Кремній існує також як "кремнійорганічні" сполуки або силікони, але ці синтетичні (штучні) сполуки рідкісні в харчуванні та в природі загалом. Кремній, такий як Si (OH) 4, є інертним, і донедавна не вважалося, що він бере участь у будь-яких хімічних або біологічних взаємодіях, хоча, як відомо, він активно забирається та транспортується деякими примітивними організмами та рослинами для утворення складних екзоскелетів та біогенного походження., кремнезем, виробництво якого підтримується і контролюється білками та полісахаридами. Нещодавно Kinrade та ін. Повідомили, що Si (OH) 4 легко взаємодіє з алкілдіолами цукрів, утворюючи п'ять і шість координатних комплексів Si, припускаючи, що можлива взаємодія з біомолекулами.

вітаміни

Люди стикаються з багатьма джерелами кремнію, включаючи пил, фармацевтичні препарати, косметику та медичні імплантати та пристрої, але основним та найважливішим джерелом впливу для більшості населення є дієта.

Рекомендована добова доза кремнію

Вік Чоловік Жінка Вагітність Грудне вигодовування
0-6 місяців 10 мг 10 мг
7-12 місяців 10 мг 10 мг
1-3 роки 15 мг 15 мг
4-8 років 18 мг 18 мг
9-13 років 20 мг 20 мг
14-18 років 25 мг 25 мг
19 і старші роки 30 мг 25 мг 25 мг 25 мг

Джерела кремнію

Дієтичне споживання Si у більшості західних груп населення становить від 20-50 мг Si/день; ≥ в 2 рази вище норми споживання заліза та цинку. Повідомлялося про більш високе споживання (140 - 204 мг/день) у Китаї та Індії, де рослинна їжа може бути переважною частиною раціону. Доходи в різних вікових групах недостатньо добре задокументовані. Здається, це схоже для дітей (27 мг/день) та дорослих (29 мг/день) у Фінляндії, хоча їх основні джерела доходу різні. У дітей основним джерелом злаків (68% від загального споживання їжі), тоді як основним джерелом у дорослих чоловіків є споживання пива (44%). Дохід для жінок нижчий, ніж для чоловіків, що пояснюється більшим споживанням пива для чоловіків. Пиво є високодоступним природним джерелом кремнію. Прийом також значно зменшується з віком у дорослих (0,1 мг на кожен наступний рік).

Кремній у питній воді

Кремній у питній воді отримується внаслідок вивітрювання гірських порід та мінеральних речовин ґрунту, і оскільки різні типи мінералів змінюються з різною швидкістю, концентрація Si у воді залежить від геології навколишнього середовища. Наприклад, у Великобританії концентрація Si низька (0,2-2,5 мг/л) на півночі та заході Британії ("високогір'я" Британії), де гірські породи "старі" і добре вивітрюються, а вода м'яко від природи. На відміну від них, вміст Si набагато вищий (2,8-14 мг/л) на півдні та сході Британії ("низинна" Британія) через вивітрювання "молодих порід"; вода природно жорстка, оскільки має високий вміст розчинених твердих речовин, а також лужна. Концентрація Si в європейських мінеральних водах знаходиться в аналогічному діапазоні (4-16 мг/л), як у низовинних питних водах, і їх рН зазвичай становить близько нейтралі або трохи вище. Однак останнім часом спостерігаються більш високі рівні (30-40 мг/л) у мінеральних водах Спритцер та Фіджі з природних джерел в Малайзії та Фіджі.

Питна вода та інші рідини забезпечують найпростіше біодоступне джерело Si у раціоні, оскільки кремній, по суті, присутній як Si (OH) 4, а споживання рідини може становити ≥ 20% від загального споживання Si в раціоні.

Їжа як джерело кремнію

Кремній у харчових продуктах отримують із природних джерел, включаючи липкі частинки ґрунту на рослинних поверхнях, та з його додавання у якості добавок. Природні рівні Si в продуктах харчування набагато вищі в продуктах рослинного походження, ніж у м’ясі або молочних продуктах. Рослини отримують і накопичують Si з ґрунту та ґрунтових розчинів, які включені як структурний компонент, що надає стеблам міцність та жорсткість, наприклад, у травах та злаках, а також у деяких рослинах, таких як Equisetum arvensa, де Si є важливим. Такі рослини, які називаються "акумуляторами Si", як правило, є однодольними рослинами, що включають злаки, трави (наприклад, рис) та деякі трави. Вони накопичують приблизно в 10-20 разів більше Si, ніж дводольні рослини (наприклад, бобові). Насправді нещодавно було виявлено деякі однодольні рослини, такі як рис, які активно поглинають і транспортують гени, пов’язані з Si. Рослини виробляють біогенний (фітолітний) діоксид кремнію, який часто асоціюється з полісахаридними/вуглеводними компонентами клітинної стінки.

Високий вміст Si міститься в нерафінованих («цільних») зернах, таких як ячмінь, овес, рисові висівки та пшеничні висівки. До 50% Si присутній у корпусах та полові. Наприклад, рисова лушпиння містить 110 мг Si/г і видаляється під час виробництва/промислової переробки, що зменшує вміст Si в рафінованих продуктах харчування. Однак каші, такі як каші для сніданку, борошно та хліб, печиво, рис, макарони, тістечка та тістечка тощо, як і раніше є головним джерелом раціону Si. Ячмінь і хміль використовують для виготовлення пива, а під час дроблення їх фітолітичний діоксид кремнію розкладається на розчинні форми, завдяки чому цей напій містить великий вміст Si. Для порівняння, вина та лікери/алкогольні напої мають нижчий рівень Si. Цукровий очерет також активно поглинає Si, а рафіновані та нерафіновані цукри також мають високий вміст Si.

Високий вміст природного Si також присутній у деяких овочах, зокрема у квасолі (зеленій, кенійській, французькій), у шпинаті та коренеплодах та у деяких травах. Фрукти містять низьку кількість Si на додаток до бананів, сухофруктів та горіхів. Однак дуже мало Si перетравлюється в кишечнику і стає доступним з бананів (50%), і більшість із них демонструють мізерно низьку біодоступність.

Дані Третього національного дослідження охорони здоров’я та харчування оцінювали середнє споживання добавок Si у 2 мг/добу. Основними користувачами Si були дорослі (старше 19 років).

Непродовольчі джерела кремнію

Кремній присутній у деяких фармацевтичних продуктах. Кремнієва кислота та силікати натрію вводилися перорально або внутрішньом’язово в Німеччині на початку цього століття як можливе лікування туберкульозу легенів та атеросклерозу. Пізніше діоксид кремнію, виявлений у бамбуку, також використовувався як можливе лікування астми та туберкульозу. У сучасних фармацевтичних продуктах Si присутній переважно в протидіарейних, антацидних і запатентованих анальгетиках, таких як аспірин. В анальгетиках силікати (силікат магнію та трисилікати магнію) присутні як допоміжні речовини, які є інертними інгредієнтами, що утримують інші інгредієнти разом, або як осушувачі, якщо діюча речовина гігроскопічна. Однак рівень силікатів у цих препаратах недостатньо добре задокументований, і біодоступність вважається незначною. Однак зловживання може спричинити запалення нирок, яке називається `` знеболююча нефропатія '', але незрозуміло, чи пов'язане воно з діючою речовиною чи допоміжною речовиною.

Кремній у косметиці

Кремній також присутній у косметиці та туалетно-косметичних засобах як засіб, що регулює в’язкість, і як допоміжна речовина. Кремній і силікати (наприклад, гідратований діоксид кремнію та силікат алюмінію магнію) присутні в зубних пастах, кремах, помадах та кольоровій косметиці. Силікати, ймовірно, також присутні в якості допоміжних речовин у порошковій косметиці, тоді як силікат гідрогену магнію є основним компонентом тальку. Фітолітичний діоксид кремнію може бути присутнім як забруднювач для обличчя та шампуню, оскільки він часто на рослинній основі, тоді як силікони можуть бути в деяких кремах для рук та нігтів та лаках для нігтів.

Шкірне поглинання діоксиду кремнію/силікатів недостатньо задокументовано і вважається незначним, оскільки ці сполуки не розчиняються у жирах. З іншого боку, пропонується, щоб силікони в кремах для рук та нігтів, наприклад, легко засвоювалися.

Дефіцит кремнію

У разі дефіциту зростання може сповільнитися, можуть виникнути порушення виробництва колагену, у нас зморщена шкіра, може спостерігатися остеопороз, випадання волосся та безпліддя.

Дефіцит кремнію прискорює старіння та погіршує якість життя. Люди з туберкульозом також мають низький вміст кремнію.

Дефіцит кремнію може зневоднювати нігті та робити їх ламкими, що може вплинути на здоров’я шкіри та волосся. Зниження кислотності шлунка (внаслідок хвороб або старіння) також зменшує здатність метаболізувати кремній з харчових джерел, що призводить до дієти з низьким вмістом кремнію. Вагітним або жінкам, що годують груддю, не слід приймати будь-які кремнієві добавки, оскільки це може завдати шкоди матері та їхнім дітям.

Нестача кремнію в організмі обумовлена ​​головним чином низьким вмістом кремнію в продуктах, що вирощуються на ґрунтах із низьким вмістом кремнію, а також промисловою переробкою харчових продуктів, при якій легко миються фракції кремнію у воді вимиваються з їжі. Тому необхідно стежити за вмістом кремнію та доповнювати його відповідною корекцією дієти або добавками у формі препаратів.

Надлишок кремнію

Тривале надмірне споживання кремнію пов’язане із силікозом, захворюванням легенів. Також було встановлено, що підвищений рівень кремнію виявляється в мозку людей, хворих на хворобу Альцгеймера, поряд з алюмінієм. Крім того, тривале вживання концентрованих кремнію речовин також пов’язане з утворенням каменів у нирках у деяких осіб.

Кремній та його вплив на здоров’я

Основними завданнями кремнію для здоров'я людини є:

  • знижує ризик серцевих захворювань,
  • захищає від алергії,
  • позитивно впливає на розвиток кісток і хрящів,
  • запобігає появі синців,
  • підвищує еластичність судин та шкіри (антисклеротичний ефект),
  • підвищує еластичність шкіри, зменшує утворення зморшок,
  • захищає від запалення сечовивідних шляхів і запобігає утворенню сечових каменів,
  • підвищує стійкість до хвороб,
  • сприяє засвоєнню кальцію та посилює мінералізацію кісток
  • омолоджує і захищає структури тіла від сором’язливості
  • пом'якшує шкідливий вплив алюмінію та захищає від хвороби Альцгеймера
  • він важливий для підтримки міцності судин і відіграє важливу роль у профілактиці серцево-судинних захворювань, захищає від крихкості дрібних судин і підвищує їх гнучкість