Křemelina - použití, vlastnosti

Křemík je stopový prvek, který se v lidském těle vyskytuje v množství 1-2 g (0,01 %). Nejvyšší koncentrace křemíku se nacházejí především v rychle rostoucích tkáních, jako jsou vlasy, kůže, nehty a kosti. Křemík se ve vysokých koncentracích nachází také v extracelulární matrix, kde je vázán zejména na glykosaminoglykany (GAG). Podívejme se blíže na to, v jakých potravinách se křemík nachází a jakou roli hraje v lidském těle.

• Úloha a využití oxidu křemičitého
• Vlastnosti oxidu křemičitého
• Potřeba křemíku
• Biologická dostupnost křemíku
• Dietní zdroje křemíku
• Účinky nedostatku křemíku

Úloha a využití oxidu křemičitého

Úloha křemíku v lidském těle není dosud zcela objasněna. V současné době je známo, že křemík je důležitým stavebním prvkem pojivové tkáně a hraje důležitou roli při vývoji a mineralizaci kostry. Odborná literatura uvádí, že křemík má příznivý vliv na zdravotní stav organismu při některých onemocněních, jako je osteoporóza, diabetes mellitus a ateroskleróza. Křemík pravděpodobně zpomaluje proces stárnutí buněk a má pozitivní vliv na stav pokožky, vlasů a nehtů. Kromě toho může křemík zvyšovat přirozenou obranyschopnost organismu a urychlovat proces hojení poškozených tkání a regeneraci kostní tkáně po úrazech a zlomeninách.

Křemík se nejčastěji používá jako oxid křemičitý (E551), který se přidává do potravin, aby plnil protispékavé, objemové a stabilizační funkce. Křemík se používá hlavně jako přídatná látka v potravinách, jako je instantní káva, směsi koření, instantní polévky, práškový cukr a kuchyňská sůl.

Vlastnosti oxidu křemičitého

Křemík je důležitou součástí pojivové tkáně. Hraje klíčovou roli při vývoji kosterního systému, protože se podílí na syntéze kolagenu, mineralizaci kostní matrix a diferenciaci kostotvorných buněk. Křemík se podílí na tvorbě prvků pojivové tkáně přítomných v cévách, průdušnici, chrupavkách, kloubech, šlachách a kůži. Mezi tkáně a orgány bohaté na křemík patří ledviny, játra, slezina, kosti, kůže a plíce a také vlasy a nehty. Křemík pravděpodobně snižuje hladinu cholesterolu v krvi a může vykazovat antiaterosklerotické a antidiabetické vlastnosti. Připisují se mu také protirakovinné, imunostimulační a regenerační vlastnosti, tj. urychluje proces hojení poškozených tkání.

Dostatečný příjem křemíku se stravou může prospět celkové kognitivní výkonnosti a potenciálně snížit riziko Alzheimerovy choroby. Křemík pravděpodobně váže ionty těžkých kovů, čímž snižuje jejich škodlivé účinky na orgány a tkáně lidského těla. Křemík brání vstřebávání hliníku z gastrointestinálního traktu, což je dobře známá neurotoxická látka. Křemík ovlivňuje také metabolismus dalších makro- a mikroživin v lidském těle, jako je vápník, fosfor, hořčík, sodík, draslík, zinek, chlor, fluor, síra, molybden a kobalt.

Potřeba křemíku

Zdá se, že potřeba křemíku je vyšší u mužů než u žen. Odhaduje se, že denní příjem křemíku pro zdravého dospělého člověka by se měl pohybovat mezi 20 a 30 mg. Průměrný denní příjem křemíku se u evropské a severoamerické populace pohybuje mezi 20 a 50 mg. Naproti tomu v asijských zemích, jako je Čína a Indie, kde na křemík bohaté obilné výrobky, zelenina a ovoce tvoří většinu stravy, je denní příjem křemíku mnohem vyšší, pohybuje se od 140 do dokonce 200 mg. Průměrný příjem křemíku v polské populaci se liší podle pohlaví a činí přibližně 24 mg denně u žen a téměř 28 mg denně u mužů. Mezi hlavní zdroje křemíku ve stravě typické polské populace patří obiloviny, ovoce, nápoje a zelenina. Bylo prokázáno, že strava poskytující více než 40 mg křemíku denně má příznivý vliv na minerální hustotu stehenní kosti ve srovnání se stravou, která obsahuje v průměru asi 14 mg křemíku.

Biologická dostupnost křemíku

Nejlepším zdrojem dobře vstřebatelného křemíku je kyselina ortokřemičitá Si(OH)4, která se z 50 % vstřebává z trávicího traktu a do krevního oběhu se dostává především v nevázané formě. Křemík je v gastrointestinálním traktu hydrolyzován na kyselinu ortokřemičitou vlivem kyseliny chlorovodíkové. Proto se uvádí, že biologická dostupnost křemíku je nižší u starších lidí s acidémií žaludku a zejména u těch, kteří dlouhodobě užívají léky s inhibitory protonové pumpy (PPI), které blokují produkci kyseliny chlorovodíkové buňkami žaludeční sliznice. Křemík se vyskytuje také ve formě organokřemíku, který byl chemicky upraven pro člověka, např. oxid křemičitý (E551) používaný jako protispékavá látka, která se z trávicího traktu prakticky nevstřebává.

Dietní zdroje křemíku

Křemík se do lidského těla dostává s potravou. Dobře vstřebatelný křemík ve formě kyseliny ortokřemičité se nachází pouze v tekutinách, jako je pivo (9-39 mg křemíku/l) a minerální voda (2-5 mg křemíku/l). Za zmínku stojí, že pivo je nejbohatším zdrojem snadno dostupného křemíku ve formě kyseliny ortokřemičité. A v potravinách se nejvyšší koncentrace křemíku nacházejí v obilných zrnech, jako je oves, ječmen, pšenice a rýže. Kromě toho se křemík nachází v obilných výrobcích (např. v chlebu, těstovinách a cereáliích), zelenině (např. v bramborách, mrkvi, červené řepě, ředkvičkách, cibuli, zelených fazolkách, špenátu), ovoci (zejména v banánech, ananasu a mangu), luštěninách (např. ve fazolích, čočce, sójových bobech), sultánkách, ořeších a mořských plodech (např. v mušlích). Vysoký obsah oxidu křemičitého mají také některé byliny a rostliny, např. koriandr, přeslička polní, ostrožka a vojtěška skvrnitá. Jedná se však o formu křemíku, která je pro lidské tělo hůře dostupná. Biologická využitelnost křemíku se u jednotlivých rostlinných produktů značně liší v závislosti na množství vlákniny, např. z banánů bohatých na křemík se vstřebávají maximálně 2 %.

Účinky nedostatku křemíku

S věkem a degenerací některých tkání dochází ke snižování koncentrace křemíku v tkáních a orgánech lidského těla. Nízká hladina křemíku je také pozorována při přítomnosti některých onemocnění, jako je například ateroskleróza cév. Nedostatek křemíku se může vyskytnout u lidí, kteří jsou podvyživení, u lidí s dlouhodobou restriktivní dietou (např. u pacientů s potravinovými alergiemi a/nebo intolerancemi) a u těch, kteří konzumují především vysoce zpracované potraviny a zároveň se vyhýbají čerstvé zelenině, ovoci a výrobkům z hrubého zrna. Kromě toho jsou nedostatkem křemíku ohroženi starší lidé, kteří chronicky užívají antirefluxní léky ze skupiny PPI. Předpokládá se, že nízká hladina křemíku v lidském těle může zvyšovat riziko vzniku aterosklerózy cév a akutních a chronických forem ischemické choroby srdeční. Ve studiích na zvířatech bylo prokázáno, že nedostatek křemíku má nepříznivý vliv na tvorbu kostí a může způsobit jejich deformaci a abnormální mineralizaci. Nízké hladiny křemíku v těle mohou zhoršovat proces stárnutí kůže a mít negativní vliv na stav vlasů (např. zvýšené vypadávání vlasů, oslabení a lámavost vlasů, roztřepené konečky) a nehtů (např. lámavost nehtů, oslabení nehtové ploténky). Nedostatek křemíku může mít za následek také snížení imunity.

Zdroje:

• Martin KR.: Chemie oxidu křemičitého a jeho potenciální přínosy pro zdraví. J Nutr Health Aging. 2007 Mar-Apr;11(2):94-7.
• Chumlea WC.: Silica, a mineral of unknown but emerging health importance (Křemík, minerál neznámého, ale vznikajícího zdravotního významu). J Nutr Health Aging. 2007 Mar-Apr;11(2):93.
• Martin KR.: Křemík: zdraví prospěšné vlastnosti metaloidu. 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 (Křemík: přehled jeho potenciální role v prevenci a léčbě postmenopauzální osteoporózy). Int J Endocrinol. 2013;2013:316783.
• Tłustochowicz W.: Křemík jako chybějící prvek v léčbě osteoporózy. 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.