Silica - toepassingen, eigenschappen

Silicium is een sporenelement dat in hoeveelheden van 1-2 g (0,01%) in het menselijk lichaam aanwezig is. De hoogste concentraties silicium worden vooral gevonden in snelgroeiende weefsels zoals haar, huid, nagels en botten. Silicium komt ook in hoge concentraties voor in de extracellulaire matrix, waar het vooral gebonden is aan glycosaminoglycanen (GAG's). Laten we eens kijken in welke voedingsmiddelen silicium voorkomt en welke rol het speelt in het menselijk lichaam.

• Rol en gebruik van silicium
• Eigenschappen van kiezelzuur
• Silicabehoefte
• Biologische beschikbaarheid van silicium
• Voedingsbronnen van silicium
• Gevolgen van een tekort aan silicium

Rol en gebruik van silicium

De rol van silicium in het menselijk lichaam wordt nog niet volledig begrepen. Het is nu wel bekend dat silicium een belangrijke bouwsteen is van bindweefsel en een belangrijke rol speelt in de botontwikkeling en mineralisatie. Deskundige literatuur meldt dat silicium een gunstig effect heeft op de gezondheid van het lichaam bij de aanwezigheid van bepaalde ziekten, zoals osteoporose, diabetes mellitus en atherosclerose. Silicium vertraagt waarschijnlijk het verouderingsproces van cellen en heeft een positief effect op de conditie van huid, haar en nagels. Verder kan silicium de natuurlijke immuniteit van het lichaam verhogen en het genezingsproces van beschadigde weefsels en de regeneratie van botweefsel na verwondingen en breuken versnellen.

Silicium wordt het meest gebruikt als siliciumdioxide (E551), dat aan voedingsmiddelen wordt toegevoegd om het klonteren tegen te gaan en als vulstof en stabilisator. Siliciumdioxide wordt voornamelijk gebruikt als additief in voedingsmiddelen zoals oploskoffie, kruidenmixen, instant soepen, poedersuiker en keukenzout.

Eigenschappen van kiezelzuur

Silica is een belangrijk bestanddeel van bindweefsel. Het speelt een sleutelrol in de ontwikkeling van het skelet, omdat het betrokken is bij de collageensynthese, mineralisatie van de botmatrix en differentiatie van botvormende cellen. Silicium is betrokken bij de vorming van bindweefselelementen in bloedvaten, luchtpijp, kraakbeen, gewrichten, pezen en huid. Weefsels en organen die rijk zijn aan silicium zijn onder andere de nieren, lever, milt, botten, huid en longen, maar ook haar en nagels. Silicium verlaagt waarschijnlijk het cholesterolgehalte in het bloed en heeft mogelijk anti-atherosclerotische en anti-diabetische eigenschappen. Het wordt ook toegeschreven aan kankerwerende, immunostimulerende en regeneratieve eigenschappen, d.w.z. het versnellen van het genezingsproces van beschadigd weefsel.

Voldoende inname van silicium via de voeding kan de algehele cognitieve prestaties ten goede komen en mogelijk het risico op de ziekte van Alzheimer verminderen. Silicium bindt waarschijnlijk zware metaalionen en vermindert zo hun schadelijke effecten op organen en weefsels van het menselijk lichaam. Silicium remt de absorptie van aluminium uit het maagdarmkanaal, een bekende neurotoxische stof. Silicium beïnvloedt ook het metabolisme van andere macro- en micronutriënten in het menselijk lichaam, zoals calcium, fosfor, magnesium, natrium, kalium, zink, chloor, fluor, zwavel, molybdeen en kobalt.

Silicabehoefte

De behoefte aan kiezelzuur lijkt hoger te zijn bij mannen dan bij vrouwen. Er wordt geschat dat de dagelijkse inname van silicium voor een gezonde volwassene tussen de 20 en 30 mg moet liggen. De gemiddelde dagelijkse inname van silicium in Europese en Noord-Amerikaanse bevolkingen varieert van 20 tot 50 mg. In Aziatische landen zoals China en India daarentegen, waar siliciumrijke graanproducten, groenten en fruit het grootste deel van het dieet uitmaken, is de dagelijkse inname van silicium veel hoger, variërend van 140 tot zelfs 200 mg. De gemiddelde inname van silicium in de Poolse bevolking varieert per geslacht en is ongeveer 24 mg per dag bij vrouwen en bijna 28 mg per dag bij mannen. De belangrijkste bronnen van silicium in het dieet van een typisch Poolse bevolking zijn granen, fruit, dranken en groenten. Het is aangetoond dat een dieet met meer dan 40 mg silicium per dag een gunstig effect heeft op de femorale botmineraaldichtheid, vergeleken met een dieet met gemiddeld ongeveer 14 mg silicium.

Biologische beschikbaarheid van silicium

De beste bron van goed geabsorbeerd silicium is orthosiliciumzuur Si(OH)4, dat voor 50% wordt geabsorbeerd uit het maagdarmkanaal en voornamelijk in ongebonden vorm in de bloedbaan terechtkomt. Silicium wordt in het maagdarmkanaal onder invloed van zoutzuur gehydrolyseerd tot orthosiliciumzuur. Daarom is de biologische beschikbaarheid van silicium lager bij oudere mensen met maagzuurremie en vooral bij langdurige gebruikers van protonpompremmers (PPI's), die de productie van zoutzuur door maagslijmvliescellen blokkeren. Silicium kan ook gevonden worden als organosilicium dat chemisch behandeld is door mensen, bijv. siliciumdioxide (E551) dat gebruikt wordt als antiklontermiddel dat praktisch niet geabsorbeerd wordt uit het maagdarmkanaal.

Voedingsbronnen van silicium

Silicium komt het menselijk lichaam binnen via de voeding. Goed geabsorbeerd silicium in de vorm van orthosiliciumzuur komt alleen voor in vloeistoffen zoals bier (9-39 mg silicium/l) en mineraalwater (2-5 mg silicium/l). Het is vermeldenswaard dat bier de rijkste bron is van direct beschikbaar silicium in de vorm van orthosiliciumzuur. In voedingsmiddelen worden de hoogste concentraties silicium gevonden in graankorrels zoals haver, gerst, tarwe en rijst. Daarnaast komt silicium voor in graanproducten (bijv. brood, pasta en ontbijtgranen), groenten (bijv. aardappelen, wortelen, rode bieten, radijs, uien, groene bonen, spinazie), fruit (vooral banaan, ananas en mango), peulvruchten (bijv. bonen, linzen, sojabonen), sultanarozijnen, noten en zeevruchten (bijv. mosselen). Sommige kruiden en planten bevatten ook veel silica, zoals koriander, akkerpaardenstaart, stokroos en gevlekte alfalfa. Dit is echter een vorm van silicium die moeilijker toegankelijk is voor het menselijk lichaam. De biologische beschikbaarheid van silicium varieert aanzienlijk voor individuele plantaardige producten, afhankelijk van de hoeveelheid voedingsvezels. Zo wordt maximaal 2% geabsorbeerd van siliciumrijke bananen.

Gevolgen van een tekort aan silicium

Met de leeftijd en de degeneratie van bepaalde weefsels wordt een afname van de siliciumconcentratie in de weefsels en organen van het menselijk lichaam gevonden. Lage siliciumniveaus worden ook waargenomen bij de aanwezigheid van bepaalde ziekten, zoals vasculaire atherosclerose. Een tekort aan silicium kan voorkomen bij mensen die ondervoed zijn, mensen met een langdurig restrictief dieet (bijv. patiënten met voedselallergieën en/of -intoleranties) en mensen die voornamelijk sterk bewerkte voedingsmiddelen consumeren en tegelijkertijd verse groenten, fruit en grove graanproducten vermijden. Daarnaast lopen oudere mensen die chronisch anti-refluxmedicijnen uit de PPI-groep gebruiken het risico op een tekort aan silicium. Er is gesuggereerd dat een laag siliciumgehalte in het menselijk lichaam het risico op het ontwikkelen van vasculaire atherosclerose en acute en chronische vormen van ischemische hartziekten kan verhogen. In dierstudies is aangetoond dat een tekort aan silicium een negatief effect heeft op de botvorming en kan leiden tot botmisvormingen en abnormale botmineralisatie. Een laag siliciumgehalte in het lichaam kan het verouderingsproces in de huid verergeren en een negatief effect hebben op de conditie van het haar (bijv. meer haaruitval, verzwakking en broosheid van het haar, gespleten haarpunten) en de nagels (bijv. broosheid van de nagels, verzwakking van de nagelplaat). Een tekort aan silicium kan ook leiden tot een verminderde immuniteit.

Bronnen:

• Martin KR.: De chemie van silica en de potentiële voordelen voor de gezondheid. J Nutr Health Aging. 2007 Mar-Apr;11(2):94-7.
• Chumlea WC.: Silica, een mineraal van onbekend maar opkomend belang voor de gezondheid. J Nutr Health Aging. 2007 Mar-Apr;11(2):93.
• Martin KR.: Silicium: de gezondheidsvoordelen van een metalloïde. Met Ions Life Sci. 2013;13:451-73.
• Price CT, Koval KJ, Langford JR.: Silicon: a review of its potential role in the prevention and treatment of postmenopausal osteoporosis. Int J Endocrinol. 2013;2013:316783.
• Tłustochowicz W.: Silicium als het ontbrekende element in de behandeling van osteoporose. Forum Rheumatol. 2020, 6(4): 160-166.
• Rondanelli M, Faliva MA, Peroni G, et al: Silicon: A neglected micronutrient essential for bone health. Exp Biol Med (Maywood). 2021 Jul;246(13):1500-1511.