Silicij je kemični element s simbolom Si. V periodnem sistemu ima atomsko številko 14 in je v 3. obdobju in 4. glavni skupini in ogljika skupina („tetreli“). Od silicij ima lastnosti tako kovin kot klasičnih neprevodnikov, je eden tipičnih polmetal ali polprevodnikov (elementarni polprevodniki). Izraz silicij izhaja iz latinske besede "silex" (trdi kamen, kamenček, kremen). Kot eno najpomembnejših kamnosekov minerali, silicij je drugi najpogostejši element v zemeljski skorji po kisik (simbol elementa: O) z 27.6%. Tam je zaradi velike afinitete do kisik, pojavlja se pretežno v obliki silikata (SiO4, soli in estri orto-silicijeve kisline (Si (OH) 4) in njeni kondenzati) in kremen, ki je v bistvu sestavljen iz anhidrida silicijeve kisline oz. silicijev dioksid (SiO2) in izvira iz radiolarij (radiolarjev, enoceličnih organizmov z endoskeletom opala (SiO2)) in diatomejev (diatomejev s celično lupino SiO2), naloženih v plasteh. V vseh spojinah, ki se pojavljajo v naravi, silicij tvori izključno enojne vezi - enojne vezi Si-O - v katerih se pojavlja predvsem kot tetravalentni elektropozitivni partner - štirikrat koordiniran, pozitivno nabit silicijev atom. To omogoča tetraedrično grajeni silikati (SiO44-), da tvori večje spojine (tridimenzionalne mreže), po možnosti sestave SiO2. Poleg tega obstajajo spojine, pri katerih ima silicij pet- ali šestkratnik usklajevanje. Sintetično pridobljene spojine dvovalentnega silicija (silileni) so večinoma nestabilne, pomemben je le silicijev monoksid (SiO), zlasti v optični industriji. Medtem ko živalski modeli govorijo o bistvenosti silicija, to za človeški organizem še ni dokazano. Iz tega razloga je silicij eden izmed ultratrace elementov (elementi, katerih bistvenost je bila potrjena v poskusih na živalih in pri katerih so bili v ekstremnih pogojih odkriti simptomi pomanjkanja, ne da bi bile znane njihove posebne funkcije). Silicij je človeku na voljo zaradi naravne vsebnosti v hrani - v prosti obliki kot monosilicijeva kislina (ortosilikova kislina, Si (OH) 4) ali silikat (SiO4) in vezan kot eter or estra derivati - in z uporabo kot aditiv za živila - silikati (SiO4) kot snovi, ki preprečujejo strjevanje in penjenje. Rastlinska hrana, zlasti žita, ki vsebujejo vlaknine, kot sta ječmen in ovesin korenovke so na splošno bogatejše s silicijem kot živalska hrana, vendar so verjetno manj biološko dostopne zaradi pretežno polimerne vezne oblike silikatov (makromolekule, sestavljene iz več enot SiO4). Pijače, kot je pivo, vsebujejo tudi visoko vsebnost silicija, ki je prav tako uporaben.
Absorpcija
Silicij lahko vstopi v telo tako s hrano absorpcija (absorpcija) v prebavilih (GI) in skozi dihalni zrak z resorpcijo (absorpcijo) v pljučne alveole (alveole, kjer izmenjava plinov med kri in alveolarni zrak se pojavi med dihanjem). Organsko vezani silicij ali polimerni silikat (makromolekula, sestavljena iz več enot SiO4), dobavljena prek prehrana je treba najprej razcepiti v prebavni trakt s hidrolitskim encimi trebušne slinavke in / ali krtačne membrane enterocitov (celice tankega črevesja epitelija), da se absorbira v Tanko črevo kot monomerni silikat (SiO44-). Črevesje absorpcija monosilne kisline ali monomernega silikata, ki jih dobavlja prehrana poteka neposredno brez predhodne encimske hidrolize (cepitev po reakciji z vode). Mehanizem, s katerim se silicij absorbira v enterocite (celice tankega črevesja epitelija) in nato v krvni obtok ni jasno. Diatomeji, katerih celični ovoj je v glavnem sestavljen iz silicijev dioksid (SiO2), so prepustne za človeški črevesni trakt in prehajajo skozi nepoškodovano črevesje sluznica in limfne kroženje. Prav tako lahko vstopijo v telo skozi absorpcija v pljučne alveolePri nosečnicah lahko delci diatomeja prehajajo placentno pregrado in se kopičijo v tkivih novorojenčkov oziroma nedonošenčkov. Hitrost absorpcije silicija je odvisna od njegove vrste vezave, prehranska vlaknina vsebnost, biološka starost, spol in funkcionalno stanje eksokrinih žlez, kot je trebušna slinavka (trebušna slinavka → proizvodnja prebavil encimi ki se izločajo v Tanko črevo). Ker je silicij, zaužit v hrani, predvsem rastlinskega izvora in se zato pojavlja v obliki polimerov (makromolekul, sestavljenih iz več enakih enot - v tem primeru SiO4) ali vezanih na organske molekule ki zahtevajo hidrolitsko cepitev pred absorpcijo, je stopnja absorpcije silicija iz hrane zelo majhna in znaša le približno 4%. Visoko prehranska vlaknina vsebnost živil, bogatih s silicijem, prispeva k nizki biološko uporabnost, saj na primer celuloze in hemiceluloze iz žit vežejo silicij in ga tako odstranjujejo iz absorpcije. Večina silicija, ki ga dobavlja prehrana telo torej ne absorbira, ampak ga pusti neabsorbiran preko blata (blata). V primerjavi s polimernim silicijevim dioksidom iz rastlinskih proizvodov se peroralno dani monomerni silicijev dioksid (Si (OH) 4) absorbira neposredno in hitro, ker encimska hidroliza ni potrebna in ker ni interakcije (interakcije) s sestavinami hrane in posledično ima višjo biološko uporabnost. Eksokrini insuficienca trebušne slinavke (bolezen trebušne slinavke), ki je povezana z nezadostno produkcijo prebavil encimi, maj vodi do zmanjšanja absorpcije silicija zaradi zmanjšanega encimskega cepljenja polimernega in na hrano vezanega silicija v črevesnem lumnu.
Prevoz in porazdelitev v telesu
Absorbirana monosilicna kislina oziroma monomerni silikati se prek krvnega obtoka porazdelijo v ustrezna tkiva. Človeški organizem vsebuje približno 1-1.5 g silicija (~ 20 mg / kg telesne teže), ki se kopiči (kopiči) zlasti v veznih tkivih in ga tako lahko najdemo v kri plovila, kot je aorta (glavna arterije), sapnik (sapnik), tetive, kostiin koža. Najvišja vsebnost silicija je v kosti (do 100 mg / kg) zaradi velike teže. Poleg tega se silicij lahko kopiči tudi v pljučih in limfna vozlišča (450 mg / kg). Visok silicij koncentracija of vezivnega tkivapodobne strukture temeljijo na pojavu elementa v sledovih kot sestavnega dela glikozaminoglikanov (kislih polisaharidi zgrajeni linearno iz ponavljajočih se disaharidnih enot) oziroma proteoglikani (močno glikozilirani glikoproteini, sestavljeni iz beljakovin in enega ali več kovalentno vezanih glikozaminoglikanov). V kri v serumu se silicij nahaja predvsem v obliki nedociiranega monomernega silicijevega dioksida (Si (OH) 4) v koncentracijah 190-470 µg / l. Silicijev serum koncentracija ne vpliva na biološko starost ali spol. Številne študije kažejo, da s starostjo vsebnost silicija v tkivih, zlasti v koža, aorta in kosti, starostnega izčrpavanja silicija v kosteh ni mogoče pripisati pomanjkanju silicija, ampak zmanjšanju vsebnosti pepela (vsebnost mineralov, anorganska frakcija kosti) - kalcij, fosfor, magnezijev, cink, mangan. Bolezni, kot npr osteoporoza (izguba kosti, zmanjšanje kostna gostota zaradi pretirane hitre razgradnje kostne snovi in strukture s povečano dovzetnostjo za Zlom) in aterosklerozo (arterioskleroza, strjevanje arterij zaradi usedlin krvnih maščob, vezivnega tkivaitd. v stenah plovila), pospešijo zmanjšanje tkiva koncentracija silicija.
Izločanje
Izločanje absorbiranega silicija se večinoma izvaja preko ledvice v obliki magnezijev ortosilikat. Odrasli v urinu izločijo v povprečju približno 9 mg silicija na dan. Pri doječih ženskah lahko pričakujemo dodatno izgubo silicija v višini 350-700 µg / l Materino mleko. Silicijeva homeostaza (vzdrževanje a ravnovesje) v glavnem urejajo ledvice (ledvicepovezano s tem) izločanje, katerega raven je odvisna od količine, ki se absorbira v črevesju. Ko je absorpcija silicija v črevesju na primer prehranska vlaknina vnosa se zmanjša izločanje skozi ledvice (izločanje), medtem ko se poveča absorpcija silicija v črevesju, na primer za uprava monomernega kremena, odprava preko urina se poveča.
