Selen

selen

Der Spurenbestandteil Selen ist ein essentieller Nahrungsbestandteil für den menschlichen Organismus und ist in verschiedenen Lebensmitteln enthalten. Das Selen ist ein essentielles Spurenelement, das in allen Körperzellen vorkommt und für den menschlichen Organismus lebenswichtig ist. Das Selen ist ein Spurenelement, das in allen Zellen des Körpers vorkommt. Das Spurenelement Selen ist eines der unverzichtbaren Heilmittel bei Krebserkrankungen. Das Selen ist Bestandteil von Enzymen und damit an einer Vielzahl von Reaktionen im Körper beteiligt.

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Das Selen [ze?le?n] ist ein Stoff mit dem Elementzeichen S und der Atomzahl 34. Im Periodenraster befindet es sich in der 4. und 6. Selen kommt natürlich in kleinen Dosen vor. Selenminerale wie Clausthalite und Naumannite sind rar.

Das Selen, in der Regel in Gestalt von Metall-Seleniden, begleitet schwefelhaltige Erzen der Edelmetalle Cu, Zn, Cu, Zn, Gg und Zn. Bei der Röstung dieser Erzen fällt das Feststoffselendioxid als Selensäure in der Flugzeugasche oder in der nachgelagerten Schwefelsäureproduktion an. Industrielles Selen wird als Abfallprodukt bei der Elektrolyse von Nickel und Nickel aus dem Schlamm der Anode durch Rösten gewonnen.

Der Abbau zu elementarem Selen geschieht durch den Einsatz von Schwefel. Bei Nahrungsergänzungsmitteln und in der Tiernahrung (seit 2005 in der Europäischen Union zugelassen) wird seit mehreren Jahren eine biologische Quelle von Selen verwendet, die durch Züchtung von bestimmten Brauerhefen auf selenreichen Nährmedien (Melasse und Natriumselenit) hergestellt wird.

Hefe synthetisiert große Mengen an selenomethionine als Aminosäuren und bindet so bis zu 2000 mg Selen auf organischem Weg. Im Jahr 2004 wurde in Sao Paulo im Staat Parana die grösste Produktionsanlage für solche natürlichen Selen-Hefeanlagen erbaut. Das in Schwefelkohlenstoff lösliche rote Selen enthält etwa 30 % Se8-Ringe und 70 % Se8+n, das oberhalb von 80°C in das blaue Halbleitermaterial übergeht.

Das elementare rote Selen ist ein Isolierstoff. Schwarzer amorpher Selen, der über 60 Grad Celsius in schwarzen, glasartigen Selen umgewandelt wird. Bei Erwärmung auf Temperaturen über 80 Grad Celsius werden beide Formteile in eine grau-metallische Variante umgewandelt. Das grau-metallische Selen ist die beständigste Variante und wirkt wie ein Teilmetall. Über dem Schmelzpunkt von 220 Grad Celsius entsteht eine flüssige, schwarz gefärbte Masse.

Selen -Dampf ist bei weiter steigender Temperatur vergilbt. Der Bandlücken von Selen liegt bei etwa 1,74 Volt (an der Grenzfläche zwischen sichtbarem und infrarotem Licht). Selen wird an der Raumluft erhitzt und mit einer blauen Feuerflamme zu Selenoxid, genannt SO2, verbrannt. Über 400 Grad Celsius wird es zu Wasserstoffselenid, genannt SO2.

Gewöhnlich bilden sich Seleniden mit Metall, z.B. Sodium Selenid, N2Se. Die chemischen Eigenschaften ähneln denen von Schwefelsäure, aber Selen ist schwieriger zu oxidieren. Bei der Umsetzung mit salpetriger Lösung entsteht "nur" Selensäure, eine Selen(IV)-Verbindung. 20 ]75Se wird in der Kernmedizin in Kombination mit Methhionin als Indikator zur Bestimmung der Bauchspeicheldrüsenfunktion und mit Hilfe von homotaurocholic acid (SeHCAT) zur Bestimmung der Absorption von Gallensäure eingesetzt.

Das Selen ist für alle Lebewesen unentbehrlich. Selen-Verbindungen werden daher als Nahrungsergänzungsmittel und zu Futter- und Düngemitteln weiterverarbeitet. Einsatz im Selengleichrichter und in der Selenzelle, heute jedoch weitestgehend durch Silizium (Halbleiter) ersetzt. Das Selen ist ein unentbehrliches Element für Menschen, Tier und viele Erreger. Bei der Fütterung von Milchvieh wird Selen zugegeben, da der Gehalt an natürlichem Selen oft nicht ausreichend ist, um das Vieh zu versorgen.

Im Futtermittelgesetz werden nur die beiden mineralischen Quellen Selen, Selenit und Natriumselenat, als Zusatzstoffe zur Nahrungsergänzung genannt. Allerdings ist Selen bei höherer Konzentration hochgiftig, obwohl der Bereich zwischen Konzentration, die Defizitsymptome verursacht, und toxischer Konzentration sehr klein ist. Außerdem hängt die Giftigkeit von Selen von der Bindeform ab.

Das Selen ist in selenocysteine, einer essentiellen Fettsäure im Aktivzentrum des Proteins Gluathionperoxidase und vielen anderen Eiweißen vorzufinden. Selen ist aufgrund seiner guten Reaktionsfähigkeit mit Luftsauerstoff wichtig für den oxidativen Zerstörungsschutz von Zellen (Radikalfänger) bei Mensch und Tier. Das Selenozystein ist auch an der Katalyse anderer Fermente beteiligt und in vielen noch nicht geklärten Eiweißen vorzufinden.

Vor der Entdeckung von Selen als wesentlicher Lebensmittelbestandteil von Tieren durch eine Forschungsgruppe um Dr. med. Klaus Schwartz am US-amerikanischen Gesundheitsinstitut (National Institut of Health) wurde Selen als toxischer Stoff angesehen. Die Tierärzte in den 30er Jahren des vorigen Jahrhunderts gaben der hohen Zufuhr von selenhaltigen Kräutern die Schuld an der Alkalikrankheit und der blinden Arthritis bei Rindern, während eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Dr. Schwartz in den 50er Jahren berichtet, dass Selen die nekrotische Leberentzündung verhindert.

Ungefähr zur gleichen Zeit fand eine Forschergruppe der Universität des Bundesstaates der USA, darunter O. H. E. und J. E. Newfield, ein Selenmangel bei Waden. In der Folgezeit bewies er, dass Selen die Dystrophie der Muskulatur bei Lämmern verhindert. Im Anschluss an diese Berichte haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus verschiedenen Institutionen Untersuchungen zum Vorteil der Selenergänzung bei der Leistungsfähigkeit und dem Gesundheitszustand von Milchvieh aufgesetzt.

Selen ist in erster Linie an der Katalysierung des Glutathionperoxidase-Systems (GSH-Px) beteiligt. 2. Auch Selen sei an der Entschlackung von gefährlichen Medikamenten oder Toxinen beteiligt, erläuterte er. Das Selen ist auch in zwei anderen Enzymsystemen von Lebewesen enthalten: Jodthyronin-Deiodase, ein aktivierendes Element des Schilddrüsenhormons H4, und Thioredoxin-Reduktase, ein regulierendes Element der Abbauprozesse.

Gewisse Plasmaproteine, Herzmuskel-, Muskel- u. Kniescheibenproteine beinhalten Selen. Allerdings ist die Funktionsweise von Selen in diesen Eiweißen noch weitgehend im Dunkeln. Selenproteine gibt es viele unterschiedliche. Die Selenproteine beinhalten in der Regel Selenozystein, auch bekannt als die 21. Amino-Säure, die bei der Protein-Biosynthese über ihre eigene TMRNA eingebunden wird.

Selenproteine kommen in dieser Eigenschaft nur in Tierorganismen, Keimen und Erregern vor. Je nach Bodeninhalt wird Selen anstelle von Schwefel in die Aminosäure, insbesondere in Form von Methhionin (Se-Methionin) und in geringerem Maße in Form von Zystein ("Se-Cystein") oder dessen Derivaten ("Methyl-se-Cystein"), eingebaut. Lediglich die so genannten "Selensammelpflanzen" (Selenspeicherpflanzen, z.B. Paradiesnuss), die in Selen-reichen, trockenen Gegenden auftreten, lagern auch Selen als organische, wasserlösliche Selen- oder Selsalze.

H. Selenprotein, D, E, A, E, D, E, C, D, E, V Die Funktionsweise dieser Selenproteine wird immer noch weitestgehend missverstanden. Bekannt sind Selenmangelerkrankungen: Die Selen- und Selenverbindung ist toxisch. Einatmendes Selen kann zu lang anhaltenden Lungenerkrankungen fÃ?hren. Selen kommt am meisten in den Oxidationsstadien Il ( "Selenwasserstoff, Selenid") und Il ( "Tetrahalogenide, Selendioxyd und Selenate(IV), obsolete Selenite") vor.

Selen kommt auch in Selenid-Ionen mit nicht ganzzahliger negativer Oxidation vor. Seltener sind die positiven Oxidationswerte +I (Halogenide Se2X2) und +VI (Selenhexafluorid, Selensäure). Selen-Verbindungen mit der Oxidationsziffer +VI sind stärker oxidierend als die vergleichbaren Schwefelsäure- und Tellur-Verbindungen. Gemische aus Selensäurekonzentrat (VI) und Chlorwasserstoffsäure lösten Metall wie z. B. Metall und Silber auf.

Wasserstoffselenid, kurz H 2Se, ist ein farbneutrales, hochgiftiges Erdgas, das durch Umsetzung von Sseleniden ( "MxSey") mit scharfen Salzsäuren, z.B. Chlorwasserstoffsäure HSK, zubereitet wird. Von den Bestandteilen (Wasserstoff und Selen) kann die Substanz nur bei einer Temperatur von über 350 Grad Celsius als starke endothermische Substanz dargestellt werden. Wasserstoffselenid zerfällt bei Raumtemperatur allmählich in die Bestandteile, die Zersetzung wird durch Lichteinwirkung beschleunig.

In der wässrigen Dispersion (Hydroselensäure) reagieren sie leicht saurer; die Säurefestigkeit (Ks=1,88-10-4) entspricht der von H2O2. Selen bilden mit den meisten Metallarten Binärselenide, die das Selenidanion Si2- beinhalten. Außerdem ist bekannt, dass Diselenid und Polyselenid senz durch die Umsetzung eines Metalles mit einem überschüssigen Selen gewonnen werden:

Selenid ist empfindlich gegenüber Hydrolyse und Oxidation. Neben Ionenseleniden ist die Molekülverbindung Kohlendiselenid, Se=C=Se, bekannt. Seleniumdioxid (Selen(IV)-oxid) ist ein farbloses, kristallines Material, das durch Verbrennung von Selen in der Raumluft gewonnen werden kann. Es ist ein verhältnismäßig starker Oxidator und lässt sich leicht zu Selen reduzieren.

Selen-Trioxid (Selen(VI)-oxid) kann durch Entwässern von Selen-Säure, H 2SeO4, erhalten werden. Außerdem ist es ein kristallines festes und stark oxidierendes Mittel. Hinzu kommen das feste, kristalline, mischwertige Selen(IV,VI)oxid Si2O5 und Si3O7. Selenoxid, SiO, ist nur als instabiles Zwischenprodukt bekannt. Selensulfide SE S (eine nicht-stöchiometrische Selen-Schwefel-Verbindung, bestehend aus schwefelartigen cyclischen Moleküle unterschiedlicher Grösse und Beschaffenheit, aufgrund des Näherungsverhältnisses SE-S2 auch als Selen-Disulfid bekannt).

Selenat sind die Selensäuresalze mit den Ionen SiO42-. Hexafluorid kann durch die Umsetzung von Selen mit elementaren Fluoren repräsentiert werden. Das wichtigste Selenhalogenid sind Tetrahalide, aber ein Selen-Tetraiodid konnte nicht aufbereitet werden. Selenoorganische Stoffe kommen vor allem bei Oxidationsgraden

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