Silicis: apibrėžimas, sintezė, absorbcija, transportavimas ir paskirstymas

Silicis yra cheminis elementas su simboliu Si. Periodinėje lentelėje jis turi atominį skaičių 14 ir yra 3-ojo laikotarpio bei 4-osios pagrindinės grupės ir anglis grupei („tetrels“). Nuo silicis pasižymi tiek metalų, tiek klasikinių nelaidžių laidų savybėmis, tai yra vienas iš tipinių pusmetlių arba puslaidininkių (elementinių puslaidininkių). Terminas silicis yra kilęs iš lotyniško žodžio „sileksas“ (kietas akmuo, akmenukas, titnagas). Kaip viena iš svarbiausių uolienų formavimo naudingosios iškasenos, silicis yra antras labiausiai paplitęs žemės plutos elementas po jo deguonis (elemento simbolis: O) su 27.6%. Ten dėl didelio afiniteto deguonis, jis daugiausia būna silikato pavidalu (SiO4, druskos orto-silicio rūgšties (Si (OH) 4) ir jos kondensatų) ir silicio dioksido, daugiausia sudarančio iš silicio rūgšties anhidrido arba silicio dioksidas (SiO2) ir kilęs iš sluoksniais nusėdusių radiatorių (radiolarijų, vienaląsčių organizmų, turinčių opalo endoskeletą (SiO2)) ir diatomų (diatomų su SiO2 ląstelių apvalkalu). Visuose gamtoje esančiuose junginiuose silicis sudaro tik viengubas jungtis - Si-O viengubas jungtis, kuriose jis pirmiausia pasirodo kaip keturvalentis elektropozityvus partneris - keturis kartus koordinuotas, teigiamai įkrautas silicio atomas. Tai įgalina tetraedriniu būdu sukonstruotą silikavimą (SiO44-), kad susidarytų didesni junginiai (trimačiai tinklai), pageidautina, kad kompozicija būtų SiO2. Be to, yra junginių, kuriuose silicis turi penkis ar šešis kartus koordinavimas. Sintetiškai pagaminti dvivalenčio silicio junginiai (sililenai) dažniausiai yra nestabilūs, tik silicio monoksidas (SiO) yra svarbus, ypač optikos pramonėje. Nors gyvūnų modeliai kalba apie silicio būtinumą, žmogaus organizmui tai dar neįrodyta. Dėl šios priežasties silicis yra vienas iš ultratrace elementų (elementų, kurių svarba buvo patvirtinta eksperimentų su gyvūnais metu ir kuriems trūkumo simptomai buvo rasti ekstremaliomis sąlygomis, nežinant jų specifinių funkcijų). Silicis žmonėms prieinamas tiek dėl natūralaus maisto kiekio - laisvos formos kaip monosilicato rūgštis (ortosilicio rūgštis, Si (OH) 4) arba silikatas (SiO4) ir susietas kaip eteris or esteris dariniai - ir naudojant jį kaip maisto priedą - silikatai (SiO4) kaip antikorozinės ir putplasčio medžiagos. Augalinis maistas, ypač grūdiniai grūdai, tokie kaip miežiai ir avižosir šakniavaisiuose paprastai yra daugiau silicio nei gyvūniniuose maisto produktuose, tačiau jų biologinis prieinamumas, tikėtina, yra mažesnis dėl daugiausia polimerinės silikatų jungimosi formos (makromolekulės, sudarytos iš kelių SiO4 vienetų). Gėrimuose, pavyzdžiui, aluje, taip pat yra daug silicio, kuris taip pat yra lengvai panaudojamas.

Absorbcija

Silicis gali patekti į kūną per maistą absorbcija (pasisavinimas) virškinimo trakte (virškinimo trakte) ir per kvėpavimo takų orą rezorbcijos būdu (įsisavinimas) plaučių alveolės (alveolių, kur dujų mainai tarp kraujas kvėpavimo metu atsiranda alveolių oras). Organiškai surištas silicis arba polimerinis silikatas (makromolekulė, sudaryta iš kelių SiO4 vienetų), tiekiama per dieta pirmiausia reikia suskaidyti į Virškinimo traktas hidroliziniu būdu fermentai (enzimai) kasos ir (arba) plonosios žarnos ląstelių enterocitų šepetėlio membrana epitelio), kad būtų absorbuojamas plonoji žarna kaip monomerinis silikatas (SiO44-). Žarnynas absorbcija monos silicio rūgšties arba monomerinio silikato, kurį tiekia dieta vyksta tiesiogiai be ankstesnės fermentinės hidrolizės (skilimas reaguojant su vanduo). Mechanizmas, kuriuo silicis absorbuojamas į enterocitus (plonosios žarnos ląsteles) epitelio) ir vėliau į kraują neaišku. Diatomos, kurių ląstelių apvalkalą daugiausia sudaro silicio dioksidas (SiO2), yra pralaidūs žmogaus žarnyno traktui ir praeina per nepažeistą žarnyną gleivinė ir limfinės cirkuliacija. Panašiai jie gali patekti į kūną per absorbcija viduje plaučių alveolės. Nėščioms moterims diatominės dalelės gali peržengti placentos barjerą ir kauptis atitinkamai naujagimių ir neišnešiotų kūdikių audiniuose. Silicio absorbcijos greitis priklauso nuo jo rišimosi tipo maistinė lasteliena egzokrininių liaukų, tokių kaip kasa, turinys, biologinis amžius, lytis ir funkcinė būklė (kasa → virškinimo fermentai (enzimai) kurie išskiriami į plonoji žarna). Kadangi maiste suvartotas silicis pirmiausia yra augalinės kilmės, todėl jis būna polimerų pavidalu (makromolekulės, sudarytos iš kelių vienodų vienetų - šiuo atveju SiO4) arba susietos su organiniais molekulės kuriems prieš absorbciją reikia hidrolizinio skilimo, silicio absorbcijos iš maisto kiekis yra labai mažas ir yra tik apie 4%. Aukšta maistinė lasteliena maisto produktų, kuriuose gausu silicio, kiekis mažą biologinis prieinamumas, nes, pavyzdžiui, javų celiuliozės ir hemiceliuliozės suriša silicį ir taip pašalina jį iš absorbcijos. Didžioji dalis silicio, kurį tiekia dieta todėl organizmas neįsisavinamas, tačiau palieka neįsisavintą per išmatas (išmatas). Palyginti su augalinių produktų polimeriniu silicio dioksidu, per burną vartojamas monomerinis silicio dioksidas (Si (OH) 4) absorbuojamas tiesiogiai ir greitai dėl to, kad fermentinė hidrolizė nėra būtina ir kad nėra sąveikos (sąveikos) su maisto sudedamosiomis dalimis, todėl ji turi didesnę biologinis prieinamumas. Egzokrininis kasos nepakankamumas (kasos liga), kuri yra susijusi su nepakankamu virškinimo produktu fermentai (enzimai), Gegužė vadovauti iki silicio absorbcijos sumažėjimo dėl sumažėjusio fermentinio polimerinio ir su maistu sujungto silicio skaidymo žarnyno spindyje.

Transportas ir pasiskirstymas kūne

Absorbuota monos silicio rūgštis ir monomeriniai silikatai atitinkamai paskirstomi į atitinkamus audinius per kraują. Žmogaus organizme yra apie 1–1.5 g silicio (~ 20 mg / kg kūno svorio), kuris kaupiasi (kaupiasi) ypač jungiamuosiuose audiniuose, todėl jo gali rasti kraujas laivai, pavyzdžiui, aorta (pagrindinė arterija), trachėja (vėjo vamzdis), Sausgyslės, kaulaiir oda. Didžiausias silicio kiekis yra kaulai (iki 100 mg / kg) dėl didelio svorio. Be to, silicis taip pat gali kauptis plaučiuose ir limfa mazgai (450 mg / kg). Aukštas silicis koncentracija of jungiamasis audinyspanašios struktūros yra mikroelemento, kaip neatsiejamo glikozaminoglikanų (rūgštinio polisacharidai pastatytas tiesiškai iš pasikartojančių disacharidų vienetų) ir proteoglikanų (stipriai glikozilintų glikoproteinų, susidedančių iš baltymo ir vieno ar daugiau kovalentiškai surištų glikozaminoglikanų). Į kraujas serume silicio daugiausia yra neišsijungusio monomerinio silicio dioksido (Si (OH) 4) pavidalu, kai jo koncentracija yra 190–470 µg / l. Silicio serumas koncentracija neturi įtakos nei biologinis amžius, nei lytis. Keli tyrimai rodo, kad su amžiumi silicio kiekis audiniuose, ypač oda, aorta ir kaulaisumažėja. Su amžiumi susijęs silicio trūkumas kauluose gali būti siejamas ne su silicio trūkumu, o su pelenų kiekio sumažėjimu (mineralų kiekiu, neorganine kaulo dalimi) - kalcis, fosforo, Magnis, cinkas, manganas. Ligos, tokios kaip osteoporozė kaulų netekimas, sumažėjimas kaulų tankis dėl pernelyg greito kaulų medžiagos ir struktūros irimo, padidėjusio jautrumo lūžis) ir aterosklerozės (arteriosklerozė, arterijų sukietėjimas dėl kraujo riebalų kaupimosi, jungiamasis audinysir kt. sienose laivai), paspartinti audinių mažėjimą koncentracija silicio.

Išsiskyrimas

Absorbuoto silicio išsiskyrimas daugiausia vyksta per inkstas į formą Magnis ortosilikatai. Suaugusieji vidutiniškai su šlapimu išskiria maždaug 9 mg silicio per dieną. Žindančioms moterims galima tikėtis papildomo silicio nuostolio - 350–700 µg / l Motinos pienas. Silicio homeostazė (a subalansuoti) daugiausia reguliuoja inkstų (inkstassusijęs) išsiskyrimas, kurio lygis priklauso nuo žarnyne absorbuoto kiekio. Kai žarnyno silicio absorbcija žarnyne yra maža, pavyzdžiui, padidėjus maistinė lasteliena suvartojama, sumažėja inkstų išsiskyrimas (išsiskyrimas), tuo tarpu kai padidėja silicio absorbcija žarnyne, pavyzdžiui, administracija monomerinio silicio dioksido, pašalinimas padidėja per šlapimą.