硒是一种重要的微量元素，经胃肠道吸收后，通过血液运输至各组织，主要分布于肾、肝、胰、垂体及毛发等部位，而在肌肉、骨骼中相对较少。硒主要以硒代半胱氨酸（selenocysteine）的形式由密码子UGA介导插入到蛋白质中，构成酶的活性中心组分。人类基因组序列的分析和相关试验证明，哺乳动物中至少存在25种硒蛋白，大多数是重要的功能酶，如谷胱甘肽过氧化物酶、硫氧还蛋白还原酶、碘化甲腺氨酸脱碘酶、硒磷脂合成酶和硒蛋白P等。硒缺乏会引起克山病和大骨节病等疾病。
硒是谷胱甘肽过氧化物酶的组分，参与过氧化物的分解、膜磷脂氢过氧化物的还原等反应。牛的谷胱甘肽过氧化物酶是一种四聚体水溶性蛋白，每一亚基有178个氨基酸，其中第35位的硒代半胱氨酸位于活性中心内。催化过程中，过氧化物(ROOH)在将硒醇(-SeH)氧化成硒次磺酸衍生物(-SeOH)的同时，被还原成无毒的羟基化合物(ROH)，而被氧化的酶活性中心可由谷胱甘肽来还原。用奶牛、蛋鸡、仔猪、小鼠等进行的试验都证明补硒后血液中的谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活力显著增加，血液的总抗氧化能力、谷胱甘肽含量上升，而丙二醛含量显著下降，说明补硒能显著提高动物的氧化应激水平。
硒在抗传染免疫方面发挥着重要作用，可刺激细胞因子受体的表达和淋巴细胞的增殖，促进抗体产生，增强吞噬细胞的吞噬能力。如富硒酵母能诱导人体产生较强的抗结核细胞免疫应答反应，提高淋巴细胞增殖指数和细胞毒T淋巴细胞的杀伤活力，增加血液中白细胞介素-2和γ-干扰素的含量，提高淋巴细胞颗粒酶B及穿孔素的表达量。
硒与金属有很强的亲和力，在体内可结合成金属硒蛋白，对有害金属元素起拮抗作用。
硒还可以调节维生素的吸收，参与辅酶A和辅酶Q的合成。硒作为5'-碘化甲腺氨酸脱碘酶的组成成分，可使甲状腺激素由低生物活性的T4（四碘甲腺原氨酸）转化为高生物活性的T3（三碘甲腺原氨酸），并促进生长激素的合成与分泌。
硒是精子线粒体外膜硒蛋白的组成成分，能促进精子形成，增强其活性。
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