Silicon là một nguyên tố hóa học có ký hiệu Si. Trong bảng tuần hoàn, nó có số hiệu nguyên tử là 14, ở chu kỳ thứ 3 và phân nhóm chính thứ 4 và carbon nhóm, tương ứng ("tetrels"). Từ silicon có tính chất của cả kim loại và chất không dẫn cổ điển, nó là một trong những bán kim loại hay chất bán dẫn điển hình (chất bán dẫn nguyên tố). Thời hạn silicon có nguồn gốc từ tiếng Latinh “silex” (đá cứng, đá cuội, đá lửa). Là một trong những chất tạo đá quan trọng nhất khoáng sản, silic là nguyên tố phong phú thứ hai trong vỏ trái đất sau ôxy (ký hiệu nguyên tố: O) với 27.6%. Ở đó, do có mối quan hệ cao với ôxy, nó xuất hiện chủ yếu ở dạng silicat (SiO4, muối và các este của axit ortho-silicic (Si (OH) 4) và các chất ngưng tụ của nó) và silica, về cơ bản bao gồm anhydrit axit silicic hoặc silic dioxit (SiO2) và có nguồn gốc từ các sinh vật phóng xạ (sinh vật đơn bào, sinh vật đơn bào có bộ xương bên trong là opal (SiO2)) và tảo cát (tảo cát có vỏ tế bào SiO2) lắng đọng thành từng lớp. Trong tất cả các hợp chất có trong tự nhiên, silic chỉ tạo liên kết đơn - liên kết đơn Si-O - trong đó nó chủ yếu xuất hiện như một đối tác điện dương hóa trị bốn - nguyên tử silic tích điện dương, phối trí gấp bốn lần. Điều này cho phép silic hóa dạng tứ diện (SiO44-) tạo thành các hợp chất lớn hơn (mạng ba chiều), tốt nhất là của thành phần SiO2. Ngoài ra, các hợp chất tồn tại trong đó silic có gấp năm hoặc sáu lần phối hợp. Các hợp chất được sản xuất tổng hợp của silic hóa trị hai (silylenes) hầu hết không bền, chỉ có silic monoxit (SiO) là quan trọng, đặc biệt là trong ngành công nghiệp quang học. Trong khi các mô hình động vật nói lên tính chất thiết yếu của silicon, điều này vẫn chưa được chứng minh đối với cơ thể người. Vì lý do này, silic là một trong những nguyên tố siêu mỏng (nguyên tố mà tính chất thiết yếu của chúng đã được xác nhận trong các thí nghiệm trên động vật và các triệu chứng thiếu hụt đã được tìm thấy trong điều kiện khắc nghiệt mà không biết chức năng cụ thể của chúng). Silicon có sẵn cho con người thông qua hàm lượng tự nhiên của nó trong thực phẩm - ở dạng tự do dưới dạng axit monosilicic (axit orthosilicic, Si (OH) 4) hoặc silicat (SiO4) và được liên kết dưới dạng ether or ester dẫn xuất - và thông qua việc sử dụng nó như một phụ gia thực phẩm - silicat (SiO4) làm chất chống đông và chống tạo bọt. Thực phẩm thực vật, đặc biệt là ngũ cốc chứa chất xơ như lúa mạch và Yến mạch, và các loại rau ăn củ, thường giàu silic hơn thức ăn động vật, nhưng có lẽ ít khả dụng sinh học hơn do dạng liên kết chủ yếu là polyme của silicat (đại phân tử bao gồm nhiều đơn vị SiO4). Đồ uống, chẳng hạn như bia, cũng chứa hàm lượng silicon cao, cũng ở dạng dễ sử dụng.
Hấp thụ
Silicon có thể xâm nhập vào cơ thể cả qua đường ăn uống bằng cách hấp thụ (hấp thu) trong đường tiêu hóa (GI) và qua không khí hô hấp bằng cách tái hấp thu (hấp thu) trong phế nang phổi (phế nang nơi trao đổi khí giữa máu và khí phế nang xuất hiện trong quá trình hô hấp). Silicat liên kết hữu cơ hoặc silicat cao phân tử (một đại phân tử bao gồm một số đơn vị SiO4) được cung cấp qua chế độ ăn uống trước tiên phải được phân tách trong đường tiêu hóa bằng cách thủy phân enzyme của tuyến tụy và / hoặc màng bàn chải của các tế bào ruột (tế bào của ruột non biểu mô) để được hấp thụ trong ruột non như silicat đơn chất (SiO44-). Đường ruột hấp thụ axit monosilicic hoặc silicat monome được cung cấp bởi chế độ ăn uống diễn ra trực tiếp mà không cần thủy phân trước bằng enzym (phân cắt bằng phản ứng với nước). Cơ chế mà silicon được hấp thụ vào các tế bào ruột (tế bào của ruột non biểu mô) và sau đó đi vào máu không rõ ràng. Các loại tảo cát, có lớp vỏ tế bào bao gồm phần lớn silic dioxit (SiO2), có thể thấm vào đường ruột của con người và đi qua ruột nguyên vẹn niêm mạc và bạch huyết lưu thông. Tương tự như vậy, chúng có thể xâm nhập vào cơ thể thông qua hấp thụ trong phế nang phổiỞ phụ nữ mang thai, các hạt tảo cát có thể vượt qua hàng rào nhau thai và tích tụ trong các mô của trẻ sơ sinh và trẻ sinh non. Tốc độ hấp thụ của silicon phụ thuộc vào loại liên kết của nó, chế độ ăn uống chất xơ nội dung, tuổi sinh học, giới tính và trạng thái chức năng của các tuyến ngoại tiết như tuyến tụy (tuyến tụy → sản xuất tiêu hóa enzyme được tiết vào ruột non). Vì silic ăn vào thực phẩm chủ yếu có nguồn gốc thực vật và do đó xuất hiện ở dạng polyme (đại phân tử bao gồm một số đơn vị giống nhau - trong trường hợp này là SiO4) hoặc liên kết với chất hữu cơ. phân tử yêu cầu phân cắt thủy phân trước khi hấp thụ, tỷ lệ hấp thụ silic từ thực phẩm là rất thấp và chỉ khoảng 4%. Cao chế độ ăn uống chất xơ hàm lượng thực phẩm giàu silic góp phần làm giảm sinh khả dụng, vì celluloses và hemicelluloses từ ngũ cốc, liên kết silicon và do đó loại bỏ nó khỏi sự hấp thụ. Phần lớn silicon được cung cấp bởi chế độ ăn uống do đó không được cơ thể hấp thụ, nhưng không được hấp thu qua phân (phân). So với silica cao phân tử từ các sản phẩm thực vật, silica monome (Si (OH) 4) dùng đường uống được hấp thụ trực tiếp và nhanh chóng do thực tế là không cần thủy phân bằng enzym và không có sự tương tác (tương tác) với các thành phần thực phẩm, do đó nó có một cao hơn sinh khả dụng. Ngoại tiết suy tụy (bệnh của tuyến tụy), có liên quan đến việc sản xuất không đủ chất tiêu hóa enzyme, có thể dẫn giảm khả năng hấp thụ silic vì giảm sự phân cắt của enzym polyme và silic liên kết với thức ăn trong lòng ruột.
Vận chuyển và phân phối trong cơ thể
Axit monosilicic được hấp thụ và các silicat đơn phân, tương ứng, được phân phối đến các mô thích hợp qua đường máu. Cơ thể người chứa khoảng 1-1.5 g silicon (~ 20 mg / kg trọng lượng cơ thể), tích tụ (tích tụ) đặc biệt trong các mô liên kết và do đó có thể được tìm thấy trong máu tàu, chẳng hạn như động mạch chủ (chính động mạch), khí quản (khí quản), gân, xươngvà da. Hàm lượng silicon cao nhất được tìm thấy trong xương (lên đến 100 mg / kg) do trọng lượng cao. Ngoài ra, silicon cũng có thể tích tụ trong phổi và bạch huyết nút (450 mg / kg). Silicon cao tập trung of mô liên kếtcấu trúc giống như cơ sở cho sự xuất hiện của nguyên tố vi lượng như một thành phần không thể thiếu của glycosaminoglycan (có tính axit polysacarit được xây dựng tuyến tính từ các đơn vị disaccharide lặp lại) và proteoglycan (glycoprotein được glycosyl hóa mạnh bao gồm một protein và một hoặc nhiều glycosaminoglycan liên kết cộng hóa trị), tương ứng. Trong máu huyết thanh, silic chủ yếu được tìm thấy ở dạng silica đơn phân không phân ly (Si (OH) 4) ở nồng độ 190-470 µg / l. Huyết thanh silicon tập trung không bị ảnh hưởng bởi tuổi sinh học hoặc giới tính. Một số nghiên cứu chỉ ra rằng khi tuổi càng cao thì hàm lượng silicon trong các mô, đặc biệt là ở da, động mạch chủ và xươngSự suy giảm silic liên quan đến tuổi tác trong xương không thể được cho là do thiếu hụt silic, mà là do sự giảm hàm lượng tro (hàm lượng khoáng chất, thành phần vô cơ của xương) - canxi, phốt pho, magiê, kẽm, mangan. Bệnh tật, chẳng hạn như loãng xương (mất xương, giảm trong mật độ xương do sự thoái hóa nhanh chóng quá mức của chất và cấu trúc xương với sự gia tăng tính nhạy cảm với gãy) và xơ vữa động mạch (xơ cứng động mạch, cứng động mạch do tích tụ chất béo trong máu, mô liên kết, v.v. trong các bức tường của tàu), đẩy nhanh quá trình giảm mô tập trung của silicon.
Bài tiết
Sự bài tiết của silicon được hấp thụ phần lớn xảy ra thông qua thận trong các hình thức magiê chỉnh hình. Người lớn bài tiết trung bình khoảng 9 mg silicon / ngày qua nước tiểu. Ở phụ nữ cho con bú, có thể mất thêm lượng silicon 350-700 µg / l thông qua sữa mẹ. Cân bằng nội môi silicon (duy trì một cân bằng) được điều chỉnh chủ yếu bởi thận (thận-liên quan) bài tiết, mức độ phụ thuộc vào lượng hấp thụ trong ruột. Ví dụ, khi hấp thụ silic ở ruột thấp, bằng cách tăng chế độ ăn uống chất xơ lượng hấp thụ, có sự giảm bài tiết qua thận (bài tiết), trong khi khi hấp thu silic ở ruột tăng lên, ví dụ, bởi quản lý của silica đơn chất, loại bỏ qua nước tiểu được tăng lên.
