Skip to main content
Revista Paulista de Pediatria logoLink to Revista Paulista de Pediatria
. 2014 Mar;32(1):126–135. doi: 10.1590/S0103-05822014000100019
View full-text in Portuguese

Selenium deficiency and the effects of supplementation on preterm infants

Deficiencia de selenio y los efectos de la suplementación en prematuros

Renata Germano B O N Freitas 1, Roberto José N Nogueira 2, Maria Ângela R G M Antonio 1, Antonio de Azevedo Barros-Filho 1, Gabriel Hessel 1
PMCID: PMC4183006  PMID: 24676200

Abstract

Objective:

This study aimed to review the literature about blood concentrations of selenium associated with gestational age, feeding, supplementation and related clinical features in preterm infants.

Data sources:

Systematic review in the following databases: MEDLINE, PubMed, Google academics, SciELO. org, ScienceDirect (Elsevier) and CINAHL-Plus with Full Text (EBSCO). Articles published up to January 2013 with the keywords "selenium deficiency", "selenium supplementation", "neonates", "infants", "newborn" and "preterm infants" were selected.

Data synthesis:

The studies reported that low blood selenium levels are associated with increased risk of respiratory diseases. Preterm infants, especially with low birth weight, presented lower selenium levels. Selenium deficiency has also been associated with the use of oral infant formula, enteral and parenteral nutrition (with or without selenium addition). The optimal dose and length of selenium supplementation is not well-established, since they are based only on age group and selenium ingestion by breastfed children. Furthermore, the clinical status of the infant affected by conditions that may increase oxidative stress, and consequently, selenium requirements is not taken into account.

Conclusions:

Prematurity and low birth weight can contribute to low blood selenium in premature infants. Selenium supplementation seems to minimize or prevent clinical complications caused by prematurity.

Keywords: review; selenium; supplementation; infant, newborn; infant, premature

Introduction

Selenium is a trace element considered essential due to its participation in major metabolic functions( 1 , 2 ), immune system, thyroid hormone metabolism( 1 , 2 ), male infertility, neoplasms and cardiovascular disease( 2 ). It also has antioxidant properties( 1 , 3 ).

Selenium is an active-site component of glutathione peroxidase (GPx)( 4 ). This enzyme contains four atoms of selenium and is responsible for nearly 30% of plasma selenium levels( 1 , 5 ). GPx has antioxidant function( 3 ), thereby protecting body cells from oxidation and reducing toxic substances caused by oxidative stress( 6 ).

In 1979, it was discovered that selenium supplementation could prevent the appearance of Keshan disease, a cardiomyopathy affecting children living in regions of selenium-deficient soil( 7 ). In the pediatric population, selenium deficiency is most commonly found in preterm infants, associated with gestational age, feeding after birth and clinical status( 8 - 10 ).

According to the National Health and Medical Research Council (NH&MRC, 2006)( 11 ), the daily recommended oral dose of selenium is 12-15µg. For enteral nutrition, the recommended dose is 1.3-3.0µg/kg/day. For parenteral nutrition, the European Society for Paediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition (ESPGHAN, 2005)( 12 ) has recommended the administration of 2-3µg/kg/day. Currently, the American Society for Parenteral and Enteral Nutrition (ASPEN, 2012)(13) suggested an improvement of recommended intake of selenium from 20-60 µg/day to 60-100µg/day for adults. With respect to pediatric patients, including neonates, the recommended dose remained 2µg/kg/day( 13 - 16 ).

The addition of selenium to oral, enteral and parenteral infant formulas is not a routine practice in all countries and health care services. In Brazil, selenium is not routinely added to parenteral nutrition, despite studies reporting that selenium supplementation may prevent or correct a deficiency in this mineral( 17 - 19 ).

This study aimed to review the literature about blood selenium concentrations in preterm infants associated with gestational age, feeding, supplementation and related clinical features.

Method

A systematic review was conducted by electronic search. Medline Pubmed, Google Scholar and Capes Platform databases were used for a refined search in the following databases: SciELO.org, ScienceDirect (Elsevier) and CINAHL-Plus with Full Text (EBSCO). Searches were made of studies published up to January, 2013 with the following keywords: selenium deficiency, selenium supplementation, neonates, newborn, preterm infants. No limitations were applied regarding date of publication and language. The exclusion criteria were as follows: review papers, animal research, studies with dead children and studies with inadequate age group. For data collection, Boolean operators that broadened or restricted the number of articles identified by the search system were used.

One hundred and eighty-nine (189) articles were found. Of these, 18 were selected and 171 excluded (63 repeated studies, 50 animal studies, 14 review articles, 27 with inadequate age group, 11 did not address the topic, 6 reported dead children).

Thus, based on titles and abstracts, 18 studies were chosen for this systematic review. After the selection of studies, level of evidence and grades of recommendation were classified according to Brazilian Medical Association( 20 ).

Results

Eighteen articles analyzing selenium concentrations in preterm infants were selected. Table 1 shows study design, population characteristics and forms of feeding. According to the criteria of the Brazilian Medical Association( 20 ), studies were classified as A or B. In table 2, a relationship between selenium status and age of the child is observed.

Table 1. Type of study, location, case study, feeding form and conclusion in selected studies.

graphic file with name 0103-0582-rpp-32-01-00126-gt01.jpg

Table 2. Main results found in publications about the relationship between alterations in selenium status and age.

graphic file with name 0103-0582-rpp-32-01-00126-gt02.jpg

Concerning birth weight, Makhoul et al(8) observed that the lower the weight, the lower the selenium concentration (r=0.237; p=0.002). Lockitch et al(21) found a significant correlation between BW and plasma Se (r=0.47; p<0.001). Plasma GPx levels were more highly correlated with birth weight (r=0.64; p<0.001). In addition, studies have related alterations in selenium concentration and clinical status (table 3).

Table 3. Main results found in publications about alterations in selenium concentration and clinical status.

graphic file with name 0103-0582-rpp-32-01-00126-gt03.jpg

Table 4 shows studies correlating the amount of selenium provided by feeding routes used with selenium concentrations observed in studies of children.

Table 4. Main results found in publications about alterations in selenium concentrations and feeding provided.

graphic file with name 0103-0582-rpp-32-01-00126-gt04.jpg

Discussion

It is known that the pediatric population, particularly premature infants(8-10), is vulnerable to low Se concentrations due to nutritional changes(22), possible clinical complications(10,23) and low selenium liver stores(8,9,24-26). This occurs because of immature chorionic villi that acts in the transport of this mineral and also due to inadequate intestinal absorption(8,9,25,26).

During pregnancy, maternal blood selenium levels decrease, reflecting a greater amount of selenium transported to the fetus in the 3rd trimester of pregnancy. Mask et al( 27 ), Amin et al( 28 ) and Smith et al( 29 ) suggest that low selenium values found in preterm infants must be associatedwith selenium accumulation during gestation. This fact was observed in studies by Makhoul et al( 8 ) and Galinier et al( 30 ), who analyzed umbilical cord selenium concentration and noted a significant association with gestational age of newborn infants. Selenium concentration increased after 36 weeks in the former study and from the 26th to the 38th week in the latter study.

Mentro, Smith and Moyer-Mileur( 9 ) suggested that preterm infant's small Se stores are used preferentially for GPx production, occurring in stable or increased GPx and decreased Se concentrations. This could explain the poor correlation between selenium and GPx concentrations observed in the studies( 9 , 18 , 21 , 24 , 31 ). Another possibility is that the natural defenses antioxidant like enzyme GPx, mature along the gestation. So, in premature animal, the GPx probably are poorly developed( 32 ).

According to Daniels, Gibson and Simmer(18) and Mentro, Smith and Moyer-Mileur( 9 ), GPx concentrations might be confounded by supplemental oxygen and steroids which are common practice for preterm infants. Thus according to authors, GPx activity may be a poor functional indicator of selenium status in infants( 10 , 31 - 33 ), especially in preterm infants( 8 , 9 , 24 , 32 ). But GPx, seems to be a good marker for adults( 8 , 18 , 32 ).

Prematurity also affects birth weight( 34 ). Birth weight is the anthropometric indicator that has the greatest influence on health and newborn survival( 33 , 35 - 37 ). Makhoul et al( 8 ) and Lockitch et al( 21 ) observed that the lower the weight, the lower the concentration of selenium in newborns. Bogye, Alfthan and Machay( 38 ) stated that very low birth weight premature infants are obviously susceptible to selenium deficiency.

Selenium deficiency has also been associated with a greater number of diseases and clinical complications. Klinger et al(39) found selenium deficiency in most premature infants however, there was not a significant correlation between selenium levels and thyroid hormones.

Merz et al( 40 ) found no relationship between the incidence of bronchopulmonary dysplasia and selenium status. Darlow et al( 24 ) suggested that low Se concentrations may be associated an increase in risk to lung injury.

Darlow et al( 32 ) were the first to demonstrate in humans an association between low plasma selenium levels and a greater risk of lung disease, evidenced by oxygen requirement and dependency in the 28th day of life of the affected patients. Mentro, Smith and Moyer-Mileur(9) showed that, despite a reduction in selenium plasma levels, increased selenium ingestion was associated with a reduction in oxygen dependency. In fact, selenium supplementation would act against oxidative stress caused by early exposure to an oxygen-rich environment, in addition to supplemental oxygen provided in some cases.

Daniels, Gibson and Simmerb(18) found no significant difference in the incidence of retinopathy of prematurity and intraventricular hemorrhage, but observed a higher incidence of sepsis among premature infants without selenium supplementation.

Thus, feeding newborns with an adequate amount of selenium is important to restore and to maintain selenium liver stores( 9 ), preventing a number of disorders and complications, as well as to support the appropriate growth and development of newborn infants. Daniels et al( 31 ) suggest that supplementation should be at least equivalent to the amount of selenium in breast milk of women from the same geographical region; after all, there are some regions where soils are low in selenium, as in New Zealand( 32 ), Switzerland( 41 ), China( 42 ) and some states of Brazil( 43 ).

Makhoul et al( 8 ) stated that infants fed with maternal milk, regardless of being premature or not, do not require selenium supplementation. However, when feeding of these infants is based on infant formula, enteral or parenteral nutrition, supplementation is necessary even in term newborn infants.

Most publications studied in this review showed an association between feeding provided to infants - infant formulas administered by oral, enteral or parenteral route containing little or no addition of selenium - and low selenium concentrations( 9 , 18 , 23 , 28 , 31 , 32 , 44 ).

The current recommendations for selenium supplements are based on the ingestion of selenium by infants fed with maternal milk, since it appears to meet newborn requirements( 15 , 31 , 33 ).

Currently, ASPEN (2012)(13) recommends 2Î1/4g/kg/day selenium in parenteral nutrition for the pediatric population. There is no differentiation between preterm and term neonates, healthy and sick neonates, and between neonates with appropriate or low birth weight for gestational age.

Surveys claim that selenium concentrations are lower in preterm infants, especially in those with low birth weight (Ë‚1,500 g) and very low birth weight (Ë‚1,000g), when compared with term infants( 22 , 37 , 38 , 45 , 46 ).

Daniels, Gibson and Simmer( 18 ), studying preterm infants receiving parenteral nutrition, found selenium levels similar to those observed in children with Keshan disease. Huston, Jelen and Vidgoff(47) concluded that adding 1.34 µg/kg/day of selenium in PN is not adequate for LBW. Those authors additionally suggested that supplementation with 3µg/kg/day of selenious acid was incapable of preventing significant decreases in plasma selenium concentration when compared with term newborn infants fed breast milk( 18 ). This fact is concerning, since, according to the literature, supplementation may revert several clinical complications, although it is not efficient for reverting Keshan disease.

Klinger et al(39) reported that supplementation of 2µg/kg/day of selenium has not been able to prevent or reverse selenium deficiency. Thus, the authors support the recommendation to review premature infants guidelines. Makhoul et al(8) suggested that measurement of selenium levels recommended in parenteral nutrition should increase twofold (up to 7µg/kg/day).

In a research conducted by Darlow( 24 ), supplementation prevented the fall and achieved levels similar to those reported in term infants fed human milk. So, the authors suggest that VLBW infants should receive sufficient supplementation to achieve levels observed in term infants fed human milk, despite the minimal benefits in the clinical picture found in research.

In a study by Winterbourn et al( 48 ), supplementation (7µg/kg/day and 5µg/kg/day of sodium selenite in parenteral and oral nutrition, respectively) did not have an effect on oxidative stress, although selenium levels almost doubled and GPx showed a significant difference between groups with and without supplementation. This fact may be explained by the inadequate dose of selenium, the late supplementation, and also due to the scant evidence of oxidative stress among premature infants.

Despite the discussion about the optimal dose and length of selenium supplementation, several studies have shown that the addition of selenium may prevent diseases and their complications( 6 , 17 , 49 , 51 ), including a shortened hospital stay and, consequently, lower financial costs.

Conclusion

Nutritional assessment of selenium status in the body to analyze biochemical indicators and clinical manifestations should be performed, especially in premature newborns who were not breastfed. Blood selenium concentrations are reduced in neonates, especially in those with lower gestational age and birth weight. Furthermore, newborn infants who are not breastfed and supplemented show the lowest selenium levels, including newborns, without any underlying disease. Therefore, supplementation is important in preterm infants who were not breastfed in order to minimize the risks of diseases and complications associated with selenium deficiency, contributing to a healthy growth and development of the child.

The optimal dose and length of selenium supplementation have still not been well-established, since they are based only on age group and selenium ingestion in breastfed children. Furthermore, the clinical status of the infants affected by conditions that may increase oxidative stress and, consequently, increase selenium requirements, was not taken into account.

Thus, studies into this subject area are strictly necessary to encourage selenium supplementation in all countries and healthcare services, for the prevention or reversal of selenium deficiency and the resultant complications in humans, especially among newborn infants.

Footnotes

Instituição: Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), Campinas, SP, Brasil

References

  • 1.Porras IC, Muriel AC, Morales BO, Pozo JF, Aranda JG, Pérez L. Evaluación de nutrición parenteral estandarizada en niños. Nutr Hosp. 2010;25:449–455. [PubMed] [Google Scholar]
  • 2.Uslu N, Saltik-Temizel IN, Demir H, Gürakan F, Özen H, Yüce A. Serum selenium concentrations in cirrhotic children. Turk J Gastroenterol. 2010;21:153–155. doi: 10.4318/tjg.2010.0074. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 3.Cominetti C, de Bortoli MC, Purgatto E, Ong TP, Moreno FS, Garrido AB, Jr, et al. Associations between glutathione peroxidase-1 Pro198Leu polymorphism, selenium status, and DNA damage levels in obese women after consumption of Brazil nuts. Nutrition. 2011;27:891–896. doi: 10.1016/j.nut.2010.09.003. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 4.Ashton K, Hooper L, Harvey LJ, Hurst R, Casgrain A, Fairweather-Tait SJ. Methods of assessment of selenium status in humans: a systematic review. Am J Clin Nutr. 2009;89:2025S–2039S. doi: 10.3945/ajcn.2009.27230F. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 5.Harrison I, Littlejohn D, Fell GS. Distribution of selenium in human blood plasma and serum. Analyst. 1996;121:189–194. doi: 10.1039/an9962100189. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 6.Nogueira RJ, Lima AE, Prado CC, Ribeiro AF. Nutrição em pediatria oral, enteral e parenteral. São Paulo: Sarvier; 2011. [Google Scholar]
  • 7.Keshan Disease Research Group Observations on effect of sodium selenite in prevention of Keshan disease. Chin Med J (Engl) 1979;92:471–476. [PubMed] [Google Scholar]
  • 8.Makhoul IR, Sammour RN, Diamond E, Shohat I, Tamir A, Shamir R. Selenium concentrations in maternal and umbilical cord blood at 24-42 weeks of gestation: basis for optimization of selenium supplementation to premature infants. Clin Nutr. 2004;23:373–381. doi: 10.1016/j.clnu.2003.08.004. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 9.Mentro AM, Smith AM, Moyer-Mileur L. Plasma and erythrocyte selenium and glutathione peroxidase activity in preterm infants at risk for bronchopulmonary dysplasia. Biol Trace Elem Res. 2005;106:97–106. doi: 10.1385/BTER:106:2:097. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 10.Nassi N, Ponziani V, Becatti M, Galvan P, Donzelli G. Anti-oxidant enzymes and related elements in term and preterm newborns. Pediatr Int. 2009;51:183–187. doi: 10.1111/j.1442-200X.2008.02662.x. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 11.National Health and Medical Research Council . Nutrient Reference Values for Australia and New Zealand. Canberra: Commonwealth of Australia; 2006. [Google Scholar]
  • 12.Koletzko B, Goulet O, Hunt J, Krohn K, Shamir R. Guidelines on Paediatric Parenteral Nutrition of the European Society of Paediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition (ESPGHAN) and the European Society for Clinical Nutrition and Metabolism (ESPEN), Supported by the European Society of Paediatric Research (ESPR) J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2005;41(Suppl 2):S1–87. doi: 10.1097/01.mpg.0000181841.07090.f4. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 13.Vanek VW, Borum P, Buchman A, Fessler TA, Howard L, Jeejeebhoy K, et al. A.S.P.E.N. position paper: recommendations for changes in commercially available parenteral multivitamin and multi-trace element products. Nutr Clin Pract. 2012;27:440–491. doi: 10.1177/0884533612446706. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 14.Canada T, Crill C, Guenter P. A.S.P.E.N. Parenteral nutrition handbook. Silver Spring: American Society Parenteral for Parenteral and Enteral Nutrition; 2009. [Google Scholar]
  • 15.Forchielli ML. Pediatric nutrition in your pocket. Silver Spring: American Society for Parenteral and Enteral Nutrition; 2002. [Google Scholar]
  • 16.Rayman JM. The importance of selenium to human health. Lancet. 2000;356:233–241. doi: 10.1016/S0140-6736(00)02490-9. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 17.Dylewski ML, Bender JC, Smith AM, Prelack K, Lydon M, Weber J, et al. The selenium status of pediatric patients with burn injuries. J Trauma. 2010;69:584–588. doi: 10.1097/TA.0b013e3181e74c54. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 18.Daniels L, Gibson R, Simmer K. Randomised clinical trial of parenteral selenium supplementation in preterm infants. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 1996;74:F158–F164. doi: 10.1136/fn.74.3.f158. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 19.Kien CL, Ganther HE. Manifestations of chronic selenium deficiency in a child receiving total parenteral nutrition. Am J Clin Nutr. 1983;37:319–328. doi: 10.1093/ajcn/37.2.319. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 20.Associação Médica Brasileira, Conselho Federal de Medicina [cited 2013 Jul 10];[homepage on the Internet]. Projeto Diretrizes - Associação Médica Brasileira e Conselho Federal de Medicina. 2010 a Available from: Available from: http:// www.portalmedico.org.br/diretrizes/100_diretrizes/Texto_Introdutorio.pdf.
  • 21.Lockitch G, Jacobson B, Quigley G, Dison P, Pendray M. Selenium deficiency in low birth weight neonates: an unrecognized problem. J Pediatr. 1989;114:865–870. doi: 10.1016/s0022-3476(89)80154-4. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 22.Trindade CE. Importância dos minerais na alimentação do pré-termo extremo. J Pediatr (Rio J) 2005;81(1):s43–s51. doi: 10.2223/1299. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 23.Muntau AC, Streiter M, Kappler M, Röschinger W, Schmid I, Rehnert A, et al. Age-related reference values for serum selenium concentrations in infants and children. Clin Chem. 2002;48:555–560. [PubMed] [Google Scholar]
  • 24.Darlow BA, Winterbourn CC, Inder TE, Graham PJ, Harding JE, Weston PJ, et al. The effect of selenium supplementation on outcome in very low birth weight infants: a randomized controlled trial. J Pediatr. 2000;136:473–480. doi: 10.1016/s0022-3476(00)90010-6. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 25.Friel JK, Andrews WL, Long DR, L'Abbe MR. Selenium status of very low birth weight infants. Pediatr Res. 1993;34:293–296. doi: 10.1203/00006450-199309000-00010. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 26.Hambidge KM. Trace element requirements in the premature infants. In: Lebenthal E, editor. Textbook of gastroenterology and nutrition in infancy. 2nd ed. New York: Raven Press; 1992. pp. 393–401. [Google Scholar]
  • 27.Mask GR, Lane HW. Selected measures of selenium status in full-term and preterm neonates, their mothers and nonpregnant women. Nutr Res. 1993;13:901–911. [Google Scholar]
  • 28.Amin S, Chen SY, Collipp PJ, Castro-Magana M, Maddaiah VT, Klein SW. Selenium in premature infants. Nutr Metab. 1980;24:331–340. doi: 10.1159/000176279. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 29.Smith AM, Chan GM, Moyer-Mileur LJ, Johnson CE, Gardner BR. Selenium status of preterm infants fed human milk, preterm formula, or selenium-supplemented preterm formula. J Pediatr. 1991;119:429–433. doi: 10.1016/s0022-3476(05)82058-x. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 30.Galinier A, Périquet B, Lambert W, Garcia J, Assouline C, Rolland M, et al. Reference range for micronutrients and nutritional marker proteins in cord blood of neonates appropriated for gestational ages. Early Hum Dev. 2005;81:583–593. doi: 10.1016/j.earlhumdev.2005.01.007. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 31.Daniels L, Gibson RA, Simmer K, Van Dael P, Makrides M. Selenium status of term infants fed selenium-supplemented formula in a randomized dose-response trial. Am J Clin Nutr. 2008;88:70–76. doi: 10.1093/ajcn/88.1.70. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 32.Darlow BA, Inder TE, Graham PJ, Sluis KB, Malpas TJ, Taylor BJ, et al. The relationship of selenium status to respiratory outcome in the very low birth weight infant. Pediatrics. 1995;96:314–319. [PubMed] [Google Scholar]
  • 33.Food and Nutrition Board.Institute of Medicine . Dietary reference intakes for vitamin C, vitamin E, selenium and carotenoids.Washington, DC: National Academy Press; 2002. [Google Scholar]
  • 34.Monteiro CA, Benicio MH, Ortiz LP. Tendência secular do peso ao nascer na cidade de São Paulo (1984-1996) Rev Saude Publica. 2000;34(6):26–40. [PubMed] [Google Scholar]
  • 35.Kilsztajn S, Rossbach A, Nunes do Carmo MS, Sugahara GT. Assistência pré-natal, baixo peso e prematuridade no Estado de São Paulo, 2000. Rev Saude Publica. 2003;37:303–310. doi: 10.1590/s0034-89102003000300007. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 36.Nascimento LF, Gotlieb SL. Fatores de risco para o baixo peso ao nascer, com base em informações da declaração de nascido vivo em Guaratinguetá, SP, 1998. Inf Epidemiol SUS. 2001;10:113–120. [Google Scholar]
  • 37.Cormick MC. The contribution of low birth weight to infant mortality and childhood morbidity. N Engl J Med. 1985;312:82–90. doi: 10.1056/NEJM198501103120204. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 38.Bogye G, Alfthan G, Machay T. Randomized clinical trial of enteral yeast-selenium supplementation in preterm infants. Biofactors. 1998;8:139–142. doi: 10.1002/biof.5520080123. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 39.Klinger G, Shamir R, Singer P, Diamond EM, Josefsberg Z, Sirota L. Parenteral selenium supplementation in extremely low birth weight infants: inadequate dosage but no correlation with hypothyroidism. J Perinatol. 1999;19:568–572. doi: 10.1038/sj.jp.7200273. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 40.Merz U, Peschgens T, Dott W, Hörnchen H. Selenium status and bronchopulmonary dysplasia in premature infants < 1,500 g. Z Geburtshilfe Neonatol. 1998;202:203–206. [PubMed] [Google Scholar]
  • 41.Eichholzer M. Micronutrient deficiencies in Switzerland: causes and consequences. J Food Eng. 2003;56:171–179. [Google Scholar]
  • 42.Xia Y, Hill KE, Burk RF. Biochemical studies of a selenium-deficient population in China: measurement of selenium, glutathione peroxidase and other oxidant defense indices in blood. J Nutr. 1989;119:1318–1326. doi: 10.1093/jn/119.9.1318. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 43.Moraes MF, Welch RM, Nutti MR, Carvalho JL, Watanabe E. Evidences of selenium deficiency in Brazil: from soil to human nutrition. Proceedings of the First International Conference on Selenium in the Environment and Human Health; Suzhou, China: 2009. pp. 73–74. [Google Scholar]
  • 44.Andrews PJ, Avenell A, Noble DW, Campbell MK, Battison CG, Croal BL, et al. Randomised trial of glutamine and selenium supplemented parenteral nutrition for critically ill patients. Protocol Version 9, 19 February 2007 known as SIGNET (Scottish Intensive care Glutamine or seleNium Evaluation Trial) Trials. 2007;8:25–25. doi: 10.1186/1745-6215-8-25. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 45.Sievers E, Arpe T, Schleyerbach U, Garbe-Schönberg D, Schaub J. Plasma selenium in preterm and term infants during the first 12 months of life. J Trace Elements Med Biol. 2001;14:218–222. doi: 10.1016/S0946-672X(01)80005-5. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 46.Klein CJ. Nutrient requirements for preterm infant formulas. Minerals: calcium and phosphorus. J Nutr. 2002;132:1395S–1577S. doi: 10.1093/jn/132.6.1395S. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 47.Huston RK, Jelen BJ, Vidgoff J. Selenium supplementation in low-birthweight premature infants: relationship to trace metals and antioxidant enzymes. JPEN J Parenter Enteral Nutr. 1991;15:556–559. doi: 10.1177/0148607191015005556. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 48.Winterbourn CC, Chan T, Buss IH, Inder TE, Mogridge N, Darlow BA. Protein carbonyls and lipid peroxidation products as oxidation markers in preterm infant plasma: associations with chronic lung disease and retinopathy and effects of selenium supplementation. Pediatr Res. 2000;48:84–90. doi: 10.1203/00006450-200007000-00015. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 49.Forceville LX. Selenium and the "free" electron. Selenium - a trace to be followed in septic or inflammatory ICU patients? Intensive Care Med. 2001;27:16–18. doi: 10.1007/s001340000779. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 50.Heyland DK, Dhaliwal R, Suchner U, Berger MM. Antioxidant nutrients: a systematic review of trace elements and vitamins in the critically ill patient. Intensive Care Med. 2005;31:327–337. doi: 10.1007/s00134-004-2522-z. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 51.Bogye G, Alfthan G, Machay T, Zubovics L. Enteral yeast-selenium supplementation in preterm infants. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 1998;78:F225–F226. doi: 10.1136/fn.78.3.f225. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
Rev Paul Pediatr. 2014 Mar;32(1):126–135. [Article in Portuguese]

Deficiência de selênio e os efeitos da suplementação em prematuros

Abstract

Objetivo:

Revisar os trabalhos que analisaram as concentrações sanguíneas de selênio associadas à idade gestacional, à alimentação, à suplementação e ao quadro clínico de prematuros.

Fontes de dados:

Revisão sistemática da literatura por meio de buscas eletrônicas nas seguintes bases de dados: MEDLINE PubMed, Google acadêmico, SciELO.org, ScienceDirect (Elsevier) e CINAHL-Plus with Full Text (EBSCO). Buscaram-se trabalhos publicados até janeiro de 2013 com as seguintes palavras-chave: "selenium deficiency", "selenium supplementation", "neonates", "infants", "newborn" e "preterm infants".

Síntese dos dados:

Os estudos relataram que os baixos níveis selênio associam-se ao risco aumentado para doenças respiratórias. Os prematuros, principalmente com baixo peso ao nascer, apresentam os menores níveis de selênio. A deficiência do mineral tem sido associada ao uso de fórmula infantil oral, nutrição enteral e parenteral (com e sem adição de selênio). A dosagem e o tempo ideal para a suplementação de selênio ainda não estão bem estabelecidos, visto que se baseiam apenas na faixa etária e na ingestão do mineral por crianças amamentadas no peito. Além disso, não se considera o quadro clínico do recém-nascido, que pode ser acometido de doenças que aumentam o estresse oxidativo e, consequentemente, elevam as necessidades de selênio.

Conclusões:

A prematuridade e o baixo peso ao nascer podem contribuir para reduzir as concentrações sanguíneas de selênio em prematuros. A suplementação parece minimizar ou prevenir as complicações clínicas causadas pela prematuridade.

Keywords: revisão, selênio, suplementação, recém-nascido, prematuro

Introdução

O selênio (Se) é um oligoelemento considerado essencial para o corpo humano devido à sua participação em importantes funções metabólicas( 1 , 2 ),bem como no sistema imunológico, no metabolismo hormonal da tireoide( 1 , 2 ), na infertilidade masculina, em neoplasias e em doenças cardiovasculares( 2 ). Também possui propriedades antioxidantes( 1 , 3 ).

O referido oligoelemento é também um componente ativo da glutationa peroxidase (GPx)( 4 ). Essa enzima contém quatro átomos de Se e é responsável por cerca de 30% dos níveis plasmáticos do mineral( 1 , 5 ). A GPx tem uma função antioxidante( 3 ), protegendo as células do corpo e reduzindo as substâncias tóxicas causadas pelo estresse oxidativo( 6 ).

No ano de 1979, descobriu-se que a suplementação de Se pode prevenir o aparecimento de doença de Keshan, cardiomiopatia que afeta crianças que vivem em regiões de solos com deficiência do mineral( 7 ). Na população pediátrica, a deficiência de Se é mais comumente encontrada em prematuros, associada à idade gestacional, à alimentação após o nascimento e ao quadro clínico( 8 - 10 ).

De acordo com o National Health and Medical Research Council (NH&MRC, 2006)( 11 ), a dose oral diária recomendada de Se é de 12-15µg. Para nutrição enteral, a dose recomendada é de 1,3-3,0µg/kg/dia. Para nutrição parenteral, a Sociedade Europeia de Gastroenterologia, Hepatologia e Nutrição Pediátrica (ESPGHAN, 2005)( 12 ) recomendou a administração de 2-3µg/kg/dia. Atualmente, a Sociedade Americana de Nutrição Parenteral e Enteral (ASPEN, 2012)( 13 ) sugere um aumento na ingestão recomendada de Se de 20-60 para 60-100µg/dia para adultos. Com relação aos pacientes pediátricos, incluindo recém-nascidos, a dose recomendada permaneceu 2µg/kg/dia( 13 - 16 ).

A adição de Se para fórmulas infantis orais, enterais e parenterais não é uma prática rotineira em todos os países e serviços de saúde. No Brasil, o Se não é rotineiramente adicionado à nutrição parenteral, apesar da existência de estudos relatando que a suplementação pode prevenir ou corrigir a deficiência desse mineral( 17 - 19 ).

Este estudo teve como objetivo revisar a literatura sobre as concentrações plasmáticas de Se em recém-nascidos prematuros associadas à idade gestacional, à alimentação, à suplementação e aos aspectos clínicos relacionados.

Método

Uma revisão sistemática foi conduzida por meio de busca eletrônica nas bases de dados MEDLINE, PubMed, Google acadêmico e nas bases de dados da Plataforma Capes, SciELO. org, ScienceDirect (Elsevier) e CINAHL-Plus with Full Text (EBSCO). Buscaram-se trabalhos publicados até janeiro de 2013, com as seguintes palavras-chave: "selenium deficiency", "selenium supplementation", "neonates", "infants", "newborn" e "preterm infants". Não foram aplicadas limitações em relação à data de publicação e linguagem. Os critérios de exclusão foram: artigos de revisão, pesquisas com animais, estudos com crianças mortas e estudos com faixa etária diversa. Para a coleta de dados, utilizaram-se operadores booleanos que ampliaram ou restringiram o número de artigos identificados pelo sistema de busca. Foram encontrados 189 artigos. Destes, 18 foram selecionados e 171 excluídos (63 estudos repetidos, 50 com animais, 14 artigos de revisão, 27 com faixa etária inadequada, 11 não abordavam o tema e seis relataram crianças mortas).

Assim, com base em títulos e resumos, 18 estudos foram selecionados para esta revisão sistemática. Após a seleção dos trabalhos, o nível de evidência e os graus de recomendação foram classificados de acordo com a Associação Médica Brasileira( 20 ).

Resultados

Selecionaram-se 18 artigos que analisaram as concentrações de Se em prematuros. A Tabela 1 mostra o delineamento do estudo, as características da população e as formas de alimentação. A Tabela 2 traz a relação entre os níveis de Se e a idade do recém-nascido.

Tabela 1. Tipo de estudo, local, população e tipo de alimentação nos estudos selecionados.

graphic file with name 0103-0582-rpp-32-01-00126-gt01-pt.jpg

Tabela 2. Principais resultados encontrados na literatura sobre a relação entre alterações nos níveis de selênio e idade gestacional e cronológica.

graphic file with name 0103-0582-rpp-32-01-00126-gt02-pt.jpg

Quanto ao peso ao nascimento, Makhoul et al(8) observaram que, quanto menor o peso, menor a concentração de Se (r=0,237; p=0,002). Lockitch et al( 21 ) encontraram uma correlação significativa entre nutrição parenteral (NP) e níveis plasmáticos de Se (r=0,47; p<0,001). Níveis plasmáticos de GPx foram mais correlacionados com o peso ao nascer (r=0,64; p<0,001). Além disso, descreve-se a relação entre alterações na concentração de Se e quadro clínico (Tabela 3).

Tabela 3. Principais resultados encontrados em publicações sobre alterações na concentração de selênio e quadro clínico.

graphic file with name 0103-0582-rpp-32-01-00126-gt03-pt.jpg

A Tabela 4 mostra estudos que verificaram a quantidade de Se fornecido pelas formas de alimentação usadas com as concentrações de Se observadas, em crianças.

Tabela 4. Principais resultados encontrados em publicações sobre concentrações de selênio e alimentação fornecida.

graphic file with name 0103-0582-rpp-32-01-00126-gt04-pt.jpg

Discussão

Sabe-se que a população pediátrica, especialmente os lactentes prematuros( 8 - 10 ), é vulnerável a baixas concentrações de Se devido a alterações nutricionais( 22 ), possíveis complicações clínicas(10,23) e baixo armazenamento hepático do mineral( 8 , 9 , 24 - 26 ). Isso ocorre pelo vilo corial que atua no transporte desse mineral e também devido à absorção intestinal inadequada(8,9,25,26).

Durante a gravidez, os níveis de Se no sangue materno são reduzidos, o que reflete uma maior quantidade do mineral transportado para o feto no terceiro trimestre da gravidez. Mask et al( 27 ), Amin et al( 28 ) e Smith et al( 29 ) sugeriram que baixos valores de Se encontrados em prematuros devem se associar ao acúmulo do mineral durante a gestação. Esse fato foi observado nos estudos de Makhoul et al( 8 ) e de Galinier et al( 30 ), que analisaram a concentração de Se no cordão umbilical e observaram associação significativa com a idade gestacional do recém-nascido. A concentração de Se aumentou depois de 36 semanas no primeiro estudo e a partir da 26ª à 38ª semana no último estudo.

Mentro et al( 9 ) sugeriram que os pequenos estoques de Se nos recém-nascidos prematuros são usados preferencialmente para a produção da GPx, ocorrendo aumento da atividade desta e diminuição das concentrações de Se. Isso poderia explicar a baixa correlação entre as concentrações de Se e de GPx( 9 , 18 , 21 , 24 , 31 ). Outra possibilidade é que as defesas antioxidantes naturais, como a enzima GPx, se desenvolvam ao longo da gestação. Assim, em animais prematuros, os níveis da GPx são provavelmente pouco desenvolvidos( 32 ).

De acordo com Daniels et al(18) e Mentro et al( 9 ), as concentrações da GPx podem ser confundidas com oxigênio suplementar e esteroides que são de uso comum em prematuros. Assim, de acordo com os autores, a atividade da GPx pode ser um mau indicador funcional do status de Se em recém-nascidos( 10 , 31 - 33 ), especialmente em prematuros( 8 , 9 , 24 , 32 ). Todavia, a GPx parece ser um bom marcador para adultos( 8 , 18 , 32 ).

A prematuridade também afeta o peso ao nascer( 34 ), o qual é o indicador antropométrico com a maior influência sobre a saúde e a sobrevivência do recém-nascido( 33 , 35 - 37 ). Makhoul et al( 8 ) e Lockitch et al( 21 ) observaram que, quanto mais baixo o peso, menor a concentração de Se nos recém-nascidos. Bogye et al( 38 ) afirmaram que prematuros com peso muito baixo ao nascer são obviamente suscetíveis à deficiência de Se.

A deficiência de Se também têm se associado a um maior número de doenças e de complicações clínicas. Klinger et al(39) encontraram deficiência de Se na maioria dos recém-nascidos prematuros; porém, não houve correlação significativa entre os níveis de Se e hormônios da tireoide.

Merz et al( 40 ) não encontraram nenhuma relação entre a incidência de displasia broncopulmonar e níveis de Se. Darlow et al(24) sugerem que baixas concentrações de Se podem se associar a um aumento no risco de lesão pulmonar.

Darlow et al( 32 ) foram os primeiros a demonstrar associação entre baixos níveis plasmáticos de Se e maior risco de doença pulmonar em humanos, evidenciada pela necessidade e dependência de oxigênio no 28º dia de vida dos pacientes acometidos. Mentro et al( 9 ) mostraram que, apesar da redução nos níveis plasmáticos de Se, a ingestão aumentada do mineral associou-se a uma redução da dependência de oxigênio.

Na verdade, a suplementação de Se atuaria contra o estresse oxidativo causado por exposição precoce a ambientes ricos em oxigênio, além do oxigênio suplementar fornecido em alguns casos.

Daniels et al( 18 ) não encontraram diferença significativa na incidência de retinopatia da prematuridade e hemorragia intraventricular, mas observaram maior incidência de sepse entre os prematuros sem suplementação de Se.

Assim, a alimentação de recém-nascidos com uma quantidade adequada de Se é importante para restaurar e manter os estoques do mineral do fígado( 9 ) - impedindo uma série de doenças e de complicações, assim como para prover o crescimento e o desenvolvimento apropriados para os recém-nascidos.

Daniels et al( 31 ) sugerem que a suplementação deve ser, pelo menos, equivalente à quantidade de Se no leite materno de mulheres de uma mesma região geográfica; afinal, existem regiões onde os solos são pobres em Se, como Nova Zelândia( 32 ), Suíça( 41 ), China( 42 ) e alguns estados brasileiros( 43 ).

Makhoul et al( 8 ) observaram que os lactentes alimentados com leite materno, independentemente de serem prematuros ou não, não necessitam de suplementação de Se. No entanto, quando a alimentação dessas crianças é baseada em fórmula infantil, nutrição enteral ou parenteral, a suplementação é necessária, mesmo em recém-nascidos a termo.

A maioria das publicações estudadas nesta revisão mostrou associação entre a alimentação fornecida às crianças - as fórmulas infantis administradas via oral, enteral ou parenteral, contendo pouca ou nenhuma adição de Se - e as baixas concentrações do mineral( 9 , 18 , 23 , 28 , 31 , 32 , 44 ).

As recomendações atuais para suplementação de Se baseiam-se na ingestão do mineral por lactentes alimentados com leite materno, o que parece satisfazer as necessidades dos recém-nascidos( 15 , 31 , 33 ).

Atualmente, a ASPEN (2012)(13) recomenda 2Î1/4g/kg/dia de Se na nutrição parenteral para a população pediátrica. Não há diferenciação entre recém-nascidos prematuros e a termo, entre recém-nascidos saudáveis e doentes e entre os recém-nascidos com peso ao nascer normal ou baixo para a idade gestacional.

Pesquisas afirmam que as concentrações de Se são mais baixas em lactentes prematuros, especialmente naqueles com baixo peso ao nascer (Ë‚1500g) e peso muito baixo ao nascer (Ë‚1000g), quando comparados com crianças nascidas a termo( 22 , 37 , 38 , 45 , 46 ). Daniels et al( 18 ), ao estudarem prematuros recebendo NP, encontraram níveis de Se semelhantes aos observados em crianças com a doença de Keshan. Huston et al(47) concluíram que a adição de 1,34Î1/4g/kg/ dia de Se em NP não é adequada para recém-nascidos com baixo peso ao nascer (BPN). Esses autores também sugerem que a suplementação com 3Î1/4g/kg/dia de ácido selenioso é incapaz de impedir diminuições significativas na concentração plasmática de Se, quando comparados com bebês nascidos a termo alimentados com leite materno( 18 ). Esse fato é preocupante, uma vez que, de acordo com a literatura, a suplementação pode reverter várias complicações clínicas, embora não seja eficiente para reverter a doença de Keshan.

Klinger et al(39) relataram que a suplementação de 2Î1/4g/kg/dia de Se não foi capaz de prevenir ou reverter a deficiência do mineral. Assim, os autores recomendam revisar as diretrizes para lactentes prematuros. Makhoul et al(8) sugeriram que a medida dos níveis de Se recomendada em nutrição parenteral deve dobrar de valor (até 7µg/kg/dia).

Em uma pesquisa conduzida por Darlow( 24 ), a suplementação impediu a queda e atingiu níveis semelhantes aos encontrados em lactentes alimentados com leite humano. Assim, os autores sugerem que as crianças com MBP devem receber suplemento suficiente para atingir os níveis observados em recém-nascidos a termo alimentados com leite humano, apesar dos benefícios mínimos no quadro clínico encontrados na pesquisa.

Em estudo conduzido por Winterbourn et al( 48 ), a suplementação (7 e 5µg/kg/dia de selenito de sódio na nutrição parenteral e oral, respectivamente) não teve efeito sobre o estresse oxidativo, embora os níveis de Se tenham quase duplicado e a GPx tenha demonstrado diferença significativa entre os grupos com e sem suplementação. Esse fato pode ser explicado pela dose inadequada de Se, pela suplementação tardia e também pelas poucas evidências de estresse oxidativo entre os prematuros.

Apesar da discussão sobre a dose ideal e a duração da suplementação de Se, vários estudos têm demonstrado que a adição do mineral pode prevenir doenças e suas complicações( 6 , 17 , 49 - 51 ), incluindo a redução da permanência hospitalar e de seus custos financeiros.

Conclusão

A avaliação do estado nutricional de Se no organismo para analisar indicadores bioquímicos e manifestações clínicas deve ser realizada, com ênfase nos prematuros que não foram amamentados. As concentrações de Se no sangue são reduzidas em recém-nascidos, especialmente naqueles com menor idade gestacional e menor peso ao nascer. Além disso, os recém-nascidos que não foram amamentados e não tinham uma dieta suplementada mostraram os mais baixos níveis de Se, incluindo aqueles sem qualquer doença subjacente. Portanto, a suplementação é importante em prematuros não amamentados, a fim de minimizar os riscos de doenças e complicações associadas à deficiência de Se, contribuindo para um crescimento e desenvolvimento saudável da criança.

A dose ideal e a duração da suplementação de Se ainda não estão bem estabelecidas, uma vez que se baseiam apenas na faixa etária e na ingestão do mineral em crianças amamentadas. Além disso, o quadro clínico dos lactentes acometidos por condições que podem aumentar o estresse oxidativo e, consequentemente, aumentar as necessidades de Se não foi levado em consideração.

Assim, os estudos sobre este tema são necessários para que se possa prevenir ou reverter a deficiência do mineral e as complicações resultantes em seres humanos, especialmente entre os recém-nascidos.


Articles from Revista Paulista de Pediatria are provided here courtesy of Sociedade De Pediatria De Sao Paulo

RESOURCES