logo_solinea
Krzem i zdrowie kości – możliwości w leczeniu osteoporozy

Krzem i zdrowie kości – możliwości w leczeniu osteoporozy

Krzem w ludzkim organizmie występuje w ilościach śladowych, ale pełni istotne role: jest czynnikiem sieciującym i elementem strukturalnym tkanki łącznej; pierwiastkiem niezbędnym dla prawidłowego przebiegu procesów wzrostu, wapnienia i mineralizacji kości. Co ciekawe, do niedawna uważano, że wpływ krzemu na procesy życiowe człowieka jest znikomy. Podstawowym źródłem krzemu w diecie są ziarna zbóż, jego niedobory mogą zatem występować u osób, które spożywają głównie białe pieczywo. Związki krzemowe pochodzące z pożywienia w przewodzie pokarmowym są hydrolizowane do łatwo przyswajalnego kwasu ortokrzemowego. Przewlekły niedobór krzemu grozi upośledzeniem syntezy kolagenu i mineralizacji macierzy kostnej oraz zwiększa ryzyko przedwczesnej osteoporozy.

Spis treści:
faa7bbeab8b01fc8bdabedd5f5760363b0c26cd9

Tworzenie i niszczenie kości – patogeneza osteoporozy

Osteoporoza jest jednym z najistotniejszych problemów zdrowotnych współczesnego świata; według dostępnych danych choruje na nią blisko 75 mln ludzi – Europejczyków, Japończyków i Amerykanów. Niska masa kości z dużą podatnością na złamania dotyczy ponad 30 proc. kobiet w wieku postmenopauzalnym, a u seniorów problem ma praktycznie charakter powszechny. Prognozy są, niestety, pesymistyczne: szacuje się, że w najbliższym półwieczu liczba złamań osteoporotycznych zwiększy się co najmniej dwukrotnie. Uważa się, że na rozwój tej patologii duży wpływ wywiera nieprawidłowa dieta z niedoborami mikro- i makroelementów.

Wyniki badań in vitro wykazały, że kwas ortokrzemowy w stężeniu fizjologicznym stymuluje syntezę kolagenu typu 1 i różnicowanie ludzkich osteoblastów. Osteoblasty to komórki kościotwórcze, które budują kości od podstaw (biorą udział w procesach wzrostu lub przebudowy kości), produkują bezpostaciową macierz kostną (czyli osteoid), gdzie odkładają się kryształy fosforanów wapnia.

W rozwoju osteoporozy istotne znaczenie mają procesy remodelingu tkanki kostnej czyli „odmładzania”, dzięki któremu kości utrzymują swoje kluczowe właściwości biomechaniczne. W ich przebiegu „stara” tkanka jest nieustannie zastępowana nową za sprawą aktywacji tzw. komórek kościogubnych – osteoklastów, które odpowiadają za resorpcję tkanki kostnej (rozkład kolagenu i hydralizację kryształów hydroksyapatytu). W efekcie na powierzchni kości tworzy się jama resorpcyjna. Wtedy zaczynają nadpełzać osteoblasty, które, dojrzewając, wytwarzają kolagen typu I i osteoid. Stopniowo jama wypełnia się, ulega mineralizacji i powstaje dojrzała kość.

Wyniki badań na modelach zwierzęcych wskazują, że stężenie krzemu w „młodych” osteoidach jest 25 razy większe niż w strukturach sąsiednich, ale spada wraz ze wzrostem zawartości wapnia w dojrzałej kości. Uważa się, że krzem należy do czynników, które przyspieszają mineralizację macierzy.

Rola krzemu w profilaktyce osteoporozy

Proces remodelingu trwa całe życie. Stosunek ilości kości tworzonej do niszczonej to tzw. całkowita masa kostna. Szczytową masę kostną człowiek osiąga ok. 30. roku życia – jej prawidłowa wartość zależy od wielu czynników, jednak najistotniejsze, by procesy kościotworzenia przeważały nad resorpcją. Po 40. roku życia tempo ubytków masy kostnej przybiera na sile, dlatego nieprawidłowa szczytowa masa kostna stanowi poważny czynnik obciążający w wieku dojrzałym. Jeśli współwystępuje z innymi czynnikami (chorobowymi, środowiskowymi) negatywnie wpływa na metabolizm kości oraz znacznie zwiększa ryzyko wcześniejszego wystąpienia osteoporozy i złamań patologicznych.

Prowadzone eksperymenty epidemiologiczne wskazują na rolę krzemu w syntezie kolagenu i glikozaminoglikanu oraz procesach metabolicznych tkanki łącznej i tkanki kostnej. Uważa się, że stopień mineralizacji kości może zależeć od podaży krzemu z dietą.

Krzem należy do mikroelementów zalecanych w profilaktyce osteoporozy . Pierwiastek uczestniczy w procesach produkcji kolagenu (w kościach, chrząstce, tkance łącznej) i może przyspieszać procesy mineralizacji. Postacią najlepiej przyswajalną dla ludzi, zwierząt i roślin jest kwas krzemowy. Odpowiednia podaż pierwiastka jest szczególnie istotna w pierwszych etapach rozwoju kości.

Niedobór krzemu może negatywnie wpływać na proces kościotworzenia, opóźniać rozwój układu kostnego oraz przyczyniać się do deformacji kostnych. Zbyt mała podaż pierwiastka z dietą może upośledzać procesy tworzenia tkanki łącznej, w tym chrząstki stawowej. Zaburzenia jakości i ilości chrząstki stawowej zwiększają ryzyko urazów stawów, ponieważ chrząstka odpowiada za amortyzację powierzchni stawowych.

Badania na modelach zwierzęcych wykazały, że suplementacja krzemu korzystnie wpływa na mineralną gęstość kości (zwiększa ją), redukując łamliwość. Przypomnijmy, że obniżenie gęstości mineralnej oraz zaburzenia struktury i jakości kości bezpośrednio odpowiadają za podatność na złamania osteoporotyczne.

58360207fdaac83a5a2a2b0de641baa26b356480
Literatura:​
  • 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: 316783.
  • Jugdaohsingh R. Silicon and bone health. J Nutr Health Aging. 2007; 11(2): 99–110.
  • Farooq M.A., Dietz K.J. Silicon as Versatile Player in Plant and Human Biology: Overlooked and Poorly Understood. Front. Plant Sci., 2015, 6: 994.
  • Jugdaohsingh R., Watson AI., Pedro LD. et al. The decrease in silicon concentration of the connective tissues with age in rats is a marker of connective tissue turnover. Bone. 2015;75:40-48.
  • Rabijewski M. Czynniki ryzyka osteoporozy, ze szczególnym uwzględnieniem prawidłowego rozwoju i metabolizmu tkanki kostnej. Forum Zakażeń. 2017; 8 (5): 77-81.
  • Chumlea WMC. Silica, a mineral of unknown but emerging health importance. Journal of Nutrition, Health and Aging. 2007;11(2):p. 93.
  • Prescha A., Zabłocka-Słowińska K., Płaczkowska S. et al. Silicon intake and plasma level and their relationships with systemic redox and inflammatory markers in rheumatoid arthritis patients. Adv Clin Exp Med. 2019; 28 (11).
  • Levis S, Lagari VS. The role of diet in osteoporosis prevention and management. Current Osteoporosis Reports. 2012;10(4):296–302.
  • Powell JJ., McNaughton SA., Jugdaohsingh R. et al. A provisional database for the silicon content of foods in the United Kingdom. British Journal of Nutrition. 2005;94(5):804–812.
  • Platta A. Rola żywienia w profilaktyce i leczeniu osteoporozy u kobiet. Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni (SJ GMU). 2014; 86: 16-28.
  • Fifield L.K., Thompson R.P., Powell J.J. Oligomeric but not monomeric silica prevents aluminum absorption in humans. Am. J. Clin. Nutr 2000.71: 944-949.
  • Jugdaohsingh R., Anderson S.H., Tucker K.L. et al. Dietary silicon intake and absorption. Am. J. Clin.Nutr. 2002; 75: 887-893.
  • Reffitt D.M., Ogston N., Jugdaohsingh R. et al. Orthosilicic acid stimulates collagen type 1 synthesis and osteoblastic differentiation in human osteoblast-like cells in vitro. Bone. 2003; 32: 127-135.
  • McNaughton SA., Bolton-Smith C., Mishra GD. et al. Dietary silicon intake in post-menopausal women. British Journal of Nutrition. 2005;94(5):813–817.
  • Seaborn C.D., Nielsen F.H. Silicon deprivation decreases collagen formation in wounds and bone, and ornithine transaminase enzyme activity in liver. Biol. Trace. Elem. Res. 2002; 89: 251-261.
  • Waked W., Grauer J. Silicates and bone fusion. Orthopedics. 2008;31(6):591–597.
  • Spripanyakorn S., Jugdaohsingh R., Richard P. et al. Dietary silicon and bone health, Nutr. Bull. 2005;30 (3): 222-230.
  • Rico H., Gallego-Lago JL., Hernandez ER. et al. Effect of silicon supplement on osteopenia induced by ovariectomy in rats. Calcified Tissue International. 2000;66(1):53–55.
  • Martin KR. The chemistry of silica and its potential health benefits. Journal of Nutrition, Health and Aging. 2007;11(2):94–98.
  • Praca zbiorowa (2012). Normy żywienia dla populacji polskiej – nowelizacja. (red. M. Jarosz), Instytut Żywności i Żywienia, Warszawa.
  • Chemia żywności T. 1. Z. Sikorski, Staroszczyk H. (red.). Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2017.
  • Boguszewska-Czubara A., Pasternak K. Silicon in medicine and therapy. J. Elem. 2011; 16 (3): 489-497.

PODOBNE WPISY

Solinea

Poznaj nasze produkty

0
0
Twój Koszyk