Нужен ли кремний для организма?

Кремний — второй по распространенности химический элемент на Земле и третий по содержанию микроэлемент в теле человека. Он встречается в воде, растительных и животных продуктах. Полностью биологическая роль кремния в организме пока не установлена, однако известно, что он принимает участие в синтезе коллагена, необходимого для поддержания прочности и упругости кожи. Предполагается, что кремний в волосах защищает их от выпадения и придает им блеск. В ногтях он содержится в больших количествах, являясь их первоочередным по значению минералом.

В связи с этими полезными свойствами, растет интерес к применению кремния в составе пищевых добавок. Он может содержаться в различных формах, и необходимо обратить внимание на то, какие из них наиболее безопасны и обладают лучшей биодоступностью. Она сильно зависит от того, в какой форме кремний поступает в организм, и может меняться от менее чем 1 до почти 50%.

Содержание:

Кремний — инфографика

Неоднозначный элемент кремний

Учитывая, насколько обильно содержится кремний в нашем теле, маловероятно, что у человека может развиться его нехватка. В настоящее время среди ученых нет полной уверенности в том, необходим ли кремний для здоровья человека или какую пользу приносит его потребление. Растет количество научных исследований, оценивающих эффективность и безопасность подобной практики.

В опытах проведенных на мышах и цыплятах, выяснили, что кремний необходим для нормального развития скелета. В других исследованиях было обнаружено позитивное влияние кремния на лечение болезней костей и суставов, а также на прочность волос и ногтей. Тем не менее, неизвестно, необходим ли он в питании человека, поскольку его нехватка не сказывается на работе клеток, а роль в организме неясна. Большая часть кремния отфильтровывается из крови почками. Из-за этого многие биохимики оценивают его усвояемость не только по концентрации в сыворотке крови, но и дополнительно по концентрации в моче.

Кремний

В пище кремний представлен в форме оксида и силикатов. Некоторые исследования ставят под вопрос доступность кремния в такой форме по причине его низкой растворимости, не позволяющей ему усваиваться в желудочно-кишечном тракте напрямую. Кислотная среда желудка переводит Si, попавший в организм с пищей, в растворимую форму ортокремниевой кислоты H4SiO4. В ряде источников утверждается, что старение снижает кислотность желудка, из-за чего его способность производить ортокремниевую кислоту снижается.

Ортокремниевая кислота, поступающая в организм с питьем, стабильна в разбавленном виде, но при высоких концентрациях полимеризуется в нейтральной среде. Как показывают исследования, полимеризованная ОКК не усваивается организмом. Усвояемость кремния, содержащегося в минеральной воде, под вопросом. Испытание, проводившееся на крысах, обнаружило, что концентрация силиката в костях крыс, получавших ортокремниевую кислоту с водой, не отличается от начальной.

Поскольку кремний в относительно высоких количествах содержится практически во всех продуктах и напитках, важно не то, где его больше, а откуда он хорошо поглощается организмом. Сравнение усвоения кремния из разных пищевых продуктов проведенное в Великобритании, показало что кремний лучше усваивается из безалкагольного пива, зеленых бобовых и бананов.

Кремний в пищевых добавках

Элемент в разных видах может содержаться в составе пищевых добавок и поливитаминных комплексов с кремнием. Наиболее распространенные — монометилсиланетриол и холин-стабилизированная ортокремниевая кислота.

Монометилсиланетриол — органический мономер, не склонный к полимеризации. Он не содержит наночастиц кремнезема, в отличие от многих других форм, безопасность которых под вопросом. Имеются данные, показывающие, что его прием на протяжении 4 недель не вызывает негативных эффектов, а сам он преобразуется в организме в ортокремниевую кислоту. Тем не менее, безопасность при более длительном приеме и усвояемость находятся под вопросом.

Более исследованной формой является холин-стабилизированная ортокремниевая кислота. Это смесь ортокремниевой кислоты и хлорида холина, не позволяющего ей полимеризоваться в нейтральной среде. Эта форма считается безопасной, при условии, что потребление холина при этом не превышает допустимые нормы. Также допускается, что потребление кремния вместе с холином может усилить эффект от приема, поскольку холин, в том числе, участвует в защите коллагена от разрушения.

В одном из тестов, связанных с этой формой кремния, телята получали ее на протяжении 23 недель. Концентрация Si в сыворотке выросла на 4,9%, по сравнению с контрольной группой. Другой опыт проводился на свиньях. Они получали препараты ортокремниевой кислоты во время беременности и вскармливания. В поросятах, родившихся у подопытных свиней, уровень кремния оказался в 2,5 раза выше, чем в поросятах из контрольной группы.

Сравнение, изучавшее доступность кремния из различных источников, показало, что наиболее доступной для организма формой является холин-стабилизированная ортокремниевая кислота. Оно проводилось на 14 добровольцах в возрасте от 22 до 34 лет. С его помощью было доказано, что усвояемость кремния очень сильно зависит от его формы.

Влияние кремния на кожу, волосы и ногти

Причины старения можно разделить на внутренние и внешние. Внутренние причины предотвратить невозможно, и сильнее всего они затрагивают коллагеновые волокна. В результате старения, они накапливают необратимые изменения, приводящие к ухудшению их состояния. Кроме того, внутренние причины приводят к атрофии тканей кожи и истончению стенок кровеносных сосудов. К внешним же причинам в первую очередь относятся ультрафиолет, курение, проблемы с экологией и неправильное питание. Они ускоряют старение коллагена и эластина. В литературе описано снижение уровней кремния и гиалуроновой кислоты в соединительных тканях из-за внешних причин, а также ослабление внеклеточного матрикса.

Коллаген и его волокна отвечают за биомеханические свойства кожи, позволяя ей выполнять защитную функцию в организме, предотвращая внешние травмы. Коллагеновые волокна помогают соединительной ткани сохранить форму и структуру, они содержатся в коже, костях и суставах. После 21 года содержание коллагена в коже начинает падать примерно на 1% в год, что приводит к утончению кожи, потере ее упругости и напрямую связано с появлением морщин.

Еще сильнее заметны изменения, наступающие после менопаузы. Они включают потерю почти 30% коллагена за первые пять лет и 0,55% эластина в год. На третьем-четвертом десятке лет жизни синтез коллагена недостаточно высок, чтобы восстанавливать и поддерживать поврежденный коллаген. Также снижение коллагена после менопаузы коррелирует со снижением минерализации костей. Польза кремния для женщин в качестве одного из звеньев в механизме выработки коллагена имеет непервостепенное значение, но выступает дополнительным фактором в поддержании здоровья волос и ногтей.

Изучая процесс старения кожи, можно заметить, что значительную роль в нем играет изменение коллагеновых волокон. На основании этого можно предположить, что механизмы, влияющие на синтез этого белка, могут замедлить или предотвратить старение кожи.

Считается, что силикаты влияют на механические свойства кожи, такие как прочность и эластичность, за счет того, что он необходим для синтеза коллагена и работы некоторых ферментов. Предположительно, кремний предотвращает выпадение волос и делает их более яркими и блестящими. Высокое содержание кремния в ногтях придает им прочность, что помогает им сопротивляться заболеваниям.

  • Тестирование, проведенное на 50 добровольцах в возрасте от 40 до 65 лет с признаками дерматогелиоза (старение кожи под действием ультрафиолета) лица, изучало влияние холин-стабилизированной ортокремниевой кислоты на состояние кожи, волос и ногтей. Препарат принимался в течение 20 недель. Также осуществлялся анализ сыворотки на концентрации различных веществ, чтобы подтвердить безопасность терапии. К концу приема препарата было выявлено заметное улучшение состояния поверхности кожи, увеличение ее прочности и упругости. Ногти и волосы также стали менее ломкими.
  • В другом исследовании проверялось воздействие холин-стабилизированной ортокремниевой кислоты на волосы. Группа добровольцев принимала препарат кремния на протяжении 9 месяцев. В общем случае, к концу наблюдения отмечалось укрепление волос. Кроме того, увеличилась площадь сечения волоса.

Ученые считают, что данный эффект может быть связан с наличием в ортокремниевой кислоте силаноловой группы, которая способна образовывать комплексы с аминокислотами.

Заключение

В научной литературе, посвященной применению препаратов кремния, на его применение в медицине возлагаются большие надежды, поскольку он влияет на здоровье и красоту человека. Согласно имеющимся исследованиям, ортокремниевая кислота — самая доступная для организма химическая форма кремния, усвояемость остальных снижается по мере роста полимеризации. В стабилизированном хиноном виде, она наиболее часто используется и лучше всего изучена. Тем не менее, безопасность, эффективность и усвояемость разных форм кремния недостаточно хорошо изучена, необходимо провести больше научных изысканий с хорошей подготовкой, большей выборкой участников и долгим временем проведения.

В сравнении: