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Selenium availability and metabolism in the chick Seier, Lorne Charles 1973

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C • / / S E L E N I U M A V A I L A B I L I T Y A N D M E T A B O L I S M I N T H E C H I C K BY L O R N E C H A R L E S S E I E R B . S c . , U N I V E R S I T Y O F M A N I T O B A , 1967 M . S c , U N I V E R S I T Y O F M A N I T O B A , 1969 A T H E S I S S U B M I T T E D IN P A R T I A L F U L F I L M E N T O F T H E R E Q U I R E M E N T S F O R T H E D E G R E E O F D O C T O R O F P H I L O S O P H Y I N T H E D E P A R T M E N T O F P O U L T R Y S C I E N C E WE A C C E P T T H I S T H E S I S AS C O N F O R M I N G T O T H E R E Q U I R E D S T A N D A R D T H E U N I V E R S I T Y OF B R I T I S H C O L U M B I A D E C E M B E R , 1973 In p r e s e n t i n g t h i s t h e s i s i n p a r t i a l f u l f i l m e n t o f the r e q u i r e m e n t s f o r an advanced degree a t the U n i v e r s i t y o f B r i t i s h C o l u m b i a , I agree t h a t the L i b r a r y s h a l l make i t f r e e l y a v a i l a b l e f o r r e f e r e n c e and s t u d y . I f u r t h e r agree t h a t p e r m i s s i o n f o r e x t e n s i v e c o p y i n g o f t h i s t h e s i s f o r s c h o l a r l y p u r p o s e s may be g r a n t e d by the Head o f my Department o r by h i s r e p r e s e n t a t i v e s . I t i s u n d e r s t o o d t h a t c o p y i n g o r p u b l i c a t i o n o f t h i s t h e s i s f o r f i n a n c i a l g a i n s h a l l no t be a l l o w e d w i t h o u t my w r i t t e n p e r m i s s i o n . Department The U n i v e r s i t y o f B r i t i s h Co lumbia Vancouver 8, Canada ABSTRACT THE B I O L O G I C A L A C T I V I T Y OR A V A I L A B I L I T Y or F E E D S T U F F S E L E N I U M WAS D E T E R M I N E D BY C O M P A R I N G T H E E F F E C T I V E N E S S O F T H E F E E D S T U F F W I T H T H A T O F D I E T A R Y S O D I U M S E L E N I T E IN P R E V E N T I N G T H E I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S I N T H E C H I C K . T H E A V A I L A B L E S E L E N I U M I N T E N W H E A T S A M P L E S V A R I E D F R O M 62 T O 178 P E R C E N T W I T H A M E A N O F 105 P E R C E N T . T H E S E L E N I U M A V A I L A B I L I T Y I N R A P E S E E D M E A L R A N G E D F R O M 27 T O 89 P E R C E N T W I T H A M E A N O F 61 P E R C E N T . S E L E N I U M M E T A B O L I S M I N T H E C H I C K WAS I N V E S T I G A T E D B Y A D D I N G G R A D E D L E V E L S O F S O D I U M S E L E N I T E TO T H E B A S A L S E L E N I U M D E F I C I E N T D I E T AND C O M P A R I N G T H E D I E T A R Y S E L E N I U M C O N C E N T R A T I O N T O T H E S E L E N I U M C O N C E N T R A T I O N I N T H E T I S S U E S ( L . E . B L O O D , L I V E R , K I D N E Y , AND M U S C L E OF T H E C H I C K S ) . 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I I I T A B L E OF C O N T E N T S P A G E A B S T R A C T i i L I S T O F T A B L E S v i L I S T O F F I G U R E S v i i i A C K N O W L E D G E M E N T S i x G E N E R A L I N T R O D U C T I O N 1 L I T E R A T U R E R E V I E W 2 E S T A B L I S H M E N T O F S E L E N I U M A S AN E S S E N T I A L E L E M E N T . . . 7 S E L E N I U M C O N T E N T O F P L A N T S 11 S E L E N I U M M E T A B O L I S M 12 S E L E N I U M L E V E L S I N B L O O D 18 T I S S U E S E L E N I U M 19 T H E O R I E S ON T H E M E C H A N I S M O F A C T I O N F O R S E L E N I U M . . . 23 E X P E R I M E N T 1. T H E E F F E C T O F S E L E N I U M , V I T A M I N E , AND A N T I O X I D A N T ON T H E I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S I N C H I C K S 33 I N T R O D U C T I O N 33 M A T E R I A L S AND M E T H O D S 34 R E S U L T S AND D I S C U S S I O N 36 E X P E R I M E N T 2. T H E A V A I L A B I L I T Y O F S E L E N I U M F R O M G R A I N S F O R T H E C H I C K 41 I N T R O D U C T I O N 41 M A T E R I A L S AND M E T H O D S 42 R E S U L T S AND D I S C U S S I O N 43 E X P E R I M E N T 3. T H E A V A I L A B I L I T Y O F S E L E N I U M F R O M R A P E S E E D M E A L F O R T H E C H I C K 49 I N T R O D U C T I O N 49 M A T E R I A L S AND M E T H O D S 49 R E S U L T S AND D I S C U S S I O N 5 0 1 v P A G E EXPERIMENT 4. S E L E N I U M M E T A B O L I S M I N T H E B R O I L E R C H I C K . . . 55 I N T R O D U C T I O N 55 M A T E R I A L S A N D M E T H O D S 56 R E S U L T S A N D D I S C U S S I O N 56 EXPERIMENT 5. T I S S U E S E L E N I U M L E V E L S A S I N D I C A T O R S O F S E L E N I U M S T A T U S 62 I N T R O D U C T I O N 62 M A T E R I A L S AND M E T H O D S 62 R E S U L T S AND D I S C U S S I O N 63 GENERAL DIS C U S S I O N 69 S E L E N I U M R E Q U I R E M E N T S 70 REFERENCES 73 APPENDIXES |» S E L E N I U M A N A L Y S I S P R O C E D U R E 82 A. D I G E S T I O N 82 B. T R A C E M E T A L A C E S S O R Y U N I T 83 I I . S T A T I S T I C A L A N A L Y S E S 85 I I I . A N A L Y S E S O F V A R I A N C E 89 v L I S T OF TABLES T A B L E P A G E I . S E L E N I U M R E S P O N S I V E D E F I C I E N C Y S Y M P T O M S I N D I F F E R E N T S P E C I E S 3 I I . C O M P O S I T I O N O F B A S A L D I E T 35 I I I . E F F E C T O F S E L E N I U M , V I T A M I N E AND A N T I O X I D A N T ON BODY W E I G H T , M O R T A L I T Y , E X U D A T I V E D I A T H E S I S AND B L O O D S E L E N I U M I N G R O W I N G C H I C K S 40 I V . S E L E N I U M C O N T E N T O F F E E D G R A I N , B I O L O G I C A L A C T I V I T Y O F S E L E N I U M I N G R A I N AND T H E R E S P O N S E O F C H I C K S F E D A S S A Y AND E X P E R I M E N T A L D I E T S ( E X P E R I M E N T 2) 46 V. S E L E N I U M C O N T E N T AND B I O L O G I C A L A C T I V I T Y O F S E L E N I U M I N R A P E S E E D M E A L 53 V I . T H E R E S P O N S E O F T H E L E V E L S O F S E L E N I U M I N B L O O D , L I V E R , K I D N E Y AND M U S C L E T O D I E T A R Y S U P P L E M E N T A T I O N WITH S E L E N I U M A S S O D I U M S E L E N I T E 57 V I I . C O M P O S I T I O N O F WHEAT D I E T S 64 V I I I . C O M P A R I S O N O F T I S S U E C O N C E N T R A T I O N S O F B I R D S F E D S E L E N I U M S U P P L I E D B Y BREJWERS Y E A S T W I T H B I R D S F E D E Q U I V A L E N T L E V E L S O F S O D I U M S E L E N I T E 65 I X . C O M P A R I S O N O F T H E BLOOD L E V E L O F B I R D S F E D T H E WHEAT D I E T S W I T H T H E B L O O D L E V E L O F B I R D S F E D AN E Q U I V A L E N T A M O U N T O F S O D I U M S E L E N I T E . . . . 67 A P P E N D I X T A B L E I . A N A L Y S I S O F S T A N D A R D L I V E R S A M P L E 90 I I . R E C O V E R Y O F S E L E N I U M A D D E D T O B A S A L D I E T 91 I I I . A N A L Y S I S O F V A R I A N C E F O R T H E I N C I D E N C E O F E X U D A T E S D I A T H E S I S I N C H I C K S ( E X P E R I M E N T 1) 92 v I A P P E N D I X T A B L E P A G E IV. A N A L Y S I S O F V A R I A N C E F O R T H E I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D i A T H E S I S I N C H I C K S 93 v I I L I S T OF FIGURES F I G U R E P A G E 1. I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S AMONG G R O W I N G C H I C K S DUE TO D I E T A R Y S U P P L E M E N T A T I O N 37 2. I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S I N T H E G R O W I N G C H I C K F E D D I F F E R E N T L E V E L S O F D I E T A R Y S E L E N I U M AND T H E S O D I U M S E L E N I T E E Q U I V A L E N T I N WHEAT . . . . 44 3. I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S I N T H E G R O W I N G C H I C K F E D D I F F E R E N T L E V E L S O F D I E T A R Y S E L E N I U M AND T H E S O D I U M S E L E N I T E E Q U I V A L E N T I N R A P E S E E D M E A L 51 4. T H E R E S P O N S E O F T I S S U E S E L E N I U M L E V E L S T O D I E T A R Y S U P P L E M E N T A T I O N O F S O D I U M S E L E N I T E 58 A P P E N D I X F I G U R E 1. L I N E A R I T Y O F S E L E N I U M A N A L Y S I S 86 2. S E L E N I U M S T A N D A R D A N A L Y S I S 87 3. R E P E A T A B I L I T Y O F S E L E N I U M A N A L Y S I S 88 V I M A C K N O W L E D G E M E N T S A P P R E C I A T I O N I S E X T E N D E D T O MY A D V I S O R , D R . D. B. B R A G G AND T H E O T H E R M E M B E R S O F T H E C O M M I T T E E : P R O F . B. E . M A R C H , DR. M. T U N G , D R . N . S . K R I S H N A M U R T I , DR. W. D. K I T T S , F O R T H E A D V I C E AND E N C O U R A G E M E N T A F F O R D E D ME D U R I N G T H E C O U R S E O F T H I S S T U D Y . I A L S O W I S H T O T H A N K T H E O T H E R M E M B E R S O F T H E F A C U L T Y , P A R T I C U L A R L Y DR. J . BI E L Y , F O R T H E I R A S S I S T A N C E . T H E H E L P AND E N C O U R A G E M E N T P R O V I D E D B Y T H E M E M B E R S O F T H E N U T R I T I O N L A B O R A T O R Y AND F A R M S T A F F I S G R E A T L Y A P P R E C I A T E D . T H E A U T H O R i s I N D E B T E D T O T H E B R I T I S H C O L U M B I A D E P A R T M E N T O F A G R I C U L T U R E F O R T H E F I N A N C I A L A S S I S T A N C E W H I C H M A D E T H I S P R O J E C T P O S S I B L E . I A L S O W I S H T O E X P R E S S A P P R E C I A T I O N T O MY W I F E F O R H E R U N D E R S T A N D I N G AND E N C O U R A G E M E N T D U R I N G T H E P R E P A R A T I O N AND W R I T I N G O F T H I S T H E S I S . I X G E N E R A L I N T R O D U C T I O N T H E I N C I D E N C E O F S E L E N I U M A N D / O R V I T A M I N E R E S P O N S I V E D I S O R D E R S I N L I V E S T O C K A N D P O U L T R Y I N M A N Y A G R I C U L T U R A L A R E A S O F C A N A D A A N D T H E U N I T E D S T A T E S I S W E L L D O C U M E N T E D . T H I S I S P R O B A B L Y T H E R E S U L T O F I M P R O V E M E N T S I N D I A G N O S T I C P R O C E D U R E S A N D D E V E L O P M E N T S I N A N A L Y T I C A L T E C H N I Q U E S F O R S E L E N I U M ( J E N K I N S A N D H I D I R O G L O U , 1972). R E C E N T L Y M C C A U S L A N D (1971) R E P O R T E D A L A R G E N U M B E R O F P R O B L E M S W I T H P O U L T R Y I N B R I T I S H C O L U M B I A W H I C H C O N S I S T E D O F L O S S E S O F R E P L A C E M E N T P U L L E T S A N D P O O R R E P R O D U C T I V E P E R F O R M A N C E I N B R E E D E R T U R K E Y S . T H E S E P R O B L E M S W E R E C O R R E C T E D B Y S E L E N I U M B U T N O T B Y V I T A M I N E S U P P L E M E N T A T I O N . T H E D I E T A R Y S E L E N I U M R E Q U I R E M E N T , T H E Q U A N T I T Y O F S E L E N I U M I N T H E F E E D S T U F F A N D I T S A V A I L A B I L I T Y M U S T B E C O N S I D E R E D I N T H E F O R M U L A T I O N O F P O U L T R Y R A T I O N S . T H E O B J E C T I V E S O F T H E F O L L O W I N G S T U D I E S W E R E T O E S T I M A T E T H E A V A I L A B I L I T Y O F S E L E N I U M I N C A N A D I A N F E E D G R A I N A N D S E L E N I U M U T I L I Z A T I O N B Y T H E C H I C K I N O R D E R T O E S T A B L I S H T H E D I E T A R Y S E L E N I U M R E Q U I R E M E N T . 1 L I T E R A T U R E R E V I E W S E L E N I U M H A S B E E N E S T A B L I S H E D A S A S I G N I F I C A N T F A C T O R I N N U T R I T I O N S I N C E T H E 1 9 3 0 ' S . T H E R O L E O F S E L E N I U M A T T H A T T I M E W A S C O N F I N E D T O T O X I C I T Y A N D I T W A S N O T U N T I L 1957 T H A T S E L E N I U M B E C A M E K N O W N A S A N E S S E N T I A L E L E M E N T I N N U T R I T I O N . T W O T E R M S W E R E U S E D T O D E S C R I B E A S E L E N I U M T O X I C I T Y : " A L K A L I D I S E A S E " - A C H R O N I C F O R M O F T O X I C I T Y ; " B L I N D S T A G G E R S " - A N A C U T E F O R M O F T O X I C I T Y ( U N D E R W O O D , 1971). T H E F I R S T I N D I C A T I O N O F T H E R O L E O F S E L E N I U M A S A N E S S E N T I A L N U T R I E N T , W A S S H O W N I N I T S A B I L I T Y IPO P R E V E N T L I V E R N E C R O S I S I N R A T S F E D A V I T A M I N E D E F I C I E N T D I E T ( S C H W A R Z A N D F O L T Z , 1957). S U B S E Q U E N T L Y S E L E N I U M W A S I M P L I C A T E D T O V A R Y I N G D E G R E E S I N D E F I C I E N C Y S Y N D R O M E S O F M A N Y S P E C I E S ( T A B L E l ) . T H E R O L E O F S E L E N I U M I N N U T R I T I O N R E Q U I R E S M I C R O A M O U N T S I N T H E D I E T (10-100 P A R T S P E R B I L L I O N ) A N D S E L E N I U M H A S A S Y N E R G I S T I C R E L A T I O N S H I P W I T H V I T A M I N E . V I T A M I N E D E F I C I E N C Y I S A S S O C I A T E D W I T H O T H E R D I E T A R Y F A C T O R S S U C H A S P O L Y U N S A T U R A T E D F A T T Y A C I D S . M'A'CCHLllfN A N D G O R D O N (1962) S U G G E S T T H A T A V I T A M I N E D E F I C I E N C Y W A S T H E R E S U L T O F A C O M P L E X I N T E R A C T I O N B E T W E E N N U T R I T I O N A L C O M P O N E N T S A N D T H E P H Y S I O L O G I C A L A N D B I O C H E M I C A L S Y S T E M S . | N F A C T , I T I S N O T P O S S I B L E T O D E M O N S T R A T E A R E Q U I R E M E N T F O R V I T A M I N E U N L E S S T H E R E A R E C O M P L I C A T I N G F A C T O R S . 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G I Z Z A R D M Y O P A T H Y S C H W A R Z , 1961 S C H W A R Z , 1961 S C O T T _ E T _ A L . , 1 967 Q U A I L W A S T I N G O F E N T I R E B O D Y O L D F I E L D , 1971 C A L V E S C A T T L E C O W S M U S C U L A R D Y S T R O P H Y S E R E S P O N S I V E U N T H R I F T I N E S S P O O R I M P L A N T A T I O N O L D F I E L D , 1971 U N D E R W O O D , 1971 U N D E R W O O D , 1971 L A M B S M U S C U L A R D Y S T R O P H Y 1 L L T H R 1 F T A T P A S T U R E O L D F I E L D , 1971 U N D E R W O O D , 1971 S H E E P S E R E S P O N S I V E U N T H R I F T I N E S S U N D E R W O O D , 1971 E W E S P E R I D O N T A L D I S E A S E P O O R I M P L A N T A T I O N U N D E R W O O D , 1971 U N D E R W O O D , 1971 F O A L S M U S C U L A R D Y S T R O P H Y O L D F I E L D , 1971 T A B L E I . - - C O N T I N U E D S P E C I E S S Y M P T O M S R E F E R E N C E G R O W I N G P I G S H E P A T O S I S D I E T E T I C A M U S C U L A R D Y S T R O P H Y S C H W A R Z , 1961 S C H W A R Z , 1961 R A T L I V E R N E C R O S I S M U S C U L A R D Y S T R O P H Y N O N - R E S P O N S I V E S C H W A R Z , 1961 U N D E R W O O D , 1971 M O U S E M U L T I P L E N E C R O S I S M U S C U L A R D Y S T R O P H Y S C H W A R Z , 1961 S C H W A R Z , 1961 M I N K M U S C U L A R D Y S T R O P H Y H E A R T N E C R O S I S S C H W A R Z , 1961 S C H W A R Z , 1961 T R O U T L I V E R N E C R O S I S S C H W A R Z , 1961 R A B B 1 T L I V E R N E C R O S I S L U N G H E M O R R H A G E S M U S C U L A R D Y S T R O P H Y N O N - R E S P O N S I V E S C H W A R Z , 1961 S C H W A R Z , 1961 U N D E R W O O D , 1971 C H I L D R E N K W A S H 1 O R K O R H O P K I N S A N D M A J A J , 1967 V A R I O U S S P E C I E S . S O N D E G A A R D ( 1 9 6 7 ) C A M E T O T H E F O L L O W I N G C O N C L U S I O N S R E L A T I V E T O T H E I N F L U E N C E O F V A R I O U S D I E T A R Y F A C T O R S O N V I T A M I N E D E F I C I E N C Y S Y M P T O M S : (1 ) D I E T A R Y S E L E N I U M P R O T E C T S A G A I N S T A V A R I E T Y O F V I T A M I N E D E F I C I E N C Y S Y M P T O M S A L L O F W H I C H D O N O T R E Q U I R E D I E T A R Y P O L Y U N S A T U R A T E D F A T T Y A C I D S F O R D E V E L O P M E N T . H O W E V E R , N O T A L L T H E V I T A M I N E D E F I C I E N C Y S Y M P T O M S T H A T D O N O T R E Q U I R E P O L Y U N S A T U R A T E D F A T T Y A C I D S A R E P R E V E N T E D B Y S E L E N I U M . ( 2 ) D I E T A R Y S E L E N I U M D O E S N O T P R O T E C T A G A I N S T V I T A M I N E D E F I C I E N C Y S Y M P T O M S R E Q U I R I N G P O L Y U N S A T U R A T E D F A T T Y A C I D S F O R D E V E L O P M E N T . ( 3 ) V I T A M I N E A C T S A S A N I N V I V O A N T I O X I D A N T A G A I N S T S E V E R A L O F T H E S Y N D R O M E S R E Q U I R I N G P O L Y U N S A T U R A T E D F A T T Y A C I D S F O R D E V E L O P M E N T . (4) I T I S L I K E L Y T H A T V I T A M I N E H A S O T H E R F U N C T I O N S T H A N T H A T O F A N I N V I V O A N T I O X I D A N T . ( 5 ) S E L E N I U M C A N R E P L A C E V I T A M I N E I N P A R T O F T H E N O N -A N T I O X I D A N T F U N C T I O N S . T H I S S U G G E S T S A C O M M O N B I O C H E M I C A L M E C H A N I S M O F V I T A M I N E A N D S E L E N I U M . ( 6 ) S E L E N I U M D O E S N O T A C T A S A G E N E R A L I N V I V O A N T I O X I D A N T . T H R E E D I S T I N C T D E F I C I E N C Y S Y N D R O M E S C A N B E P R O D U C E D I N Y O U N G C H I C K S T H A T R E S P O N D T O V I T A M I N E S U P P L E M E N T A T I O N W I T H P R O P E R D I E T A R Y C O N D I T I O N S . 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E A C H O F T H E T H R E E D E F I C I E N C Y SIYNDROMES I N C H I C K S C A N B E P R O D U C E D , U N C O M P L I C A T E D B Y T H E O T H E R , D E P E N D I N G O N D I E T A R Y C O N D I T I O N S ( N E S H E I M A N D S C O T T , 1961). S C O T T _ E _ [ _ A L . (1969) P R O V I D E T H E F O L L O W I N G D E S C R I P T I O N O F V I T A M I N E D E F I C I E N C Y S Y M P T O M S . (1) E X U D A T I V E D I A T H E S I S I S C H A R A C T E R I Z E D B Y A N A C C U M U L A T I O N O F F L U I D T H R O U G H O U T T H E B O D Y W I T H G R E A T E S T A M O U N T S F O U N D U N D E R T H E S K I N O N T H E A B D O M E N A N D B R E A S T . S M A L L H E M O R R H A G E S A R E C O M M O N L Y F O U N D I N T I S S U E S A D J A C E N T T O L A R G E A C C U M U L A T I O N S O F F L U I D . 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(1 9 6 6 ) A N D H A N D R E C K A N D G O D W I N ( 1 9 7 0 ) D E M O N S T R A T E D T H A T E X H A L A T I O N O F S E L E N I U M I S A N I M P O R T A N T R O U T E O F E X C R E T I O N A T H I G H D I E T A R Y I N T A K E S O F T H E E L E M E N T B U T . L I T T L E A P P E A R S T O B E E X H A L E D A T L O W S E L E N I U M I N T A K E S . I N C R E A S I N G T H E P R O T E I N A N D M E T H I O N I N E C O N T E N T O F T H E D I E T I N C R E A S E S T H E 7 5 P U L M O N A R Y E X C R E T I O N O F I N J E C T E D SE. U N D E R W O O D ( 1 9 7 1 ) S T A T E S T H A T , " I N J E C T I O N S O F A R S E N I C , M E R C U R Y A N D T H A L L I U M A N D O F C A D M I U M A L S O I N C R E A S E E X C R E T I O N B U T L E A D A N D Z I N C H A V E N O S U C H E F F E C T O N S E L E N I U M V O L A T I L I Z A T I O N . " T H E M A I N P A T H W A Y O F S E L E N I U M E X C R E T I O N B Y R U M I N A N T S I S B Y N O N - R U M I N A N T S . S H E E P H A V E B E E N R E P O R T E D T O E X H A L E L E S S T H A N 15 N O N - R U M I N A N T S D I F F E R F R O M R U M I N A N T S I N T H A T T H E Y E X C R E T E M O R E S E L E N I U M I N T H E U R I N E T H A N I N T H E F E C E S W H E N S E L E N I U M I S G I V E N O R A L L Y , H O W E V E R , T I S S U E D I S T R I B U T I O N P A T T E R N S O F R U M I N A N T S A N D N O N - R U M I N A N T S A R E S I M I L A R ( O L D F I E L D , 1971). M O N O G A S T R I C S A P P E A R T O H A V E A H I G H E R I N T E S T I N A L A B S O R P T I O N O F S E L E N I U M T H A N R U M I N A N T S . T H E F E C A L S E L E N I U M I N S H E E P I S M O S T L Y P R E S E N T I N I N S O L U B L E F O R M S , W H E R E A S S E L E N I T E I S R E D U C E D T O A N I N S O L U B L E C O M P O U N D I N T H E R U M E N . T H E R E F O R E , T H E A M O U N T O F S E L E N I U M A B S O R B E D F R O M T H E G A S T R O I N T E S T I N A L TRACiT A N D I T S R E T E N T I O N A N D D I S T R I B U T I O N W I T H I N T H E B O D Y C H A N G E S F R O M O N E S P E C I E S T O A N O T H E R . T H E S T U D I E S 75 O F W R I G H T A N D B E L L (1 966) U S I N G S E A T N O R M A L D I E T A R Y L E V E L S ' " I N D I C A T E T H A T T H E M A I N S I T E O F S E L E N I U M A B S O R P T I O N I S I N T H E D U O D E N U M . I T W O U L D S E E M T H A T T H E R E I S N O A B S O R P T I O N F R O M T H E R U M E N O R A B O M A S U M O F S H E E P O R F R O M T H E S T O M A C H O F T H E P I G . T H E T O T A L N E T A B S O R P T I O N O F S E L E N I U M R E P R E S E N T E D A P P R O X I M A T E L Y 35$ O F T H E I N G E S T E D I S O T O P E I N S H E E P A N D 85$ I N P I G S W H E N R A T I O N S C O N T A I N I N G 0.35 A N D 0 . 5 0 P P M S E L E N I U M , R E S P E C T I V E L Y , W E R E F E D . R A D I O S E L E N I U M I S M O R E E F F I C I E N T L Y R E T A I N E D F R O M S E L E N I U M - D E F I C I E N T D I E T S B Y C H I C K S , R A T S , A N D S H E E P T H A N F R O M T H E S E L E N I U M - S U P P L E M E N T E D C O N T R O L S . T H I S I N C R E A S E D R E T E N T I O N N O D O U B T R E F L E C T S I N C R E A S E D I N T E S T I N A L A B S O R P T I O N I N R E S P O N S E T O G R E A T E R T I S S U E D E M A N D S F O R S E L E N I U M , B U T T H E P A T T E R N O F E X C R E T I O N I S A L S O A F F E C T E D B Y T H E L E V E L O F S E L E N I U M I N T A K E ( U N D E R W O O D , 1971). A B S O R B E D S E L E N I U M I S T R A N S P O R T E D T O T H E T I S S U E B Y T H E P L A S M A A N D I S A S S O C I A T E D W I T H T H E P L A S M A P R O T E I N S ( U N D E R W O O D , 1971). T H E R A D I O A C T I V E D E C A Y C U R V E O F B L O O D O B S E R V E D A F T E R A D M I N I S T R A T I O N O F ' ^ S E - S E L E N I T E T O T H E R A T H A S B E E N I N T E R P R E T E D A S R E F L E C T I N G T W O F I R S T - O R D E R M E T A B O L I C P R O C E S S E S O C C U R R I N G A T W I D E L Y D I F F E R E N T R A T E S , W H I C H I S A N I N D I C A T I O N T H A T S E L E N I U M I S C O N V E R T E D F R O M A R A P I D L Y E X C R E T E D T O A S L O W L Y E X C R E T E D F O R M ( B L I N C O E , 1 9 6 0 ) . A T I M E S E Q U E N C E D I S T R I B U T I O N S T U D Y W I T H R A D I O A C T I V E S E L E N I U M C O M P O U N D S S H O W E D T H A T D U R I N G T H E F I R S T H O U R A F T E R I N J E C T I O N M O S T O F T H E S E W A S T A K E N U P B Y T H E A L B U M E N F R A C T I O N O F T H E S E R U M P R O T E I N F O L L O W E D B Y A G R A D U A L T R A N S F E R T O T H E G L O B U L I N S A N D T H E A C T I V I T Y O F T H I S F R A C T I O N , R E M A I N E D F A I R L Y C O N S T A N T F O R 1 4 W E E K S ( S C O T T _ E T _ A L . , 1 9 6 9 ) . T H E R E S U L T S O F W R I G H T ( 1 9 6 7 ) I N D I C A T E T H A T A N I M A L S H A V I N G A L O W D I E T A R Y I N T A K E C O N C E N T R A T E S E L E N I U M I N T H O S E T I S S U E S T H A T H A V E T H E G R E A T E S T C A P A C I T Y F O R U T I L I Z I N G I N O R G A N I C S E L E N I U M I N T H E B I O S Y N T H E S I S O F 0 R G A N O S E L E N I U M C O M P O U N D S . T H E S E C O M P O U N D S A R E P R O B A B L Y R E D I S T R I B U T E D T H R O U G H O U T T H E O R G A N I S M , N O T A B L Y T O T H E M U S C L E O R L I V E R W H E R E M A N I F E S T A T I O N S O F S E L E N I U M D E F I C I E N C Y A R E O B S E R V E D . T H E K I D N E Y C O N C E N T R A T E S S E L E N I U M R A P I D L Y A N D H A S A L S O B E E N D E M O N S T R A T E D T O B E A P O T E N T S O U R C E O F O R G A N I C F A C T O R 3 - S E L E N I U M . M C C O N N E L L A N D R O T H ( 1 9 6 2 ) M A I N T A I N T H A T , O F T H E S U B C E L L U L A R F R A C T I O N S , T H E M I C R O S O M E S A P P E A R T O B E T H E I N I T I A L S I T E . O F I N C O R P O R A T I N G S E L E N I U M I N T O . P R O T E I N . I N G E S T E D S E L E N I U M A C C U M U L A T E S Q U I C K L Y I N T H E P R O T E I N O F T H E B O D Y T I S S U E S , P A R T I C U L A R I L Y T H E L I V E R A N D K I D N E Y S . T H E R E I S E V I D E N C E T H A T S E L E N I U M I S I N C O R P O R A T E D I N T H E B O D Y T I S S U E S A S S E L E N O C Y S T I N E A N D S E L E N O M E T H I O N I N E I N B O T H R U M I N A N T A N D M O N O G A S T R I C A N I M A L S ( S C O T T , 1 9 6 2 ) . T H I S E V I D E N C E I S B A S E D O N T H E F A C T T H A T B R O M O -B E N Z E N E , W H E N I N G E S T E D , I S E X C R E T E D L A R G E L Y A S P - B R O M O -P H E N Y L M E R C A P T U R I C A C I D . T H I S P R O D U C T O F E X C R E T I O N I S P R E S U M E D T O B E F O R M E D B Y B R O M O B E N Z E N E R E A C T I N G W I T H A C E T Y L A T E D S E L E N O C Y S T E I N E . A D M I N I S T R A T I O N O F B R O M O B E N Z E N E , M A R K E D L Y R E D U C E D T H E S E L E N I U M B L O O D L E V E L S A N D C O R R E S P O N D I N G L Y I N C R E A S E D U R I N A R Y E X C R E T I O N O F S E L E N I U M . I N G E S T I O N O F B R O M O B E N Z E N E I N C R E A S E D T H E S E L E N I U M E X C R E T I O N I N R A T S A N D D O G S , P R E V I O U S L Y G I V E N H I G H L E V E L S O F S E L E N I U M I N T H E D I E T . H O W E V E R , T H E R E I S E V I D E N C E T H A T I N D I C A T E S S E L E N O C Y S T I N E D O E S N O T A L W A Y S R E P R E S E N T A M A J O R P R O P O R T I O N O F T H E B O D Y S E L E N I U M O F S O M E S P E C I E S ( S C O T T , 1 9 6 2 ) . T H E E F F E C T O F B R O M O B E N Z E N E O N S E L E N I U M E X C R E T I O N W A S N O T F O U N D I N T H E R A B B I T ( W E S T F A L L A N D S M I T H , 1 9 4 1 ) . C U M M I N S A N D M A R T I N ( 1 9 6 7 ) S U G G E S T S T H A T T H E L A C K O F A P A T H W A Y F O R T H E J_N V I V O S Y N T H E S I S O F S E L E N O C Y S T I N E O R S E L E N O M E T H I O N I N E F R O M S E L E N I T E A N D T H A T T H E S E L E N I U M - C O N T A I N I N G C O M P O U N D S A S S O C I A T E D W I T H F R A C T I O N S C O N T A I N I N G C Y S T I N E O R M E T H I O N I N E M E R E L Y C O N S I S T O F S E L E N I T E B O U N D T O T H E S U L F U R C O M P O U N D S . S C H W A R Z ( 1 9 6 5 ) A L S O S U G G E S T E D T H A T T H E S E L E N I U M I N T I S S U E S W A S P R O B A B L Y N O T I N T H E F O R M O F S U L F U R A M I N O A C I D A N A L O G U E S . T H E E F F E C T O F S E L E N I U M S U P P L E M E N T A T I O N T O A D E F I C I E N T A N I M A L R E Q U I R E S S E V E R A L H O U R S T O M A N I F E S T I T S A C T I O N . T H I S I N D I C A T E S T H A T E I T H E R S E L E N I U M U N D E R G O E S A R E L A T I V E L Y S L O W C H E M I C A L C O N V E R S I O N T O T H E A C T I V E F O R M , O R T H E E F F E C T I S A N I N D I R E C T B I O C H E M I C A L P R O C E S S . A S E L E N I U M M E T A B O L I T E I D E N T I F I E D A S T R I M E T H Y S E L E N O M I U M I O N W A S I S O L A T E D F R O M T H E U R I N E O F R A T S F O L L O W I N G I N G E S T I O N O F 1 8 75 S E L E N I T E ( S E ) . S U B S T A N T I A L Q U A N T I T I E S O F T H I S S U B S T A N C E , R A N G I N G F R O M 30 T O 50$ O F T H E U R I N A R Y S E L E N I U M P E R 24 H O U R S , W E R E E X C R E T E D A F T E R A S I N G L E D O S E O F S E L E N I T E ( P A L M E R _ E T _ A L . , 1969; B Y A R D , 1 969). S E L E N I U M L E V E L S I N B L O O D T H E C O N C E N T R A T I O N O F S E L E N I U M I N T H E B L O O D R E S P O N D S S O R A P I D L Y T O C H A N G E S I N T H E S E L E N I U M L E V E L O F D I E T T H A T I T I S D I F F I C U L T T O D E T E R M I N E D I F F E R E N C E S D U E T O T H E S P E C I E S O R A G E O F T H E A N I M A L . T H E S E L E N I U M L E V E L I N W H O L E B L O O D O F R A T S F E D A T O R U L A Y E A S T D I E T D E C R E A S E D R A P I D L Y F R O M 0.3 U G / M L T O A P P R O X I M A T E L Y 0.05 U G / M L I N F O U R W E E K S ( B U R K _ E T _ A L . , 1972). A S A T I S F A C T O R Y B L O O D L E V E L O F S E L E N I U M I N S H E E P I S C O N S I D E R E D T O B E A05 U G / M L B U T M U C H L O W E R L E V E L S H A V E B E E N R E P O R T E D I N S H E E P S U F F E R I N G F R O M S E L E N I U M R E S P O N S I V E D I S E A S E S ( H A R T L E Y , 1967). S E L E N I U M C O N C E N T R A T I O N I N B L O O D O F W E A N L I N G R A T S F E D A S E L E N I U M D E F I C I E N T D I E T D E C R E A S E D F R O M 0.32 T O 0.05 U G / M L I N 20 W E E K S . S E V E N T Y P E R C E N T O F T H E D E C L I N E O C C U R R E D I N T H E F I R S T 6 W E E K S . S U P P L E M E N -T A T I O N O F T H E P U R I F I E D D I E T W I T H 0 . 5 P P M S E L E N I U M A S S E L E N O M E T H I O N I N E I M P R O V E D G R O W T H A N D P R O D U C E D I N C R E A S E S I N B L O O D A N D L I V E R S E L E N I U M B U T S K E L E T A L M U S C L E S E L E N I U M R E M A I N E D C O N S T A N T O V E R 20 W E E K S . T H E B L O O D L E V E L S , O F F E M A L E S M A I N T A I N E D F O R 6 M O N T H S O N A T O R U L A Y E A S T D I E T , D E C R E A S E D F R O M 0.52 T O 0.06 U G / M L (H U R T _ E T _ A L . , 1971). R E D B L O O D C E L L S F R O M E W E S F E D A P U R I F I E D D I E T C O N T A I N I N G 0.01 P P M S E L E N I U M W E R E I N C U B A T E D W I T H S E L E N I U M T O P E T E R M I N E I N V I T R O U P T A K E O F S E L E N I U M . S E L E N I U M - 7 5 A D D E D A S S E L E N I T E , M O V E D I N T O O V I N E B L O O D C E L L S I N V I T R O V I A A N A C T I V E T R A N S P O R T M E C H A N I S M . T H E 1 9 7 5 P M A G N I T U D E O F T H E S E U P T A K E W A S I N V E R S E L Y P R O P O R T I O N A L T O D I E T A R Y I N T A K E O F S E L E N I U M , B U T W A S N O T A F F E C T E D B Y D I E T A R Y O C - T O C 0 P H E R O L ( W R I G H T , 1 9 6 7 ) . S E L E N I U M S U P P L E M E N T A T I O N O F A B A S A L S W I N E D I E T R E S U L T E D I N A L I N E A R I N C R E A S E I N B L O O D S E L E N I U M . S U P P L E M E N T A R Y V I T A M I N E A L S O S I G N I F I C A N T L Y I N C R E A S E D B L O O D S E L E N I U M ( F R O S E T H A N D M C D O W E L L , 1 9 7 1 ) . T H E B L O O D L E V E L O F S E L E N I U M I N H U M A N S A L S O A P P E A R S T O R E F L E C T D I E T A R Y S E L E N I U M S T A T U S . A G R O U P O F I N D I V I D U A L S W I T H K W A S H I O R K O R H A D B L O O D L E V E L S O F S E L E N I U M T H A T W E R E A P P R O X I M A T E L Y O N E - H A L F O F T H E B L O O D L E V E L S I N A C O N T R O L G R O U P O F C H I L D R E N ( H O P K I N S A N D M A J A J , 1 9 6 7 ) . D I C K S O N A N D T O M L I N S O N ( 1 9 6 7 ) S H O W E D T H A T S E L E N I U M I S D I S T R I B U T E D E V E N L Y B E T W E E N T H E C E L L S A N D P L A S M A O F H U M A N B L O O D . S C O T T A N D C A N T O R ( 1 9 7 1 ) R E P O R T E D T H A T T H E B L O O D S E L E N I U M L E V E L I N C H I C K S F E D A D E F I C I E N T D I E T T E N D S T O I N C R E A S E W I T H A G E F R O M 4 T O 8 W E E K S . H O W E V E R , T H E B L O O D S E L E N I U M L E V E L S S H O W E D N O C H A N G E W I T H D I F F E R E N C E S I N D I E T A R Y C O N T E N T I N D I C A T I N G T H A T T H E B L O O D L E V E L I S O N A P L A T E A U W I T H 0 . 2 7 T O 0 . 8 7 P P M S E L E N I U M I N T H E D I E T . T I S S U E S E L E N I U M S E L E N I U M I S P R E S E N T I N A L L C E L L S O F T H E B O D Y I N C O N C E N T R A T I O N S T H A T V A R Y W I T H T I S S U E T Y P E A N D S E L E N I U M L E V E L I N T H E D I E T . T H E K I D N E Y , P A R T I C U L A R L Y T H E K I D N E Y C O R T E X , H A S B Y F A R T H E H I G H E S T S E L E N I U M C O N C E N T R A T I O N . H L G H L E V E L S O F S E L E N I U M A R E A L S O F O U N D I N T H E P A N C R E A S , P I T U I T A R Y A N D L I V E R . T H E M U S C L E , B O N E S A N D B L O O D A R E N O R M A L L Y R E L A T I V E L Y L O W A N D T H E A D I P O S E T I S S U E V E R Y L O W I N S E L E N I U M ( U N D E R W O O D , 1971). H A R T L E Y (1967) R E P O R T S N O R M A L L E V E L S O F S E L E N I U M I N T I S S U E I N H E A L T H Y L A M B S A T 0.05 U G / M L I N B L O O D , 0.25 U G / G I N L I V E R A N D 1.0 U G / G I N K I D N E Y C O R T E X . T H E D E T A I L E D S E L E N I U M A N A L Y S I S O F O R G A N S I N D I C A T E D T H A T A F T E R T H E R E N A L C O R T E X , P I T U I T A R Y A N D A D R E N A L G L A N D S C O N T A I N T H E H I G H E S T L E V E L S O F S E L E N I U M . T I S S U E R E T E N T I O N O F S E L E N I U M W A S S T U D I E D B Y B U R K E T A L . 75 (1972) I N R A T S B Y T H E U S E O F I N J E C T E D S E S E L E N I T E A N D W H O L E B O D Y C O U N T I N G . A N I N C R E A S E I N E I T H E R D I E T A R Y O R C A R R I E R S E L E N I U M 75 P D E C R E A S E D T H E W H O L E - B O D Y R E T E N T I O N O F S E A N D I N C R E A S E D U R I N A R Y E X C R E T I O N E X C E P T I N A N I M A L S G I V E N T H E L A R G E S T D O S E I N W H I C H V O L A T I L I Z A T I O N A P P A R E N T L Y . O C C U R R E D . F E C A L E X C R E T I O N W A S A B O U T T H E S A M E F O R A L L L E V E L S O F S E L E N I U M I N J E C T E D . T E S T I S , B R A I N , S P L E E N , K I D N E Y , S M A L L I N T E S T I N E , E Y E , A N D T H Y M U S C O N T A I N E D T H E G R E A T E S T P E R C E N T A G E O F T H E W H O L E - B O D Y S E W H E N T H E L O W S E L E N I U M B A S A L D I E T W A S F E D . T H I S P E R C E N T A G E D E C R E A S E D A S D I E T A R Y S E L E N I U M W A S I N C R E A S E D W H E R E A S S K E L E T A L M U S C L E A N D B L O O D S H O W E D T H E O P P O S I T E P A T T E R N . T H E L I V E R H A D T H E S M A L L E S T P E R C E N T A G E O F W H O L E - B O D Y S E I N A N I M A L S F E D T H E B A S A L D I E T . S U P P L E M E N T A T I O N W I T H O . I O P P M S E L E N I U M S H O W E D A F O U R - F O L D I N C R E A S E I N R E T E N T I O N C O M P A R E D T O L O W E R R E T E N T I O N A T H I G H E R D I E T A R Y L E V E L S . S E L E N I U M R E T E N T I O N W A S A L S O S T U D I E D I N T H E C H I C K ( J E N S E N _ E T _A_L . , 1963) I N W H I C H V I T A M I N E H A D N O E F F E C T O N D I S T R I B U T I O N O F S E L E N I U M , B U T D I E T A R Y S E L E N I U M H A D A M A R K E D E F F E C T O N B O T H T H E U P T A K E A N D R E T E N T I O N O F R A D I O S E L E N I U M . O N E - H A L F T H E D O S E W A S R E T A I N E D B Y S E L E N I U M D E F I C I E N T C H I C K S A T S E V E N D A Y S O F A G E , W H E R E A S O N L Y O N E - F I F T H O F T H E D O S E W A S R E T A I N E D B Y C H I C K S F E D 1 P P M S E L E N I U M . T H E S E L E N I U M L E V E L I N . P R A C T I C A L T U R K E Y D I E T S D E P E N D S T O S O M E E X T E N T U P O N T H E A M O U N T O F V I T A M I N E O R M E T H I O N I N E S U P P L E -M E N T A T I O N . I T R A N G E D F R O M A P P R O X I M A T E L Y 0 . 1 8 P P M I N T H E P R E S E N C E O F V I T A M I N E T O A P P R O X I M A T E L Y 0 . 2 8 P P M S E L E N I U M I N T H E A B S E N C E O F A D D E D V I T A M I N E ( S C O T T _E_T _ A L • , 1 9 6 7 ) . T H E E F F E C T O F D I E T A R Y S O D I U M S E L E N I T E S U P P L E M E N T S O F 0.1 A N D 0 . 2 P P M S E L E N I U M I N A P R A C T I C A L T Y P E D I E T O N T I S S U E S E L E N I U M L E V E L S I N T U R K E Y S W A S R E P O R T E D B Y C A N T O R A N D S C O T T ( 1 9 7 2 ) . T H E N A T U R A L L Y O C C U R R I N G S E L E N I U M L E V E L I N T H E B A S A L S T A R T I N G D I E T W A S 0 . 2 0 P P M A N D T H E B A S A L F I N I S H I N G D I E T C O N T A I N E D 0 . 1 3 P P M S E L E N I U M . D I E T A R Y S U P P L E M E N T S O F S O D I U M S E L E N I T E D I D N O T A F F E C T W E I G H T G A I N S A N D F A I L E D T O C H A N G E T H E L E V E L O F S E L E N I U M I N A N Y T I S S U E S T U D I E D W H I C H I N C L U D E D B L O O D , L I V E R , B R E A S T M U S C L E , A N D L E G M U S C L E . A T T O X I C I N T A K E S O F S E L E N I U M , ( 1 0 - 1 0 0 T I M E S G R E A T E R T H A N T H O S E N O R M A L L Y I N G E S T E D ) T I S S U E S E L E N I U M C O N C E N T R A T I O N S I N C R E A S E D S T E A D I L Y T O 5 - 7 P P M I N L I V E R A N D K I D N E Y S A N D 1 - 2 P P M I N T H E M U S C L E S . B E Y O N D T H E S E T I S S U E L E V E L S , E X C R E T I O N K E E P S P A C E W I T H A B S O R P T I O N . S E L E N I U M , T H E R E F O R E , I S N O T C O N T I N U O U S L Y C U M U L A T I V E I N T H E T I S S U E S ( U N D E R W O O D , 1 9 7 1 ) . M A A G A N D G L E N ( 1 9 6 7 ) F E D 1 2 - 2 4 M G P E R K G S E L E N I T E T O S T E E R S A N D E W E S S O T H A T M O R T A L I T Y E N S U E D . T H E S E L E N I U M C O N T E N T I N T H E M U S C L E S O F T H E S E S T E E R S R A N G E D F R O M 0 . 1 0 T O 0 . 7 3 P P M ( F R E S H T I S S U E B A S I S ) . L I V E R S E L E N I U M C O N C E N T R A T I O N I N S H E E P W A S 2 8 P P M 22 ( F R E S H W E I G H T B A S I S ) A N D T H E H I G H E S T L E V E L I N S K E L E T A L M U S C L E W A S 0 . 9 P P M ( F R E S H W E I G H T B A S I S ) . C H R O N I C S E L E N I U M T O X I C I T Y I N L I V E S T O C K O C C U R S W H E N A N I M A L S C O N S U M E S E L E N I F E R O U S P L A N T S C O N T A I N I N G 3 - 2 0 P P M O F S E L E N I U M O V E R A P R O L O N G E D P E R I O D ( O L D F I E L D , 1971). T H E T O X I C I T Y D U E T O S E L E N I U M I N A N I M A L S V A R I E S W I T H T H E A M O U N T S A N D C H E M I C A L F O R M S O F T H E S E L E N I U M I N G E S T E D , D U R A T I O N A N D C O N T I N U I T Y O F I N T A K E , A N D N A T U R E O F T H E D I E T . M U N S E L L A N D C O - W O R K E R S (1931) E S T I M A T E D T H E M I N I M U M D I E T A R Y L E V E L A T W H I C H S E L E N I U M W I L L A C C U M U L A T E I N T H E T I S S U E S A N D U L T I M A T E L Y P R O D U C E S I G N S O F T O X I C I T Y A T 3 - 4 P P M I N T H E D I E T ( D R Y W E I G H T B A S I S ) . T H I S W I L L V A R Y W I T H D I E T A R Y C O M P O S I T I O N , I N C L U D I N G P R O T E I N A N D S U L F A T E C O N T E N T S . F U R T H E R M O R E , L E V E L S O F 3 - 4 P P M S E L E N I U M D O N O T A D V E R S E L Y A F F E C T T H E G R O W T H O F C H I C K S O R T H E H A T C H A B I L I T Y O F E G G S . D I E T S B A S E D O N S E L E N I F E R O U S G R A I N S C O N T A I N I N G 5 P P M S E L E N I U M R E D U C E D H A T C H A B I L I T Y S L I G H T L Y , B U T 1 0 P P M D E C R E A S E D H A T C H A B I L I T Y T O Z E R O ( P O L E Y A N D M O X O N , 1938). P O L E Y _ E T _ A L . (1941) S U G G E S T E D T H A T S T A R T I N G R A T I O N S F O R C H I C K S S H O U L D C O N T A I N L E S S T H A N 5 P P M S E L E N I U M F O R N O R M A L G R O W T H R A T E . T H E A D D I T I O N O F 8 P P M S E L E N I U M A S S O D I U M S E L E N I T E T O A L A Y E R D I E T I N C R E A S E D T H E S E L E N I U M C O N T E N T I N E G G S W I T H I N 12 D A Y S T O A P L A T E A U O F 1 . 7 P P M . T H E L E V E L O F S E L E N I U M D I D N O T A P P E A R T O I N C R E A S E B E Y O N D T H E P L A T E A U E V E N W H E N S E L E N I U M W A S F E D F O R 104 W E E K S . T H E S E L E N I U M C O N T E N T R E T U R N E D T O N O R M A L L E V E L S I N T H E E G G W I T H I N E I G H T D A Y S A F T E R D I E T A R Y S E L E N I U M W A S D E C R E A S E D T O T H E C O N T R O L L E V E L ( A R N O L D _ E T _ A L . , 1972). 2 3 T H E O R I E S O N T H E M E C H A N I S M O F A C T I O N F O R S E L E N I U M T H E M E T A B O L I C R O L E O F S E L E N I U M I N A N I M A L S I S L I N K E D W I T H T H A T O F V I T A M I N E A N D S U L F U R C O N T A I N I N G A M I N O A C I D S . T H E R E I S E V I D E N C E T H A T V I T A M I N E I S A L I P I D S O L U B L E A N T I O X I D A N T I N T H E B I O L O G I C A L S Y S T E M . D U E T O T H E F A C T T H A T V I T A M I N E C A N A M E L I O R A T E T H E S Y M P T O M S O F S E L E N I U M D E F I C I E N C Y , I T H A S B E E N P R O P O S E D T H A T S E L E N I U M I S C O N V E R T E D J _ N V I V O T O A N O R G A N I C C O M P O U N D O R I N T O S E V E R A L C O M P O U N D S W I T H A N T I O X I D A N T P R O P E R T I E S . A D M I N I S T R A T I O N O F S E L E N I U M T O A N I M A L S D E F I C I E N T I N V I T A M I N E R E D U C E D L I P I D P E R -O X I D A T I O N A N D I N C R E A S E D A N T I O X I D A N T A C T I V I T Y I N T H E T I S S U E ( H A M I L T O N A N D T A P P E L , 1 9 6 3 ) . T H E S E A U T H O R S P R O P O S E D T H A T S E L E N O -P R O T E I N S , F U N C T I O N I N G A S A N T I O X I D A N T S , W E R E T H E A C T I V E F O R M O F S E L E N I U M I N V I V O . S E L E N O M E T H I O N I N E I S A N A C T I V E L I P I D A N T I O X I D A N T I N V I T R O ( O L C O T T _ E T _ A L . , 1 9 6 1 ) A N D I S C A P A B L E O F D E C O M P O S I N G L I P I D P E R O X I D E S ( T A P P E L , 1 9 6 5 ) . S E L E N O A M I N O A C I D S C A T A L Y Z E D P E R O X I D E D E C O M P O S I T I O N C O N S I D E R A B L Y F A S T E R T H A N D I D T H E I R S U L F U R A N A L O G U E S A N D C A L C U L A T I O N S S H O W T H A T O N A M O L A R B A S I S S E L E N 0 - P R O T E I N S H A V E 5 0 - 1 0 0 T I M E S T H E A N T I O X I D A N T A C T I V I T Y O F V I T A M I N E ( T A P P E L , 1 9 6 5 ) . G R E E N _ E T _ A L . ( 1 9 6 7 ) A S W E L L A S D I P L O C K A N D C O - W O R K E R S (1 9 6 7 ) W E R E U N A B L E T O S H O W T H A T T H E A B S E N C E O F V I T A M I N E A N D S E L E N I U M F R O M T H E R A T A N D C H I C K T I S S U E S W A S A C C O M P A N I E D B Y T H E I N C R E A S E I N L I P I D P E R O X I D A T I O N A S W A S E X P E C T E D . T H E R E F O R E , T H E S E A U T H O R S C O N C L U D E D T H A T T H E A N T I O X I D A N T H Y P O T H E S I S W A S N O L O N G E R A C C E P T A B L E . H Y P O T H E S E S C O N C E R N I N G T H E M O D E O F A C T I O N O F V I T A M I N E S H O U L D E X P L A I N T H E I N T E R R E L A T I O N S H I P S W I T H S U L F U R - C O N T A I N I N G A M I N O A C I D S , S E L E N I U M A N D W I T H P O L Y U N S A T U R A T E D F A T T Y A C I D S . T H E R E F O R E , D I P L O C K A N D C O - W O R K E R S (1971) S U G G E S T E D T H A T T H E A C T I V E F O R M O F S E L E N I U M M A Y B E S E L E N I D E A N D T H A T T H E S E L E N I D E M A Y F O R M P A R T O F T H E A C T I V E C E N T E R O F A N U N C H A R A C T E R I Z E D C L A S S O F C A T A L Y T I C A L L Y A C T I V E N O N - H A E M - I R O N P R O T E I N S T H A T A R E P R O T E C T E D F R O M O X I D A T I O N I N V I V O B Y V I T A M I N E . S U P P O R T I N G E V I D E N C E F O R T H I S I N C L U D E S T H R E E S E L E N I U M O X I D A T I O N S T A T E S W H I C H T H E S E A U T H O R S H A V E S H O W N I N L I V E R S U B C E L L U L A R O R G A N E L L E S : S E L E N I D E , S E L E N I T E , A N D S E L E N A T E . T H E P R O P O R T I O N O F S E L E N I D E W A S D I R E C T L Y R E L A T E D T O T H E V I T A M I N E S T A T U S I N R A T S . S T E R I L I Z I N G T H E A L I M E N T A R Y T R A C T I N D I C A T E D T H A T T H E R E D U C T I O N O F S E L E N I T E T O S E L E N I D E P R O B A B L Y O C C U R S I N V I V O A N D T H A T T H E I N T E S T I N A L M I C R O - O R G A N I S M S A R E N O T R E S P O N S I B L E . T H I S H Y P O T H E S I S F O R T H E F U N C T I O N O F V I T A M I N E A N D S E L E N I U M T A K E S I N T O C O N S I D E R A T I O N T H E A N T I O X I D A N T N A T U R E O F V I T A M I N E. D I P L O C K _ E T _ A L . (1971) P R O P O S E A M O R E S P E C I F I C O X I D A T I O N - R E D U C T I O N S Y S T E M W I T H V I T A M I N E M A I N T A I N I N G S E L E N I U M I N T H E R E D U C E D S T A T E R A T H E R T H A N J U S T A N O N - S P E C I F I C A N T I O X I D A N T R O L E F O R V I T A M I N E A N D S E L E N I U M . S C O T T (1967) S U G G E S T E D T H A T V I T A M I N E H A S A S P E C I F I C F U N C T I O N I N A D D I T I O N T O T H E A N T I O X I D A N T R O L E P R E V I O U S L Y D E S C R I B E D . T H E 2 5 - Y E A R - O L D C O N F L I C T O N T H E M O D E O F A C T I O N F O R V I T A M I N E I S D I S C U S S E D F O L L O W I N G T H E P A P E R P R E S E N T E D B Y S C O T T (1967) I N T H E S Y M P O S I U M " S E L E N I U M I N B I O M E D I C I N E " . V I T A M I N E D E F I C I E N C Y A P P E A R S T O C A U S E E N C E P H A L O M A L A C I A T H A T I S R E L A T E D T O T H E F U N C T I O N O F V I T A M I N E A S A N A N T I O X I D A N T . A S P E C I F I C R O L E F O R V I T A M I N E A P P E A R S T O I N V O L V E P R E V E N T I O N O F M U S C U L A R D Y S T R O P H Y A N D E X U D A T I V E D I A T H E S I S W H I C H A L S O R E Q U I R E S E L E N I U M A N D / O R S U L F U R C O N T A I N I N G A M I N O A C I D S F O R P R O T E C T I O N A G A I N S T T H E D I S E A S E ( N E S H E I M A N D S C O T T , 1961). S E L E N I U M D E F I C I E N C Y I N T H E C H I C K R E S U L T S F I R S T I N A F I B R O T I C D E G E N E R A T I O N O F T H E P A N C R E A S F O L L O W E D B Y I M P A I R E D A B S O R P T I O N O F L I P I D S I N C L U D I N G V I T A M I N E . V L T A M I N E A P P E A R S T O S P A R E T H E A M O U N T O F S E L E N I U M R E Q U I R E D A N D S E L E N I U M E N H A N C E S T H E A B S O R P T I O N O F O C - T O C O P H E R O L ( T H O M P S O N A N D S C O T T , 1970). 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T H E P R O T E C T I O N A G A I N S T H E M O L Y S I S A N D H E M O G L O B I N O X I D A T I O N A F F O R D E D B Y T H E A D D I T I O N O F G L U C O S E _I_N V I T R O W A S V I R T U A L L Y A B S E N T I N E R Y T H R O C Y T E S O F R A T S D E F I C I E N T I N S E L E N I U M . A R E L A T E D D I E T A R Y I N H I B I T O R O F O X I D A T I V E D A M A G E , Q £ _ - T O C O P H E R O L , P R O T E C T E D A G A I N S T H E M O L Y S I S W H E T H E R O R N O T G L U C O S E W A S P R E S E N T , B U T D I D N O T P R O T E C T A G A I N S T H E M O G L O B I N O X I D A T I O N . T H I S R E S U L T D E M O N S T R A T E D T H A T T H E E F F E C T O F S E L E N I U M W A S S P E C I F I C A N D D I S T I N C T F R O M T H A T O F V I T A M I N E ( R O T R U C K _ E T A L . , 1971; R O T R U C K _ E T _ A L . , 1972) . T H E G L U T A T H I O N E (GSH) C O N C E N T R A T I O N W A S H I G H E R I N S E L E N I U M - D E F I C I E N T T H A N I N S E L E N I U M - A D E Q U A T E E R Y T H R O C Y T E S A N D W A S E F F E C T I V E L Y M A I N T A I N E D D U R I N G I N C U B A T I O N I N V I T R O . T H I S S U G G E S T E D T H A T T H E D E F E C T I N A S E L E N I U M - D E F I C I E N T S A M P L E W A S N O T I N T H E M A I N T E N A N C E O F G L U T A T H I O N E B U T R A T H E R I N T H E U T I L I Z A T I O N O F G L U T A T I O N E . R O T R U C K _ E T _ A L . ( 1 9 7 3 ) S U G G E S T E D T H A T T H E A C T I V I T Y O F G L U T A T I O N E P E R O X I D A S E M A Y B E L O W E R I N S E L E N I U M - D E F I C I E N T H E M O L Y Z A T E S R A T H E R T H A N B E I N G O X I D A T I V E L Y D E A C T I V A T E D . S E L E N I U M A P P E A R S T O B E A N I N T E G R A L P A R T O F G L U T A -T H I O N E P E R O X I D A S E R A T H E R T H A N A L O O S E L Y B O U N D C O F A C T O R O F L O W M O L E C U L A R W E I G H T . | T H A S B E E N S U G G E S T E D T H A T T H E R O L E O F G L U T A T H I O N E P E R O X I D A S E I S T H E P R I M A R Y M E C H A N I S M F O R D E G R A D I N G L O W L E V E L S O F t^Cv, I N T H E C E L L S ( C O H E N A N D H O C H S T E I N , 1 9 6 3 ; K Q S Q W E R E T A L . , 1 9 6 9 ) . G L U T A T H I O N E P E R O X I D A S E A L S O H A S B E E N S H O W N T O A C T O N H Y D R O P E R O X I D E S O F U N S A T U R A T E D F A T T Y A C I D S ( O ' B R I E N A N D L I T T L E , 1 9 6 9 ; L I T T L E _E_T _ A _ L . , 1 9 7 0 ) . T H I S E N Z Y M E P L A Y S A N I M P O R T A N T R O L E I N P R O T E C T I N G M M E M B R A N E L I P I D S , A N D T H U S , C E L L M E M B R A N E S F R O M O X I D A T I V E D I S T R U C T I O N . F A I L U R E O F P E R O X I D E D E S T R U C T I O N E X P L A I N S T H E H E M O L Y S I S I N V I T R O , T H E O X I D A T I V E D A M A G E T O H E M O G L O B I N , A N D P O S S I B L Y T H E W I D E V A R I E T Y O F D E G E N E R A T I V E C O N D I T I O N S T H A T O C C U R I N S E L E N I U M D E F I C I E N C Y . T H E S E O B S E R V A T I O N S O F F E R N E W I N S I G H T S I N T O T H E I N T E R A C T I O N S O F S E L E N I U M , V I T A M I N E , A N D T H E S U L F U R C O N T A I N I N G A M I N O A C I D S I N P R E V E N T I N G T H E S A M E N U T R I T I O N A L D I S E A S E S . S I N C E V I T A M I N E P R E V E N T S F A T T Y A C I D H Y D R O P E R O X I D E F O R M A T I O N , T H E S U L F U R - C O N T A I N I N G A M I N O A C I D S ( P R E C U R S O R S O F G S H ) A N D S E L E N I U M A R E I N V O L V E D I N P E R O X I D E D E S T R U C T I O N , T H E N T H E S E N U T R I E N T S W O U L D P R O D U C E A S I M I L A R B I O C H E M I C A L R E S U L T ; T H A T I S L O W E R I N G T H E C O N C E N T R A T I O N O F P E R O X I D E O R P E R 0 X I D E - I N D U C E D P R O D U C T S I N T H E T I S S U E ' S . P R O T E C T I O N A G A I N S T O X I D A T I V E D A M A G E T O S U S C E P T I B L E N O N - M E M B R A N E P R O T E I N S B Y D I E T A R Y S E L E N I U M B U T N O T B Y VITAMIN E, MIGHT EXPLAIN WHY SOME NUTRITIONAL DISEASES RESPOND TO SELENIUM BUT NOT TO VITAMIN E. ON THE OTHER HAND, CERTAIN TISSUES OR SUBCELLULAR COMPONENTS MAY NOT BE ADEQUATELY PROTECTED FROM OXIDANT DAMAGE BECAUSE THEY ARE INHERENTLY LOW IN GLUTATHIONE PEROXIDASE EVEN WITH ADEQUATE SELENIUM. DAMAGE TO SUCH TISSUES WOULD BE EXPECTED TO BE AGGRAVATED BY DIETS HIGH IN UNSATURATED FATTY ACIDS AND TO RESPOND ADEQUATELY TO VITAMIN E BUT NOT SELENIUM (ROTRUCK ET _AJL . , 1 9 7 3 ) . EXPERIMENT 1 T H E E F F E C T O F S E L E N I U M , V I T A M I N E A N D A N T I O X I D A N T O N T H E I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S I N C H I C K S . I N T R O D U C T I O N T H E S M A L L A M O U N T S O F S E L E N I U M R E Q U I R E D B Y T H E C H I C K A N D T H E I N T E R R E L A T I O N S H I P S A M O N G S O M E N U T R I E N T S C O M P L I C A T E E X P E R -I M E N T A T I O N W I T H S E L E N I U M M E T A B O L I S M . A S E L E N I U M D E F I C I E N T D I E T W A S F O R M U L A T E D A F T E R S E V E R A L P R E L I M I N A R Y T R I A L S W H I C H P R O D U C E D T H E S E L E N I U M D E F I C I E N C Y S Y N D R O M E ( E X U D A T I V E D I A T H E S I S ) I N A H I G H P E R C E N T A G E O F T H E B I R D S T E S T E D , B U T A P P E A R E D A D E Q U A T E I N O T H E R R E S P E C T S . AN E S T I M A T E O F T H E S E L E N I U M I N G R A I N S T H A T W A S A V A I L A B L E T O T H E B I R D W A S O B T A I N E D B Y C O M P A R I N G T H E I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S A F T E R F E E D I N G A D I E T T H A T C O N T A I N E D E A C H G R A I N T O E.D . A T D I F F E R E N T L E V E L S O F S O D I U M S E L E N I T E . H I G H E R L E V E L S O F G R A I N (20 A N D 40$) R E D U C E D T H E S E N S I T I V I T Y O F T H E B I O L O G I C A L A S S A Y D U E T O A L O W L E V E L O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S I N T H E T E S T B I R D S . T H I S E X P E R I M E N T W A S D E S I G N E D T O C H A R A C T E R I Z E M O R E P R E C I S E L Y T H E B A S A L R A T I O N A S T O T H E I N F L U E N C E O F S E L E N I U M , V I T A M I N E , A N T I O X I D A N T , A N D T H E I N T E R A C T I O N S O F T H E S E F A C T O R S O N T H E I N C I D E N C E O F T H E S E L E N I U M D E F I C I E N C Y S Y N D R O M E ( E X U D A T I V E D I A T H E S I S ) I N T H E B I R D S . 33 M A T E R I A L S A N D M E T H O D S C O M M E R C I A L B R O I L E R C H I C K S ( O N E D A Y O F A G E ) W E R E F E D T H E B A S A L D I E T F R O M O N E T O T E N D A Y S O F A G E T O D E P L E T E T I S S U E S O F S E L E N I U M . B I R D S W E R E H O U S E D F O R T H E E N T I R E E X P E R I M E N T ( D E P L E T I O N A N D R E P L E T I O N P H A S E ) I N E L E C T R I C A L L Y H E A T E D B A T T E R Y B R O O D E R S . F O L L O W I N G T H E T E N D A Y D E P L E T I O N P E R I O D , 4 8 0 B I R D S W E R E W E I G H E D A N D R A N D O M L Y A L L O T T E D T O 4 8 P E N S ( 1 0 B I R D S / P E N ) . W E E K L Y W E I G H T S W E R E O B T A I N E D T H E R E A F T E R . T H E B A S A L D I E T W A S A S E M I - P U R I F I E D T Y P E ( T A B L E I I ) . T H E P R O T E I N S O U R C E ( I S O L A T E D S O Y B E A N P R O T E I N ) C O N T A I N E D A L O W L E V E L O F S E L E N I U M . T O R U L A Y E A S T I S V E R Y L O W I N S E L E N I U M A S W E L L A S P O S S E S S I N G A P O S S I B L E S E L E N I U M A N T A G O N I S T I C F R A C T I O N . T O R U L A Y E A S T W A S I N C O R P O R A T E D I N T O T H E D I E T A S A P R O T E I N S O U R C E T O L O W E R T H E A M O U N T O F I S O L A T E D S O Y B E A N P R O T E I N U S E D A S W E L L A S T O T A K E A D V A N T A G E O F A N Y P O S S I B L E S E L E N I U M A N T A G O N I S M P R E S E N T . T H E L A R D W A S O B T A I N E D F R O M T H E S U P P L I E R ( C A N A D A P A C K E R S L T D . , V A N C O U V E R ) B E F O R E A N Y A N T I O X I D A N T H A D B E E N A D D E D . T H E L A R D W A S H E A T E D T O 6 5 ° C F O R 2 4 H O U R S W H I L E A I R B U B B L E D T H R O U G H I T I N O R D E R T O D E S T R O Y R E S I D U A L V I T A M I N E I N T H E L A R D . T H E T R E A T M E N T O F T H E L A R D D I D N O T I N C R E A S E I T S R A N C I D I T Y A S M E A S U R E D B Y T H E P E R O X I D E V A L U E B E F O R E A N D A F T E R T R E A T M E N T . D I E T A R Y T R E A T M E N T S I N C L U D E D F O U R L E V E L S O F S E L E N I U M ( 0 , 0 . 0 2 5 , 0 . 0 5 0 , O . I O OP P M ) I N T H E F O R M O F S O D I U M S E L E N I T E S U P P L E M E N T E D T O T H E B A S A L D I E T ( C O N T A I N I N G O . O I P P M ) ; T W O L E V E L S O F V I T A M I N E ( 0 , + 2 . 5 I U / K G ) ; A N D T W O L E V E L S O F A N T I O X I D A N T ( 0 A N D 1 0 0 P P M E T H O X Y Q U I N ) I N A F A C T O R I A L A R R A N G E M E N T O F T R E A T M E N T S . E A C H 3 5 T A B L E I I . - - C O M P O S i T i O N O F B A S A L D I E T . I N G R E D I E N T P E R C E N T I S O L A T E D S O Y B E A N P R O T E I N 1 S U C R O S E 1 1 . 8 4 9 . € T O R U L A Y E A S T 2 0 . 0 L A R D 5 . 0 C E L L U L O S E 7 . 0 2 V I T A M I N P R E M I X 1 . 3 2 M I N E R A L P R E M I X 5 . 6 G R A I N S A M P L E S T E S T E D W E R E S U P P L I E D I N T H E E X P E R I M E N T A L D I E T S A S A R E P L A C E M E N T F O R 1 0 $ O F T H E S U C R O S E . S C O T T J L T _ A L . , ( 1 9 6 9 ) V I T A M I N P R E M I X P L U S 0 . 1 $ M E T H I O N I N E W I T H O U T V I T A M I N E A N D M I N E R A L P R E M I X ( B ) W I T H O U T S E L E N I U M S H O W N O N P A G E 4 9 7 . E X P E R I M E N T A L D I E T W A S F E D T O T H R E E P E N S O F 10 B I R D S E A C H . T H E D I E T A R Y T R E A T M E N T S W E R E F E D F O R 21 D A Y S F O L L O W I N G T H E 1 0 - D A Y D E P L E T I O N P E R I O D . E X A M I N A T I O N F O R T H E P R E S E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S W A S P E R F O R M E D T W I C E W E E K L Y . B L O O D S A M P L E S W E R E T A K E N B Y H E A R T P U N C T U R E A F T E R T H E B I R D S W E R E F E D T H E E X P E R I M E N T A L D I E T F O R 12 D A Y S (22 D A Y S O F A G E ) . T H E H E P A R I N I Z E D B L O O D S A M P L E S W E R E S T O R E D A T - 2 0 ° C U N T I L A N A L Y S I S F O R S E L E N I U M W A S C A R R I E D O U T . THE D I G E S T I O N M E T H O D O U T L I N E D B Y H O F F M A N _ E T _ A L . (1968) W A S U S E D F O R P R E P A R I N G S A M P L E S F O R A N A L Y S I S . S E L E N I U M W A S M E A S U R E D B Y T H E P R O C E D U R E O U T L I N E D B Y J A R R E L ASH U S I N G T H E A T O M I C A B S O R P T I O N S P E C T R O P H O T O M E T E R (jA-500) I N C O M B I N A T I O N W I T H A T R A C E M E T A L A C C E S S O R Y (JA-TMA). A L I V E R R E F E R E N C E S T A N D A R D ( N o . 1577 B O V I N E L I V E R ) C E R T I F I E D T O C O N T A I N 1.1 ± O . I P P M S E L E N I U M W A S U S E D A S T H E A N A L Y T I C A L C O N T R O L ( U . S . D E P A R T M E N T O F C O M M E R C E , N A T I O N A L B U R E A U O F S T A N D A R D S , O F F I C E O F S T A N D A R D R E F E R E N C E M A T E R I A L S , . W A S H I N G T O N , D . C ) . A F U R T H E R D E S C R I P T I O N O F T H E A N A L Y S I S I S P R E S E N T E D I N A P P E N D I X I . R E S U L T S W E R E T E S T E D B Y A N A L Y S I S O F V A R I A N C E A N D V A R I A T I O N A M O N G T R E A T M E N T S UW-A'S: D E T E R M I N E D U S I N G O R T H O G O N A L C O N T R A S T S ( S N E D E C O R A N D C O C H R A N , 1967). R E S U L T S A N D D I S C U S S I O N T H E I N F L U E N C E O F D I E T A R Y S E L E N I U M , V I T A M I N E , A N D A N T I O X I D A N T T R E A T M E N T S A N D T H E I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S I N S E L E N I U M D E P L E T E D B R O I L E R C H I C K S A R E S H O W N I N F I G U R E 1 ( S T A T I S T I C A L A N A L Y S I S I N A P P E N D i x I I ) . 37 100+ \ + \ 80~ X\ ^  £ 60+ < Q D X £ 404 20+ \ 4 \ \ V « \ » W \ \ \ V 0 V I T . E, 0 A N T I O X I D A N T 0 • O 0 V I T . E, + A N T I O X I D A N T + V I T . E, 0 A N T I O X I D A N T A A + V I T . E, + A N T I O X I D A N T O D \ \ X \ \ v . o \ '.X .025 1" - ~ ,050 P P M S E .075 100 F I G U R E 1 . - - I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S A M O N G G R O W I N G C H I C K S D U E T O D I E T A R Y S U P P L E M E N T A T I O N . S E L E N I U M S U P P L E M E N T A T I O N O F T H E B A S A L D I E T S I G N I F I C A N T L Y (P •"= .05) D E C R E A S E D T H E I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S A M O N G T H E C H I C K S I N A C U R V I L I N E A R M A N N E R W I T H T H E L I N E A R A N D Q U A D R A T I C E F F E C T S B O T H B E I N G S I G N I F I C A N T . T H E L I N E A R R A N G E I N T H E R E L A T I O N S H I P B E T W E E N S E L E N I U M S U P P L E M E N T A T I O N A N D T H E I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S I N T H E B I R D S W A S C O N S I D E R E D S U I T A B L E F O R T H E B I O A S S A Y O F S E L E N I U M I N N A T U R A L F E E D S ' . V I T A M I N E A N D A N T I O X I D A N T B O T H S I G N I F I C A N T L Y (P < .05) D E C R E A S E D T H E I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S W H I C H I S I N A G R E E M E N T W I T H T H E L I T E R A T U R E ( N E S H E I M A N D S C O T T , 1961; T H O M P S O N A N D S C O T T , 1969) . H O W E V E R , T H E R E W A S A L S O A S I G N I F I C A N T I N T E R A C T I O N B E T W E E N A N T I O X I D A N T A N D S E L E N I U M B U T T H E A N T I O X I D A N T X V I T A M I N E W A S N O T S I G N I F I C A N T (P > . 0 5 ) . A F E W B I R D S F E D D I E T S C O N T A I N I N G N O A N T I O X I D A N T O R V I T A M I N E E X H I B I T E D A P E C U L I A R L A C K O F C O O R D I N A T I O N S U G G E S T I V E O F E N C E P H A L O M A L A C I A A S W E L L A S E X U D A T I V E D I A T H E S I S . S L N C E T H E I N T E R A C T I O N B E T W E E N A N T I O X I D A N T A N D V I T A M I N E W A S N O T S I G N I F I C A N T T H E S E C U R V E S W O U L D T E N D T O B E P A R A L L E L . T H E A N T I O X I D A N T A P P E A R E D T O R E M O V E T H E C O N F O U N D I N G D E F I C I E N C Y C O N D I T I O N ( E N C E P H A L O M A L A C I A ) S U G G E S T I N G T H A T D I E T S U S E D T O P R O D U C E T H E S T A N D A R D S E L E N I U M S U P P L E M E N T A L C U R V E S F O R T H E B I O A S S A Y O F F E E D S T U F F S S H O U L D C O N T A I N A N T I O X I D A N T . A D D I N G F E E D S T U F F S T O T H E B A S A L R A T I O N F O R A B I O A S S A Y W O U L D A L S O C O N T R I B U T E O T H E R F A C T O R S P A R T I C U L A R L Y V I T A M I N E. H O W E V E R , S I N C E T H E R E W A S N O S I G N I F I C A N T (P > .05) I N T E R A C T I O N B E T W E E N A N T I O X I D A N T A N D V I T A M I N E, T H E A D D I T I O N O F A S M A L L A M O U N T O F V I T A M I N E I N T H E T E S T M A T E R I A L W O U L D B E C O N S T A N T F O R A L L S A M P L E S T E S T E D A N D A L S O P R O P O R T I O N A L A T A L L L E V E L S O F S E L E N I U M . F I N A L B O D Y W E I G H T S , M O R T A L I T Y , A N D B L O O D L E V E L O F S E L E N I U M A R E S H O W N I N T A B L E I I I . T H E B L O O D L E V E L S O F S E L E N I U M A R E L O W R E L A T I V E T O T H E D E T E C T I O N L I M I T S O F T H E A N A L Y S I S (0.01 U G / M L ) . T H E B L O O D S E L E N I U M L E V E L S A P P E A R T O R E F L E C T D I E T A R Y S E L E N I U M S U P P L E M E N T A T I O N . 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I N D I C A T E D N U M B E R O F D E A T H S P E R T . R E A T M E N T C O N T A I N I N G 30 B I R D S E A C H . E X P E R I M E N T 2 T H E A V A I L A B I L I T Y O F S E L E N I U M F R O M G R A I N S F O R T H E C H I C K . I N T R O D U C T I O N S E L E N I U M H A S B E E N E S T A B L I S H E D A S A N E S S E N T I A L E L E M E N T F O R P O U L T R Y , A N D R E Q U I R E D I N D E P E N D E N T L Y O F V I T A M I N E , E V E N T H O U G H S E L E N I U M A N D V I T A M I N E A C T S Y N E R G I S T 1 C A L L Y I N B I O L O G I C A L S Y S T E M S ( T H O M P S O N A N D S C O T T , 1 9 6 9 , 1 9 7 0 ) . T H E R E H A V E B E E N W I D E S P R E A D O C C U R R E N C E O F S E L E N I U M / V I T A M I N E R E S P O N S I V E D I S O R D E R S I N L I V E S T O C K I N M O S T A G R I C U L T U R A L A R E A S O F C A N A D A , A S W E L L A S I N T H E U N I T E D S T A T E S ( J E N K I N S A N D H I D I R O G L O U , 1 9 7 2 ) . S E L E N I U M P R O B L E M S H A V E A R I S E N I N B R I T I S H C O L U M B I A W I T H P O U L T R Y P R O D U C T I O N ( M C C A U S L A N D , 1 9 7 1 ) . S C H W A R Z ( 1 9 6 1 ) H A S S H O W N T H A T V A R I O U S S E L E N I U M S O U R C E S H A V E V A R Y I N G P O T E N C I E S F O R P R E V E N T I N G L I V E R N E C R O S I S I N R A T S ( F A C T O R 3 - S E L E N 1 U M I S O L A T E D F R O M B R E W E R S Y E A S T H A S T H R E E - F O L D T H E P O T E N C Y O F S O D I U M S E L E N I T E ) . V A R I O U S S Y N T H E T I C O R G A N I C C O M P O U N D S C O N T A I N I N G S E L E N I U M H A V E B E E N R E P O R T E D T O H A V E P O T E N C I E S T H A T R A N G E F R O M 4 T O 1 6 9 P E R C E N T O F T H E V A L U E F O R S O D I U M S E L E N I T E ( S C H W A R Z A N D F R E D G A , 1 9 6 9 ) . I N F O R M A T I O N O N T H E A M O U N T O F S E L E N I U M S U P P L I E D B Y V A R I O U S F E E D S T U F F S , A N D S E L E N I U M A V A I L A B I L I T Y ( B I O L O G I C A L A C T I V I T Y ) I S O F G R E A T I M P O R T A N C E I N F E E D F O R M U L A T I O N . O N L Y A L I M I T E D A M O U N T O F I N F O R M A T I O N O N S E L E N I U M C O N T E N T I N F E E D I N G R E D I E N T S I S A V A I L A B L E 41 ( A R T H U R , 1971; S C O T T A N D T H O M P S O N , 1971). H O W E V E R , T H E B I O L O G I C A L A V A I L A B I L I T Y O F S E L E N I U M ( S E A C T I V I T Y , S E A V A I L A B I L I T Y ) I N F E E D I N G R E D I E N T S R E P O R T E D R E M A I N E D U N K N O W N . S C O T T _ E T _ A L . (1969) S U G G E S T E D T H A T A B O U T 50$ O F T H E S E L E N I U M F R O M F E E D I N G R E D I E N T S I S U T I L I Z E D B Y T H E C H I C K . M A T E R I A L S A N D M E T H O D S T H E E F F E C T I V E N E S S O R A C T I V I T Y O F T H E S E L E N I U M S U P P L I E D I N T H E F E E D W A S D E T E R M I N E D B Y E Q U A T I N G T H E I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S A M O N G B I R D S F E D T E S T F E E D T O T H E L E V E L O F S U P P L E M E N T A L S E L E N I U M ( A S S O D I U M S E L E N I T E ) T H A T W O U L D P R O V I D E T H E S A M E P R O T E C T I O N A G A I N S T E X U D A T I V E D I A T H E S I S . T H E S E L E N I U M V A L U E W A S A D J U S T E D F O R T H E P E R C E N T O F T H E F E E D S T U F F I N T H E R A T I O N T O I N D I C A T E T H E S E L E N I U M A C T I V I T Y ( P P M ) O F T H E F E E D S T U F F . 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B I R D S W E R E H O U S E D F O R T H E E N T I R E E X P E R I M E N T ( D E P L E T I O N A N D R E P L E T I O N P H A S E ) I N E L E C T R I C A L L Y H E A T E D B A T T E R Y B R O O D E R S . S L X H U N D R E D B I R D S W E R E R A N D O M L Y A L L O T T E D T O 60 P E N S W I T H 10 B I R D S P E R P E N F O L L O W I N G T H E D E P L E T I O N P E R I O D . F I F T E E N T R E A T M E N T S W E R E C O M P O S E D O F F I V E L E V E L S O F D I E T A R Y S E L E N I U M ( 0 . 0 1 , 0 . 0 2 , 0 . 0 4 , 0 . 0 6 , 0 . 0 8 P P M ) , A N D 1 0 G R A I N S A M P L E S ( 9 W H E A T A N D 1 B A R L E Y ) R E P L A C E D 1 0 $ S U C R O S E I N T H E B A S A L D I E T . E A C H T R E A T M E N T W A S A L L O T T E D T O F O U R P E N S I N A R A N D O M D E S I G N . T H E T E S T D I E T S W E R E F E D F R O M 1 0 T O 3 1 D A Y S O F A G E . T H E I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S ( E . 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E X A M I N A T I O N F O R T H E P R E S E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S W A S P E R F O R M E D T W I C E W E E K L Y . B L O O D S A M P L E S W E R E T A K E N B Y H E A R T P U N C T U R E A F T E R T H E B I R D S W E R E F E D E X P E R I M E N T A L D I E T S F O R T H R E E W E E K S ( 3 1 D A Y S O F A G E ) . T H E H E P A R I N I Z E D B L O O D S A M P L E S W E R E S T O R E D A T - 2 0 ° C U N T I L A N A L Y Z E D F O R S E L E N I U M . R E S U L T S W E R E T E S T E D B Y A N A L Y S I S O F V A R I A N C E , A N D V A R I A T I O N A M O N G T R E A T M E N T S W A S D E T E R M I N E D B Y D U N C A N ' S M U L T I P L E R A N G E T E S T ( S T E E L A N D T O R R I E , 1 9 6 0 ) . R E S U L T S A N D D I S C U S S I O N S H O W N I N F I G U R E 2 A R E T H E R E S U L T S O F T H E I N C I D E N C E O F E . D . 1 W P G ( P I T I C ) 2 D A W S O N C R E E K 3 W P G ( N E E P A W A ) 4 W P G ( M A N I T O U ) 5 B A R L E Y 6 F T . S T . J O H N I 7 F T . S T . J O H N 2 8 P O U C E C O U P E 2 9 P O U C E C O U P E 1 10 P R A I R I E x 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 .030 .050 .070 P P M S E - - I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S I N T H E G R O W I N G C H I C K F E D D I F F E R E N T L E V E L S O F D I E T A R Y S E L E N I U M A N D T H E S O D I U M S E L E N I T E E Q U I V A L E N T I N W H E A T . A M O N G T H E B I R D S F E D V A R I O U S L E V E L S O F S E L E N I U M S U P P L E M E N T A T I O N . B L O O D L E V E L S O F S E L E N I U M I N C R E A S E D P R O P O R T I O N A L L Y T O D I E T A R Y L E V E L O F S E L E N I U M ( T A B L E IV), S I M I L A R T O T H E R E S P O N S E O F B L O O D S E L E N I U M L E V E L S O B S E R V E D I N E X P E R I M E N T 1. T H E I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S I N B I R D S F E D T H E G R A I N D I E T S I S A L S O S H O W N I N F I G U R E 2 F R O M W H I C H T H E S E L E N I U M A C T I V I T I E S O F T H E G R A I N S A M P L E S W E R E C A L C U L A T E D . T H E G R A I N S A R E L I S T E D I N T A B L E I V ' F R O M H I G H T O L O W A C C O R D I N G T O T H E I R S E L E N I U M C O N T E N T . S E L E N I U M A C T I V I T Y R A N K S T H E G R A I N S I N T H E S A M E O R D E R E X C E P T F O R W H E A T F R O M D A W S O N C R E E K . S E L E N I U M I N T H E D A W S O N C R E E K S A M P L E A P P E A R S T O H A V E L E S S A C T I V I T Y T H A N W A S I N D I C A T E D B Y T H E A M O U N T P R E S E N T I N T H E G R A I N . T H E T O T A L S E L E N I U M C O N T E N T F O R P O U C E C O U P E #2, F O R T S T . J O H N #2, F O R T S T . J O H N #1 B A R L E Y A N D W I N N I P E G ( M A N I T O U ) I S I N A G R E E M E N T W I T H T H E S E L E N I U M A C T I V I T Y . T H E S E L E N I U M A C T I V I T Y V A L U E S F O R W I N N I P E G ( N E E P A W A ) A N D W I N N I P E G ( P I T I C ) W E R E 178$ A N D 144$ R E S P E C T I V E L Y . T H I S A C T I V I T Y M A Y S U G G E S T T H E P R E S E N C E O F S E L E N I U M C O N T A I N I N G C O M P O U N D S T H A T P O S S E S S A H I G H E R P O T T E N C Y T H A N S O D I U M S E L E N I T E ( S C H W A R Z , 1961) . P R A I R I E A N D P O U C E C O U P E #1 W H E A T S A M P L E S H A D S E L E N I U M A C T I V I T Y V A L U E S E Q U I V A L E N T T O 69 A N D 62 P E R C E N T R E S P E C T I V E L Y O F T H E T O T A L S E L E N I U M ( T A B L E IV ) . T H E S E L E N I U M L E V E L I N B L O O D O F C H I C K S F E D T H E V A R I O U S G R A I N D I E T S G E N E R A L L Y R E F L E C T S T H E V A L U E S O B T A I N E D F O R S E L E N I U M A C T I V I T Y . T H E L I M I T O F D E T E C T I O N O F S E L E N I U M I S A P P R O X I M A T E L Y 0.01 U G / M L B L O O D . T H E R E F O R E , B L O O D S E L E N I U M I N C H I C K S F E D T H E G R A I N S A M P L E S S H O W E D N O S I G N I F I C A N T V A R I A T I O N . T H E I N C I D E N C E O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S 90$, 45$ A N D 13$ I N T A B L E I V . - - S E L E N I U M C O N T E N T O F F E E D G R A I N , B I O L O G I C A L A C T I V I T Y O F S E L E N I U M I N G R A I N A N D T H E R E S P O N S E O F C H I C K S F E D A S S A Y . A N D E X P E R I M E N T A L D I E T S . ( E X P E R I M E N T 2) E X U D A T I V E 2 S E S E A C I S E : : . 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V A L U E S W I T H D I F F E R E N T S U P E R S C R I P T S A R E S I G N I F I C A N T L Y D I F F E R E N T ( P <=.05). B I R D S F E D D I E T S C O N T A I N I N G 0 . 0 1 , 0 . 0 2 , 0 . 0 4 P P M A D D E D S E L E N I U M W A S S I G N I F I C A N T L Y L O W E R E D (P < . 0 5 ) W I T H E A C H I N C R E A S E I N D I E T A R Y S E L E N I U M ( T A B L E I V ) . T H E W I N N I P E G ( P I T I C ) T R E A T M E N T G R O U P ( 7 6 ° / E . D . ) W A S N O T S I G N I F I C A N T L Y D I F F E R E N T ( P . 0 5 ) F R O M B I R D S F E D T H E 0 . 0 1 P P M S T A N D A R D T R E A T M E N T ( 9 0 $ ) . T H E D A W S O N C R E E K T R E A T M E N T G R O U P ( 6 9 ° / E . D . ) W A S S I G N I F I C A N T L Y L O W E R ( P < . 0 5 ) T H A N 0 . 0 1 D I E T A R Y S E L E N I U M ( 9 0 ° / E . D . ) B U T W A S S I G N I F I C A N T L Y H I G H E R ( P < . 0 5 ) T H A N B I R D S F E D T H E . 0 2 P P M S T A N D A R D D I E T ( 4 5 ° / E . D . ) . 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T H E R E M A I N I N G T R E A T M E N T S I N C L U D E D 11 S A M P L E S O F R A P E S E E D M E A L A D D E D T O T H E B A S A L D I E T A S A R E P L A C E M E N T F O R 3fo S U C R O S E . T E S T D I E T S W E R E F E D D U R I N G A T H R E E - W E E K T R E A T M E N T P E R I O D ( 7 - 2 8 D A Y S O F A G E ) . B I R D S W E R E E X A M I N E D T W I C E W E E K L Y F O R E X U D A T I V E D I A T H E S I S . S E L E N I U M E Q U I V A L E N T O F E A C H M E A L W A S D E T E R M I N E D B Y C O M P A R I N G T H E I N C I D E N C E O F E . D . I N T H E R A P E S E E D T R E A T M E N T S T O T H E I N C I D E N C E O F E . D . O F T H E R E S P O N S E C U R V E . T H E S E L E N I U M A C T I V I T Y W A S C A L C U L A T E D F O R E A C H M E A L F R O M T H E S O D I U M S E L E N I T E E Q U I V A L E N T ( S E A C T I V I T Y P P M = S E L E N I T E E Q U I V A L E N T F R O M C U R V E P P M / . 0 3 D I E T A R Y R S M ) . 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R A P E S E E D M E A L S A M P L E S A R E L I S T E D I N T A B L E V A C C O R D I N G T O S E L E N I U M A C T I V I T Y ( P P M ) . T H E S E V A L U E S S H O W S I M I L A R V A R I A T I O N T O T H A T D E S C R I B E D B Y A R T H U R (1971). T H E L O W E S T L E V E L O F S E L E N I U M W A S 0 . 3 7 P P M A N D T H E H I G H E S T W A S 1 . 6 5 P P M W H I C H C O M P A R E S W I T H T H E R A N G E O F 0.46 T O 1.90 P P M R E P O R T E D B Y A R T H U R (1971). R A P E S E E D M E A L T E S T E D I N T H I S S T U D Y R E P R E S E N T E D T W O G R O W I N G S E A S O N S A S W E L L A S I N D I V I D U A L S A M P L E S O B T A I N E D F R O M D I F F E R E N T P R O D U C T I O N A R E A S A N D A P O O L E D S A M P L E ( S P A N 72) O F S E V E R A L P R O D U C T I O N A R E A S . T H E R E F O R E , V A R I A T I O N R E P R E S E N T S A N U M B E R O F F A C T O R S A S S O C I A T E D W I T H R A P E S E E D M E A L P R O D U C T I O N A N D T H E A V E R A G E S E L E N I U M C O N T E N T A N D A C T I V I T Y W O U L D B E R E P R E S E N T A T I V E O F C O M M E R C I A L R A P E S E E D ' M E A L . T H E A V E R A G E S E L E N I U M C O N T E N T O F S A M P L E S T E S T E D W A S 0 . 9 6 P P M A N D S A M P L E S R E P O R T E D B Y A R T H U R S H O W E D A N A V E R A G E O F 0 . 9 3 P P M . T H E S E L E N I U M C O N T E N T I S N O T A G O O D I N D I C A T I O N O F S E L E N I U M A C T I V I T Y I N T H E R A P E S E E D M E A L T E S T E D . A C O M P A R I S O N O F T H E A V E R A G E S E L E N I U M C O N T E N T ( 0 . 9 6 P P M ) T O T H E A V E R A G E S E L E N I U M A C T I V I T Y I N R A P E S E E D M E A L S H O W S T H A T A V E R A G E P E R C E N T A C T I V I T Y W A S 61.3$ W H I C H W O U L D E S T I M A T E T H E A V A I L A B I L I T Y O F S E L E N I U M I N R A P E S E E D M E A L . T O T A L V A R I A T I O N I N S E L E N I U M A C T I V I T Y I N T H E R A P E S E E D M E A L T E S T E D W A S F R O M 27.4$ T O 89.0$ O F T H A T O B S E R V E D W I T H S U P P L E M E N T A L S O D I U M S E L E N I T E . S C O T T A N D C A N T O R (1972) S H O W E D T H A T A V A I L A B I L I T Y I N S E L E N I U M O F S O Y B E A N M E A L W A S 64$. R E S U L T S O F T H I S S T U D Y I N D I C A T E T H A T T A B L E V . - - S E L E N I U M C O N T E N T A N D B I O L O G I C A L A C T I V I T Y O F S E L E N I U M I N R A P E S E E D M E A L . T R E A T M E N T fo E . D . S E 3 C O N T E N T ( P P M ) . S E 4 A C T I V I T Y ( P P M ) S E A C T I V I T Y (fo) B O D Y W E I G H T (<0 0 . 0 8 P P M S E 1 3 . 5 F 2 9 8 0 . 0 6 P P M S E 2 0 E F 2 9 4 O . 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S E T R E A T M E N T S I N D I C A T E S E L E V E L A D D E D T O T H E B A S A L D I E T . V A L U E S W I T H D I F F E R E N T S U P E R S C R I P T S A R E S I G N I F I C A N T L Y D I F F E R E N T ( P < . 0 5 ) A S I N D I C A T E D B Y D U N C A N ' S M U L T I P L E R A N G E T E S T . ' A N A L Y Z E D S E L E N I U M C O N T E N T I N S A M P L E . B I O L O G I C A L A C T I V I T Y O F S E L E N I U M E Q U I V A L E N T T O S O D I U M S E L E N I T E I N T H E P R E V E N T I O N O F E X U D A T I V E D I A T H E S I S I N C H I C K S . S E L E N I U M A C T I V I T Y I N R A P E S E E D M E A L I S A P P R O X I M A T E L Y E Q U A L T O S E L E N I U M A C T I V I T Y I N S O Y B E A N M E A L . H O W E V E R , T H E H I G H E R S E L E N I U M C O N T E N T I N R A P E S E E D M E A L ( I . O P P M ) C O M P A R E D T O S O Y B E A N M E A L W I L L P R O V I D E T H E M I N I M U M R E Q U I R E M E N T W I T H 10$ O R M O R E R A P E S E E D M E A L I T H E D I E T . T H E S E R E S U L T S S U P P O R T T H E R E C O M M E N D A T I O N B Y A R T H U R (1971) A N D C L A N D I N I N _ E T _ A L . (1 972) T H A T R A P E S E E D M E A L I S A G O O D N A T U R A L S O U R C E O F S E L E N I U M . E X P E R I M E N T 4 S E L E N I U M M E T A B O L I S M I N T H E B R O I L E R C H I C K . I N T R O D U C T I O N V E N C H I K O V ( 1 9 7 1 ) H A S P U T F O R W A R D A C O N C E P T I N W H I C H T H E D O S E R E S P O N S E C U R V E P R E S E N T S T W O M A X I M A , T H E F I R S T P A R T O F W H I C H S H O W S I N C R E A S I N G E F F E C T W I T H I N C R E A S I N G C O N C E N T R A T I O N U N T I L A P L A T E A U I S R E A C H E D . T H I S E X P R E S S E S T H E B I O L O G I C A L A C T I O N O F T H E E L E M E N T A N D T H E P L A T E A U E X P R E S S E S O P T I M A L S U P P L E M E N T A T I O N A N D N O R M A L F U N C T I O N . T H E W I D T H O F T H E P L A T E A U I S D E T E R M I N E D B Y T H E H O M E O S T A T I C C A P A C I T Y O F T H E A N I M A L O R S Y S T E M . W L T H F U R T H E R I N C R E A S I N G D O S E S , T H E E L E M E N T E N T E R S A P H A S E O F I R R I T A T I O N A N D S T I M U L A T I O N O F S O M E F U N C T I O N E X P R E S S I N G T H E P H A R M A C O L O G I C A L A C T I O N , T H E P H A R M A C O L O G I C A L A C T I O N I S D E S C R I P T I V E O F T H E E F F E C T O F T H E E L E M E N T A S A D R U G T H A T I S I N D E P E N D E N T O F A D E F I C I E N C Y S T A T E . H I G H E R D O S A G E O F S E L E N I U M R E S U L T S I N T H E A P P E A R A N C E O F T O X I C I T Y S I G N S T H A T M A Y R E S U L T I N D E A T H . A L I N E A R R E L A T I O N S H I P B E T W E E N D I E T A R Y S E L E N I U M A N D T H E S E L E N I U M C O N T E N T I N B L O O D W A S O B S E R V E D F O R A D I E T A R Y R A N G E F R O M 0 T O 0 . 1 0 P P M S E L E N I U M S U P P L E M E N T E D T O T H E L O W S E L E N I U M B A S A L D I E T ( E X P E R I M E N T S 1 A N D 2 ) . T H E R E L A T I O N S H I P B E T W E E N D I E T A R Y S E L E N I U M A N D ( A ) B L O O D S E L E N I U M ; ( B ) T I S S U E ( K I D N E Y , L I V E R A N D M U S C L E ) S E L E N I U M L E V E L S W A S I N V E S T I G A T E D O V E R A W I D E R R A N G E O F D I E T A R Y 55 5 6 S E L E N I U M L E V E L S I N O R D E R T O D E T E R M I N E T H E H O M E O S T A T I C M E C H A N I S M F O R S E L E N I U M F U N C T I O N S . M A T E R I A L S A N D M E T H O D S C O M M E R C I A L B R O I L E R C H I C K S ( O N E D A Y O F A G E ) W E R E H O U S E D I N E L E C T R I C A L L Y H E A T E D B A T T E R Y B R O O D E R S A N D F E D T H E B A S A L D I E T ( T A B L E I I ) F O R S E V E N D A Y S ( S E L E N I U M D E P L E T I O N P E R I O D ) . A F T E R T H E D E P L E T I O N P E R I O D 1 8 0 B I R D S W E R E R A N D O M L Y A L L O T T E D T O 1 8 P E N S ( 1 0 B I R D S P E R P E N ) A N D A S S I G N E D T O 1 8 D I E T A R Y S E L E N I U M T R E A T M E N T S ( 0 . 0 1 , 0 . 0 2 , 0 . 0 4 , 0 . 0 6 , 0 . 0 8 , 0 . 1 0 , 0 . 2 0 , 0 . 3 0 , 0 . 4 0 , 0 . 6 0 , 0 . 8 0 , 1 . 0 , 3 . 0 , 6 . 0 , 9 . 0 , 1 2 . 0 , 1 5 . 0 , 1 8 . 0 P P M S E L E N I U M S U P P L I E D A S S O D I U M S E L E N I T E ) . T H E D I E T A R Y T R E A T M E N T S W E R E F E D F O R 2 1 D A Y S A F T E R W H I C H B L O O D A N D T I S S U E S A M P L E S W E R E T A K E N . B L O O D W A S O B T A I N E D B Y H E A R T P U N C T U R E A N D M I X E D W I T H H E P A R I N . B L O O D F R O M F I V E B I R D S W A S P O O L E D R E S U L T I N G I N T W O P O O L E D B L O O D S A M P L E S F R O M E A C H T R E A T M E N T . L I V E R , K I D N E Y A N D L E G M U S C L E W E R E R E M O V E D F R O M 1 0 B I R D S A N D P O O L E D . S A M P L E S W E R E S T O R E D A T - 2 0 ° C U N T I L A N A L Y Z E D . S E L E N I U M A N A L Y S I S W A S C A R R I E D O U T O N T H E W H O L E B L O O D A S D E S C R I B E D I N E X P E R I M E N T 1 . T H E L I V E R A N D K I D N E Y T I S S U E W A S H O M O G E N I Z E D A N D T H E M U S C L E T I S S U E G R O U N D A N D A N A L Y Z E D F O R S E L E N I U M A S W E T T I S S U E . M O : I ; S T U R E W A S D E T E R M I N E D F O R E A C H S A M P L E . R E S U L T S A N D D I S C U S S I O N T H E S E L E N I U M C O N C E N T R A T I O N O F T H E T I S S U E S I S S H O W N I N T A B L E VI A N D F I G U R E 4 . A T L O W D I E T A R Y S E L E N I U M L E V E L S (.01 T O 0 . 2 ' P P M S E ) T H E S E L E N I U M C O N T E N T O F B L O O D , L I V E R A N D K I D N E Y S H O W E D A L I N E A R I N C R E A S E W I T H T H E S E L E N I U M C O N T E N T I N T H E D I E T T A B L E V I . - - T H E R E S P O N S E O F T H E L E V E L S O F S E L E N I U M I N B L O O D , L I V E R , K I D N E Y A N D M U S C L E T O D I E T A R Y S U P P L E M E N T A T I O N W I T H S E L E N I U M A S S O D I U M S E L E N I T E . D I E T B L O O D P P M P P M 0.01 0.02 0.02 0.03 0.04 0.04 0.06 0.06 0.08 0.09 0.10 0.08 0.20 0.12 0.30 0.1 1 0.40 0.16 0.60 0.1 9 0.80 0.16 1 .0 0.19 3.0 0.30 6.0 0.42 9.0 0.40 12.0 0.49 15.0 0.56 1 8.0 0.52 L I V E R  P P M {fo D.M.) 0.12 (25.9) 0.11 (26.9) 0.22 (26.7) 0.21 (26.6) 0.24 (26.7) 0.40 (28.1) 0.40 (25.7) 0.45 (27.5) 0.47 (26.0) 0.53 (27.5) 0.44 (26.5) 0.81 (26.8) 1.44 (24.9) 2.32 (24.7) 2.24 (25.0) K I D N E Y  P P M {fo D.M. ) 0.14 (22.4) 0.25 (23.2) 0.28 (23.7) 0.50 (22.9) 0.51 (22.0) 0.67 (22.6) 1.37 (22.7) 1.92 (22.4) 2.50 (21.8) M U S C L E  P P M {f, D.M.) 0.04 (24.5) 0.07 (30.6) 0.07 (31.8) 0.10 (29.2) 0.12 (28.6) 0.13 (31.5) 0.14 (29.9) 0.24 (31.7) 0.30 (29.2) _ - 6 P P M 1 .37 6 P P M 1.44 i — i — i — i 1 1 1 — 1 1— .2 .4 .5 .8 .1.0 2.0 3.0 D I E T A R Y S E S U P P L E M E N T ( P P M ) F I G U R E 4 . - - T H E R E S P O N S E O F T I S S U E S E L E N I U M L E V E L T O D I E T A R Y S U P P L E M E N T A T I O N O F S O D I U M S E L E N I T E . CO ( F I G U R E 4 ) . T H E S E L E N I U M C O N C E N T R A T I O N S I N L I V E R A N D B L O O D I N S A M P L E S O B T A I N E D A T D I E T A R Y L E V E L S A B O V E 0 . 2 0 P P M P L A T E A U E D T O 1 . 0 P P M D I E T A R Y S E L E N I U M I N L I V E R A N D 6 . 0 P P M I N B L O O D . S C O T T A N D T H O M P S O N ( 1 9 7 1 ) A L S O R E P O R T E D A C L O S E R E L A T I O N S H I P O F D I E T A R Y T O B L O O D S E L E N I U M W I T H D I E T A R Y L E V E L S U P T O A P P R O X I M A T E L Y 0 . 2 P P M D I E T A R Y S E L E N I U M F O L L O W E D B Y A P L A T E A U F R O M 0 . 2 T O 0 . 8 P P M . T H E R E L A T I O N S H I P O F D I E T A R Y S E L E N I U M T O K I D N E Y S E L E N I U M W A S S O M E W H A T S I M I L A R E X C E P T T H E L E V E L I N T H E K I D N E Y I N C R E A S E D M O R E R A P I D L Y W I T H I N C R E A S I N G L E V E L S I N T H E D I E T C O M P A R E D T O L I V E R A N D B L O O D . T H E K I D N E Y L E V E L S H O W E D A R A P I D I N C R E A S E F R O M 0 S U P P L E M E N T T O 0 . 2 F O L L O W E D B Y A S L I G H T L Y I N C R E A S I N G P L A T E A U . S I N C E D I E T A R Y S U P P L E M E N T A T I O N W A S I N C R E A S E D T O 1 8 . 0 , I T W A S E X P E C T E D T H A T K I D N E Y W O U L D S H O W E X T R E M E L Y H I G H C O N C E N T R A T I O N F O R T H I S D I E T A R Y C O N C E N T R A T I O N O F S E L E N I U M I N O R D E R T O M A I N T A I N A S U F F I C I E N T R A T E O F E X C R E T I O N T O P R E V E N T T O X I C I T Y . H O W E V E R , K I D N E Y S E L E N I U M C O N C E N T R A T I O N I N C R E A S E D P R O G R E S S I V E L Y A T H I G H D I E T A R Y S E L E N I U M I N T A K E S I N D I C A T I N G T H A T A N O T H E R M E C H A N I S M O R T I S S U E I S S H A R I N G T H E E X C R E T I O N O F S E L E N I U M . E X H A L A T I O N O F S E L E N I U M H A S B E E N R E P O R T E D T O B E A N I M P O R T A N T R O U T E O F E X C R E T I O N A T H I G H D I E T A R Y I N T A K E S O F S E L E N I U M B U T I S M U C H L E S S S O A T L O W D I E T A R Y I N T A K E S . ( G A N T H E R _E_T _ A L . , 1 9 6 6 ; H A N D R E C K A N D G O D W I N , 1 9 7 0 ; U N D E R W O O D , 1 9 7 1 ) . U P T O 4 0 $ O F A S U B T O X I C D O S E O F S E L E N I U M H A S B E E N R E C O V E R E D I N 1 0 H O U R S F R O M E X P I R E D A I R O F R A T S ( G A N T H E R A N D B A U M A N N , 1 9 6 2 ) . T H E E X H A L A T I O N R O U T E O F S E L E N I U M E X C R E T I O N M A Y E X P L A I N T H E R E A S O N T I S S U E L E V E L S D I D N O T I N C R E A S E T O E X T R E M E L Y H I G H L E V E L S W I T H H I G H D I E T A R Y S E L E N I U M L E V E L S ( 1 8 P P M ) I N T H E K I D N E Y T I S S U E A T H I G H D I E T A R Y L E V E L S . M U S C L E T I S S U E D O E S N O T A P P E A R T O B E A S E N S I T I V E I N D I C A T O R O F S E L E N I U M L E V E L S I N T H E D I E T . A B O V E 0 . 0 6 P P M D I E T A R Y S E L E N I U M , T H E S E L E N I U M L E V E L S I N M U S C L E I N C R E A S E D V E R Y S L O W L Y U P T O 6 . 0 P P M D I E T A R Y S E L E N I U M , A N D E V E N A T D I E T A R Y L E V E L S A B O V E T H I S T H E R E D O E S N O T A P P E A R T O B E A D R A M A T I C I N C R E A S E I N M U S C L E S E L E N I U M W H I C H I S A L S O I N A G R E E M E N T W I T H T H E V A L U E S O F S C O T T A N D T H O M P S O N (1971). T H E M A I N C O N S U M P T I O N I T E M F O R H U M A N S F R O M A N I M A L S I S M U S C L E O R M E A T W H I C H D O E S N O T A P P E A R T O C O N C E N T R A T E S E L E N I U M T O A N Y D E G R E E . T H U S , S E L E N I U M S U P P L E M E N T A T I O N O F A N I M A L F E E D W O U L D A P P E A R T O H A V E L I T T L E E F F E C T O N T H E S E L E N I U M C O N C E N T R A T I O N I N T H E H U M A N F O O D P R O D U C T M E A T E X C E P T I N T H E C A S E O F L I V E R , K I D N E Y A N D B L O O D . T H E L I V E R A N D B L O O D L E V E L S O F S E L E N I U M A P P E A R T O F O L L O W S I M I L A R C U R V E S W I T H R E S P E C T T O D I E T A R Y S E L E N I U M L E V E L S A N D T H E D O S E - R E S P O N S E R E L A T I O N S H I P O F T H E T W O P A R A M E T E R S W A S S I M I L A R T O T H A T D E S C R I B E D B Y V E N C H I K O V (1971). T H E O P T I M U M D I E T A R Y S E L E N I U M L E V E L W O U L D B E A P P R O X I M A T E L Y 0 . 2 P P M A S D E M O N S T R A T E D F O R L I V E R , B L O O D , A N D M U S C L E ( F I G U R E 4 ) . T H E P L A T E A U D E M O N S T R A T E S T H E H O M E O S T A T I C R E G U L A T I O N T H A T E X T E N D S F R O M 0.2 T O B E T W E E N 1.0 A N D 3 . 0 P P M D I E T A R Y S E L E N I U M W H I C H A G R E E S W I T H T H E P L A T E A U F R O M 0.2 T O 0 . 8 P P M S E L E N I U M R E P O R T E D B Y S C O T T A N D T H O M P S O N (1971). T H E R E S P O N S E A N D A C T U A L V A L U E S O F B L O O D S E L E N I U M L E V E L S A R E S I M I L A R E V E N T H O U G H T H E I N V E S T I G A T O R S F E D A N A T U R A L D I E T L O W I N S E L E N I U M A S O P P O S E D T O T H E S E M I P U R I F I E D D I E T F E D I N T H I S E X P E R I M E N T . M E R T Z (1970) H A S S U G G E S T E D T H A T A L L . E S S E N T I A L E L E M E N T S H A V E H O M E O S T A T I C C O N T R O L M E C H A N I S M S I N T H E B O D Y . T H E H O M E O S T A T I C C O N T R O L M E C H A N I S M W O U L D T E N D T O M A I N T A I N T H E E L E M E N T A T I T S O P T I M U M C O N C E N T R A T I O N , E . G . T H E P L A T E A U O F B L O O D A N D L I V E R S E L E N I U M L E V E L S . A C C O R D I N G T O V E N C H I K O V (1971) A T L E V E L S U N D E R T H E R E Q U I R E M E N T , T H E T I S S U E C O N C E N T R A T I O N O F R E G U L A T E D T I S S U E S W O U L D T E N D T O R E F L E C T T H E A M O U N T I N T H E F E E D A N D A T D I E T A R Y L E V E L S E X C E E D I N G T H E C A P A C I T Y O F T H E H O M E O S T A T I C C O N T R O L M E C H A N I S M T I S S U E L E V E L S W O U L D R I S E A G A I N E X P R E S S I N G W H A T V E N C H I K O V (1971) D E S C R I B E S A S T H E P H A R M A C O L O G I C A L O R T O X I C L E V E L O F T H E E L E M E N T . T H E W I D T H O F T H E P L A T E A U , I N T H I S C A S E F R O M 0.2 T O 1.0 A N D 3 . 0 P P M S E L E N I U M , I N D I C A T E S T H E O P T I M U M A N D S A F E L E V E L O F D I E T A R Y S E L E N I U M F O R G R O W I N G C H I C K S . E X P E R I M E N T 5 T I S S U E S E L E N I U M L E V E L S A S I N D I C A T O R S O F S E L E N I U M S T A T U S . I N T R O D U C T I O N T H E W H E A T S A M P L E S A S S A Y E D I N E X P E R I M E N T 2 W E R E F O R M U L A T E D I N T O D I E T S S O T H A T T H E S E L E N I U M C O N T E N T O F T H E D I E T W A S M O S T L Y D E R I V E D F R O M T H E W H E A T . T H U S A C O M P A R I S O N O F T H E B L O O D S E L E N I U M L E V E L O F B I R D S F E D S E L E N I U M S U P P L I E D B Y W H E A T A N D B L O O D S E L E N I U M L E V E L S O F B I R D S F E D A N E Q U I V A L E N T A M O U N T O F S E L E N I U M A S S O D I U M S E L E N I T E C O U L D B E M A D E . T H I S W O U L D A L S O I N D I C A T E T H E S U I T A B I L I T Y O F B L O O D S E L E N I U M L E V E L A S A T O O L T O P R E D I C T T H E S E L E N I U M S T A T U S O F B I R D S A N D T H E S E L E N I U M C O N T E N T O F T H E I R D I E T . T H E S U P P L E M E N T I O N O F S E L E N I U M ( S O D I U M S E L E N I T E ) T O T H E B A S A L D I E T R E S U L T E D I N A R E S P O N S E I N T I S S U E S E L E N I U M T H A T W A S R E L A T E D T O D I E T A R Y S E L E N I U M L E V E L . B R E W E R S Y E A S T W A S S U B S T I T U T E D F O R T O R U L A Y E A S T T O I N V E S T I G A T E W H E T H E R T H E S A M E R E S P O N S E W O U L D B E O B T A I N E D W I T H A N O T H E R S O U R C E O F S E L E N I U M . B R E W E R S Y E A S T C O N T A I N S A P P R O X I M A T E L Y I . O P P M S E L E N I U M A N D W A S U S E D B Y S C H W A R Z ( 1 9 6 1 ) A S A S O U R C E O F O R G A N I C S E L E N I U M ( F A C T O R - 3 ) . M A T E R I A L S A N D M E T H O D S C O M M E R C I A L B R O I L E R C H I C K S W E R E F E D T H E B A S A L D I E T ( T A B L E I I ) F O R S E V E N D A Y S T O D E P L E T E T H E C H I C K O F S E L E N I U M . O N E H U N D R E D T E N 6 2 B I R D S WERE A L L O T T E D , A F T E R T H E D E P L E T I O N P E R I O D , T O 11 P E N S (10 B I R D S P E R P E N ) . B R E W E R S Y E A S T WAS S U B S T I T U T E D I N T O T H E B A S A L D I E T A T 2, 4, 8, AND 16$ O F T H E D I E T A T T H E E X P E N S E O F T O R U L A Y E A S T , W H I C H M A D E UP T O F O U R D I E T A R Y T R E A T M E N T S . E A C H O F T H E W H E A T S A M P L E S I N E X P E R I M E N T 2, E X C E P T N E E P A W A , M A N I T O U AND P I T I C W H I C H WERE P O O L E D T O M A K E O N E S A M P L E , WERE I N C O R P O R A T E D A T A L E V E L O F 68$ I N T H E D I E T ( T A B L E V I l ) . E A C H D I E T A R Y T R E A T M E N T WAS F E D TO O N E P E N O F 1 0 B I R D S . T H E D I E T A R Y T R E A T M E N T S WERE F E D F R O M 6-28 D A Y S F O L L O W I N G A S E V E N - D A Y D E P L E T I O N P E R I O D . B L O O D S A M P L E S WERE T A K E N B Y H E A R T P U N C T U R E AND M I X E D W I T H H E P A R I N . T H E B L O O D F R O M F I V E B I R D S WAS P O O L E D T O G E T H E R S O T H A T TWO P O O L E D S A M P L E S WERE A N A L Y Z E D F R O M E A C H T R E A T M E N T . L I V E R AND K I D N E Y T I S S U E R E P R E S E N T O N E P O O L E D S A M P L E O F 10 B I R D S F R O M E A C H T R E A T M E N T . T H E S A M P L E S WERE S T O R E D A T - 2 0 ° C U N T I L A N A L Y Z E D . R E S U L T S AND D I S C U S S I O N T H E S E L E N I U M I N B L O O D AND T I S S U E S F R O M T H E B R E W E R S Y E A S T F E D B I R D S C O R R E S P O N D S C L O S E L Y W I T H T H E T I S S U E L E V E L S O B S E R V E D B Y F E E D I N G AN E Q U I V A L E N T A M O U N T O F S E L E N I U M AS S O D I U M S E L E N I T E ( T A B L E VI I I ) . T H I S E X P E R I M E N T WAS .RUN C O N C U R R E N T L Y W I T H E X P E R I M E N T 4 U S I N G B I R D S F R O M T H E S A M E H A T C H . T H E T I S S U E L E V E L S O F S E L E N I U M F R O M F E E D I N G S O D I U M S E L E N I T E A R E T H E S A M E AS I N E X P E R I M E N T 4. R E S U L T S S U G G E S T T H A T T H E R E S P O N S E O F T I S S U E S E L E N I U M T O TABLE V I I . - - C O M P O S i T I ON O F W H E A T D I E T S . I N G R E D I E N T S % W H E A T 6 8 . T O R U L A Y E A S T 2 3 . F A T 5. C A P H 0 4 2 H 2 0 1.8 C A C 0 3 1.1 S A L T . 3 V I T . & MiNERAL P R E M I X .8 100. V I T A M I N AND M I N E R A L P R E M I X S U P P L I E D P E R K G . 150 MG M N S O . , 2 8 MG CuSO., 55 MG Z N O 11,000 I.U. V I T . A, 110 I.U. V I T . D, 2 . 2 MG V I T K, .011 MG V I T B^0, M E T H I O N I N E .3%. ^ T A B L E V I I I . - - C 0 M P A R 1 S 0 N OF TISSUE CONCENTRATIONS OF BIRDS FED SELENIUM SUPPLIED BY BREWERS YEAST WITH BIRDS FED EQUIVALENT LEVELS OF SODIUM SELENITE. SE BLOOD LIVER K I DNE Y  IN SE SE SE SE SE SE I DIET DIET FOUND EXPECT. FOUND EXPECT. FOUND EXPECT. 2$ BR. Y. 0.02 0.03 0.03 0.1 1 0.1 1 0. 14 0. 14 4$ BR. Y. 0.03 0.04 0.04 -- -- - - - -8$ BR. Y. 0.06 0.05 0.0!6 0.23 0.22 0. 25 0. 25 16$ BR. Y. 0.12 0.11 0.08 0.36 0.25 0. 32 0. 28 VALUES FOR SE IN THE DIET ARE EXPRESSED IN PPM . LOW DIETARY SELENIUM LEVELS IS SIMILAR TO DIETS CONTAINING INORGANIC SELENIUM (SODIUM SELENITE) AND DIETARY SELENIUM SUPPLIED BY BREWERS YEAST. THE BLOOD SELENIUM LEVEL OF BIRDS FED THE WHEAT DIETS ARE SHOWN IN TABLE I X TOGETHER WITH THE BLOOD LEVEL THAT WAS OBSERVED BY FEEDING BIRDS AN EQUIVALENT AMOUNT OF SELENIUM AS SODIUM SELENITE. T H E AVAILABLE SELENIUM SUPPLIED BY WHEAT WAS CALCULATED USING THE ANALYZED SELENIUM CONTENT. THERE WAS A CLOSE AGREEMENT IN THE BLOOD LEVELS DETERMINED FOR THE BIRDS FED THE WHEAT AND THE BLOOD LEVEL OF BIRDS FED AN EQUIVALENT AMOUNT OF SODIUM SELENITE. THE PERCENT SELENIUM ACTIVITY VALUES OF THREE GRAINS: PRAIRIE, POUCE COUPE #1 AND WINNIPEG (MIXTURE), DEVIATED CONSIDERABLY FROM 1 0 0 . THESE SAME THREE GRAINS HAD THE POOREST AGREEMENT BETWEEN THE BLOOD LEVELS OBSERVED IN THE BIRDS AND THOSE EXPECTED. BOTH PRAIRIE AND POUCE COUPE #1 HAD LOW SELENIUM ACTIVITIES ( 6 9 AND 6 2 $ RESPECTIVELY) BUT THE SELENIUM LEVEL FOUND IN THE BLOOD WAS HIGHER THAN WAS EXPECTED. T H E WINNIPEG MIXTURE WHICH HAD A HIGH SELENIUM ACTIVITY (THE AVERAGE OF WINNIPEG (MANITOU), WINNIPEG (NEEPAWA) AND WINNIPEG ( P I T I C ) WAS 1 4 5 $ ) HAD A LOWER BLOOD LEVEL THAN WAS EXPECTED. SELENIUM SUPPLIED BY BREWERS YEAST OR WHEAT IS REFLECTED IN THE BLOOD SELENIUM LEVELS SIMILAR TO THE INFLUENCE OF DIETARY SODIUM SELENITE ON BLOOD LEVELS. THEREFORE, § E L E NI UM BLOOD LEVEL APPEARS TO BE A VALUABLE TOOL IN DIAGNOSING THE SELENIUM STATUS OF THE ANIMAL INDICATING SELENIUM ADEQUACY OR DEFICIENCY. T A B L E I X . - -COMPARISON OF THE BLOOD LEVEL DIETS WITH THE BLOOD LEVEL OF AMOUNT OF SODIUM SELENITE. OF BIRDS FED THE WHEAT BIRDS FED AN EQUIVALENT BLOOD DIET SE IN DIET 1 BLOOD S E 1 EXPECT. SE ACTIvITY IN DIET SE EXPECT. ^ FROM SE ACTIVITY BLOOD P S E 1 FOUND PRA1R1E 0.39 0.15 0.27 0.13 0.21 P. COUPE il. 0.39 0.15 0.25 0.13 0.19 P. COUPE 2 0.19 0.1 1 0.1 9 0.11 0.11 F T . S T . JOHN 2 0.1 8 0.1 1 0.1 8 0.11 0.13 F T . S T . JOHN 1 0.14 0.10 0.13 0.10 0.09 DAWSON CREEK 0.12 0.09 0.10 0.09 0.09 WPG. (MIX) 0.07 0.07 0.10 0.09 0.05 VALUES FOR SE ARE EXPRESSED IN PPM. THE SELE'NIUM LEVEL IN BLOOD MAY ALSO APPEAR TO HAVE POSSIBILITIES TO MEASURE THE UTILIZATION AND METABOLISM OF VARIOUS FORMS OF SELENIUM WITH THE END RESULT BEING THE METABOLICALLY ACTIVE FORM OF SELENIUM. G E N E R A L D I S C U S S I O N THE BIRDS IN ALL FIVE EXPERIMENTS GREW ADEQUATELY ON THE SEM I - PUR I F I ED BASAL DIET (TABLE I I ) . WHEN SELENIUM WAS ADDED TO THIS DIET, THE INCIDENCE OF EXUDATIVE DIATHESIS DECREASED WITH INCREASING LEVELS OF SELENIUM UP TO APPROXIMATELY O.IPPM SELENIUM. THE BIOLOGICAL AVAILABILITY OF SELENIUM IN WHEAT AND RAPESEED MEAL SAMPLES WAS MEASURED BY COMPARING IT TO SODIUM SELENITE FOR EFFECTIVENESS IN PREVENTING EXUDATIVE DIATHESIS IN THE CHICK. THE SELENIUM IN WHEAT WAS 100 PERCENT AVAILABLE AND THE SELENIUM IN RAPESEED MEAL WAS 60 PERCENT AVAILABLE. THESE RESULTS ARE IN AGREEMENT WITH THE DATA OF CANTOR AND SCOTT (1972) WHO REPORTED THE AVAILABLE SELENIUM IN GRAINS TO BE 100 PERCENT AND THE AVAILABLE SELENIUM IN SOYBEAN MEAL (A PLANT PROTEIN SUPPLEMENT AS IS RAPESEED M E A L ) TO BE 64 PERCENT. BASED ON THE SELENIUM ANALYSES OF THE GRAINS PRESENTED IN THIS STUDY AS WELL AS THOSE PRESENTED BY ARTHUR (1971 ), IT WOULD APPEAR THAT MARGINAL AND DEFICIENT LEVELS OF SELENIUM MAY OCCUR IN COMMERCIAL RATIONS, PARTICULARLY SINCE THERE IS ALSO EVIDENCE OF SELENIUM ANTAGONISMS (PETERSON AND JENSEN, 1972; BLERI ET AL., 1958B; HOGUE _ET _AL . , 1962). SCOTT AND CANTOR (1972) HAVE REPORTED THE INCIDENCE OF SELENIUM DEFICIENCY IN COMMERCIAL POULTRY FLOCKS, DUE TO LOW SELENIUM LEVELS A N D / OR POOR AVAILABILITY. 69 70 SELENIUM REQUIREMENTS THE RESPONSE OF EXUDATIVE DIATHESIS AMONG THE BIRDS TO SELENIUM SUPPLEMENTATION IN EXPERIMENTS 1, 2 AND 3 DEMONSTRATES THAT BETWEEN 0 .05 AND O.IPPM SELENIUM PROVIDES PROJECTION FOR MOST OF THE BIRDS. THESE DATA AGREE WITH THOMPSON AND SCOTT (1969) WHO SHOW THAT THE SELENIUM REQUIREMENT FOR PREVENTING EXUDATIVE DIATHESIS IS 0.05PPM SELENIUM. FURTHERMORE, DIETARY SELENIUM CONCENTRATIONS OF O.LPPM IS RECOMMENDED BY NRC (1971) FOR PREVENTING DEFICIENCY CONDITIONS AND FOR ADEQUATE GROWTH. BLOOD SELENIUM LEVELS WERE EXAMINED IN EXPERIMENTS 1, 2 AND 4. IN THESE EXPERIMENTS, THE SELENIUM CONTENT IN BLOOD INCREASED PROPORTIONALLY TO DIETARY SELENIUM SUPPLEMENTATION FROM 0 .01 TO Q.IPPM DIETARY SELENIUM. THE LEVEL OF SELENIUM IN BLOOD APPEARS TO PLATEAU AT APPROXIMATELY 0 . 2 P P M DIETARY SELENIUM. TH IS PLATEAU ACCORDING TO VENCHIKOV (1971) , ESTIMATES THE OPTIMUM REQUIREMENTS OF MOST ELEMENTS. THE SAME RESPONSE WAS OBSERVED IN LIVER SELENIUM LEVELS. MERTZ (1970) SUGGESTS THAT ESSENTIAL ELEMENTS WOULD HAVE HOMEOSTATIC CONTROL MECHANISMS. L l V E R AND BLOOD APPEAR TO BE REGULATED BY A HOMEOSTATIC CONTROL MECHANISM AND FROM THIS HOMEOSTATIC REGULATION THE OPTIMUM RANGE IN THE DIETARY LEVEL OF SELENIUM COULD BE PREDICTED. FROM THE BLOOD AND LIVER SELENIUM LEVELS THE OPTIMUM SELENIUM CONTENT OF THE DIET WOULD RANGE FROM 0 . 2 P P M TO BETWEEN 1.0 AND 3 . 0 P P M SELENIUM. THE MINIMAL LEVEL OF DIETARY SELENIUM (0.2PPM) FOR OPTIMAL TISSUE SELENIUM LEVEL WOULD APPEAR TO BE TWICE AS MUCH AS THAT SUGGESTED BY NRC (O.IPPM S E ) (1971) . HOWEVER, IT WOULD BE EXPECTED THAT THE OPTIMUM 71 REQUIREMENTS WOULD BE SOMEWHAT HIGHER SINCE THE NRC LEVEL IS BASED ON THE MINIMUM DIETARY LEVEL TO PREVENT GROSS DEFICIENCY SYMPTOMS. THE HOMEOSTATIC MECHANISM APPEARS TO BE ABLE TO HANDLE DIETARY SELENIUM LEVELS OF UP TO I.OPPM BUT AT 3.0PPM DIETARY SELENIUM THE MECHANISM BEGINS TO BECOME OVERTAXED. THEREFORE, AS LONG AS DIETARY SELENIUM LEVELS REMAIN BE LOW 3.0PPM, THERE WOULD APPEAR TO BE NO BUILD-UP OF SELENIUM IN THE TISSUES. BLOOD SELENIUM LEVELS, BEING RESPONSIVE TO DIETARY SELENIUM SUPPLEMENTATION, CAN ALSO INDICATE THE SELENIUM STATUS OF THE BIRD. SIMILAR BLOOD LEVELS WERE OBSERVED WHETHER THE SELENIUM WAS SUPPLIED BY SODIUM SELENITE OR FROM NATURAL SOURCES OF SELENIUM AS BREWERS YEAST OR WHEAT. THIS CRITERION APPEARS TO HAVE THE POTENTIAL OF BEING A DIAGNOSIS FOR SELENIUM DEFICIENCY. OTHER FACTORS SUCH AS AGE MUST BE INVESTIGATED. THE NATURE OF THE DIET DOES NOT APPEAR TO INFLUENCE THE BLOOD SELENIUM VALUES AS BLOOD LEVELS OF BIRDS FED THE WHEAT DIETS CORRESPONDED TO THE BLOOD LEVELS OF BIRDS FED AN EQUIVALENT AMOUNT OF SELENIUM AS SODIUM SELENITE, IN THE SEMI-PURI FI ED DIETS. V I T AM I N E DID NOT APPEAR TO AFFECT THE BLOOD LEVELS OF SELENIUM IN EXPERIMENT 1 WHICH IS IN AGREEMENT WITH DATA REPORTED BY JENSEN _E_T _AL . (1963). THE BIRDS WERE ALL FED _AD LIBITUM BUT FEEDING AND FASTING REGIMENS MAY IMPROVE THE SENSITIVITY OR REPRODUCABILITY OF BLOOD LEVELS TAKEN AT A SPECIFIC TIME RELATIVE TO FEEDING. T H E LIVER ALSO APPEARS TO PROVIDE A GOOD INDICATION OF SELENIUM STATUS. A T HIGH DIETARY SELENIUM LEVELS THE INCREASE IN LIVER SELENIUM LEVEL IS MORE PRONOUNCED THAN IN BLOOD. T H E LIVER SELENIUM LEVEL MAY BE MORE SENSITIVE TO DETERMINE TOXIC LEVELS OF SE LE N I UM. THE KIDNEY SELENIUM LEVELS DO NOT APPEAR TO FOLLOW THE PATTERN OF BLOOD AND LIVER SELENIUM LEVELS. IF THE KIDNEY WAS INVOLVED ONLY WITH THE EXCRETION OF SELENIUM THEN IT WOULD BE EXPECTED THAT THE LEVEL OF SELENIUM IN THE KIDNEY REMAINS AT A CONSTANT LOW LEVEL, BELOW THE SELENIUM REQUIREMENT. SCHWARZ (1961) HAS FOUND THE KIDNEY TO BE A SOURCE OF FACTOR 3-SELENIUM WHICH SEEMS TO BE A POTENT FORM OF ORGANIC SELENIUM. THIS SUGGESTS THAT THE KIDNEY MAY HAVE SOME OTHER ROLE IN SELENIUM METABOLISM OTHER THAN EXCRETING SELENIUM. THE HIGHER LEVELS OF SELENIUM DID NOT APPEAR TO CAUSE ANY MORTALITY. T H I S COULD BE DUE TO THE LENGTH OF THE EXPERIMENT OR TO THE FORM OF SELENIUM AS SODIUM SELENITE. ROSENFELD AND BEATH (1964) HAVE ALSO REPORTED THAT THE TOXICITY OF SELENIUM IS DEPENDENT ON THE FORM OF SELENIUM PRESENT. ORGANIC SELENIUM POSSESSES A GREATER TOXIC POTENTIAL THAN SODIUM SELENITE. R E F E R E N C E S ARNOLD, R. L . , OLSON, 0. E . AND CARLSON, C . W., 1972. SELENIUM WITHDRAWAL AND EGG SELENIUM CONTENT. POULTRY SCI., 51:341-342. ARTHUR, D., 1971. SELENIUM CONTENT OF SOME FEED INGREDIENTS AVAILABLE IN CANADA. CAN. J . ANIMAL SCI., 51:71-74. ARTHUR, D., 1972. SELENIUM CONTENT OF CANADIAN FOODS. CAN. INST. FOOD S C I . TECHNOL. J . , 5:165-169. BEESON, K. C , 1961. OCCURRENCE AND SIGNIFICANCE OF SELENIUM IN PLANTS, p. 34-40, IN AGR. HANDBOOK 200, U . S . DEPT. AGR., WASHINGTON, D . C . BIERI, J . 6., BRIGGS, G . M. AND I^ O.I.L^ RD,, C . J . , 1958A. 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UP TO FIVE GRAMS OF DRY SAMPLE WERE DIGESTED BY INCREASING THE AMOUNTS OF NITRIC AND PERCHLORIC ACIDS. THE SULFURIC ACID WAS ALWAYS MAINTAINED AT FIVE ML. THE SAMPLE WAS DIGESTED UNTIL THERE WAS APPROXIMATELY 5-8 ML REMAINING. EXCESSIVE HEATING RESULTED IN LOSS OF SELENIUM. THE DIGEST WAS QUANTITATIVELY TRANSFERRED TO A 100 ML VOLUMETRIC FLASK WITH ABOUT SIX WASHES OF WATER AND THEN 45 ML CONC. HYDROCHLORIC ACID WAS ADDED. THE SOLUTION WAS BROUGHT UP TO VOLUME WITH WATER. THIS RESULTED IN A FINAL MIXTURE OF 45$ HC1 AND 5$ H2S0^ WHICH WAS THE MIXTURE THAT PRODUCED THE HIGHEST SENS ITI V I TY. ALL WATER WAS DEIONIZED AND GLASS DISTILLED. ALL GLASSWARE WAS RINSED WITH DISTILLED WATER, WASHED AND SOAKED IN 20$ NITRIC A 82 ACID AND WASHED THREE TIMES WITH DISTILLED WATER. B. TRACE METAL ACCESSORY UNIT THE TRACE METAL ACCESSORY UNIT WAS MODIFIED BY CONNECTING A RUBBER TUBE 45 CM LONG BETWEEN THE REACTION FLASK AND THE BURNER THE WATER TRAP AND DESICCATOR CELL WERE REMOVED. THE SAMPLE WAS PUT INTO THE BURNER THROUGH THE AUXILIARY OXIDANT INPUT. THE MOISTURE THEN CONDENSED IN THE MIXING CHAMBER OF THE BURNER AND RELEASED TO THE DRAIN. A SERIES OF STANDARDS FROM 5 TO 50 PPB WAS RUN, WHICH RESULTED IN A LINEAR CURVE (FIGURE 1, APPENDIX | | ) . TEN STANDARDS OF 20 PPB WERE RUN WITH A MEAN SCALE DEFLECTION OF 32.7 AND STANDARD DEVIATION OF 1.87 SCALE DEFLECTIONS. THE RELATIVE STANDARD DEVIATION, THEREFORE, WAS 5.7 PERCENT (FIGURES 2 AND 3, APPEND ix I I). STANDARDS WERE PREPARED AND STORED IN GLASS FOR 72 HOURS WITHOUT ANY APPARENT LOSS DUE TO ABSORPTION ON TO THE GLASS WHICH WAS SUGGESTED TO BE A PROBLEM IN THE OPERATING INSTRUCTIONS. A STANDARD BOVINE LIVER #1577 WAS OBTAINED FROM THE UNITED STATES DEPARTMENT OF COMMERCE, NATIONAL BUREAU OF STANDARDS OFFICE OF STANDARD REFERENCE MATERIALS, WASHINGTON, D . C . AND CERTIFIED TO CONTAIN 1.1 ± .1 PPM SELENIUM. THE ANALYSIS FOR THIS STANDARD IS SHOWN IN TABLE 1 (APPENDIX III). EACH STANDARD LIVER AS WELL AS ALL SAMPLES WERE ASHED IN DUPLICATE AND EACH DUPLICATE ANALYZED TWICE. THE REPORTED ANALYSIS IS AN AVERAGE OF THESE FOUR VALUES. THE BASAL DIET AND DIETS WITH ADDED SELENIUM (TABLE I I , APPENDIX I I I ) WERE ANALYZED. IT WOULD APPEAR THAT THE RECOVERY OF ADDED SELENIUM AS SODIUM SELENITE WAS ± 0.01 PPM (TABLE I I , APPEND I X M l ) . APPENDIX II 1 TO 20 30 40 50~ P P B S E F I G U R E 1 . - - L I N E A R I T Y O F S E L E N I U M A N A L Y S I S . -50 pfJ, .4 U . . J _ . . _ . : - i —• s 4 ...e. '•30 » L „ M ... 2 5 /yl> /5 f f t 10 ppt 5 ppb F I G U R E 2 . - - S E L E N I U M S T A N D A R D A N A L Y S I S . -Blank II oo —J 88 r i — F I G U R E 3 . - - R E P E A T A B I L I T Y O F S E L E N I U M A N A L Y S I S . APPENDIX I I |. A P P E N D I X T A B L E I . - - A N A L Y S I S O F S T A N D A R D L I V E R S A M P L E A N A L Y S I S S E C O N T E N T P P M #1 1.18 2 1.15 3 1 .20 4 0.95 5 1 .01 6 1 .03 7 0.96 A V E R A G E 1 .07 A P P E N D I X T A B L E I I.--RECOVERY OF SELENIUM ADDED TO BASAL DIET. D 1 ET SE CONTENT OF PPM RECOVERY OF ADDED SE PPM BASAL 0.01 BASAL + 0.01 SE 0.02 0.01 BASAL + 0.02 SE 0.04 0.03 BASAL + 0.04 SE 0.06 0.05 BASAL + 0.06 SE 0.07 0.06 BASAL + 0.08 SE 0.08 0.07 A P P E N D I X / T A B L E I I I . - -ANALYSIS OF VARIANCE FOR THE INCIDENCE OF EXUDATES DIATHESIS IN CHICKS . (EXPERIMENT I ) SOURCE DF M.S. V I TA M iN E ANT i o x i oANT SELENIUM LINEAR QUADRAiT I C CUBIC V I T . E x ANTI V I T . E X SE ANTI. x SE VI T . E X ANTI ERROR x SE 1 3 1 1 1 1 3 3 3 32 2 ,745.2** 2 ,120.0** 1 8 ,284.1** 52,464.6** 1,716.5** 53.9 42.2 N.S, 461.7 N.S, 602.1 * 182.9 N.S. 190.07 A P P E N D I X T A B L E IV.--ANALYSIS OF VARIANCE FOR THE INCIDENCE OF EXUDATIVE DIATHESIS IN CHICKS. SOURCE DF M.S EXPERI ME NT 2 GRAINS 14 2 ,947 .3 * * ERROR 45 5.1 EXPERIMENT 3 RAPESEED MEAL 15 1,943.0** ERROR 48 319.7 

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