Кремній: Залишений мінерал

Кремній є рясним мікроелементом, необхідним для належного здоров'я та стабільності кісток, проте дефіцит є загальним явищем. У цій статті ми зосереджуємось на перевагах кремнію, як його утримувати у своєму раціоні та ефективності кремнієвих добавок.

Кремній, багатий мікроелементами в природі, виявляється важливим інгредієнтом для зміцнення кісток, покращення шкіри та гнучкіших суглобів. Включення кремнію у ваш раціон може посилити користь кальцію, глюкозоміну та вітаміну D. Ось деякі з останніх висновків щодо цього недоглянутого мінералу.

В організмі людини міститься приблизно 7 грамів кремнію, який присутній у різних тканинах та рідинах організму. Кремній в тканинах зазвичай зв’язаний з глікопротеїнами, такими як хрящі, тоді як кремній у крові майже повністю знаходиться як вільна ортокремнієва кислота, або пов’язаний з дрібними сполуками.

Біологічна потреба в кремнії була вперше продемонстрована Едіт Карлайл і Клаусом Шварцом 1,2 в експериментах з щурами та курами, яких годували дефіцитними кремнієм дієтами. Ці експерименти продемонстрували, що дефіцит харчового кремнію спричиняє деформації скелета, такі як аномалія черепа та довга кісткова структура, а також погано сформовані суглоби зі зниженим вмістом хряща. Детальний біохімічний аналіз показав, що кремній є важливим поживним речовиною для структурної цілісності та розвитку сполучної тканини. 3,4 Найпопулярніший кремній застосовується як харчова добавка для зміцнення не тільки кісток та сполучних тканин, а й волосся, нігтів та шкіри.

Кремній у тканинах та суглобах

Сполучна тканина складається з клітин, які виробляють волокнисті білкові матриці колагену та еластину, а також гідратованої (утримує воду) мережі аміноцукрів, які називаються глікозаміногліканами (GAG) або мукополісахаридами (MPS). Вважається, що кремній стабілізує мережу глікозаміногліканів. 5

Клінічно доведено, що аміносахарний глюкозамін, який також необхідний для біосинтезу ГАГ, є ефективним при лікуванні артриту.6. додаткове терапевтичне значення при лікуванні артриту та інших супутніх захворювань сполучної тканини.

Кремній, кістки та остеопороз

Кістка насправді є особливим видом сполучної тканини. Кремній є головним іоном в остеогенних клітинах, які є кісткоутворюючими клітинами молодої, не кальцинованої кістки. У міру дозрівання кістки концентрація кремнію знижується, і одночасно утворюються відкладення кальцію та фосфору. Іншими словами, чим більше "зріла" кісткова тканина, тим менша концентрація кремнію в кістці. Тому було зроблено висновок, що кремній діє як регулюючий фактор для відкладення кальцію та фосфору в кістковій тканині. 7 Регулююча дія кремнію в кальцифікації кісток і його життєво важлива роль як структурний компонент сполучної тканини є причиною класифікації кремнію як важливого мікроелемента в харчуванні тварин і людини.

Крупним планом кремнію кластеру

Кремній відіграє постійну роль у підтримці кісток після їх утворення. Кістка - це динамічна система живої тканини, яка врівноважує утворення кісток остеобластними клітинами та постійну реабсорбцію кісткової тканини клітинами остеокластів. (Мінерали в кістках розчиняються, а органічні компоненти кісткової матриці, такі як колаген, засвоюються під дією клітини остеокласту.) Остеопороз виникає, коли є низька швидкість формування кісток і висока швидкість реабсорбції кістки, що призводить до зниження кісткової тканини мінеральна щільність і знижена механічна міцність кістки. Втрата кісток зазвичай відбувається зі старінням, але чітке прискорення відбувається під час менопаузи або після відмови або видалення яєчників, що призводить до дефіциту естрогену.

Дослідження на тваринах показують, що добавки кремнію зменшують кількість клітин остеокластів, тим самим частково запобігаючи реабсорбції кістки та втраті кісткової тканини. 8 З іншого боку, in vitro було показано, що сполуки кремнію стимулюють синтез ДНК в остеобластоподібних клітинах. 9 Моделі тварин на остеопорозі на щурах з дефіцитом естрогену демонструють, що добавки кремнію можуть запобігти втраті кісткової маси. 10 У клінічному дослідженні 53 жінок-остеопоротиків прийом кремнію був пов’язаний із значним збільшенням мінеральної щільності кісткової тканини стегнової кістки. 11 Позитивні результати цих досліджень свідчать про те, що добавки кремнію разом із кальцієм та вітаміном D можуть бути корисними у боротьбі з остеопорозом.

Інші сфери використання кремнію

Окрім здоров’я сполучної тканини та кісток, повідомляється про кілька інших перспективних переваг кремнію для здоров’я, таких як захист від токсичності алюмінію та захист артеріальної тканини.

Оскільки алюміній було виявлено при ураженні головного мозку хворих на Альцгеймера, кілька дослідників припустили, що токсичність алюмінію може бути пов'язана з патологією хвороби Альцгеймера та іншими неврологічними розладами. В ході досліджень на щурах було виявлено, що 13 кремній запобігає накопиченню алюмінію в мозку. Вважається, що кремній зв’язується з алюмінієм у продуктах харчування та напоях, зменшуючи тим самим шлунково-кишкову абсорбцію алюмінію. Захисна роль кремнію проти алюмінію також була підтверджена у французькому дослідженні серед людей похилого віку: високий рівень алюмінію в питній воді шкідливо впливав на когнітивні функції, коли концентрація кремнію була низькою, але коли концентрація кремнію була високою, вплив для алюмінію, здається, рідше погіршує когнітивні функції. 14

Атеросклероз - це стан, що характеризується утворенням нальоту в артеріях. Наліт утворюється, якщо пошкоджена тканина артерії не відновлюється належним чином, що дозволяє рубцевій тканині, окисненому холестерину та іншим матеріалам перешкоджати нормальному кровотоку.

Експерименти з кроликами, які харчуються з високим вмістом холестерину, показали, що добавки кремнію захищають кроликів від розвитку артеросклерозу. Окрім захисту від артеросклерозу, кремній є життєво важливим структурним компонентом артерій. Однак концентрація кремнію в артеріях зменшується з віком, швидше за все, збільшуючи ризик ураження та утворення бляшок. 15,16

ПЕРЕВАГИ СИЛІКОНУ

Суглоби

Було показано, що кремній важливий для утворення суглобового хряща.
Кремній є зшиваючим агентом у глікозаміноглікановій мережі, який приваблює та утримує воду в суглобі.

Кістка

Кремній діє як регулюючий фактор мінералізації кісток.
Кремній стимулює синтез ДНК в остеобластоподібних кісткоутворюючих клітинах.
Силіцій пригнічує опосередковану остеокластами реабсорбцію кісток in vitro.
Синтез колагену, волокнистого білка, який необхідний для гнучкості кістки, зменшується через дефіцит кремнію.

Сухожилля і зв’язки

Синтез колагену - основної сполуки сухожиль та зв’язок - зменшується через дефіцит кремнію.
Показано, що активність пролілгідроксилази, специфічного ферменту для синтезу колагену, залежить від кремнію in vitro.

Серце

Кремній робить внутрішню оболонку артеріальної тканини (tunica intima) менш проникною. У разі дієти з високим вмістом холестерину добавки кремнію зменшують кількість артеросклеротичних уражень в судинах.
Аорта та сонна артерія здорових людей містять приблизно в 10 разів більше кремнію в порівнянні з атероматозними артеріями.

Шкіра

Кремній важливий для оптимального синтезу колагену.
Кремній має вирішальне значення для активації ферментів гідроксилювання для зшивання колагену, що покращує міцність і еластичність цього волокнистого білка. Кращий колаген означає кращу шкіру, більшу еластичність і менше зморшок.

Волосся

Зовнішній стрижень волосся, який забезпечує еластичність і міцність, багатий кремнієм. Волосся з вищим вмістом кремнію мають тенденцію менше випадати і мають більше блиску та блиску.

Цвяхи

Кремній є одним з переважаючих мінералів нігтів. Ознакою того, що кремній може мати систематичний дефіцит, є ламкі і м’які нігті.
Кремній покращує якість нігтів, що забезпечує кращий захист від інфекцій нігтів.

Слизова

Кремній відновлює слизову оболонку дихальних шляхів у разі зневоднення.

Кремній у вашому раціоні

Щоденне споживання кремнію в їжі, за оцінками, становить від 20 до 50 мг, 17 з меншим споживанням, пов’язаним з раціоном на тваринах, і більшим споживанням, пов’язаним з вегетаріанською дієтою. Рослини поглинають ортокремнієву кислоту з ґрунту і перетворюють її в полімеризований кремній для механічної та структурної підтримки.18 Це пояснює, чому багаті клітковиною продукти, такі як злаки, овес, пшеничні висівки та овочі, мають високу концентрацію кремнію. Незбалансоване харчування з обмеженим запасом овочів, фруктів та круп буде мати низьку концентрацію кремнію.

Продовження на сторінці 2 з 2

Кремній: мінерал, який залишається поза увагою

Біодоступність та ефективність добавок кремнію

При виборі кремнієвої добавки найважливішими міркуваннями повинні бути безпека та біодоступність. (Біодоступність - це складний термін для ступеня поглинання та біологічної реакції на сполуки кремнію, які присутні в продукті.) Органічні сполуки кремнію, які синтезуються лабораторно, містять кремній-вуглецеві зв’язки. Ці молекули, як правило, відсутні в біологічних системах і можуть бути дуже токсичними. З цієї причини найбезпечніше використовувати сполуки кремнію, які вже є в природі, або сполуки, що є похідними природних продуктів. Поширені добавки кремнію включають:

Бамбук та водорості зазвичай мають високі концентрації діоксиду кремнію. Однак рослинні екстракти часто не стандартизовані, і концентрація кремнію в цих продуктах сильно варіюється. Оскільки кремній з рослинних екстрактів не може всмоктуватися безпосередньо через стінку шлунка, біодоступність цих продуктів вимагає високої кислотності шлунка для отримання розчинної ортокремнієвої кислоти.

Колоїдний силіконовий гель:

Ці продукти пропонують великі, нерозчинні, полімерні молекули кремнієвої кислоти, суспендовані у воді. Як і рослинні екстракти, ці молекули полімерів не можуть всмоктуватися безпосередньо через стінку шлунка, тому мають низьку швидкість всмоктування. Здатність шлунка виробляти розчинну ортокремнієву кислоту також обмежена низькими рівнями концентрації через обмежену стабільність ортокремнієвої кислоти.

СКЛАД КРЕМІОНУ

Повільний і тривалий процес ерозії ґрунту руйнує гірські породи на глину і суглинок; з часом силікати реагують з водою, утворюючи розчинні молекули кремнію. Ці розчинні молекули кремнію називаються ортокремнієвою кислотою або мономерною кремнієвою кислотою. Ортокремнієва кислота - це природна водорозчинна сполука, присутня в морській воді, питній воді та інших напоях, таких як пиво. Однак природна мінеральна вода має надзвичайно низькі рівні концентрації ортокремнієвої кислоти (0,1-1,0 частин на мільйон) через обмежену стабільність молекули. Спроби збільшити концентрацію ортокремнієвої кислоти в мінеральній воді призводять до зв’язування декількох невеликих молекул ортокремнієвої кислоти у більші, нерозчинні молекули полімерів. Така так звана полімеризація ортокремнієвої кислоти відбувається також на рослинах, де кремнієві волокна важливі для механічної міцності та гнучкості рослини. Рослини, що накопичують кремній, такі як бамбук, характеризуються міцною, але гнучкою структурою, тоді як дефіцит кремнію в грунті та рослинних тканинах призводить до ослаблення механічної міцності.

Стабілізована ортокремнієва кислота:

Зараз на ринку є рідкий, стабілізований концентрат ортокремнієвої кислоти. Дослідницька група з Антверпенського університету в Бельгії опублікувала додаткове дослідження, що описує високу швидкість поглинання кремнію з рідкої кремнієвої добавки, що містить 2% кремнію у формі стабілізованої ортокремнієвої кислоти. У шестимісячному дослідженні з телятами загальне споживання кремнію в їжі було збільшено лише на 5% у вигляді стабілізованої ортокремнієвої кислоти. Навіть при такій малій дозі ортокремнієвої кислоти група, що отримувала добавки, демонструвала на 70% вищий рівень кремнію в крові, ніж група, що не отримувала добавки. Ці вищі рівні кремнію в крові також призвели до 12% вищої концентрації колагену в шкірі тварин, що отримували добавки, порівняно з тваринами, які не отримували добавки. Це дослідження чітко продемонструвало, що біодоступність стабілізованого концентрату ортокремнієвої кислоти дуже висока у порівнянні з харчовим кремнієм. 19

Дві незалежні бельгійські дослідницькі групи в порівняльному дослідженні на людях продемонстрували, що загальне поглинання кремнію організмом людини значно вище (більш ніж у 2,5 рази вище) після добавки стабілізованої ортокремнієвої кислоти (яка присутня в продукті під назвою BioSil TM) порівняно з рослинними екстрактами або колоїдні добавки. Насправді лише добавки BioSilTM призвели до статистично значущого збільшення поглинання кремнію порівняно з плацебо. У кожного випробуваного без винятку аналогічне поглинання з ортокремнієвої кислоти, тоді як для інших кремнійдобавок були виявлені великі відмінності між суб'єктами. 20,21

Стимулюючі властивості кістки кремнію нещодавно досліджували в розширеному дослідженні на курчат. Вперше замість раціону з дефіцитом кремнію було використано нормальну дієту, що дало змогу спостерігати вищу біологічну дію кремнію у курчат, що отримували добавки, порівняно з контрольною групою. Кремній додавали до питної води курчат, що збільшувало загальне споживання кремнію в їжі менше ніж на 0,5%. Незважаючи на цю надзвичайно низьку дозу було виявлено значний вплив як на концентрацію кальцію в крові, так і на щільність стегнових кісток (стегнової кістки).

Насправді у курчат після шість тижнів прийому добавок на 5,6% вища щільність кісткової тканини в області тазостегнового суглоба та на 4,25% вища щільність кісткової тканини на середній частині стегна їхніх кісток порівняно з курчатами, які не мають додаткових добавок. Ці результати чітко показують, що стабілізований кремній (холін-кремнійкомплекс) зміг стимулювати механізм формування кісток, що призвело до більш високої щільності. 22

На підставі всіх сучасних досліджень кремній зараз вважається критично важливим елементом живлення для кращого управління наслідками віку на організм. Збільшення вмісту кремнію в організмі може відбуватися за рахунок продуктів харчування, рослинних екстрактів або добавок. Хворі на остеопороз особливо повинні враховувати переваги постійного споживання кремнію.