Selenium requirement in Norwegian high-yielding pigs

Abstract

Selenium (Se), one of the essential trace elements with respect to animal and human health, has a narrow range spanning from essentiality to toxicity. It unfolds its vital properties in living organisms as part of the 21st genetically encoded amino acid selenocysteine (SeCys). As SeCys in polypeptide chains of selenoproteins, Se is transported throughout the body and increases the reactivity of selenoenzymes compared to their Cys-analogues. The main natural Se source in swine feed is grains. Norwegian inland soil is largely poor in Se and, therefore, the overall Se concentration in Norwegian cereal grains is low. To meet the pigs’ Se requirements it is necessary to enrich swine feed with Se supplements. Since the 1980s in Norway, this has mainly been based on the addition of the inorganic Se source sodium selenite (selenite). Although commercial feed in Norway has been supplemented with concentrations close to the upper limits of 0.5 mg Se/kg feed according to the current European Union (EU) legislation, problems related to Se deficiency have continued to occur in pigs. The Norwegian feed industry has tried to counteract these challenges with high dietary doses of vitamin E (vitE) since there is no upper limit for vitE supplementation within the EU. Both Se, in selenospecies (Se species), and vitE possess antioxidant properties and deficiency might lead to oxidative stress-related problems. VitE and Se are interrelated in the prevention of several diseases in animals and man, and each can reduce signs of deficiency of the other. The main objective of this project was to compare the effects of dietary Lselenomethionine (SeMet; organic Se compound) and selenite as Se sources on pig health. The secondary objectives were to investigate (a) whether the upper dietary Se limits set by the EU support healthy development of highyielding, fast-growing pigs, (b) the Se uptake in bodily fluids and tissues of pigs at all ages, and (c) the influence of Se sources and dietary Se levels on the expression of seleno- and non-selenogenes as well as several clinical parameters.

Selen (Se) er et sporelement som er essensielt for pattedyrenes helse, men er toksisk i høyere konsentrasjoner. Sporelementets biologiske rolle i levende organismer er knyttet til aminosyren selenocystein (SeCys). Som del av SeCys i selenoproteiner transporteres Se gjennom kroppen og selenoenzymer har en høyere reaktivitet sammenliknet med Cys-analoger. Korn er den naturlige hovedkilden til Se i kommersielt svinefôr. Jordsmonnet i Norges innland inneholder vanligvis lite Se, og dette medfører lave Se konsentrasjoner i kornet som dyrkes. Siden 1980 har Se blitt tilsatt norsk grisefôr i form av den uorganiske Se-kilden natriumselenitt (selenitt). Til tross for at Se har blitt tilsatt kommersielt svinefôr i konsentrasjoner opp mot den øvre tillatte grenseverdien (0.5 mg Se/kg fôr) i henhold til EUs regelverk, har man funnet sykdomstilfeller relatert til Se-mangel i norske svinebesetninger. Den norske fôrindustrien har forsøkt å forebygge dette ved å tilsette vitamin E (vitE) i høyere konsentrasjoner - fordi mengden som kan tilsettes ikke er begrenset i regelverket. Både Se, i selenspecies (Se-spesies), og vitE har antioksidative egenskaper, og mangel ytrer seg i problemer relatert til oksidativ stress. Se og VitE antas å ha en innbyrdes relasjon i forebyggingen av forskjellige sykdommer hos dyr og mennesker. Tilførsel av den ene kan redusere symptomer forårsaket av mangel på den andre. Prosjektets hovedmål var å sammenligne effektene av L-selenometionin (SeMet) med selenitt i svinefôr på (a) hurtigvoksende og fôreffektive grisers helse hvis tilsatt opp mot største i EU-tillatte Se-nivå i fôret, (b) Se-opptak i plasma, kolostrum og melk samt i vev hos griser i ulike aldersgrupper, og (c) innflytelsen av Se-kilde og Se-nivå i fôret på ekspresjon av selen- og ikke selengener, samt forskjellige kliniske parametere.