Резюме

Ниската костна маса (остеопороза) е тиха епидемия от 21-ви век, която в момента в Обединеното кралство води до над 200 000 фрактури годишно на цена от над един милиард лири. Цифрите се увеличават в световен мащаб. По този начин разбирането на факторите, които влияят върху костния метаболизъм, е от първостепенно значение за установяване на превантивни мерки или лечения за това състояние. Храненето е важен фактор, определящ здравето на костите, но ефектите на отделните хранителни вещества и минерали, различни от калция, са малко разбрани. Натрупващите се доказателства през последните 30 години категорично предполагат, че диетичният силиций е полезен за здравето на костите и съединителната тъкан и наскоро съобщихме за силни положителни връзки между приема на Si в храната и минералната плътност на костите в американските и британските кохорти. Точната биологична роля (и) на силиция в здравето на костите все още не е ясна, въпреки че са предложени редица възможни механизми, включително синтеза на колаген и/или неговата стабилизация и минерализация на матрицата. Този преглед дава преглед на този естествен хранителен елемент, неговия метаболизъм и доказателствата за неговата потенциална роля за здравето на костите.

силикон

Въведение

Остеопорозата е водеща причина за заболеваемост и смъртност при възрастните хора и представлява нарастващо източване на здравни ресурси (над 1 милиард лири в Обединеното кралство) (1, 2). Основният клиничен ефект е фрактурата на костите, особено на бедрената кост, но също и на прешлените и радиуса, причиняваща болка, увреждане и загуба на независимост, и често бърза последователност от събития, водещи до смърт (1-5).

Етиологията на остеопорозата е многофакторна и въпреки че генетичните и хормоналните фактори силно влияят върху скоростта на намаляване на костната маса с възрастта, въпреки това лошото хранене, тютюнопушенето и прекомерната употреба на алкохол и липсата на физически упражнения също много я влияят (1, 3- 7). Въпреки че в идеалния случай тези негенетични фактори биха могли да бъдат променени, на практика това е трудно и следователно лекарствата се използват широко, за да се опитат да забавят или обърнат остеопорозата, сега основно добавки с калций и витамин D, бисфосфонати и естрогени и модулатори на естрогенните рецептори ( 5, 8-11). Остеопорозата е дисбаланс между костната резорбция от остеокластните клетки и образуването на кост от остеобластите (2, 12) - естрогените и бисфосфонатите забавят костната резорбция, като намаляват костния обмен, но малко лекарства (rhPTH, стронциев ренелат и натриев флуорид са изключения) могат да увеличат остеобласта активност и следователно формиране на костите (2).

Има интерес и към други костни минерали (магнезий, калий и флуорид) и хранителни микроелементи (цинк, мед, бор и манган) в диетата; приемът им е свързан положително с костната маса, докато дефицитът е корелиран или с намалена костна маса, или с бавно зарастване на фрактури (6, 7, 12-14). Цинкът, медта и манганът са основни кофактори за ензимите, участващи в синтеза на съставките на костната матрица (6, 7).

Друг микроелемент, който може да е важен, е силиций (Si), но въпреки че в тялото присъстват 1-2 g (най-разпространеният микроелемент след желязото и цинка, два други елемента от физиологично значение) неговата функция все още е изненадващо неясна. Дълго време се смяташе, че силицийът е инертен универсален замърсител, който „измива“ биологията без биологични или токсикологични свойства; „Случайно напомняне за нашия геохимичен произход или индикатор за излагане на околната среда“ (15). Проучванията върху животни през 70-те години съобщават, че недостигът на силиций в храната поражда дефекти в съединителната и скелетната тъкан (16-18) и че силицият е концентриран в минерализационния фронт на растящата кост (18). Работата през последните 30 години добави към тези открития, за да се предположи, че диетичният силиций може да е важен или поне полезен за формирането на костите и за здравето на костите. Този преглед дава преглед на силиция, излагането на човека на този елемент, неговия метаболизъм и доказателствата за неговата потенциална роля за здравето на костите.

Силиций

Силицият съществува и като „органо-силициеви“ съединения или силикони, но тези синтетични (изкуствени) съединения рядко се срещат в храната и в природата като цяло. Силицият като Si (OH) 4 е инертен и доскоро се препоръчва да не участва в никакви химически или биологични взаимодействия, въпреки че е известно, че той се поема активно и се транспортира от някои примитивни организми и растения, за да образува сложни екзоскелети от силициев диоксид и биогенни силициев диоксид, съответно и чието образуване се подпомага и контролира от протеини и полизахариди (25-27). Наскоро Kinrade et al (28, 29) съобщават, че Si (OH) 4 взаимодейства лесно с алкил диоли на захари, образувайки пет и шест-координатни Si комплекси, което предполага, че е възможно взаимодействие с биомолекули.

Излагане на човека на силиций

Човекът е изложен на многобройни източници на силициев диоксид/силиций, включително прах, фармацевтични продукти, козметика и медицински импланти и устройства (вж. Таблица 1), но основният и най-важен източник на експозиция за по-голямата част от населението е диетата.