가금류 및 기타 단일위 동물의 나노-Se 동화 및 작용:장내 미생물총이 해답입니까?

초록

최근 가축 및 어류 영양에서 나노세륨의 역할에 관한 종합적인 검토 논문이 나노스케일 리서치 레터(Nanoscale Research Letters)에 게재되었습니다. 저자들은 나노세륨 생산과 동물 산업 및 의학에서의 가능한 응용과 관련된 문제를 자세히 설명했습니다. 그러나 nano-Se의 작용에 대한 분자적 기전은 설명되지 않았고 nano-Se가 어떻게 활성 셀레노단백질로 전환되는지에 대한 문제는 해결되지 않았다. 장내 미생물군이 나노 Se를 셀레나이트 H₂로 전환할 수 있는 것 같습니다. 셀레노 단백질의 다음 합성과 함께 Se 또는 Se-인산염. 이 가능성은 더 자세히 연구해야 하며 동물/가금류/어류 영양에서 Se의 공급원으로서 나노 Se의 장단점은 비판적인 평가를 기다리고 있습니다.

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배경

최근, 가축 및 어류 영양에서 나노세륨의 역할에 관한 포괄적인 검토 논문이 Nanoscale Research Letters[1]에 게재되었습니다. 저자는 나노세륨 생산과 동물 산업 및 의학에서의 가능한 응용과 관련된 문제를 자세히 설명했습니다. 실제로, 나노입자로 제시된 많은 분자는 그러한 입자의 새로운 특성으로 인해 비정상적인 거동을 갖는다는 것이 잘 확립되어 있습니다. 사실, 동물 영양과 관련된 출판된 대부분의 연구에서 나노 입자는 100nm 미만의 크기를 가지고 있습니다. 이러한 상태에서 입자의 크기가 매우 작아서 많은 생물학적 장벽을 통과할 수 있으며 Ag, Titanium, Se 등을 포함한 다양한 요소의 전달 시스템으로 사용됩니다.

이와 관련하여 Se는 전 세계 대부분의 지역에서 이 요소가 결핍되어 있음이 입증되었기 때문에 특히 흥미롭습니다[2]. 많은 경우 결핍은 인간이 만든 것입니다. 왜냐하면 토양의 Se 함량은 매우 다양하고 더 중요한 것은 토양에서 Se의 가용성이 훨씬 더 다양하기 때문입니다. 사실, 농업 관행과 황 함유 비료 사용으로 인한 토양 산성화는 식물의 Se 가용성을 상당히 감소시켰고 곡물(밀, 옥수수, 보리) 및 유지종자(대두)와 같은 가축의 Se 소비를 낮췄습니다. 식단의 주요 부분을 차지합니다. 따라서 가금류, 농장 동물 및 어류의 상업용 식단에 Se 보충이 일반적인 관행이 되었으며 1970년대부터 사용되었습니다. 실제로, 비타민-미네랄 프리믹스는 계란, 육류/어류 및 우유의 상업적 생산을 위한 Se의 주요 공급원입니다.

nano-Se 이야기와 관련된 것은 보충제의 Se 소스입니다. 실제로 Se의 주요 보충 형태는 구리 생산의 부산물인 아셀렌산나트륨입니다. 40년 이상의 사용을 통해 아셀렌산나트륨은 장점과 단점을 명확하게 보여주었습니다. 실제로 상업적인 사료 Se 보충으로 인해 결핍의 임상 징후가 있는 가축의 Se 결핍이 실질적으로 사라졌습니다. 반추동물의 경우는 예외로, 아황산나트륨이 산성 반추위 환경에서 침전될 수 있고 사료 보충제 사용의 기술적 한계로 인해 발생할 수 있습니다. Se 결핍은 여전히 ​​전 세계적으로 나타나고 있으며 셀레늄 주사 및 볼루스와 같은 응용 프로그램이 사용됩니다. 그러나 앞서 언급한 검토에서 올바르게 언급했듯이 Se는 상업적으로 관련된 스트레스 조건, 특히 생산성이 높은 농장 동물 및 가금류의 현대 유전학에서 매우 중요합니다.

오늘날 동물 산업은 영양 결핍 예방에서 Se를 포함한 중요한 영양소에서 동물의 정확한 요구 사항을 충족하는 방향으로 이동하고 있습니다. 실제로 "정확한 영양"은 이 개념을 설명하는 용어입니다. 이러한 조건에서 아셀렌산 나트륨(셀레네이트 뿐만 아니라)은 사료 보충제로서 다양한 단점이 있음이 분명해졌습니다. 우선, 이것은 상당히 반응성이 높은 화합물이며 아스코르브산 및 일부 사료 성분을 비롯한 다양한 영양소에 의해 사료/예비혼합물에서 사용할 수 없는 금속 형태로 환원될 수 있습니다. 또한 사료 수분에 용해되어 휘발성 화합물로 전환되어 손실될 수 있습니다. 두 번째로, 아셀렌산나트륨은 용량 의존적 방식으로 산화촉진 특성을 갖고 있어 동물/ 병아리 내장에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 마지막으로, 아셀렌산 나트륨 형태의 셀레늄은 태반을 통해 태아에게 제대로 전달되지 않으며, 이는 체내에서 Se 요구량이 증가하지만 사료 소비가 일반적으로 감소할 때 스트레스 조건에서 사용할 수 있는 Se 비축량을 구축할 수 없습니다. 아셀렌산나트륨은 또한 동물과 인간에게 과도하게 독성이 있습니다. 그러나 우리는 Se 독성이 동물 산업에 문제라는 앞서 언급한 검토[1]의 결론에 동의하지 않습니다. 이는 계산이나 사료 혼합의 인적 오류와 관련이 있습니다. 셀레늄에 대한 안전 범위는 상당히 좁지만(가금류 및 돼지에 대한 Se 보충제의 일반적인 복용량은 약 0.3ppm이지만 1-2ppm을 초과하는 아셀렌산나트륨의 복용량에서는 부정적인 영향이 관찰됨) 현대 사료 공장 장비는 독성 문제를 피하는 좋은 사료 혼합의 기회.

분석 과학의 발전은 주요 사료 성분에서 Se의 주요 형태가 옥수수, 대두, 밀, 보리 등에서 총 Se의 50% 이상을 차지하는 SeMet이라는 발견의 원동력이었습니다[2]. 따라서 진화하는 동안 동물의 소화 시스템은 이러한 형태의 셀레늄에 적응했으며 결과적으로 SeMet는 식이에서 더 효율적으로 동화되고 체내 단백질에 비특이적으로 통합되면 Se 매장량이 생성됩니다. 실제로 Se-Yeast, 순수 SeMet 및 OH-SeMet(2-hydroxy-4-(methylthio)butanoic acid-Se)를 포함한 다양한 유기 Se 소스가 시장에 나타났으며 OH-SeMet는 최대 효능을 보여줍니다.

nano-Se 문제에 대한 주요 지식 부족은 대사 및 특히 H₂로의 전환과 관련이 있습니다. Se는 다음 SeCys 합성 및 셀레노단백질로의 통합을 포함합니다. 리뷰[1]에서 글루타티온 퍼옥시다제를 포함한 셀레노단백질은 극소수에 불과하지만 인간과 동물에서 최소 25개의 셀레노단백질이 확인됩니다. 인간/동물 영양에서 Se의 주요 역할은 독특한 촉매 특성을 갖는 셀레노단백질의 합성과 관련이 있으며 그 중 절반 이상이 산화환원 균형 유지 및 항산화 방어에 관여한다는 것이 일반적으로 받아들여지고 있습니다[3]. 앞서 언급한 리뷰[1]에서 나노-Se의 직접적인 항산화 특성(ROS의 감소)이 그 작용의 가능한 메커니즘으로 언급되었습니다. 그러나 간과 근육을 포함한 주요 동물/가금류 조직의 Se 농도는 일반적으로 800–900ng/g의 신선한 조직을 초과하지 않으며 이는 10μM 범위이며 혈장에서는 Se 수치가 약 0.2–0.3μg/ ml 또는 2-3μM로, 시험관 내에서 나노-Se의 항산화 특성에 대해 가장 많이 인용된 연구에서 Se 농도가 테스트되었으며 항산화 효과가 5-10배 더 높은 것으로 나타났습니다[4]. 또한, 항산화 화합물이 효과적인 자유 라디칼 제거제가 되기 위해서는 적절한 시간에 적절한 장소에 적절한 농도의 항산화제가 중요합니다. 이것은 문제를 더욱 복잡하게 만들 것이며, 따라서 나노 Se가 생물학적 시스템에서 직접적인 AO 효과를 가질 수 있을 것 같지는 않습니다.

따라서 동물 사료에 사용되는 다른 형태의 셀레늄과 유사하게 nano-Se의 항산화 효과는 셀레노단백질 유전자 발현 및 단백질 합성과 관련이 있습니다. 실제로 리뷰[1]에는 GSH-Px 활성에 대한 nano-Se의 긍정적인 영향을 확인하는 여러 참고 문헌이 있습니다. 이제 문제는 어떻게 nano-Se는 활성 셀레노단백질로 전환됩니다. 리뷰[1]에는 다음과 같은 Se-단백질 합성을 통해 nano-Se가 셀레노포스페이트로 전환될 수 있다는 제안(참고문헌 없음)이 있습니다. 이 제안은 실험적으로 입증되어야 합니다. 나노 Se가 SeMet으로 전환될 수 있다는 두 번째 제안은 근본적으로 잘못된 것입니다. SeMet은 인간/동물의 신체에서 합성될 수 없기 때문입니다. 식물과 박테리아만이 그것을 생산할 수 있습니다[5].

장내 미생물이 나노 Se를 셀레나이트/셀렌산염으로 산화시키거나 H₂로 환원시킬 수 있다는 매우 매력적인 제안이 있습니다. 셀레노단백질의 다음 합성과 함께 Se [6, 7]. 최근에 나노-Se 입자가 흡수되기 전에 장내 미생물총이 존재하는 장에서 Se의 무기 옥소음이온으로 용해 및 산화될 수 있다는 것을 증명하는 일부 실험적 증거가 제공되었습니다[6]. 또한, 내인성 셀레늄 나노입자(SeNPs)의 세포 내 동적 주기를 보여주는 가상 개략도가 제안되었습니다[7]. 사실, 원소 셀레늄은 과산화물 라디칼에 의해 셀레나이트로 재산화될 수 있다고 제안되었습니다. 장내 미생물총이 이 과정을 수행/가속할 가능성도 있습니다. 실제로 Se의 네 가지 주요 생물학적 변형은 환원, 산화, 메틸화 및 탈메틸화를 포함하여 자연에서 발생하는 것으로 입증되었습니다[8]. 지난 30년 동안 축적된 데이터는 미생물이 산화 및 환원 반응에 모두 참여하여 환경에서 셀레늄 순환에서 중요한 역할을 한다는 것을 분명히 나타냅니다[9]. 흥미롭게도 Se ⁰ 의 미생물 산화 ^{4세 이상} 90년 이상 전에 미확인된 독립영양 박테리아 그룹에 의해 발견되었습니다[10]. 또한 종속영양세균인 Bacillus megaterium에 의해 원소 셀레늄이 셀레나이트로 산화됩니다. , 토양에서 분리된 것은 훨씬 나중에 보고되었습니다[11]. 실제로 Se ⁰ 토양의 산화는 비교적 느린 속도로 발생하고 본질적으로 대부분 생물적이며 SeO₃를 모두 생성하는 것으로 나타났습니다. ²⁻ 그리고 SEO₄ ²⁻ [12]. 또한, 원소 셀레늄의 미생물 산화(Se ⁰ ) chemoheterotrophs 및 chemoautotrophic thiobacilli에 의해 ⁷⁵ 를 사용하여 확인되었습니다. Se ⁰ 추적자로 [13]. 저자는 토양 슬러리가 Se ⁰ 를 산화시킬 수 있음을 보여주었습니다. SEO와 함께₃ ²⁻ 그리고 SEO₄ ²⁻ 형성. 흥미롭게도 오토클레이브나 화학 처리에 의한 토양의 미생물 비활성화는 이 과정을 억제했습니다. 또한, 황산화 세균 티오바실러스의 배양 ASN-1은 환원된 황 화합물로부터 에너지를 생성하는 데 사용되는 효소로 Se(0)의 산화를 수행하는 것으로 나타났습니다[13]. 또한, Mn(II) 또는 Fe(II)를 산화시킬 수 있는 종속영양 박테리아(Leptothrix MnB1)은 Se ⁰ 를 산화시키는 것으로 나타났습니다. Seo₃의 형성과 함께 ²⁻ 반응의 주요 생성물로. 흥미롭게도 반응은 아세테이트 또는 포도당과 같은 전자 공여체에 의존하는 것으로 나타났습니다[13]. Se ⁰ 의 산화 다양한 박테리아에 의해 완전히 해결되지 않았으며 중요한 연구 기회의 영역입니다. 사실, 장에 존재하는 매우 다양한 미생물은 다양한 Se 전환에 필요한 조건을 제공합니다. 예를 들어 nano-Se 입자를 유산균(Lactobacillus delbrueckii 서브스피. 불가리쿠스 LB-12), 유기 Se 화합물(주로 SeCys 및 SeMet)이 생성되었고 또한 나노 Se 입자가 부분적으로 용해되고 비대사적으로 무기 셀레늄으로 변환되었는데, 이는 아마도 박테리아 세포벽에 의해 배설되는 물질의 도움으로일 것입니다[14].

또는 원소 셀레늄은 셀레나이트 호흡 박테리아에 의해 환원/셀레나이드로 전환될 수 있습니다(예:Bacillus selenitireducens ). 전자 공여체 젖산의 아세테이트로의 불완전 산화와 함께 박테리아에 의해 수행된 전술한 반응은 다음과 같이 제시되었다[7]:

$$ {\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_4{\mathrm{OHCOO}}^{-}+2{\mathrm{Se}}^0+2{\mathrm{H}}_2 \mathrm{O}\to {\mathrm{C}\mathrm{H}}_3{\mathrm{C}\mathrm{OO}}^{-}+2{\mathrm{H}\mathrm{Se}} ^{-}+{{\mathrm{H}\mathrm{CO}}_3}^{-}+3{\mathrm{H}}^{+} $$

따라서 반응에 대한 자유 에너지(∆G ^I )는 - 2.8kcal/mol e ⁻ 로 표시됩니다. . 이것은 Bacillus selenitireducens에서 , 환원 메커니즘은 Se-특이 분해 효소를 사용하여 에너지 보존을 포함합니다[15]. 실제로 셀레나이트 호흡 박테리아인 Bacillus selenitireducens , 상당한 수준의 Se ^{− 2} 를 생성할 수 있습니다. (수성 HSe-로) Se ⁰ 사용 기질로 [16]. 앞서 레드 셀레늄이 절대 호산성 Thiobacillus ferrooxidans에 의해 환원된다는 것이 입증되었습니다. 산성(pH 3), 혐기성 조건에서 H₂ 0.03μmol/mg protein/h의 비율로 Se 생산[17]. 또한, 또 다른 혐기성 세균 Veillonella atypica 셀레늄 옥시음이온을 환원하여 원소 셀레늄을 형성하고 박테리아에 의해 추가 환원되어 반응성 셀레나이드를 형성할 수 있는 것으로 나타났습니다[18]. 흥미롭게도 45년 이상 전에 Micrococcus lactilyticus(Veillonella alcalescens ) 콜로이드성 셀레늄을 H₂로 정량적으로 환원할 수 있었습니다. Se [19]. 최근 YedE 및 YedF 단백질을 코딩하는 유전자가 박테리아를 포함한 원핵생물에서 Se 대사에 관여하는 새로운 후보 유전자로 고려되고 있다[20]. 실제로 예측된 ​​Se 수송체인 YedE와 산화환원 단백질인 YedF는 모두 박테리아 세포에서 셀레늄의 대사 변형에 관여할 수 있습니다. 따라서 원소 셀레늄을 산화 또는 환원시키는 다양한 미생물의 주요 능력이 입증되었습니다(표 1). 그러나 그러한 반응이 동물의 장에서 일어나는 경우 질문에 답하기 위해 추가 조사가 필요합니다. 흥미롭게도 표 1에 언급된 모든 박테리아 종에서 Veillonella 속의 혐기성 그람 음성 박테리아 특별한 주의를 기울일 가치가 있습니다. 실제로 Veillonellae 온혈 동물의 소화관에서 발견됩니다[21]. 사실, 식용 동물에서 Veillonella 계통은 상부 위장관 [23] 및 닭의 맹장 [24]을 포함하여 위장관의 모든 부분([22] 및 참조 참조)의 토착 주민으로 정기적으로 검출됩니다. 실제로, 동물의 위장관에서 나노 Se의 가능한 전환의 운명과 메커니즘을 설명하기 위해서는 추가 연구가 필요합니다. 나노-Se 대사는 나노입자 코팅제를 포함하는 나노입자 조성에 의존한다. 셀레노단백질 합성에 나노-Se의 참여에 대한 제안된 계획은 그림 1에 나와 있으며, 흡수, 분포 및 제거를 포함한 나노-Se 대사에 대한 기본 이해는 동물/가금류 과학에서 매우 중요합니다[25]. <그림>

동물에서 다양한 형태의 Se의 대사 전환을 보여주는 도식 모델. 장내 미생물은 나노 Se를 셀레나이트, H₂로 전환할 수 있다고 제안됩니다. 다음 SeCys 합성 및 셀레노단백질로의 통합을 갖는 Se 또는 Se-인산염

포유류/조류의 위장관에는 미생물총으로 통칭되는 수조 개의 공생 미생물이 있습니다[26]. 예를 들어, 닭의 장관은 십이지장, 공장, 회장, 맹장, 결장으로 구성되어 있으며 앞서 언급한 장 부분 사이에 미생물총의 농도와 조성에 상당한 차이가 있다[27]. 흥미롭게도 맹장은 Firmicutes 문에 의해 지배되는 가장 복잡한 미생물 군집이 특징입니다. , 박테로이데테스 , 악티노박테리아 및 프로테오박테리아 [28]. 한편, 속 수준에서는 장 전체에 걸친 주요 미생물 속이 Lactobacillus , 장구균 , 박테로이데스 , 및 코리네박테리움 [27]. 또한, 박테로이데스 맹장에서 우세한 그룹인 반면 Lactobacillus 소장 섹션(십이지장, 공장 및 회장; [27])에서 우세했습니다. 이 복잡한 장내 생태계에는 나노-Se 입자의 산화/환원을 촉진할 수 있는 다양한 미생물이 있을 수 있으며 이 가정은 추가 조사를 기다리고 있습니다.

한편으로, 일부 미생물은 미생물 셀레노단백질을 합성하고 이 요소에 대해 숙주와 경쟁하기 위해 자체적으로 Se를 사용합니다. Se가 거의 모든 박테리아 문에서 다양한 유기체에 중요한 요소라는 것은 잘 알려져 있습니다. 그러나 특성화된 박테리아의 1/3만이 대사에서 이 요소를 사용하는 것으로 보입니다[29]. 실제로, Se 결핍에서는 이용 가능한 셀레늄에 대해 박테리아와 숙주 사이에 경쟁이 있으며, 무균 동물은 통상적으로 식민지화된 동물보다 더 낮은 셀레늄 요구량을 갖습니다[30]. 최근 결과는 식이 Se 보충이 기존 미생물군의 구성과 다양성과 위장 미생물총의 형성에 영향을 미칠 수 있음을 나타냅니다[31]. 예를 들어, 셀레늄이 풍부한 알팔파 건초를 먹인 이유식 소 송아지는 대조군 동물에 비해 비강 미생물군이 풍부한 것으로 나타났습니다[32]. 장내 미생물군에 대한 다양한 형태 및 농도의 Se의 가능한 영향은 추가 조사를 기다리고 있습니다.

반면에, 미생물군에 의한 Se의 활성 흡수가 있는 것으로 보이며 이 과정은 사용된 Se 형태에 따라 다릅니다. 실제로, 결장 미생물총에 의한 SeMet의 흡수는 셀레네이트의 흡수에 비해 훨씬 더 효율적인 것으로 나타났습니다[33]. 그러나 박테리아 구성과 농도가 장에서 셀레늄 화합물의 흡수에 영향을 미치는지 여부는 조사되지 않았습니다. 장내 미생물총은 메틸화 및 원소 Se 형성에 의해 과잉 셀레늄 배설에 책임이 있다는 것이 일반적으로 받아들여지고 있습니다[34]. 흥미롭게도 SeMet을 먹인 쥐에서 이러한 형태의 Se가 장의 모든 부분에서 발견되었습니다. 그러나 회장, 맹장 및 결장의 Se 수치는 probiotic 처리 후 쥐의 해당 부분보다 유의하게 높았습니다 [34]. 이는 Streptococcus Salivarius , 락토바실러스 람노수스 , 락토바실러스 아시도필러스 및 비피도박테리움 락티스 주로 먼 장에서 프로바이오틱 효과 Se 대사와 함께 장으로 전달되었습니다. 실제로, Se 대사 및 동화에서 장의 각 부분의 역할을 이해하기 위해서는 Se의 전환에서 다양한 박테리아의 영향을 확인해야 합니다. 또한, 상부에서 소장으로 체액의 역류는 H₂의 흡수를 담당할 수 있습니다. Se 및 장에서 Se의 다른 형태. 사실, 최근에 닭이 배설강에서 모래주머니로 마커를 이동할 수 있는 역연동 수축이 특징인 것으로 나타났습니다[35].

세포 배양에서 나노-Se가 셀레노단백질(GSH-Px 및 TR 활성)을 증가시키기 때문에 셀레노단백질 합성에 나노-Se의 직접적인 관여가 예상될 수 있습니다. 그러나 셀레노단백질 발현 우선순위에 대한 최근의 이해는 이 문제를 복잡하게 만들 수 있습니다. 사실, 많은 셀레노단백질은 산화 스트레스에 의해 조절됩니다. 특히, GSH-Px1, GSH-Px4 및 TR1은 산화 스트레스에 대한 반응으로 상향 조절되는 것으로 나타났으며[36], 이러한 반응은 Se 공급이 제한적일 때 더 두드러졌다. 앞서 언급한 반응은 산화 스트레스 수준에도 의존한다는 점을 언급해야 합니다. 약한 산화 스트레스에서는 사실이지만 극도로 높은 수준에서는 다른 메커니즘이 활성화되기 때문입니다[2].

세포 배양에서 이러한 셀레노단백질의 증가된 발현/활성은 나노-Se에 의해 생성된 산화 스트레스에 대한 반응이지만 개선된 Se 공급을 반영하는 것은 아닐 수 있습니다. 따라서 세포 배양 연구를 기반으로 한 결과 해석에 약간의 주의가 필요합니다. 나노-Se 보충으로 인한 생물학적 시스템의 스트레스 관련 변화에 대한 추가 확인은 생체 나노-Se가 핵인자(erythroid-derived-2)-like 2(Nrf2)를 활성화하고 증가시킬 수 있다는 최근 연구에서 나왔습니다. 용량 및 시간 의존적 방식으로 항산화 합성을 담당하는 다운스트림 유전자의 발현 [37]. 또한 저자들은 Nrf2의 knockdown이 이러한 nano-Se 입자의 항산화 효과를 현저하게 차단한다는 것을 발견했습니다.

가금류, 농장 동물 및 어류의 생산 및 번식 성능에 대한 나노-Se 보충의 긍정적인 영향을 비판적으로 분석할 때, 대부분의 경우 Se는 성능을 향상시키지 않고 오히려 환경 또는 영양제약. 많은 경우 동물 실험은 매우 낮은 Se 배경 수준에서 수행되었으므로 사용 가능한 형태로 Se를 추가하면 긍정적인 효과를 얻을 수 있습니다.

사료첨가제로 사용되는 나노세륨 상업화의 과제는 다음과 같다.

<리> 1.

세포, 하위 세포 및 유전자 수준에서 나노 Se 흡수, 동화 및 작용의 분자 메커니즘을 이해하는 것이 필요합니다. 이러한 데이터가 없으면 재현 가능한 결과를 얻고 관찰된 효과에 대한 적절한 설명을 찾기가 어렵습니다. 예를 들어, 최근 발표된 논문에서 닭의 나노-Se 과다복용으로 인해 간에서 영향을 받는 유전자(18개 단백질 및 이들 중 어느 것도 Se 대사와 직접적으로 관련되지 않음)만이 간에서 영향을 받는 반면[38], 다른 유전자는 SeMet을 포함한 식이 Se의 형태는 수백 개의 유전자에 영향을 미칠 수 있습니다.

<리> 2.

나노 Se가 SeMet과 같이 체내에서 Se 매장량을 생성할 수 있는지, 그리고 이러한 매장량이 스트레스 조건에서 이용 가능한지 이해하는 것이 중요합니다.

<리> 3.

동일한 크기, 안정성 및 합리적으로 양호한(최소 6~12개월) 저장성을 갖는 나노 Se 입자를 제공할 수 있는 기술을 설계해야 합니다[2].

<리> 4.

미생물 프로바이오틱스는 사료 첨가제로 사용되는 나노 셀레늄의 전환에 유용할 수 있습니다. 한편, 이러한 프로바이오틱스는 장내 나노세륨 동화를 돕는 특정 미생물을 함유할 수 있습니다(예:Veillonella 종). 반면에 Se가 풍부한 프로바이오틱스는 또 다른 가능성이 될 수 있습니다. [34, 39]

<리> 5.

부작용, 위험 및 환경 문제를 완전히 해결해야 합니다. 실제로 정책 입안자와 규제 기관에 nano-Se의 나노독성학적 잠재력을 알리기 위해서는 추가 연구가 필요합니다[40]. 특히, 건조한 형태의 입자가 매우 작기 때문에 제품이 매우 먼지가 많고, 나노세륨 입자가 체내에 들어가면 비정상적인 행동을 하여 사료 공장 작업자의 보호에 대한 주요 우려 사항으로 경고합니다. 장내 미생물총은 메틸화 및 원소 Se 형성에 의해 과잉 셀레늄의 배설을 담당하기 때문에 [34], 미생물총의 향상/조절은 가능한 나노-Se 독성을 다루는 새로운 지평을 열 수 있습니다.

<리> 6.

동물 영양에서 나노 세륨의 긍정적인 효과는 사용의 가능한 해로운 결과를 가리지 않아야 합니다. 실제로 다양한 조건에서 나노입자의 거동은 상당히 다를 수 있으며 이러한 거동을 제어하는 ​​방법을 이해하기 전에 광범위한 산업적 규모에서 나노세륨을 사용하는 것은 불가능해야 합니다. 예를 들어, 나노 Se 흡수를 고려할 때 나노 입자가 장내 다른 물질에 대한 투과를 향상시키는 특성을 가질 수 있는 소위 트로이 목마 효과를 언급할 필요가 있습니다[41]. 이것은 사료에 "원치 않는" 화합물의 범위가 있고 장이 흡수를 방지하기 때문에 몇 가지 문제를 일으킬 수 있습니다. 실제로 장내 나노-세륨의 행동은 추가 조사가 필요합니다.

<리> 7.

앞서 언급한 리뷰[1]에서는 나노세륨의 항균 및 항암 특성에 상당한 주의를 기울였으며 나노 입자의 고유한 특성이 다양한 질병 상태와 싸우는 데 도움이 될 것으로 보입니다. 실제로 nano-Se는 암 치료를 비롯한 다양한 의학적 조건에서 사용할 수 있는 신약으로 간주될 수 있지만 효과적인 사료 첨가제로의 사용은 다소 의심스럽습니다. 미래의 연구는 이러한 중요한 질문과 우려에 답해야 합니다.

결론

지난 몇 년 동안 nano-Se에 대한 다양한 논문이 발표되었으며 주제는 빠르게 발전하고 있습니다. 그러나 이러한 형태의 Se가 상업적인 가금류/동물 생산 방법을 찾기 전에 nano-Se가 어떻게 활성 셀레노단백질로 전환되는지 이해하고 설명해야 합니다. 나노-Se 작용의 가능한 메커니즘/경로 중 하나는 나노-Se를 셀레나이트(H₂)로 전환할 수 있는 장내 미생물에 의해 매개될 수 있습니다. 셀레노단백질의 다음 합성과 함께 Se 또는 Se-인산염(그림 1). 자연에서 박테리아가 금속 Se(Se ⁰ ) Se ⁻² 생성 또는 Se ⁺⁴ 및 Se ⁺⁶ 각기. Se 산화환원 변화에 관여하는 미생물 중 Veillonella 속 닭을 포함한 식용 동물의 장에 그러한 박테리아가 존재하기 때문에 특별한 주의가 필요합니다. 나노-세륨 동화 및 대사에 장내 미생물총의 참여 가능성은 더 자세히 조사할 필요가 있으며, 동물/가금류 영양에서 셀레늄의 공급원으로서 나노-세륨의 장단점은 추가 비판적 평가를 기다리고 있습니다.

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