Szilícium: Definíció, szintézis, abszorpció, szállítás és eloszlás

Szilícium kémiai elem, Si szimbólummal. A periódusos rendszerben atomszáma 14, és a 3. periódusba tartozik, és a 4. főcsoportba tartozik szén csoport („tetrels”). Mivel szilícium mind a fémek, mind a klasszikus nem vezető tulajdonságokkal rendelkezik, ez az egyik tipikus félmérő vagy félvezető (elemi félvezető). A kifejezés szilícium a latin „silex” (kemény kő, kavics, kovakő) szóból származik. Az egyik legfontosabb kőzetképző ásványok, a szilícium a földkéreg második leggyakoribb eleme utána oxigén (elem szimbólum: O) 27.6% -kal. Ott a nagy iránti affinitása miatt oxigén, főleg szilikát (SiO4, sók és orto-kovasav-észterek (Si (OH) 4 és kondenzátumai) és szilícium-dioxid, amelyek lényegében kovasav-anhidridből vagy szilícium-dioxid (SiO2) és rétegekben lerakódott radioláriusoktól (radiolariánusok, egysejtű szervezetek, opál endoskeletonjával (SiO2)) és kovaféléktől (SiO2 sejthéjú kova). A természetben előforduló összes vegyületben a szilícium kizárólag egyszeres kötéseket - Si-O egyszeres kötéseket - képez, amelyekben elsősorban négyértékű elektropozitív partnerként jelenik meg - négyszeres koordinációjú, pozitív töltésű szilíciumatom. Ez lehetővé teszi a tetraéderesen felépített szilikálást (SiO44-) nagyobb vegyületek (háromdimenziós hálózatok), előnyösen SiO2 összetételű vegyületek képződéséhez. Ezenkívül léteznek olyan vegyületek, amelyekben a szilícium ötszörös vagy hatszoros összehangolás. A kétértékű szilícium szintetikus úton előállított vegyületei (szililének) többnyire instabilak, csak a szilícium-monoxid (SiO) fontos, különösen az optikai iparban. Míg az állatmodellek a szilícium alapvető fontosságát képviselik, ez még nem bizonyított az emberi szervezet számára. Emiatt a szilícium az egyik ultratrace elem (olyan elem, amelynek alapvető fontosságát állatkísérletekben megerősítették, és amelynek extrém körülmények között hiánytüneteit találták anélkül, hogy ismerték volna azok speciális funkcióit). A szilícium mind az élelmiszerekben található természetes tartalma révén elérhető szabadon, monosavsavként (ortoszilinsav, Si (OH) 4) vagy szilikátként (SiO4) szabad formában, és éter or észter származék - és élelmiszer-adalékanyagként történő felhasználása révén - szilikátok (SiO4) csomósodásgátló és habzásgátló anyagként. Növényi élelmiszerek, különösen rosttartalmú gabonafélék, például árpa és zabés a gyökérzöldségek általában szilíciumban gazdagabbak, mint az állati élelmiszerek, de feltehetőleg kevésbé biológiailag hozzáférhetők a szilikátok (főleg több SiO4 egységből álló makromolekulák) túlnyomórészt polimer kötő formája miatt. Az italok, például a sör, magas szilíciumszintet is tartalmaznak, amely szintén könnyen használható formában van.

Abszorpció

A szilícium mind a táplálék útján juthat be a testbe abszorpció (felvétel) a gyomor-bél traktusban és a légzőszervi levegőn keresztül reszorpcióval (felvétel) a tüdő alveolusok (alveolusok, ahol gázcsere van vér és az alveoláris levegő a légzés során fordul elő). Szervesen kötött szilícium vagy polimer szilikát (több SiO4 egységből álló makromolekula), amelyet a diéta előbb hasítani kell a emésztőrendszer hidrolitikus úton enzimek a hasnyálmirigy és / vagy az enterociták (a vékonybél sejtjei) kefemembránja hámszövet) annak érdekében, hogy felszívódjon a vékonybél monomer szilikátként (SiO44-). Bél abszorpció monokarbonsav vagy monomer szilikát diéta közvetlenül az enzimatikus hidrolízis nélkül megy végbe (hasítás a víz). A szilícium felszívódásának mechanizmusa az enterocitákba (a vékonybél sejtjeibe) hámszövet) és ezt követően a véráramba nem egyértelmű. Diatomák, amelyek sejtburokja nagyrészt szilícium-dioxid (SiO2), átjárják az emberi bélrendszert, és áthatolnak az ép bélen nyálkahártya és nyirok keringés. Hasonlóképpen keresztül juthatnak be a testbe abszorpció a tüdő alveolusok. Terhes nőknél a kova részecskék átjuthatnak a placenta gáton, és felhalmozódhatnak az újszülöttek és a koraszülöttek szöveteiben. A szilícium abszorpciós sebessége kötődési típusától, a élelmi rost az exokrin mirigyek, például a hasnyálmirigy tartalma, biológiai kora, neme és funkcionális állapota (hasnyálmirigy → emésztőrendszeri termelés enzimek amelyek kiválasztódnak a vékonybél). Mivel az élelmiszerekben elfogyasztott szilícium elsősorban növényi eredetű, és így polimerek (több azonos egységből álló makromolekulák - jelen esetben SiO4) formájában vagy szerves anyagokhoz kötődik molekulák amelyeknél az abszorpció előtt hidrolitikus hasításra van szükség, az élelmiszerből származó szilícium felszívódási aránya nagyon alacsony, és csak körülbelül 4%. A magasság élelmi rost a szilíciumban gazdag ételek tartalma hozzájárul az alacsony biohasznosulás, mivel például a gabonafélékből származó cellulózok és hemicellulózok megkötik a szilíciumot, és így eltávolítják az abszorpciótól. A. Által szállított szilícium többsége diéta így a test nem szívja fel, de felszívatlanul hagyja a székleten keresztül. A növényi eredetű polimer szilícium-dioxidhoz képest az orálisan beadott monomer szilícium-dioxid (Si (OH) 4) közvetlenül és gyorsan felszívódik, mivel az enzimatikus hidrolízis nem szükséges, és nincs interakció (kölcsönhatás) az élelmiszer-alkotórészekkel, következésképpen magasabb biohasznosulás. Exokrin hasnyálmirigy-elégtelenség (hasnyálmirigy-betegség), amely az emésztőrendszer elégtelen termelésével jár enzimek, lehet vezet a szilícium felszívódásának csökkenéséhez a polimer és az élelmiszerhez kötött szilícium csökkent enzimes hasítása miatt a bél lumenében.

Szállítás és eloszlás a testben

Az abszorbeált monosav és a monomer szilikátok a véráramon keresztül eloszlanak a megfelelő szövetekben. Az emberi szervezet körülbelül 1-1.5 g szilíciumot tartalmaz (~ 20 mg / testtömeg-kg), amely különösen a kötőszövetekben felhalmozódik (felhalmozódik), és így megtalálható vér hajók, például az aorta (fő ütőér), légcső (légcső), inak, csontokés bőr. A legmagasabb szilíciumtartalom a csontok (100 mg / kg-ig) nagy súlyuk miatt. Ezenkívül a szilícium is felhalmozódhat a tüdőben és nyirok csomópontok (450 mg / kg). A magas szilíciumtartalom koncentráció of kötőszöveti-szerű struktúrák képezik a nyomelem, mint a glikozaminoglikánok (savas poliszacharidok diszacharid egységekből lineárisan épültek), illetve proteoglikánok (fehérjéből és egy vagy több kovalensen kötött glikozaminoglikánból álló erősen glikozilezett glikoproteinek). Ban ben vér a szérum, a szilícium elsősorban disszociálatlan monomer szilícium-dioxid (Si (OH) 4) formájában található 190-470 µg / l koncentrációban. Szilícium szérum koncentráció biológiai életkor vagy nem nem befolyásolja. Számos tanulmány azt jelzi, hogy az életkor előrehaladtával a szövetek szilíciumtartalma, különösen a bőr, aorta és csontok, csökken. Az életkorral összefüggő szilícium kimerülés a csontokban nem a szilícium hiánynak, hanem a hamutartalom (ásványianyag-tartalom, a csont szervetlen frakciójának) csökkenésének tulajdonítható - kalcium, foszfor, magnézium, cink, mangán. Betegségek, mint pl csontritkulás (csontvesztés, csökkenés) csontsűrűség a csontanyag és szerkezetének túlzott gyors lebomlása miatt, fokozott érzékenységgel szemben törés) és az érelmeszesedés (érelmeszesedés, az artériák megkeményedése a vérzsírok lerakódása miatt, kötőszövetistb. a falakon hajók), felgyorsítja a szövetek redukcióját koncentráció szilícium.

Kiválasztás

Az abszorbeált szilícium kiválasztása nagyrészt a vese formájában magnézium ortoszilikát. A felnőttek naponta átlagosan körülbelül 9 mg szilíciumot választanak ki a vizelettel. Szoptató nőknél további 350-700 µg / l szilíciumveszteség várható anyatej. Szilícium homeosztázis (a egyensúly) főként a vese (vesekiválasztás), amelynek szintje a bélben felszívódó mennyiségtől függ. Ha a bél szilícium felszívódása alacsony, például a megnövekedett élelmi rost bevitelkor csökken a vesekiválasztás (kiválasztás), míg ha a bél szilícium felszívódása pl igazgatás monomer szilícium-dioxid, megszüntetése a vizelet útján megnő.