Křemík je chemický prvek se symbolem Si. V periodické tabulce má atomové číslo 14 a je ve 3. období a 4. hlavní skupině a uhlík skupina („tetrely“). Od té doby křemík má vlastnosti kovů i klasických nevodičů, je to jeden z typických polokovů nebo polovodičů (elementárních polovodičů). Termín křemík je odvozen z latinského slova „silex“ (tvrdý kámen, oblázek, pazourek). Jako jeden z nejdůležitějších skalních útvarů minerály, křemík je druhým nejhojnějším prvkem v zemské kůře poté kyslík (symbol prvku: O) s 27.6%. Tam, kvůli své vysoké afinitě k kyslík, vyskytuje se převážně ve formě křemičitanu (SiO4, soli a estery kyseliny ortho-křemičité (Si (OH) 4) a jejích kondenzátů) a oxidu křemičitého, který v zásadě sestává z anhydridu kyseliny křemičité nebo oxid křemičitý (SiO2) a pochází z radiolarianů (radiolarianů, jednobuněčných organismů s endoskeletem opálu (SiO2)) a rozsivek (rozsivky s buněčným obalem SiO2) uložených ve vrstvách. Ve všech sloučeninách vyskytujících se v přírodě tvoří křemík výlučně jednoduché vazby - jednoduché vazby Si-O - ve kterých se primárně objevuje jako čtyřmocný elektropozitivní partner - čtyřikrát koordinovaný kladně nabitý atom křemíku. To umožňuje, aby čtyřboká silikace (SiO44-) vytvořila větší sloučeniny (trojrozměrné sítě), výhodně složení SiO2. Kromě toho existují sloučeniny, ve kterých má křemík pětkrát nebo šestkrát koordinace. Synteticky vyrobené sloučeniny dvojmocného křemíku (silyleny) jsou většinou nestabilní, přičemž důležitý je pouze oxid křemičitý (SiO), zejména v optickém průmyslu. Zatímco zvířecí modely hovoří o podstatě křemíku, u lidského organismu to dosud nebylo prokázáno. Z tohoto důvodu je křemík jedním z prvků ultratrace (prvky, jejichž podstatnost byla potvrzena při pokusech na zvířatech a u kterých byly zjištěny příznaky nedostatku v extrémních podmínkách, aniž by byly známy jejich specifické funkce). Křemík je k dispozici lidem prostřednictvím přirozeného obsahu v potravinách - ve volné formě jako kyselina monosilicic (kyselina orthosilicic, Si (OH) 4) nebo silikát (SiO4) a vázaný jako éter or estery derivát - a jeho použitím jako potravinářské přídatné látky - křemičitany (SiO4) jako protispékavé a odpěňovací látky. Rostlinné potraviny, zejména obiloviny obsahující vlákninu, jako je ječmen a ovsaa kořenová zelenina, jsou obecně bohatší na křemík než živočišná jídla, ale jsou pravděpodobně méně biologicky dostupné díky převážně polymerní vazebné formě silikátů (makromolekuly složené z více jednotek SiO4). Nápoje, jako je pivo, také obsahují vysoké hladiny křemíku, který je také ve snadno použitelné formě.
Vstřebávání
Křemík může vstoupit do těla jak prostřednictvím jídla vstřebávání (absorpce) v gastrointestinálním traktu a dýchacím vzduchem resorpcí (absorpcí) v plicní alveoly (alveoly, kde dochází k výměně plynu mezi krev a alveolární vzduch se vyskytuje během dýchání). Organicky vázaný křemík nebo polymerní křemičitan (makromolekula složená z několika jednotek SiO4) dodávaná prostřednictvím strava musí být nejprve rozštěpeny v zažívací trakt hydrolyticky enzymy slinivky břišní a / nebo kartáčové membrány enterocytů (buňky tenkého střeva epitel) aby se vstřebal do tenké střevo jako monomerní křemičitan (SiO44-). Střevní vstřebávání z kyseliny monosilicité nebo monomerního křemičitanu dodávaného společností strava probíhá přímo bez předchozí enzymatické hydrolýzy (štěpení reakcí s voda). Mechanismus, kterým se křemík absorbuje do enterocytů (buněk tenkého střeva epitel) a následně do krve je nejasný. Diatomy, jejichž buněčná obálka se skládá převážně z oxid křemičitý (SiO2), jsou propustné pro lidský střevní trakt a procházejí intaktním střevem sliznice a lymfatické oběh. Stejně tak mohou vstoupit do těla skrz vstřebávání v plicní alveolyU těhotných žen mohou částice rozsivky procházet placentární bariérou a hromadit se v tkáních novorozenců a předčasně narozených dětí. Rychlost absorpce křemíku závisí na jeho typu vazby, na vláknina obsah, biologický věk, pohlaví a funkční stav exokrinních žláz, jako je pankreas (pankreas → produkce trávicího traktu) enzymy které jsou vylučovány do tenké střevo). Protože křemík přijímaný v potravinách je primárně rostlinného původu, a vyskytuje se tedy ve formě polymerů (makromolekul složených z několika identických jednotek - v tomto případě SiO4) nebo vázaných na organické molekuly které vyžadují hydrolytické štěpení před absorpcí, je rychlost absorpce křemíku z potravin velmi nízká a je pouze asi 4%. Výška vláknina obsah potravin bohatých na křemík přispívá k nízkému obsahu biologická dostupnost, protože celulosy a hemicelulózy z obilovin například vážou křemík a tím ho odstraňují z absorpce. Většina křemíku dodávaného společností strava se tedy neabsorbuje tělem, ale ponechává ho neabsorbované stolicí (stolicí). Ve srovnání s polymerním oxidem křemičitým z rostlinných produktů se orálně podávaný monomerní oxid křemičitý (Si (OH) 4) vstřebává přímo a rychle díky skutečnosti, že není nutná enzymatická hydrolýza a nedochází k žádné interakci (interakci) se složkami potravy, a proto má vyšší biologická dostupnost. Exokrinní pankreatická nedostatečnost (onemocnění slinivky břišní), které je spojeno s nedostatečnou produkcí trávicího traktu enzymy, smět vést ke snížení absorpce křemíku z důvodu sníženého enzymatického štěpení polymerního a potravinářského křemíku ve střevním lumenu.
Transport a distribuce v těle
Absorbovaná kyselina monosilicová a monomerní silikáty jsou distribuovány do příslušných tkání krevním řečištěm. Lidský organismus obsahuje asi 1-1.5 g křemíku (~ 20 mg / kg tělesné hmotnosti), který se hromadí (hromadí) zejména v pojivových tkáních a lze jej tedy najít v krev plavidla, jako je aorta (hlavní tepna), průdušnice (průdušnice), šlachy, kosti, a kůže. Nejvyšší obsah křemíku se nachází v kosti (až 100 mg / kg) kvůli jejich vysoké hmotnosti. Kromě toho se křemík může také hromadit v plicích a lymfy uzliny (450 mg / kg). Vysoký křemík koncentrace of pojivové tkáněstruktury podobné základu výskytu stopového prvku jako integrální složky glykosaminoglykanů (kyselé polysacharidy lineárně vytvořeny z opakujících se disacharidových jednotek) a proteoglykany (silně glykosylované glykoproteiny skládající se z proteinu a jednoho nebo více kovalentně vázaných glykosaminoglykanů). v krev sérum, křemík se nalézá primárně ve formě nedisociovaného monomerního oxidu křemičitého (Si (OH) 4) v koncentracích 190-470 ug / l. Křemíkové sérum koncentrace není ovlivněn biologickým věkem nebo pohlavím. Několik studií naznačuje, že se zvyšujícím se věkem obsah křemíku v tkáních, zejména v kůže, aorta a kostiÚbytek křemíku v kostech související s věkem nelze přičíst deficitu křemíku, ale snížení obsahu popela (obsah minerálů, anorganická frakce kostí) - vápník, fosfor, magnézium, zinek, mangan. Nemoci, jako je osteoporóza (úbytek kostní hmoty, pokles hustota kostí kvůli nadměrné rychlé degradaci kostní látky a struktury se zvýšenou náchylností k zlomenina) a ateroskleróza (arteriosklerózakalení tepen v důsledku usazování krevních tuků, pojivové tkáněatd. ve stěnách plavidla), urychlují redukci tkáně koncentrace křemíku.
Vylučování
Vylučování absorbovaného křemíku probíhá převážně prostřednictvím ledvina ve formě magnézium ortosilikát. Dospělí vylučují v průměru přibližně 9 mg křemíku denně močí. U kojících žen lze očekávat další ztrátu křemíku 350-700 µg / l mateřské mléko. Křemíková homeostáza (údržba a vyvážit) je regulován hlavně ledvinami (ledvinasouvisející) vylučování, jehož hladina závisí na množství absorbovaném ve střevě. Když je absorpce křemíku ve střevě nízká, například zvýšenou vláknina příjmu dochází ke snížení vylučování ledvinami (vylučování), zatímco když se zvyšuje absorpce křemíku ve střevě, například správa monomerního oxidu křemičitého, odstranění prostřednictvím moči se zvyšuje.
