Silicij – primjena, svojstva

Silicij je element u tragovima koji se u ljudskom organizmu nalazi u količini od 1–2 g (0,01%). Najveća koncentracija silicija utvrđuje se uglavnom u brzo rastućim tkivima, kao što su kosa, koža, nokti i kosti. Silicij se također nalazi u visokoj koncentraciji u izvanstaničnom matriksu, gdje je povezan posebno s glikozaminoglikanima (GAG). Pogledajmo pobliže u kojim namirnicama se nalazi silicij i kakvu ulogu igra u ljudskom organizmu.

• Uloga i primjena silicijevog dioksida
• Svojstva silicijevog dioksida
• Potreba za silicijevim dioksidom
• Apsorpcija silicijevog dioksida
• Prehrambeni izvori silicija
• Posljedice nedostatka silicija

Uloga i primjena silicijevog dioksida

Uloga silicija u ljudskom organizmu još nije u potpunosti poznata. Trenutno je dobro poznato da je silicijev dioksid važan građevni sastojak vezivnog tkiva i igra značajnu ulogu u razvoju i mineralizaciji kostiju. Stručna literatura izvještava da silicij ima blagotvoran utjecaj na zdravlje organizma u slučaju pojave određenih bolesti, kao što su osteoporoza, dijabetes i ateroskleroza krvnih žila. Silicijev dioksid vjerojatno usporava proces starenja stanica i pokazuje pozitivan utjecaj na stanje kože, kose i noktiju. Štoviše, silicij može povećati prirodnu otpornost organizma te ubrzati proces cijeljenja oštećenih tkiva i regeneraciju koštanog tkiva nakon trauma i prijeloma.

Silicij se najčešće koristi kao silicijev dioksid (E551), koji se dodaje u hranu kako bi obavljao funkcije protiv zgrudnjavanja, punjenja i stabiliziranja. Silicijev dioksid se uglavnom koristi kao dodatak takvim prehrambenim proizvodima kao što su instant kava, mješavine začina, instant juhe u prahu, šećer u prahu te kuhinjska sol.

Svojstva silicijevog dioksida

Silicijev dioksid je važan sastojak vezivnog tkiva. Igra ključnu ulogu u razvoju koštanog sustava, jer sudjeluje u sintezi kolagena, mineralizaciji koštanog matriksa te diferencijaciji koštanih stanica. Silicij sudjeluje u stvaranju elemenata vezivnog tkiva prisutnog u krvnim žilama, dušniku, hrskavicama, zglobovima, tetivama te koži. Tkiva i organi bogati silicijem uključuju bubrege, jetru, slezenu, kosti, kožu i pluća, kao i kosu i nokte. Silicij vjerojatno snižava koncentraciju kolesterola u krvi i može pokazivati antiaterosklerotska i antidijabetička svojstva. Pripisuju mu se također antitumorska, imunostimulatorna i regeneracijska svojstva, tj. ubrzavanje procesa cijeljenja oštećenih tkiva.

Odgovarajući unos silicija putem prehrane može povoljno utjecati na opću funkcionalnost kognitivnih funkcija i potencijalno može smanjiti rizik od nastanka Alzheimerove bolesti. Silicijev dioksid vjerojatno veže ione teških metala, čime ograničava njihovo štetno djelovanje na organe i tkiva ljudskog organizma. Silicij inhibira apsorpciju aluminija iz probavnog trakta, poznate neurotoksične tvari. Silicijev dioksid također utječe na metabolizam drugih makro- i mikroelemenata u ljudskom organizmu, kao što su kalcij, fosfor, magnezij, natrij, kalij, cink, klor, fluor, sumpor, molibden i kobalt.

Potreba za silicijevim dioksidom

Potreba za silicijem čini se veća kod muškaraca nego kod žena. Procjenjuje se da bi dnevna doza silicija za zdravu odraslu osobu trebala iznositi od 20 do 30 mg. Prosječni dnevni unos silicija u europskoj i sjevernoameričkoj populaciji kreće se u rasponu od 20 do 50 mg. Dok u azijskim zemljama, kao što su Kina i Indija, gdje žitni proizvodi, povrće i voće bogato silicijem čine većinu prehrane, dnevni unos silicija je značajno viši, jer iznosi od 140 do čak 200 mg. Prosječni unos silicija u poljskoj populaciji razlikuje se ovisno o spolu i iznosi oko 24 mg dnevno kod žena i blizu 28 mg dnevno kod muškaraca. Među glavnim prehrambenim izvorima silicija u prehrani tipičnoj za stanovnike Poljske navode se žitne pahuljice, voće, napitci i povrće. Pokazano je da prehrana koja osigurava više od 40 mg silicija dnevno povoljno utječe na mineralnu gustoću bedrene kosti u usporedbi s prehranom prosječnog sadržaja od oko 14 mg silicija.

Apsorpcija silicijevog dioksida

Najbolji izvor dobro apsorbirajućeg silicija je ortosilikatna kiselina Si(OH)4, koja se apsorbira 50% iz probavnog trakta i uglavnom u nevezanom obliku dospijeva u krvotok. Silicij se u probavnom traktu hidrolizira u ortosilikatnu kiselinu pod utjecajem djelovanja klorovodične kiseline. Stoga se utvrđuje manja apsorpcija silicija kod starijih osoba s hipoklorhidrijom, a posebno kod onih koji dugoročno uzimaju lijekove iz skupine inhibitora protonske pumpe (IPP), koji blokiraju stvaranje klorovodične kiseline u parijetalnim stanicama želuca. Silicijev dioksid postoji i kao organo-silicij, koji je podvrgnut kemijskim procesima od strane čovjeka, npr. silicijev dioksid (E551) koji se koristi kao sredstvo protiv zgrudnjavanja, praktički se ne apsorbira iz probavnog trakta.

Prehrambeni izvori silicija

Silicij dospijeva u ljudski organizam putem hrane. Dobro apsorbirajući silicij u obliku ortosilikatne kiseline nalazi se jedino u tekućinama, kao što su pivo (9–39 mg silicija/l) i mineralna voda (2–5 mg silicija/l). Vrijedi istaknuti da je pivo najbogatiji izvor lako apsorbirajućeg silicija u obliku ortosilikatne kiseline. Dok se u namirnicama najveće koncentracije silicija utvrđuju u zrnima žitarica, kao što su zob, ječam, pšenica i riža. Osim toga, silicij se nalazi u žitnim proizvodima (npr. kruhu, tjestenini i žitnim pahuljicama), povrću (među ostalim: krumpir, mrkva, cikla, rotkvica, luk, zelena mahuna, špinat), voću (posebno banana, ananas i mango), mahurkama (npr. grah, leća, soja), rozinama, orašastim plodovima i morskim plodovima (npr. školjke). Velikim sadržajem silicijevog dioksida odlikuju se i neke biljke i trave, među ostalim: korijander, preslica, dvornik i pjegava mrtva kopriva. To je međutim oblik silicija teže dostupan ljudskom organizmu. Apsorpcija silicija značajno se razlikuje za pojedine biljne proizvode ovisno o količini prehrambenih vlakana, npr. iz banana bogatih silicijem apsorbira se maksimalno 2%.

Posljedice nedostatka silicija

S godinama i degeneracijom određenih tkiva utvrđuje se pad koncentracije silicija u tkivima i organima ljudskog organizma. Niska razina silicija uočava se također u slučaju pojave određenih bolesti, npr. ateroskleroze krvnih žila. Nedostatak silicija može se pojaviti kod pothranjenih osoba, onih koji dugoročno primjenjuju restriktivne dijete (npr. pacijenti s alergijom i/ili prehrambenom netolerancijom) te kod osoba koje konzumiraju uglavnom visoko prerađenu hranu i istovremeno izbjegavaju svježe povrće, voće i cjelovite žitne proizvode. Osim toga, nedostatku silicija izložene su starije osobe koje kronično uzimaju antirefluksne lijekove iz skupine IPP. Sugerira se da niska koncentracija silicija u ljudskom organizmu može povećati rizik od razvoja ateroskleroze krvnih žila te akutnog i kroničnog oblika ishemijske bolesti srca. U istraživanjima na životinjama pokazano je da nedostatak silicija nepovoljno utječe na proces oblikovanja koštanog tkiva i može uzrokovati deformacije kostiju te poremećaje mineralizacije kostiju. Niska koncentracija silicija u organizmu može pojačati proces starenja kože te negativno utjecati na stanje kose (među ostalim: povećano opadanje kose, slabljenje i lomljivost kose, cijepanje vrhova) i noktiju (npr. krhkost noktiju, slabljenje nokatne ploče). Nedostatak silicija može također uzrokovati sniženje otpornosti organizma.

Izvori:

• Martin KR.: The chemistry of silica and its potential health benefits. J Nutr Health Aging. 2007 Mar-Apr;11(2):94-7.
• Chumlea WC.: Silica, a mineral of unknown but emerging health importance. J Nutr Health Aging. 2007 Mar-Apr;11(2):93.
• Martin KR.: Silicon: the health benefits of a metalloid. Met Ions Life Sci. 2013;13:451-73.
• Price CT, Koval KJ, Langford JR.: Silicon: a review of its potential role in the prevention and treatment of postmenopausal osteoporosis. Int J Endocrinol. 2013;2013:316783.
• Tłustochowicz W.: Krzem jako brakujący element w leczeniu osteoporozy. Forum Reumatol. 2020, 6(4): 160–166.
• Rondanelli M, Faliva MA, Peroni G, et al.: Silicon: A neglected micronutrient essential for bone health. Exp Biol Med (Maywood). 2021 Jul;246(13):1500-1511.