Szilícium-dioxid - alkalmazások, tulajdonságok

A szilícium egy nyomelem, amely az emberi szervezetben 1-2 g (0,01%) mennyiségben van jelen. A szilícium legnagyobb koncentrációja főként a gyorsan növekvő szövetekben, például a hajban, a bőrben, a körmökben és a csontokban található. A szilícium nagy koncentrációban megtalálható az extracelluláris mátrixban is, ahol különösen a glikozaminoglikánokhoz (GAG-ok) kötődik. Nézzük meg közelebbről, milyen élelmiszerekben található szilícium, és milyen szerepet játszik az emberi szervezetben.

• A szilícium-dioxid szerepe és felhasználása
• A szilícium-dioxid tulajdonságai
• Szilícium-dioxid-szükséglet
• A szilícium-dioxid biológiai hozzáférhetősége
• A szilícium étrendi forrásai
• A szilíciumhiány hatásai

A szilícium-dioxid szerepe és felhasználása

A szilícium szerepe az emberi szervezetben még nem teljesen ismert. Ma már jól ismert, hogy a szilícium-dioxid a kötőszövet fontos építőköve, és fontos szerepet játszik a csontok fejlődésében és mineralizációjában. A szakirodalom arról számol be, hogy a szilícium jótékony hatással van a szervezet egészségére bizonyos betegségek, például a csontritkulás, a cukorbetegség és az érelmeszesedés esetén. A szilícium-dioxid valószínűleg lassítja a sejtek öregedési folyamatát, és pozitív hatással van a bőr, a haj és a köröm állapotára. Továbbá a szilícium növelheti a szervezet természetes immunitását, és felgyorsíthatja a sérült szövetek gyógyulási folyamatát, valamint a csontszövet regenerálódását sérülések és törések után.

A szilíciumot leggyakrabban szilícium-dioxid (E551) formájában használják, amelyet az élelmiszerekhez adnak, hogy csomósodásgátló, térfogatnövelő és stabilizáló funkciót töltsön be. A szilícium-dioxidot elsősorban olyan élelmiszerekben használják adalékanyagként, mint az instant kávé, fűszerkeverékek, instant levesek, porcukor és konyhasó.

A szilícium-dioxid tulajdonságai

A szilícium-dioxid a kötőszövet fontos összetevője. Kulcsszerepet játszik a csontrendszer fejlődésében, mivel részt vesz a kollagénszintézisben, a csontmátrix mineralizációjában és a csontképző sejtek differenciálódásában. A szilícium részt vesz az erekben, a légcsőben, a porcokban, az ízületekben, az inakban és a bőrben jelen lévő kötőszöveti elemek kialakulásában. A szilíciumban gazdag szövetek és szervek közé tartoznak a vesék, a máj, a lép, a csontok, a bőr és a tüdő, valamint a haj és a köröm. A szilícium valószínűleg csökkenti a vér koleszterinszintjét, és aszteroszklerózis- és cukorbetegség-ellenes tulajdonságokkal rendelkezhet. Rákellenes, immunstimuláló és regeneráló, azaz a sérült szövetek gyógyulási folyamatát felgyorsító tulajdonságokat is tulajdonítanak neki.

A szilícium megfelelő bevitele az étrenddel előnyös lehet az általános kognitív teljesítményre és potenciálisan csökkentheti az Alzheimer-kór kockázatát. A szilícium-dioxid valószínűleg megköti a nehézfémionokat, ezáltal csökkenti azok káros hatásait az emberi szervezet szerveire és szöveteire. A szilícium gátolja az alumínium felszívódását a gyomor-bélrendszerből, amely jól ismert neurotoxikus anyag. A szilícium-dioxid befolyásolja az emberi szervezetben lévő más makro- és mikrotápanyagok, például a kalcium, foszfor, magnézium, nátrium, kálium, cink, klór, fluor, kén, molibdén és kobalt anyagcseréjét is.

Szilícium-dioxid-szükséglet

Úgy tűnik, hogy a szilícium-dioxid-szükséglet a férfiaknál magasabb, mint a nőknél. Becslések szerint egy egészséges felnőtt napi szilícium-bevitelének 20 és 30 mg között kell lennie. Az európai és észak-amerikai népesség átlagos napi szilíciumbevitele 20 és 50 mg között mozog. Ezzel szemben az ázsiai országokban, például Kínában és Indiában, ahol a szilíciumban gazdag gabonakészítmények, zöldségek és gyümölcsök teszik ki az étrend nagy részét, a napi szilíciumbevitel sokkal magasabb, 140 és 200 mg között mozog. A lengyel lakosság átlagos szilíciumbevitele nemenként változik, és a nőknél napi 24 mg, a férfiaknál pedig közel 28 mg. A szilícium fő táplálékforrásai a tipikus lengyel lakosság étrendjében a gabonafélék, gyümölcsök, italok és zöldségek. Kimutatták, hogy a napi 40 mg-nál több szilíciumot tartalmazó étrend kedvezően hat a combcsont ásványi sűrűségére, szemben az átlagosan körülbelül 14 mg szilíciumot tartalmazó étrenddel.

A szilícium-dioxid biológiai hozzáférhetősége

A jól felszívódó szilícium legjobb forrása az ortoszilicilsav Si(OH)4, amely 50%-ban a gyomor-bélrendszerből szívódik fel, és főként nem kötött formában kerül a véráramba. A szilícium a gyomor-bélrendszerben a sósav hatására ortoszilinsavvá hidrolizálódik. Ezért a szilícium biológiai hasznosulása a jelentések szerint alacsonyabb a gyomorsavhiányos időseknél, és különösen a protonpumpa-gátló (PPI) gyógyszereket hosszú távon használóknál, amelyek gátolják a sósav termelését a gyomornyálkahártya sejtjei által. A szilícium-dioxid az ember által kémiailag kezelt szilíciumorganikus anyagként is megtalálható, pl. a csomósodásgátlóként használt szilícium-dioxid (E551), amely gyakorlatilag nem szívódik fel a gyomor-bélrendszerből.

A szilícium étrendi forrásai

A szilícium az élelmiszerekkel kerül az emberi szervezetbe. A jól felszívódó szilícium ortoszilicilsav formájában csak olyan folyadékokban található meg, mint a sör (9-39 mg szilícium/l) és az ásványvíz (2-5 mg szilícium/l). Érdemes megjegyezni, hogy a sör a leggazdagabb forrása a könnyen hozzáférhető szilíciumnak ortoszilicilsav formájában. Az élelmiszerekben pedig a legnagyobb szilíciumkoncentráció a gabonafélékben, például a zabban, az árpában, a búzában és a rizsben található. Ezenkívül szilícium található a gabonafélékben (pl. kenyér, tészta és gabonapelyhek), zöldségekben (pl. burgonya, sárgarépa, cékla, retek, hagyma, zöldbab, spenót), gyümölcsökben (különösen banánban, ananászban és mangóban), hüvelyesekben (pl. bab, lencse, szójabab), szultánban, dióban és tenger gyümölcseiben (pl. kagyló). Néhány gyógynövény és növény is magas szilícium-dioxid-tartalmú, például a koriander, a mezei zsurló, a magyal és a foltos lucerna. Ez azonban a szilíciumnak egy olyan formája, amelyhez az emberi szervezet nehezebben fér hozzá. A szilícium biológiai hasznosulása az egyes növényi termékek esetében az élelmi rostok mennyiségétől függően jelentősen változik, például a szilíciumban gazdag banánból legfeljebb 2% szívódik fel.

A szilíciumhiány hatásai

Az életkor előrehaladtával és bizonyos szövetek degenerációjával az emberi szervezet szöveteiben és szerveiben csökken a szilícium koncentrációja. Alacsony szilíciumszintet figyelhetünk meg bizonyos betegségek, például érelmeszesedés esetén is. Szilíciumhiány fordulhat elő alultáplált embereknél, a tartósan megszorító diétát tartóknál (pl. ételallergiában és/vagy -intoleranciában szenvedő betegeknél), valamint azoknál, akik főként erősen feldolgozott élelmiszereket fogyasztanak, ugyanakkor kerülik a friss zöldségeket, gyümölcsöket és durva szemű gabonakészítményeket. Ezenkívül a PPI-csoportba tartozó, krónikusan refluxellenes gyógyszereket szedő időseknél fennáll a szilíciumhiány kockázata. Feltételezések szerint az emberi szervezet alacsony szilíciumszintje növelheti az érrendszeri érelmeszesedés és az ischaemiás szívbetegség akut és krónikus formáinak kialakulásának kockázatát. Állatkísérletekben kimutatták, hogy a szilíciumhiány káros hatással van a csontképződésre, és csontdeformitást és rendellenes csontmineralizációt okozhat. A szervezet alacsony szilíciumszintje súlyosbíthatja a bőr öregedési folyamatát, és negatív hatással lehet a haj (pl. fokozott hajhullás, a haj gyengülése és törékenysége, töredezett hajvégek) és a köröm állapotára (pl. a köröm törékenysége, a körömlemez gyengülése). A szilíciumhiány csökkent immunitást is eredményezhet.

Források:

• Martin KR.: A szilícium-dioxid kémiája és lehetséges egészségügyi előnyei. J Nutr Health Aging. 2007 Mar-Apr;11(2):94-7.
• Chumlea WC.: Silica, egy ismeretlen, de feltörekvő egészségügyi jelentőségű ásványi anyag. J Nutr Health Aging. 2007 Mar-Apr;11(2):93.
• Martin KR.: Szilícium: egy metalloid egészségügyi előnyei. Met Ions Life Sci. 2013;13:451-73.
• Price CT, Koval KJ, Langford JR.: Szilícium: a posztmenopauzális csontritkulás megelőzésében és kezelésében játszott lehetséges szerepének áttekintése. Int J Endocrinol. 2013;2013:316783.
• Tłustochowicz W.: A szilícium mint a hiányzó elem a csontritkulás kezelésében. Forum Rheumatol. 2020, 6(4): 160-166.
• Rondanelli M, Faliva MA, Peroni G, et al: Silicon: A csontok egészségéhez nélkülözhetetlen elhanyagolt mikrotápanyag. Exp Biol Med (Maywood). 2021 Jul;246(13):1500-1511.