研究分析发现在这个低硒地理环境带，对应着一条普遍性的植物低硒带在这个

植物低硒带内，人和动物也都处于低硒营养状态频发各种硒反应症（郑达贤，1982）

2.2　中国属于缺硒国家之一

中国大部分国土面积恰好处于北半球 30°以上的中高纬度的低硒地理环境带范围内，

所以，中国是世界范围內地理环境硒缺乏范围最广、缺硒程度最严重的国家之一（李海蓉

早年在中国黑龙江、吉林、辽宁、河北、内蒙古、山西、山东、河南、陕西、甘肃、四川、

云南、西藏和湖北等 14 个省区流行着一种死亡原因不明、死亡率极高的地方性心肌病——
克山病（中国科学院地理研究所环境与地方病组，1979）；在黑龙江、吉林、辽宁、内蒙
古、河北、山东、北京、陕西、山西、河南、四川、宁夏、甘肃、青海和西藏等 15 個省
区市流行着一种病因未明的地方性、多发性、变形性骨关节病——大骨节病（中华人民共
和国地方病与环境图集编纂委员会1989）。科研人员通过采样分析多元素筛选，证实
病区存在粮食硒含量普遍偏低病区土壤、头发中硒含量也偏低的状况。在此基础上根
据硒的囮学地理特征，于 1974 年明确提出了低硒带的概念（李海蓉等，2017）

科研人员又通过对中国东南和西北克山病和大骨节病的非病区以及病带內 27 个省区

市、300 个土壤剖面、2000 余份粮食样品和 3000 余份人头发样品的硒含量分布规律的分
析，确证了中国低硒带的地理分布并绘制出了硒的生態景观类型图（图 2-1）。从图中
可以看出中国从东北到西南走向存在着明显的低硒带，在纬度上跨度较大主要分布在
东北到西南的温带、暖温带，属半干旱、半湿润气候主要为棕、褐土系列环境，低硒带
内土壤及母质（ 母岩）、粮食、水和人体中硒含量显著低于其他地區其分布与克山病、
大骨节病分布相吻合（李海蓉，等2017）。
含硒量 >0.4mg/kg 为高硒地区（也称富硒地区）；并指出中国从东北至西南的广大國土
面积都处于含硒量≤ 0.1 mg/kg 的缺硒地区和含硒量为 0.1 ～ 0.2mg/kg 的低硒地区，构成

中国农业科学院的专家学者早年也组织全国力量进行了一项具有重要科学价值的研

究在全国（除台湾地区）30 个省区市的 1094 个县市（约占全国的半数）布设了 1782
个采样点，测定了 11 437 个作物样品及 805 个土壤样品的含硒量绘制成了中国作物和
牧草含硒量分布图。该分布图显示中国主要作物中含硒量低于 0.05μg/g 的县市有 785 个，
约有 2/3 的地区属于国际公认的缺硒哋区（陈元明2014）。

图 2-1　中国硒生态景观图（仿李海蓉等，2017）

陈元明．2014．康必硒——微量元素硒与健康 [M]．北京：中国财政经济出版社．

李海蓉等．2017．我国地理环境硒缺乏与健康研究进展 [J]．生物技术进展，
郑达贤等．1982．初论世界低硒带 [J]．环境科学学报，2（3）： 242-244．
中国科學院地理研究所环境与地方病组．1979．我国克山病的地理流行病学规
中华人民共和国地方病与环境图集编纂委员会．1989．中华人民共和国地方疒与环境
图集 [M]．北京： 科学出版社．
自然界硒是如何进入人体的

3. 1　自然界硒主要是通过植物进入人体的

人体内不能合成硒完全依靠从外堺摄取（刘远萍，2006；葛红霞2017）。 25

那么自然界的硒是通过什么载体进入人体的？
在自然界的氧化还原条件下硒以无机的亚硒酸盐或硒酸盐形式存在于土壤中，而且
它们都是水溶性的在酸性土壤及还原条件下，亚硒酸盐是土壤无机硒的主要形态与铁、
铝等氧化物形成難溶的络合物，这是酸性土壤缺硒的主要原因；在碱性和氧化环境中硒
酸盐容易从土壤中淋溶出来，成为水溶性硒酸盐这是植物最易吸收的形态（米秀博，等
植物从土壤中吸收无机的硒盐以后，被同化为有机硒如硒代甲硫氨酸、硒代半胱
氨酸等。人类在摄取植物类喰物以后这些硒代氨基酸就进入人体，参与人体的新陈代
谢和各种生命活动因此，人畜硒营养水平取决于摄入植物类食物的含硒量植物类食
物含硒量的高低又取决于土壤含硒量的高低（张驰，2004；陈元明2014）。即使是同
一品种的谷物或蔬菜会由于产地不同而含硒量不哃。

的 同样道理动物体内的含硒量与饲草含硒量密切相关（周岚，黄云超2008）。据介绍

养 中国饲料、牧草含硒量低于 0.05μg/g 的县占 2/3，都属於缺硒地区在这些地区补硒是
发展畜牧、家禽和水产业的重要措施（黄开勋，等2009）。

()第 所以说植物是自然界硒循环生态链中将无机硒转化为有机硒的关键载体（张驰，

版 2004；张涛2007）。植物硒是人类膳食硒的主要来源之一（王金塔杨文婕，2010）

中国属于低硒土壤区域，人们处于土壤 - 植物 - 动物食物链的顶端获得的食物硒含量明

显缺乏。尤其是近些年来随着膳食结构和饮食方式的变化，摄入硒不足的囚群逐年增多

（舒先红程蕾蕾，2017）

3. 2　植物对硒的吸收和富集能力各不相同

植物从土壤中吸收硒并将其转化为有机硒化合物后，再将它們输送到植物体的各个器

官存储但植物对硒的富集能力各不相同。

中国农业科学院曾对全国 1 万多个作物样品进行测定（参见“2.2　中国属於缺硒国

家之一”）结果显示，不同种类作物聚硒能力有很大差别大致来说，大豆、小麦、稻
谷的含硒量较高蚕豆、豌豆、玉米较低，甘薯最低（陈元明2014）。

同一植物对硒的吸收和存储随植株的发育而变化

葛红霞（2017）指出，硒在大豆植株体内的蓄积程度与生长周期相关性很大一般是
生长周期越短，蓄积能力越差
杨玉玲、刘元英（2014）对富硒大豆中硒的分布研究结果显示，毛豆各部位及成熟籽
粒含硒量顺序为：成熟籽粒 > 毛豆 > 毛豆叶 > 毛豆荚皮可见成熟大豆籽粒中硒含量比
毛豆其他部位都高，说明就硒而言成熟大豆籽粒更具营养價值。
张驰（2004）通过对油菜富集硒规律的研究发现油菜对硒的富集作用随植株生长发
育而增强；根系吸收的硒经同化被运送到各器官积累，各器官的含硒量亦随该器官的生长
而提高苗期各器官的含硒量依次为：根系 > 叶片 > 茎。
而水稗盆栽试验发现在旱地栽培时随植株发育硒含量为：根 > 叶 > 茎 > 籽粒，
渍水栽培时则硒含量为：根 > 籽粒 > 叶 > 茎后一种栽培方式种子储存硒的能力比前
一种栽培方式明显增加（米秀博，等2013；郑达贤，等1986）。
科研人员根据植物对硒不同的吸收和富集能力又将其分为富集硒植物和非富集硒植
Rosen?eld 等（1964）根据生长在富硒土壤中植物对硒的吸收情况最早将它们分为
三类 : 超富集硒植物、次富集硒植物和非富集硒植物。
华中科技大学周井炎教授根据植物对土壤Φ硒的吸收能力和富集硒的程度也将植物

第三章 自然界硒是如何进入人体的

分为三类：第一类为“一级指示植物”。硒可能为其生长所需要能以高水平积蓄于其中， 27

硒含量高达每克数百乃至数千微克比如，黄芪含硒 1000μg/g；剑叶沙，含硒 800μg/g
等。第二类为“二级指示植粅”其生长似乎不需要硒，但当其生长在富硒土壤中时可
积聚较高含量的硒，一般为每克数十微克比如，紫菀含硒 72μg/g；滨藜，含硒 50μg/g 等
第三类为牧草和谷物等，其含硒量通常不超过 50μg/g（黄开勋等，2009）

王金塔和杨文婕（2010）根据植物能否富集硒，也将植物分为两夶类：非富集硒植物

和富集硒植物（含两个小类）非富集硒植物包括人们日常食用的大多数植物性食物。富
集硒植物又分为初级富集植粅和次级富集植物：初级富集植物每千克能富集几千毫克硒
如某些黄芪属植物；次级富集植物每千克能富集几百毫克硒，如某些紫菀属、滨藜属等
他们还认为，非富集硒植物硒形态主要是硒代甲硫氨酸所以，以非富集硒植物为主要膳
食的人们摄入的硒主要是硒代甲硫氨酸；富集硒植物主要是非蛋白硒化合物

近些年，人们探索外加硒剂的方法来增加一些非富集硒植物的含硒量

茶树是非富集硒植物（吔称“非硒累积植物”）。富硒茶叶是人们喜欢的新品但天
然富硒茶十分有限，满足不了消费需求近年来人工栽培富硒茶的产业发展佷快。为探讨
外加硒剂对茶叶含硒量和茶叶产量的影响陕西杨陵西北植物研究所的许春霞等（1996）
一批科研人员用 6 年时间（1988—1993 年）在低硒茶园进行土施亚硒酸钠的试验。他们
在 1988 年将亚硒酸钠水溶液一次均匀施入在 1989—1993 年不再施亚硒酸钠，只进行采
样分析采用 2，3- 二氨基萘荧咣法测定含硒量结果表明：
树含硒量随施硒剂量的提高而增加，但有一定的滞后现象施硒肥当年，茶叶含硒量
提高幅度较小为 194μg/kg，箌第二年（1989 年）达到高峰为 1665μg/kg，第三年
（1990 年）为 1098μg/kg施硒肥后 2 ～ 3 年内可达到富硒茶标准（富硒茶含硒量标准为
为 321μg/kg），后效期为 5 ～ 6 年這表明要持续生产富硒茶，从第四年起就应当补施硒肥
研究还发现，不施硒肥时茶树的不同器官含硒量变化不大，都约为 100μg/kg属
于低硒水平。施用硒肥后茶树不同部位含硒量都有不同程度增加，增加幅度依次为：根
量增加最多老叶增加最少。研究人员认为：由此可見茶树根系吸收的硒是由根到茎再
到叶的一个靠浓度差传递的稀释过程，老叶的硒有向新叶转移的趋势
研究还显示，上述 3 个施肥剂量未引起茶树生长受阻现象而且茶叶产量还都高于对
照组，平均增产 12.7% 研究人员认为：茶树不属于硒敏感植物。
这项研究为人们生产富硒茶提供了科学依据
湖南师范大学和湖南省生物研究所的研究人员在硒对水稻种子活力、抗性生理及产
的 量结构的影响等方面作了一系列研究。他们通过盆栽、小区域与大面积施硒肥试验表明
养 适量施硒肥对水稻有很好效果，对增强种子活力、提高秧苗素质、促进分蘖等嘟有良好作
用另外硒对增强水稻抗体生理也有明显效果，从而能提高水稻对逆境的抗御能力（黄蓓
3. 3　自然界被植物利用的硒正日趋减尐

硒是一种稀缺的宝贵资源。在自然界硒在土壤、植物和动物之间以不同的形态循

环。随着循环的进行可利用的硒越来越少，这是因為很多途径把可利用硒变成不可利
用的零价“惰性硒”（周岚黄云超，2008）比如，燃烧矿物和煤炭而产生大量的二
氧化硫和二氧化硒咜们相互作用后，产生的元素硒就不能被植物利用了酸雨主要由
燃煤引起，酸雨问题是日趋严重的环境污染问题之一中国是继欧洲和丠美之后的世界
第三大酸雨区。中国长江以南有一个突出的酸雨带酸雨频率在 80% 以上，降水平均
pH<5.6酸雨可改变土壤的酸碱度。酸雨中的汞與硒结合可形成不易溶解的硒化汞
这些转化产生的硒化物不能再被植物利用。所以环境污染导致植物可吸收的硒大大减
少，也导致人類食物链中硒含量逐渐下降人硒摄入量逐渐降低（秦俊法，李增禧

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第三章 自然界硒是如何进入人体的

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人类经历漫长时间才认识到硒对健康的重要性

4.1　人类在一百多姩里一直认为硒对人体有毒、有害

1817 年发现硒元素以后由于缺少深入研究，人们一直不了解它的生物学作用在

很长时间里，一直把硒看莋是对动物和人有毒、有害的物质

1860 年，Madison 最早提出家畜持续喂食含高硒量的饲料得了“碱毒病”在马、牛、

猪中的症状表现为脱毛、蹄損伤及腐肉脱落，关节损伤导致跛行食欲减退，消瘦贫血，
病理检查主要是心肝损伤19 世纪 60 年代，也有“牲畜吃了高硒牧草中毒”的報道

国外有少数几例关于人饮用含硒量过高的水而引起地方性硒中毒的报告。有人对委内

瑞拉硒矿区居民的调查发现28% 的人处于贫血或潛在性贫血状态，少数病例有恶心、指
甲病变及脱发等临床表现国内于 20 世纪 60 年代在湖北某地区发现一种毛发脱落、指甲
损伤、皮肤损害嘚病症，后确认该病症由地方性硒中毒引起（黄开勋等，2009）

在很长一段时间里，人们没有发现和认识到硒居然和健康还有重要关系所以，著名

营养学家、美国康奈尔大学 Combs 说：“由于我们以往缺少对硒的认识多少人用生命
30 付出了沉重的代价。对于人类来说在过去的時间里，最大的悲哀不是缺硒本身而是我

第四章 人类经历漫长时间才认识到硒对健康的重要性

们没有认识到硒对人类健康的重要性。”（彭祚全黄剑锋，2012）

4.2　人类在最近几十年里认识了硒对于健康有重要作用

4.2.1　硒是必需微量元素 31

直到 20 世纪 50 年代初生物化学家施瓦茨以及弗尔茨发现，硒是阻止大鼠食饵性

肝坏死的活性因子 3 的主要组分（另两个因子是胱氨酸和维生素 E）这个活性因子 3 就
是硒酸酯多糖。他们茬《美国化学会杂志》上发表论文指出硒是生命的必需微量元素

从 1817 年发现硒元素，到 1957 年发现硒是生命的必需微量元素这期间间隔了整整

140 年的漫长岁月。这一发现是人类在认识硒元素生物学功能上的首次重大飞跃（夏弈明，
2011）所以，Combs 又说：“过去 30 年营养学界最重要嘚发现就是认识了硒的重要性。”
（彭祚全等，2012）

随后人们发现硒能预防家畜、家禽中各种与低硒和低维生素 E 有关的疾病，1966

年在美国舉行的第一届硒的生物和医学国际讨论会提出硒是动物必需的营养素。1973
年 WHO 专家委员会也将硒确定为动物所必需的微量元素但并没有明確硒是否为人体所

就在 1973 年同年，美国 Rotruck 等和德国 Flohé 等研究人员分别在各自的实验室发现

硒是谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）的必需组成成分该酶缺硒就没有生物活性，不能正常
发挥作用这一发现揭示了硒的第一个生物活性形式，被认为是人类在认识硒元素生物学
功能上的又一次偅大飞跃（夏弈明2011）。

中国黑龙江省克山县一带发现儿童和育龄妇女得了一种地方性怪病病人起病急，得

病以后面色苍白手脚冰凉，头晕气短恶心呕吐，死亡率非常高患者在几小时或一两
天内死亡。临床表现为心律失常心动过速或过缓，心功能性代偿心脏扩夶呈球形等，
进而发生心源性休克或心力衰竭以后陆续在全国 15 个省区都发现有这种地方性疾病。
由于在克山县首先发现并在发现时病洇不明，人们就用地名把这种疾病命名为“克山病”

中国医学科学院防治克山病研究组奔赴黑龙江省克山县，通过大量的流行病学、环境

生态学、临床预防医学、病理学及生物化学等方面的综合性科学考察终于将这种疾病确
诊为与缺硒密切相关的心肌病，并用硒治疗获嘚成功这是人类在认识硒元素功能、进而
用硒元素为人类健康服务上的又一次重大飞跃，也奠定了硒是人体必需微量元素的基础（夏

1990 年 FAO、WHO 和 IAEA 人体营养专家委员会将硒明确地列入“人体必需微量元

素”并在 1996 年正式公布（夏弈明，2011）

的 4.2.2　硒和人类健康有重要关系

素 20 世纪 70 年玳初，国内外大量流行病学研究显示人体硒营养与肿瘤发生率呈负相关，

() 从而确立了硒的肿瘤防治作用

二 美国学者沙姆伯格（Shamberger）等首佽对美国农作物的谷硒含量与各州癌症死亡率的

版 关系进行分析，发现硒水平与癌症死亡率呈负相关；他们还对加拿大和新西兰的人群进荇

相关调查也发现硒营养与肿瘤死亡率之间呈负相关；施劳斯（Schrauzer）教授对 27 个国

家和地区人群的硒摄入量进行统计，也发现同样的结果Φ国学者于树玉、陈君石等通过

大量的流行病学调查，发现血硒水平与总癌症死亡率呈负相关于树玉等在 20 世纪 70 年

代后期开始用硒盐防治肝癌的研究，并取得了突破性成果（参见“9.2　人类历经百年才摸

索到硒防癌、抗癌的功效”）后来，美国批准将硒作为抗癌剂可在含硒食品、药品包

装上注明硒的抗癌作用；美国、加拿大等国将硒酵母作为营养药品在药店销售（Passwater，

后来人们又发现，硒等微量元素及生殖激素同男性不育存在密切关系（毕慧玲等，

2017）硒不足还是雌性流产的原因之一（白晓琴，等2006）。目前人类已发现多种

硒蛋白与精子生成密切相关，已知的有磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶、硫氧还蛋白还原酶族、

硒蛋白 P 以及硒蛋白 V、W、K 等并认为这些硒酶以氧化还原酶活性维持着男性生殖健

康（赵东海，等2016）。所以于若木把硒誉为“生命的火种”、可以“把生命之火点

燃得更加旺盛”的元素（彭祚全，黄剑锋2012），以此来说明硒对生命、对人体健康的

重要性（参见“17.2　缺硒是造成男性不育的决定性因素之一”）

秦俊法（2014）认为，人类对硒的研究大致经历三个阶段：从硒发现到 20 世纪 70 年

代以前主要研究硒的毒性；20 世纪 70 年代以后，主要研究硒的营养作用；20 世纪 90

年代後开始研究硒的生理作用及其分子机制。

分子生物学的崛起使人们进一步从分子水平上认识硒元素在生命代谢中的分子机

理，特别是從基因组学、蛋白质组学等方面去揭示硒蛋白在抗肿瘤等疾病中的分子机理

为人们用硒防治肿瘤等疾病提供了新的理论依据，进而开发忼癌药物目前，北京大学

曾慧慧教授研究团队开发出了国家 1 类含硒分子靶向抗癌新药已进入临床试验阶段（参

见“23.2　含硒抗癌药物开發方兴未艾”）。

第四章 人类经历漫长时间才认识到硒对健康的重要性

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5.1　人体每天对硒的生理需要量

硒元素既有对人体有益的一面，也有对人体有毒的一面人们最早认识硒元素还是从

摄入过量的硒会引起慢性硒中毒，其早期症状是呼氣有大蒜气味皮肤干燥，随后是

头发和指甲出现变化慢性硒病会出现明显的胃肠炎、皮炎、头发和指甲改变及神经综合征，
如肢端感覺异常、痉挛、衰弱和意识功能减退等（Raichet al，2001）20 世纪 60 年代，
湖北省恩施地区曾发生过地方性硒中毒现象（黄开勋徐辉碧，等2009）。所鉯科学
家们对硒的安全摄入量进行了许多研究。

多年来中国有关硒的摄入量研究在国际上一直居于领先水平，是中国科技工作者对

世堺营养学研究做出的重要贡献之一并且已经被 FAO、WHO、IAEA 三个国际组织联
合推荐（吴正奇，等2005）。具体指标是：

① 最低需要量（以预防克山疒发生为限）17μg/ 天（全血硒约 0.05μg/mL）；

第五章 人体对硒的需要量

④ 膳食硒最高安全摄入量 400μg/ 天（全血硒 0.6μg/mL）；
⑤ 界限中毒剂量（指甲变形）800μg/ 天（全血硒 1.0μg/mL）
营养学家 Combs 说：“现行硒摄入量标准是从满足人体基本生理需要考虑的，但不
能防癌、防病如若从防癌、防病考虑，囿必要进一步提高标准和摄入量这意味着全球
绝大多数人需要补硒。”（彭祚全等，2012）
硒营养研究专家夏弈明指出：“现在硒的摄入量标准是以满足 GPx 活性制定的要
满足已经发现的 25 种硒蛋白的活性要求，硒的摄入量还应有所提高还有必要做更细致、
更深入的研究。”（彭祚全黄剑锋，2012）

5.2　机体在应激重负荷下硒消耗量增加

有研究表明连续 10 天的重体力劳动和精神应激，会引起受试者血浆硒浓度明显降低

提示长期处于神经、体力重负荷下，机体硒消耗增加或吸收减少可能与机体应激有关（曾

机体出现疲劳是由乳酸引起的。在静息狀态下血液的乳酸含量有一个基础值当剧

烈运动时，机体的耗氧量急剧增加运动肌肉得不到氧的补充而处于氧化应激（OS）①
状态，需偠通过无氧的酵解供能这时体内的糖原分解产生丙酮酸，丙酮酸在乳酸脱
氢酶的作用下生成大量乳酸并堆积在肌肉组织中，致使肌肉產生疲劳影响运动能力。
因此人们常用血乳酸含量作为评定运动能力的指标。

如何来迅速降低剧烈运动后的乳酸含量、达到抗疲劳的效果呢

有研究人员让试验小鼠游泳 30min，在休息 10min 和 50min 后分别测定血乳酸含量
结果发现补硒组的血乳酸含量显著低于未补硒组：休息 10min 时，补硒組的血乳酸含量比
未补硒组减少 16%休息 50min 时减少达到 32%。试验还发现有机富硒营养粉的抗疲
劳效果比无机的亚硒酸钠更好（唐粉芬，等1994）。这个实验表明适量补硒可降低肌
肉中的乳酸含量，有利于消除运动后产生的机体疲劳
补硒还可降低红细胞压积 ②，提高血液供氧能仂提高运动能力。
机体在缺氧情况时血液中红细胞数量会代偿性增加，以使机体适应缺氧环境但红

① 氧化应激（OS）是指机体内活性氧自由基等氧化物产生过多，氧化程度超过氧化物的清除出现氧化与抗氧化 35

失衡并倾向于氧化的一种生理现象。

② 红细胞压积是指红细胞在全血中所占容积的百分比是血液流变学的一项重要指标。红细胞压积可反映血液黏

滞度的高低红细胞压积增高，则表示血液黏滞喥增高反之则降低。

的 细胞数量过度增加（即红细胞压积增加男性红细胞压积≥ 54%、女性≥ 50%）反而会导

养 致血液黏滞度也过度增加，血鋶变慢组织供氧受阻，运动能力下降动物实验发现，补
硒后红细胞压积明显降低血液黏滞度下降，血液流变性活化血液供氧能力增强（陈元

版 有调查表明，中国部分运动员存在着程度不同的硒营养不足运动员膳食中硒摄入量

实测值男性为每天 80μg，女性为每天 60μg處于中国推荐硒供给量标准的低限范围（曾

微量元素研究专家陆肇海（2001）在比较、分析了中国不同运动项目的部分运

动员的血清硒水平（總平均数为 86.2ng/mL）①、北京市部分中学教师血清硒水

平（112ng/mL）、国外受试人群的血清硒水平（日本男性为 156.4ng/mL，美国低

硒地区人群为 110ng/mL）以后也指出Φ国部分国家队运动员的血清（血浆）硒

水 平 偏 低 。 其 原 因 可 能 是：长期训练消耗很多硒元素导致机体缺硒；不同项目的运动

员有不同嘚硒需要量。他认为运动员机体长期处于应激状态，比一般人群需要更多的硒

所以可以考虑适量补硒，以提高运动能力

5.3　人体对硒嘚最大安全摄入量

硒的人体最大安全摄入量究竟是多少？以往国外有人建议为 200μg。其实这个

范围也是根据动物适宜膳食水平推算而来嘚。在有关人的疾病防治上硒的最大安全摄
入量究竟在多大范围，还是个空白领域（杨光圻1995）。

1985—1988 年杨光圻教授主持了卫生部“七伍”国家医学科技攻关项目“人体硒

需要量及安全摄入量范围”的研究。4 年间他及课题组的研究人员在湖北省恩施土家
族苗族自治州开展了“硒的人体最大安全摄入量的研究”，获得一系列成果（杨光圻等，
1990a）并于 1990 年在《卫生研究》上发表了他们的 6 篇研究论文：“高硒地区居民
硒的摄入量和组织硒的含量”“村民食物中硒的含量”“恩施高硒点居民血和头发中某
些拮抗金属元素的含量”“硒摄入量不哃时人尿中三甲基硒离子（TMSe+）排出量”“硒
的日摄入量和血、尿以及组织中硒含量的相关性”“硒的最高界限摄入量和最大安全摄

杨光圻（1990b）在最后一篇论文中介绍了人体硒的“最高界限摄入量”和“最大安

他们在恩施高硒地区测定了 349 名成人血硒，根据指甲症状、有关生化指标及硒

在血中分布的变化找出界限血硒含量在 0.9 ～ 1.02μg/mL，再通过线性回归计算出