Silicon er et kjemisk element med symbolet Si. I det periodiske systemet har det atomnummer 14 og er i 3. periode og 4. hovedgruppe og karbon gruppe, henholdsvis ("tetrels"). Siden silisium har egenskapene til både metaller og klassiske ikke-ledere, det er en av de typiske halvmetallene eller halvledere (elementære halvledere). Begrepet silisium er avledet av det latinske ordet “silex” (hard stein, rullestein, flint). Som en av de viktigste bergformene mineraler, er silisium det nest mest utbredte elementet i jordskorpen etter oksygen (element symbol: O) med 27.6%. Der på grunn av sin høye tilknytning til oksygen, forekommer det overveiende i form av silikat (SiO4, salter og estere av orto-kiselsyre (Si (OH) 4) og dens kondensater) og silisiumdioksyd, som i det vesentlige består av kiselsyreanhydrid eller silisiumdioksid (SiO2) og stammer fra radioaktive stoffer (radioaktive organismer, encellede organismer med endoskjelett av opal (SiO2)) og kiselalger (kiselalger med et celleskall av SiO2) avsatt i lag. I alle forbindelser som forekommer i naturen, danner silisium utelukkende enkeltbindinger - Si-O enkeltbindinger - der det primært fremstår som en tetravalent elektropositiv partner - firdoblet koordinert, positivt ladet silisiumatom. Dette gjør det mulig for tetrahedrisk bygd silikering (SiO44-) å danne større forbindelser (tredimensjonale nettverk), fortrinnsvis av sammensetningen SiO2. I tillegg finnes forbindelser der silisium har en fem- eller seksdobling samordning. Syntetisk produserte forbindelser av toverdig silisium (silylener) er stort sett ustabile, med bare silisiummonoksid (SiO) som er viktig, spesielt i den optiske industrien. Mens dyremodeller taler for en essensialitet av silisium, har dette ennå ikke blitt bevist for den menneskelige organismen. Av denne grunn er silisium et av ultrasporelementene (grunnstoffer som har blitt bekreftet i dyreforsøk og hvor mangelsymptomer er funnet under ekstreme forhold uten at deres spesifikke funksjoner er kjent). Silisium er tilgjengelig for mennesker både gjennom dets naturlige innhold i mat - i fri form som monosilicic syre (ortosilicic acid, Si (OH) 4) eller silikat (SiO4) og bundet som et ether or ester derivater - og ved bruk som tilsetningsstoff - silikater (SiO4) som antikakings- og skumdempende stoffer. Plantemat, spesielt fiberholdige korn som bygg og havre, og rotgrønnsaker, er generelt rikere på silisium enn animalsk mat, men er antagelig mindre biotilgjengelig på grunn av den overveiende polymere bindingsformen av silikater (makromolekyler sammensatt av flere SiO4-enheter). Drikkevarer, som øl, inneholder også høye nivåer av silisium, som også er i en lett anvendelig form.
Absorpsjon
Silisium kan komme inn i kroppen både gjennom mat ved absorpsjon (opptak) i mage-tarmkanalen (GI) og gjennom respirasjonsluft ved resorpsjon (opptak) i lunge alveoler (alveoler hvor gass bytter mellom blod og alveolær luft oppstår under respirasjon). Organisk bundet silisium eller polymersilikat (et makromolekyl bestående av flere SiO4-enheter) levert via kosthold må først spaltes i fordøyelseskanalen av hydrolytisk enzymer av bukspyttkjertelen og / eller penselmembranen til enterocytter (celler i tynntarmen epitel) for å bli absorbert i tynntarm som monomert silikat (SiO44-). Tarm absorpsjon av monosilicic syre eller monomert silikat levert av kosthold foregår direkte uten forutgående enzymatisk hydrolyse (spaltning ved reaksjon med Vann). Mekanismen som silisium absorberes i enterocytter (celler i tynntarmen epitel) og deretter inn i blodet er uklart. Diatomer, hvis cellekonvolutt i stor grad består av silisiumdioksid (SiO2), er gjennomtrengelig i den menneskelige tarmkanalen og passerer gjennom den intakte tarmen slimhinne og lymfatiske sirkulasjon. På samme måte kan de komme inn i kroppen gjennom absorpsjon i lunge alveoler. Hos gravide kan kiselgurpartikler krysse placenta-barrieren og akkumuleres i vevet til henholdsvis nyfødte og premature spedbarn. Absorpsjonshastigheten til silisium avhenger av bindingstypen kostfiber innhold, biologisk alder, kjønn og funksjonell tilstand av eksokrine kjertler som bukspyttkjertelen (bukspyttkjertel → produksjon av fordøyelsessystemet enzymer som er utskilt i tynntarm). Siden silisium inntatt i mat hovedsakelig er av vegetabilsk opprinnelse og dermed forekommer i form av polymerer (makromolekyler sammensatt av flere identiske enheter - i dette tilfellet SiO4) eller bundet til organiske molekyler som krever hydrolytisk spaltning før absorpsjon, er absorpsjonshastigheten til silisium fra maten veldig lav og er bare ca 4%. Høyden kostfiber innhold av mat rik på silisium bidrar til det lave biotilgjengelighet, siden celluloser og hemicelluloser fra korn, for eksempel, binder silisium og dermed fjerner det fra absorpsjon. Størstedelen av silisiumet som leveres av kosthold absorberes dermed ikke av kroppen, men etterlater den uabsorbert via avføring (avføring). Sammenlignet med polymersilika fra planteprodukter absorberes oralt administrert monomert silisiumdioksyd (Si (OH) 4) direkte og raskt på grunn av at enzymatisk hydrolyse ikke er nødvendig, og at det ikke er noen interaksjon (interaksjon) med næringsmiddelbestanddeler, og følgelig har en høyere biotilgjengelighet. Eksokrin mangel på bukspyttkjertelen (sykdom i bukspyttkjertelen), som er forbundet med utilstrekkelig produksjon av fordøyelsessystemet enzymer, kan føre til en reduksjon i silisiumabsorpsjon på grunn av redusert enzymatisk spaltning av polymert og matbundet silisium i tarmlumen.
Transport og distribusjon i kroppen
Absorbert henholdsvis monosilic acid og monomere silikater distribueres til passende vev via blodstrømmen. Den menneskelige organismen inneholder ca. 1-1.5 g silisium (~ 20 mg / kg kroppsvekt), som akkumuleres (akkumuleres) spesielt i bindevev og dermed kan bli funnet i blod fartøy, for eksempel aorta (main arterien), luftrør (luftrør), sener, beinog hud. Det høyeste silisiuminnholdet finnes i bein (opptil 100 mg / kg) på grunn av deres høye vekt. I tillegg kan silisium også akkumuleres i lungene og lymfe noder (450 mg / kg). Det høye silisiumet konsentrasjon of bindevev-lignende strukturer ligger til grunn for forekomsten av sporelementet som en integrert komponent av glykosaminoglykaner (sure polysakkarider bygget lineært fra gjentatte disakkaridenheter) og proteoglykaner (sterkt glykosylerte glykoproteiner bestående av henholdsvis et protein og en eller flere kovalent bundet glykosaminoglykaner). I blod serum, er silisium primært funnet i form av ikke-dissosiert monomert silika (Si (OH) 4) i konsentrasjoner på 190-470 µg / l. Silisiumserum konsentrasjon påvirkes ikke av biologisk alder eller kjønn. Flere studier indikerer at silisiuminnholdet i vev med økende alder, spesielt i hud, aorta og beinaldersrelatert uttømming av silisium i bein kan ikke tilskrives et silisiumunderskudd, men til reduksjon av askeinnholdet (mineralinnhold, uorganisk beinfraksjon) - kalsium, fosfor, magnesium, sink, mangan. Sykdommer, som f.eks osteoporose (bentap, reduksjon i Bein tetthet på grunn av overdreven rask nedbrytning av beinstoff og struktur med økt følsomhet for brudd) og aterosklerose (arterioskleroseherding av arteriene på grunn av avleiringer av blodfett, bindevev, etc. i veggene på fartøy), akselerere reduksjon av vev konsentrasjon av silisium.
utskillelse
Utskillelse av absorbert silisium skjer i stor grad gjennom nyre i form av magnesium ortosilikat. Voksne utskiller i gjennomsnitt ca. 9 mg silisium / dag i urinen. Hos ammende kvinner kan det forventes et ekstra silisiumtap på 350-700 µg / l via morsmelk. Silisiumhomeostase (vedlikehold av en balansere) er hovedsakelig regulert av nyre (nyre-relatert) utskillelse, hvis nivå avhenger av mengden absorbert tarmene. Når tarmsilisiumabsorpsjonen er lav, for eksempel ved økt kostfiber inntak, er det en reduksjon i nyreutskillelse (utskillelse), mens når absorpsjonen av silisium i tarmen økes, for eksempel ved administrasjon av monomert silisiumdioksyd, eliminering via urinen økes.
