Силиций е химичен елемент със символа Si. В периодичната система той има атомен номер 14 и е в 3-ти период и 4-та основна група и въглероден група, съответно („тетрели“). От силиций има свойствата както на метали, така и на класически непроводници, той е един от типичните полуметали или полупроводници (елементарни полупроводници). Срокът силиций произлиза от латинската дума „silex“ (твърд камък, камъче, кремък). Като един от най-важните скалообразуващи полезни изкопаеми, силиций е вторият най-разпространен елемент в земната кора след кислород (символ на елемента: O) с 27.6%. Там, поради високия си афинитет към кислород, се среща предимно под формата на силикат (SiO4, соли и естери на ортосилициевата киселина (Si (OH) 4) и нейните кондензати) и силициев диоксид, който по същество се състои от анхидрид на силициевата киселина или силициев диоксид (SiO2) и произхожда от радиоларии (радиоларии, едноклетъчни организми с ендоскелет от опал (SiO2)) и диатомови киселини (диатомити с клетъчна обвивка от SiO2), отложени на слоеве. Във всички съединения, срещащи се в природата, силицийът образува изключително единични връзки - Si-O единични връзки - в които се появява предимно като четиривалентен електропозитивен партньор - четирикратно координиран, позитивно зареден силициев атом. Това дава възможност на тетраедрично изградената силикация (SiO44-) да образува по-големи съединения (триизмерни мрежи), за предпочитане от състава SiO2. В допълнение съществуват съединения, в които силицият има пет или шест пъти координация. Синтетично произведените съединения от двувалентен силиций (силилени) са предимно нестабилни, като само силициевият моноксид (SiO) е важен, особено в оптичната индустрия. Докато животинските модели говорят за съществеността на силиция, това все още не е доказано за човешкия организъм. Поради тази причина силицият е един от ултратрас елементите (елементи, чиято същественост е потвърдена при опити с животни и за които са открити симптоми на дефицит при екстремни условия, без да са известни специфичните им функции). Силицият е достъпен за хората както чрез естественото му съдържание в храната - в свободна форма като моносилициева киселина (ортосилициева киселина, Si (OH) 4) или силикат (SiO4) и свързан като етер or естер производно - и чрез използването му като хранителна добавка - силикати (SiO4) като противослепващи и противопенни вещества. Растителни храни, особено зърнени храни, съдържащи фибри като ечемик и овеси кореноплодни зеленчуци обикновено са по-богати на силиций от животински храни, но вероятно са по-малко бионалични поради предимно полимерната свързваща форма на силикатите (макромолекули, съставени от множество единици SiO4). Напитките, като бирата, също съдържат високи нива на силиций, който също е в лесно използваема форма.
Абсорбцията
Силицият може да попадне в тялото както чрез храната, така и чрез абсорбция (поглъщане) в стомашно-чревния тракт и чрез дихателния въздух чрез резорбция (поглъщане) в белодробни алвеоли (алвеоли, където обменът на газ между кръв а алвеоларният въздух възниква по време на дишането). Органично свързан силиций или полимерен силикат (макромолекула, съставена от няколко единици SiO4), доставяни през диета първо трябва да се разцепи в храносмилателен тракт чрез хидролитични ензими на панкреаса и / или мембраната на четката на ентероцитите (клетки на тънките черва епителий), за да бъде погълнат от тънко черво като мономерен силикат (SiO44-). Чревни абсорбция на моносилициева киселина или мономерен силикат, доставени от диета протича директно без предшестваща ензимна хидролиза (разцепване чрез реакция с вода). Механизмът, по който силиций се абсорбира в ентероцитите (клетките на тънките черва епителий) и впоследствие в кръвния поток е неясно. Диатоми, чиято клетъчна обвивка се състои предимно от силициев диоксид (SiO2), са пропускливи за чревния тракт на човека и преминават през непокътнатото черво лигавицата и лимфни Тя . По същия начин те могат да проникнат в тялото през абсорбция в белодробни алвеоли.При бременни жени частиците на диатомовите водороди могат да преминат плацентарната бариера и да се натрупват съответно в тъканите на новородени и недоносени деца. Скоростта на абсорбция на силиция зависи от неговия тип на свързване, диетични фибри съдържание, биологична възраст, пол и функционално състояние на екзокринните жлези като панкреаса (панкреас → производство на храносмилателни ензими които се секретират в тънко черво). Тъй като погълнатият в храната силиций е предимно от растителен произход и по този начин се получава под формата на полимери (макромолекули, съставени от няколко еднакви единици - в случая SiO4) или свързани с органични молекули които изискват хидролитично разцепване преди абсорбция, степента на абсорбция на силиций от храната е много ниска и е само около 4%. Високата диетични фибри съдържанието на храни, богати на силиций, допринася за ниското бионаличност, тъй като целулозите и хемицелулозите от зърнени култури например свързват силиция и по този начин го отстраняват от абсорбцията. По-голямата част от силиция, доставян от диета по този начин не се абсорбира от тялото, но го оставя неусвоен чрез изпражненията (изпражненията). В сравнение с полимерния силициев диоксид от растителни продукти, перорално прилаганият мономерен силициев диоксид (Si (OH) 4) се абсорбира директно и бързо поради факта, че ензимната хидролиза не е необходима и че няма взаимодействие (взаимодействие) с хранителните съставки и следователно има по-висока бионаличност. Екзокринни панкреатична недостатъчност (заболяване на панкреаса), което е свързано с недостатъчно производство на храносмилателна система ензими, може олово до намаляване на абсорбцията на силиций поради намалено ензимно разцепване на полимерен и свързан с храната силиций в чревния лумен.
Транспорт и разпределение в тялото
Абсорбираната моносилициева киселина и мономерните силикати, съответно, се разпределят в подходящите тъкани чрез кръвния поток. Човешкият организъм съдържа около 1-1.5 g силиций (~ 20 mg / kg телесно тегло), който се натрупва (натрупва) особено в съединителните тъкани и по този начин може да се намери в кръв съдове, като аорта (основна артерия), трахея (трахея), сухожилия, кости, и кожа. Най-високото съдържание на силиций се намира в кости (до 100 mg / kg) поради голямото им тегло. Освен това силиций може също да се натрупва в белите дробове и лимфа възли (450 mg / kg). Високият силиций концентрация of съединителната тъканподобни структури лежат в основата на появата на микроелемента като неразделна съставка на гликозаминогликаните (киселинни полизахариди изградени линейно от повтарящи се дизахаридни единици) и съответно протеогликани (силно гликозилирани гликопротеини, състоящи се от протеин и един или повече ковалентно свързани гликозаминогликани). В кръв серум, силиций се намира предимно под формата на недисоцииран мономерен силициев диоксид (Si (OH) 4) при концентрации от 190-470 µg / l. Силициев серум концентрация не се влияе от биологична възраст или пол. Няколко проучвания показват, че с увеличаване на възрастта съдържанието на силиций в тъканите, особено в кожа, аорта и кости, намалява.Свързаното с възрастта изчерпване на силиций в костите не може да се отдаде на силициев дефицит, а на намаляването на съдържанието на пепел (минерално съдържание, неорганична фракция на костта) - калций, фосфор, магнезий, цинк, манган. Болести, като напр остеопороза (загуба на костна маса, намаляване на костната плътност поради прекомерното бързо разграждане на костното вещество и структура с повишена чувствителност към фрактура) и атеросклероза (артериосклероза, втвърдяване на артериите поради отлагане на кръвни мазнини, съединителната тъкани др. в стените на съдове), ускоряват намаляването на тъканите концентрация от силиций.
отделяне
Екскрецията на абсорбирания силиций се осъществява главно чрез бъбрек под формата на магнезий ортосиликат. Възрастните отделят средно около 9 mg силиций на ден с урината. При кърмещи жени може да се очаква допълнителна загуба на силиций от 350-700 µg / l кърма. Силициева хомеостаза (поддържане на a баланс) се регулира главно от бъбреците (бъбрек-свързана) екскреция, чието ниво зависи от количеството, абсорбирано в червата.Когато абсорбцията на силиций в червата е ниска, например чрез повишена диетични фибри прием, има намаляване на бъбречната екскреция (екскреция), докато когато чревната абсорбция на силиций се увеличи, например, с администрация от мономерен силициев диоксид, отстраняване чрез урината се увеличава.
