Kremík je chemický prvok so symbolom Si. V periodickej tabuľke má atómové číslo 14 a je v 3. perióde a 4. hlavnej skupine a uhlík skupiny („tetrely“). Odkedy kremík má vlastnosti kovov aj klasických nevodičov, je to jeden z typických polokovov alebo polovodičov (elementárnych polovodičov). Termín kremík je odvodené z latinského slova „silex“ (tvrdý kameň, kamienok, kremeň). Ako jeden z najdôležitejších skalných útvarov minerály, kremík je druhým najhojnejším prvkom v zemskej kôre po kyslík (symbol prvku: O) s 27.6%. Tam, kvôli svojej vysokej afinite k kyslík, vyskytuje sa prevažne vo forme kremičitanu (SiO4, soli a estery kyseliny orto-kremičitej (Si (OH) 4) a jej kondenzáty) a oxidu kremičitého, ktorý v podstate pozostáva z anhydridu kyseliny kremičitej alebo oxid kremičitý (SiO2) a pochádza z rádiolárií (rádioláriá, jednobunkové organizmy s endoskeletom opálu (SiO2)) a rozsievok (rozsievky s bunkovým plášťom SiO2) uložených vo vrstvách. Vo všetkých zlúčeninách vyskytujúcich sa v prírode vytvára kremík výlučne jednoduché väzby - jednoduché väzby Si-O - v ktorých sa primárne javí ako štvormocný elektropozitívny partner - štvornásobne koordinovaný, pozitívne nabitý atóm kremíka. To umožňuje, aby štvorboká silikácia (SiO44-) vytvorila väčšie zlúčeniny (trojrozmerné siete), výhodne zloženia SiO2. Ďalej existujú zlúčeniny, v ktorých má kremík päť- alebo šesťnásobok koordinácie. Synteticky vyrobené zlúčeniny dvojmocného kremíka (silylény) sú väčšinou nestabilné, dôležitý je iba oxid kremičitý (SiO), najmä v optickom priemysle. Aj keď zvieracie modely hovoria o nevyhnutnosti kremíka, pre ľudský organizmus to ešte nebolo dokázané. Z tohto dôvodu je kremík jedným z ultratrasových prvkov (prvky, ktorých podstatnosť bola potvrdená v pokusoch na zvieratách a pre ktoré boli zistené príznaky nedostatku v extrémnych podmienkach bez toho, aby boli známe ich špecifické funkcie). Kremík je pre ľudí k dispozícii prostredníctvom prirodzeného obsahu v potravinách - vo voľnej forme ako kyselina monosiliková (kyselina ortokremičitá, Si (OH) 4) alebo kremičitan (SiO4) a viazaný ako éter or ester derivát - a prostredníctvom jeho použitia ako prísady do potravín - kremičitany (SiO4) ako látky protihrudkujúce a protipeniace. Rastlinné potraviny, najmä obilniny obsahujúce vlákninu, ako je jačmeň a ovosa koreňová zelenina sú všeobecne bohatšie na kremík ako živočíšne potraviny, ale sú pravdepodobne menej biologicky dostupné kvôli prevažne polymérnej väzobnej forme kremičitanov (makromolekuly zložené z viacerých jednotiek SiO4). Nápoje, ako napríklad pivo, tiež obsahujú vysoké množstvo kremíka, ktorý je tiež v ľahko použiteľnej forme.
Vstrebávanie
Kremík môže vstúpiť do tela potravou vstrebávanie (absorpcia) v gastrointestinálnom trakte (GI) a dýchacím vzduchom resorpciou (absorpciou) v pľúcne alveoly (alveoly, kde dochádza k výmene plynu medzi krv a alveolárny vzduch sa vyskytuje počas dýchania). Organicky viazaný kremík alebo polymérny kremičitan (makromolekula pozostávajúca z niekoľkých jednotiek SiO4) dodávaná cez strava musí byť najskôr štiepený v tráviaci trakt hydrolyticky enzýmy pankreasu a / alebo kefkovej membrány enterocytov (bunky tenkého čreva epitel) aby sa vstrebal do tenké črevo ako monomérny kremičitan (SiO44-). Črevné vstrebávanie kyseliny monokremičitej alebo monomérneho kremičitanu dodávaného spoločnosťou strava prebieha priamo bez predchádzajúcej enzymatickej hydrolýzy (štiepenie reakciou s voda). Mechanizmus, ktorým sa kremík absorbuje do enterocytov (buniek tenkého čreva epitel) a následne do krvi je nejasný. Diatómy, ktorých obal bunky sa vo veľkej miere skladá z oxid kremičitý (SiO2), sú priepustné pre ľudský črevný trakt a prechádzajú intaktným črevom sliznice a lymfatické obeh. Rovnako tak môžu preniknúť do tela vstrebávanie v pľúcne alveolyU tehotných žien môžu častice rozsievky prechádzať placentárnou bariérou a hromadiť sa v tkanivách novorodencov a predčasne narodených detí. Rýchlosť absorpcie kremíka závisí od jeho typu väzby, vláknina obsah, biologický vek, pohlavie a funkčný stav exokrinných žliaz, ako je pankreas (pankreas → tvorba tráviaceho traktu) enzýmy ktoré sa vylučujú do tenké črevo). Pretože kremík prijímaný do potravy je primárne rastlinného pôvodu, a preto sa vyskytuje vo forme polymérov (makromolekúl zložených z niekoľkých identických jednotiek - v tomto prípade SiO4) alebo viazaných na organické látky. molekuly ktoré vyžadujú hydrolytické štiepenie pred absorpciou, je miera absorpcie kremíka z potravín veľmi nízka a je len asi 4%. Výška vláknina obsah potravín bohatých na kremík prispieva k nízkemu biologická dostupnosť, pretože napríklad celulózy a hemicelulózy z obilnín viažu kremík a tým ho odstraňujú z absorpcie. Väčšina kremíka dodávaného spoločnosťou strava sa teda neabsorbuje v tele, ale ponecháva ho nevstrebaný stolicou. V porovnaní s polymérnym oxidom kremičitým z rastlinných produktov sa orálne podávaný monomérny oxid kremičitý (Si (OH) 4) absorbuje priamo a rýchlo kvôli tomu, že nie je potrebná enzymatická hydrolýza a nedochádza k interakcii (interakcii) s zložkami potravy, a teda má vyššiu biologická dostupnosť. Exokrinný pankreatická nedostatočnosť (ochorenie pankreasu), ktoré je spojené s nedostatočnou produkciou tráviaceho systému enzýmy, smieť viesť k zníženiu absorpcie kremíka z dôvodu zníženého enzymatického štiepenia polymérneho a na potraviny viazaného kremíka v črevnom lúmene.
Transport a distribúcia v tele
Absorbovaná kyselina monosiliková a monomérne kremičitany sú distribuované do príslušných tkanív krvnou cestou. Ľudský organizmus obsahuje asi 1-1.5 g kremíka (~ 20 mg / kg telesnej hmotnosti), ktorý sa hromadí (hromadí) najmä v spojivových tkanivách, a preto ho možno nájsť v krv plavidlá, ako je aorta (hlavná tepna), priedušnica (priedušnice), šľachy, kostia koža. Najvyšší obsah kremíka sa nachádza v kosti (do 100 mg / kg) kvôli ich vysokej hmotnosti. Okrem toho sa kremík môže hromadiť aj v pľúcach a lymfa uzliny (450 mg / kg). Vysoký kremík koncentrácie of spojivové tkanivopodobné štruktúry sú základom výskytu stopových prvkov ako neoddeliteľnej zložky glykozaminoglykánov (kyslé polysacharidy lineárne z opakujúcich sa disacharidových jednotiek) a proteoglykány (silne glykozylované glykoproteíny pozostávajúce z proteínu a jedného alebo viacerých kovalentne viazaných glykozaminoglykánov). V krv sérum, kremík sa nachádza predovšetkým vo forme nedisociovaného monomérneho oxidu kremičitého (Si (OH) 4) v koncentráciách 190 - 470 ug / l. Kremíkové sérum koncentrácie nie je ovplyvnená biologickým vekom alebo pohlavím. Niekoľko štúdií naznačuje, že s pribúdajúcim vekom je obsah kremíka v tkanivách, najmä v koža, aorty a kosti, klesá. S vekom súvisiace úbytky kremíka v kostiach nemožno pripísať deficitu kremíka, ale zníženiu obsahu popola (obsah minerálov, anorganická frakcia kostí) - vápnik, fosfor, magnézium, zinok, mangán. Choroby, ako napr osteoporóza (úbytok kostnej hmoty, pokles hustota kostí v dôsledku nadmernej rýchlej degradácie kostnej látky a štruktúry so zvýšenou náchylnosťou na zlomenina) a ateroskleróza (artérioskleróza, kôrnatenie tepien v dôsledku usadzovania krvných tukov, spojivové tkanivo, atď. v stenách plavidlá), urýchľujú redukciu tkaniva koncentrácie kremíka.
vylučovanie
Vylučovanie absorbovaného kremíka nastáva prevažne prostredníctvom oblička vo forme magnézium ortokremičitan. Dospelí vylučujú močom priemerne približne 9 mg kremíka / deň. U dojčiacich žien možno očakávať ďalšiu stratu kremíka 350 - 700 µg / l materské mlieko. Kremíková homeostáza (údržba a vyvážiť) je regulovaný hlavne obličkami (obličkasúvisiace) vylučovanie, ktorého hladina závisí od množstva absorbovaného do čreva. Keď je absorpcia kremíka v čreve nízka, napríklad zvýšenou vláknina dochádza k zníženiu vylučovania obličkami (vylučovaniu), zatiaľ čo keď sa zvyšuje absorpcia kremíka v čreve, napríklad o správa monomérneho oxidu kremičitého, eliminácia prostredníctvom moču je zvýšená.
