Кремнезем - застосування, властивості

Кремній - мікроелемент, присутній в організмі людини в кількості 1-2 г (0,01%). Найвищі концентрації кремнію містяться в основному в тканинах, що швидко ростуть, таких як волосся, шкіра, нігті та кістки. Кремній також міститься у високих концентраціях у позаклітинному матриксі, де він зв'язаний, зокрема, з глікозаміногліканами (ГАГ). Розглянемо детальніше, в яких продуктах міститься кремній і яку роль він відіграє в організмі людини.
[так далі].

Роль і застосування кремнію

Роль кремнію в організмі людини ще не до кінця вивчена. Зараз добре відомо, що кремнезем є важливим будівельним елементом сполучної тканини і відіграє важливу роль у розвитку та мінералізації скелета. Фахова література повідомляє, що кремній сприятливо впливає на здоров'я організму при наявності певних захворювань, таких як остеопороз, цукровий діабет і атеросклероз. Кремній, ймовірно, уповільнює процес старіння клітин і позитивно впливає на стан шкіри, волосся і нігтів. Крім того, кремній може підвищувати природний імунітет організму і прискорювати процес загоєння пошкоджених тканин і регенерацію кісткової тканини після травм і переломів.

Кремній найчастіше використовується у вигляді діоксиду кремнію (E551), який додається до продуктів харчування для запобігання злипанню, збільшення об'єму та стабілізації. Кремнезем в основному використовується як добавка в таких продуктах, як розчинна кава, суміші спецій, супи швидкого приготування, цукрова пудра і кухонна сіль.

Властивості діоксиду кремнію

Кремнезем є важливим компонентом сполучної тканини. Він відіграє ключову роль у розвитку скелетної системи, оскільки бере участь у синтезі колагену, мінералізації кісткового матриксу та диференціюванні кісткоутворюючих клітин. Кремній бере участь у формуванні елементів сполучної тканини, присутніх у кровоносних судинах, трахеї, хрящах, суглобах, сухожиллях і шкірі. До тканин і органів, багатих на кремній, належать нирки, печінка, селезінка, кістки, шкіра і легені, а також волосся і нігті. Кремній, ймовірно, знижує рівень холестерину в крові і може проявляти антиатеросклеротичні та антидіабетичні властивості. Йому також приписують протиракові, імуностимулюючі та регенеративні властивості, тобто прискорення процесу загоєння пошкоджених тканин.

Достатнє споживання кремнію з їжею може покращити загальну когнітивну діяльність і потенційно знизити ризик розвитку хвороби Альцгеймера. Кремній, ймовірно, зв'язує іони важких металів, тим самим зменшуючи їх шкідливий вплив на органи і тканини людського організму. Кремній перешкоджає всмоктуванню алюмінію з шлунково-кишкового тракту, добре відомої нейротоксичної речовини. Кремній також впливає на обмін інших макро- і мікроелементів в організмі людини, таких як кальцій, фосфор, магній, натрій, калій, цинк, хлор, фтор, сірка, молібден і кобальт.

Потреба в діоксиді кремнію

Потреба в кремнеземі у чоловіків вища, ніж у жінок. Підраховано, що добове споживання кремнію для здорової дорослої людини має становити від 20 до 30 мг. Середньодобове споживання кремнію серед населення Європи та Північної Америки коливається від 20 до 50 мг. На противагу цьому, в азіатських країнах, таких як Китай та Індія, де багаті на кремній зернові продукти, овочі та фрукти складають більшу частину раціону, добове споживання кремнію набагато вище і коливається від 140 до 200 мг. Середнє споживання кремнію серед польського населення варіюється залежно від статі і становить близько 24 мг на день у жінок і майже 28 мг на день у чоловіків. Основними харчовими джерелами кремнію в раціоні типового польського населення є зернові, фрукти, напої та овочі. Доведено, що дієта, яка забезпечує понад 40 мг кремнію на день, позитивно впливає на мінеральну щільність стегнової кістки, порівняно з дієтою, яка містить в середньому близько 14 мг кремнію.

Біодоступність кремнію

Найкращим джерелом кремнію, що добре засвоюється, є ортокремнієва кислота Si(OH)4, яка на 50% всмоктується зі шлунково-кишкового тракту і в основному потрапляє в кров у незв'язаному вигляді. Кремній гідролізується до ортокремнієвої кислоти у шлунково-кишковому тракті під впливом соляної кислоти. Тому біодоступність кремнію є нижчою у людей похилого віку зі шлунковою ацидемією, а особливо у тих, хто тривалий час приймає інгібітори протонної помпи (ІПП), які блокують вироблення соляної кислоти клітинами слизової оболонки шлунка. Кремній також можна знайти у вигляді кремнійорганічних сполук, які були хімічно оброблені людиною, наприклад, діоксид кремнію (E551), що використовується як засіб проти злипання, який практично не всмоктується зі шлунково-кишкового тракту.

Харчові джерела кремнію

Кремній надходить в організм людини з їжею. Добре засвоюваний кремній у вигляді ортокремнієвої кислоти міститься тільки в таких рідинах, як пиво (9-39 мг кремнію/л) і мінеральна вода (2-5 мг кремнію/л). Варто зазначити, що пиво є найбагатшим джерелом легкодоступного кремнію у формі ортокремнієвої кислоти. А в продуктах харчування найвищі концентрації кремнію містяться в зернових, таких як овес, ячмінь, пшениця і рис. Крім того, кремній міститься в зернових продуктах (наприклад, хлібі, макаронах і крупах), овочах (наприклад, картоплі, моркві, буряку, редисці, цибулі, стручковій квасолі, шпинаті), фруктах (особливо бананах, ананасах і манго), бобових (наприклад, квасолі, сочевиці, соєвих бобах), кишмиші, горіхах і морепродуктах (наприклад, мідіях). Деякі трави та рослини також мають високий вміст кремнезему, зокрема коріандр, польовий хвощ, мальва і плямиста люцерна. Однак ця форма кремнію є більш важкодоступною для людського організму. Біодоступність кремнію значно варіюється для окремих рослинних продуктів залежно від кількості харчових волокон, наприклад, з багатих на кремній бананів засвоюється максимум 2%.

Наслідки дефіциту кремнію

З віком і дегенерацією певних тканин спостерігається зниження концентрації кремнію в тканинах і органах людського організму. Низький рівень кремнію також спостерігається при наявності певних захворювань, наприклад, атеросклерозу судин. Дефіцит кремнію може виникнути у людей, які недоїдають, дотримуються тривалих обмежувальних дієт (наприклад, пацієнти з харчовою алергією та/або непереносимістю), а також у тих, хто споживає переважно продукти з високим ступенем переробки і водночас уникає свіжих овочів, фруктів і грубих зернових продуктів. Крім того, люди похилого віку, які хронічно приймають антирефлюксні препарати з групи ІПП, знаходяться в групі ризику дефіциту кремнію. Припускають, що низький рівень кремнію в організмі людини може підвищувати ризик розвитку атеросклерозу судин, гострих і хронічних форм ішемічної хвороби серця. У дослідженнях на тваринах було показано, що дефіцит кремнію негативно впливає на формування кісткової тканини і може спричинити деформацію кісток та аномальну мінералізацію кісткової тканини. Низький рівень кремнію в організмі може посилити процеси старіння шкіри та негативно вплинути на стан волосся (наприклад, підвищене випадіння, ослаблення та ламкість волосся, посічені кінчики) та нігтів (наприклад, ламкість нігтів, ослаблення нігтьової пластини). Дефіцит кремнію також може призвести до зниження імунітету.

Джерела:

• Мартін К.Р.: Хімія кремнезему та його потенційні переваги для здоров'я. J Nutr Health Aging. 2007 березень-квітень;11(2):94-7.
• Chumlea WC: Кремнезем, мінерал невідомого, але зростаючого значення для здоров'я. J Nutr Health Aging. 2007 Березень-квітень;11(2):93.
• Мартін К.Р.: Кремній: користь металоїду для здоров'я. Met Ions Life Sci. 2013;13:451-73.
• Price CT, Koval KJ, Langford JR: Кремній: огляд його потенційної ролі в профілактиці та лікуванні постменопаузального остеопорозу. Int J Endocrinol. 2013;2013:316783.
• Tłustochowicz W.: Кремній як відсутній елемент у лікуванні остеопорозу. Forum Rheumatol. 2020, 6(4): 160-166.
• Ронданеллі М., Фаліва М.А., Пероні Г. та ін. Кремній: нехтуваний мікроелемент, необхідний для здоров'я кісток. Exp Biol Med (Maywood). 2021 Jul;246(13):1500-1511.