SZILIKON ÉS CSONTEGÉSZSÉG

Absztrakt

Az alacsony csonttömeg (csontritkulás) a 21. század néma járványa, amely jelenleg az Egyesült Királyságban évente több mint 200 000 törést eredményez, több mint egymilliárd font költséggel. A számok világszerte növekedni fognak. A csontanyagcserét befolyásoló tényezők megértése ezért elsődleges fontosságú ahhoz, hogy megelőző intézkedéseket vagy kezeléseket hozzanak létre ennek az állapotnak. A táplálkozás fontos meghatározó tényező a csontok egészségében, de a kalciumon kívül az egyes tápanyagok és ásványi anyagok hatása kevéssé ismert. Az elmúlt 30 évben felhalmozott bizonyítékok határozottan azt sugallják, hogy az étrendi szilícium jótékony hatással van a csontok és a kötőszövetek egészségére, és nemrégiben erős pozitív összefüggésekről számoltunk be az étrendi Si bevitel és a csont ásványi sűrűsége között az Egyesült Államok és az Egyesült Királyság kohorszaiban. A szilícium pontos biológiai szerepe (i) a csontok egészségében még mindig nem egyértelmű, bár számos lehetséges mechanizmust javasoltak, ideértve a kollagén szintézisét és/vagy stabilizálását, valamint a mátrix mineralizációját. Ez az áttekintés áttekintést ad erről a természetesen előforduló étrendi elemről, anyagcseréjéről és a csontok egészségében játszott potenciális szerepéről.

Bevezetés

A csontritkulás az idősek morbiditásának és halálozásának egyik vezető oka, és az egészségügyi források növekvő mértékű elszívása (több mint 1 milliárd font az Egyesült Királyságban) (1, 2). A fő klinikai hatás a csonttörés, különösen a combcsont, de a csigolyák és a sugár is, ami fájdalmat, fogyatékosságot és függetlenség elvesztését, valamint gyakran halálhoz vezető események gyors sorrendjét okozza (1–5).

Az osteoporosis etiológiája multifaktoriális, és bár a genetikai és hormonális tényezők erősen befolyásolják a csonttömeg csökkenését az életkor előrehaladtával, ennek ellenére a rossz táplálkozás, a dohányzás és a túlzott alkoholfogyasztás, valamint a testmozgás hiánya is nagyban befolyásolja (1, 3- 7). Bár ideális esetben ezek a nem genetikai tényezők megváltoztathatók, a gyakorlatban ez nehéz, ezért a gyógyszereket széles körben használják az oszteoporózis lelassítására vagy visszafordítására, jelenleg főként kalcium- és D-vitamin-kiegészítők, biszfoszfonátok és ösztrogének, valamint ösztrogénreceptor-modulátorok ( 5, 8-11). Az osteoporosis egyensúlyhiány az oszteoklaszt sejtek általi csontreszorpció és az oszteoblasztok általi csontképződés között (2, 12) - az ösztrogének és a biszfoszfonátok lassítják a csontreszorpciót, csökkentve a csontforgalmat, de kevés gyógyszer (kivéve az rhPTH, a stroncium-renelát és a nátrium-fluorid) növelheti az osteoblastot aktivitás és ennélfogva a csontképződés (2).

Az étrendben egyéb csontásványok (magnézium, kálium és fluorid) és táplálék-nyomelemek (cink, réz, bór és mangán) iránt is érdeklődés mutatkozott; bevitelük pozitívan kapcsolódik a csonttömeghez, míg a hiány vagy a csökkent csonttömeggel, vagy a törések lassú gyógyulásával korrelál (6, 7, 12-14). A cink, a réz és a mangán elengedhetetlen kofaktora az enzimeknek, amelyek részt vesznek a csontmátrix alkotóelemeinek szintézisében (6, 7).

Egy másik nyomelem, amely fontos lehet, a szilícium (Si), de bár van 1-2 g a testben (a vas és a cink után a leggyakoribb nyomelem, két másik fiziológiai jelentőségű elem), funkciója még mindig meglepően nem egyértelmű. A szilíciumról sokáig úgy vélték, hogy inert univerzális szennyező anyag, amely biológiai vagy toxikológiai tulajdonságok nélkül „átmossa” a biológiát; „Véletlenszerű emlékeztetés geokémiai eredetünkre vagy a környezeti expozíció mutatója” (15). Az 1970-es évek állatkísérletei arról számoltak be, hogy az étrendi szilíciumhiány hibákat okoz a kötőszövetben és a csontvázban (16-18), és hogy a szilícium a növekvő csont mineralizációs frontján koncentrálódik (18). Az elmúlt 30 év munkája kiegészítette ezeket a megállapításokat arra utalva, hogy az étrendi szilícium fontos vagy legalábbis hasznos lehet a csontképződés és a csontok egészsége szempontjából. Ez az áttekintés áttekintést nyújt a szilíciumról, az ember ennek az elemnek való kitettségéről, anyagcseréjéről és a csontok egészségében játszott potenciális szerepéről.

Szilícium

A szilícium létezik „szerves szilícium” vegyületekként vagy szilikonként is, de ezek a szintetikus (mesterséges) vegyületek ritkán fordulnak elő az étrendben és általában a természetben. A szilícium, mint Si (OH) 4 inert, és a közelmúltig azt javasolták, hogy ne vegyen részt semmilyen kémiai vagy biológiai kölcsönhatásban, annak ellenére, hogy ismert, hogy néhány primitív organizmus és növény aktívan felveszi és szállítja bonyolult szilícium-dioxid-exoskeletonok és biogén szilícium-dioxidot, amelynek képződését fehérjék és poliszacharidok segítik és szabályozzák (25–27). Kinrade és munkatársai (28, 29) nemrégiben arról számoltak be, hogy a Si (OH) 4 könnyen kölcsönhatásba lép a cukrok alkil-dioljaival, öt és hat koordinátájú Si-komplexet képezve, ami arra utal, hogy lehetséges kölcsönhatás biomolekulákkal.

Emberi szilícium-expozíció

Az ember számos szilícium-dioxid/szilíciumforrásnak van kitéve, beleértve a port, gyógyszereket, kozmetikumokat és orvosi implantátumokat és eszközöket (lásd az 1. táblázatot), de a lakosság többségének a legfontosabb és legfontosabb expozíciós forrás az étrend.