Πυρίτιο - χρήσεις, ιδιότητες

Το πυρίτιο είναι ένα ιχνοστοιχείο που υπάρχει στο ανθρώπινο σώμα σε ποσότητες 1-2 g (0,01%). Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις πυριτίου βρίσκονται κυρίως σε ιστούς που αναπτύσσονται γρήγορα, όπως τα μαλλιά, το δέρμα, τα νύχια και τα οστά. Το πυρίτιο βρίσκεται επίσης σε υψηλές συγκεντρώσεις στην εξωκυττάρια μήτρα, όπου συνδέεται κυρίως με τις γλυκοζαμινογλυκάνες (GAGs). Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε ποιες τροφές βρίσκεται το πυρίτιο και τι ρόλο παίζει στο ανθρώπινο σώμα.

• Ρόλος και χρήσεις του πυριτίου
• Ιδιότητες του διοξειδίου του πυριτίου
• Απαίτηση διοξειδίου του πυριτίου
• Βιοδιαθεσιμότητα πυριτίου
• Διατροφικές πηγές πυριτίου
• Επιπτώσεις της ανεπάρκειας πυριτίου

Ρόλος και χρήσεις του πυριτίου

Ο ρόλος του πυριτίου στον ανθρώπινο οργανισμό δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητός. Είναι πλέον γνωστό ότι το πυρίτιο είναι ένα σημαντικό δομικό στοιχείο του συνδετικού ιστού και παίζει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη και την ανοργανοποίηση των οστών. Η βιβλιογραφία των ειδικών αναφέρει ότι το πυρίτιο έχει ευεργετική επίδραση στην υγεία του οργανισμού παρουσία ορισμένων ασθενειών, όπως η οστεοπόρωση, ο σακχαρώδης διαβήτης και η αθηροσκλήρωση. Το διοξείδιο του πυριτίου είναι πιθανό να επιβραδύνει τη διαδικασία γήρανσης των κυττάρων και έχει θετική επίδραση στην κατάσταση του δέρματος, των μαλλιών και των νυχιών. Επιπλέον, το πυρίτιο μπορεί να αυξήσει τη φυσική ανοσία του οργανισμού και να επιταχύνει τη διαδικασία επούλωσης των κατεστραμμένων ιστών και την αναγέννηση του οστικού ιστού μετά από τραυματισμούς και κατάγματα.

Το πυρίτιο χρησιμοποιείται συνηθέστερα ως διοξείδιο του πυριτίου (E551), το οποίο προστίθεται στα τρόφιμα για να επιτελεί αντιπηκτικές, διογκωτικές και σταθεροποιητικές λειτουργίες. Το διοξείδιο του πυριτίου χρησιμοποιείται κυρίως ως πρόσθετο σε τρόφιμα όπως ο στιγμιαίος καφές, τα μείγματα μπαχαρικών, οι στιγμιαίες σούπες, η ζάχαρη σε σκόνη και το επιτραπέζιο αλάτι.

Ιδιότητες του διοξειδίου του πυριτίου

Το διοξείδιο του πυριτίου είναι σημαντικό συστατικό του συνδετικού ιστού. Διαδραματίζει βασικό ρόλο στην ανάπτυξη του σκελετικού συστήματος, καθώς συμμετέχει στη σύνθεση κολλαγόνου, στην ανοργανοποίηση της οστικής μήτρας και στη διαφοροποίηση των οστεοποιητικών κυττάρων. Το πυρίτιο συμμετέχει στο σχηματισμό στοιχείων του συνδετικού ιστού που υπάρχουν στα αιμοφόρα αγγεία, την τραχεία, τους χόνδρους, τις αρθρώσεις, τους τένοντες και το δέρμα. Στους ιστούς και τα όργανα που είναι πλούσια σε πυρίτιο περιλαμβάνονται οι νεφροί, το ήπαρ, ο σπλήνας, τα οστά, το δέρμα και οι πνεύμονες, καθώς και τα μαλλιά και τα νύχια. Το πυρίτιο είναι πιθανό να μειώνει τα επίπεδα χοληστερόλης στο αίμα και μπορεί να εμφανίζει αντιαθηροσκληρωτικές και αντιδιαβητικές ιδιότητες. Του αποδίδονται επίσης αντικαρκινικές, ανοσοδιεγερτικές και αναγεννητικές ιδιότητες, δηλαδή επιτάχυνση της διαδικασίας επούλωσης κατεστραμμένων ιστών.

Η επαρκής πρόσληψη πυριτίου με τη διατροφή μπορεί να ωφελήσει τη συνολική γνωστική απόδοση και ενδεχομένως να μειώσει τον κίνδυνο εμφάνισης της νόσου Αλτσχάιμερ. Το πυρίτιο είναι πιθανό να δεσμεύει ιόντα βαρέων μετάλλων, μειώνοντας έτσι τις βλαβερές επιπτώσεις τους στα όργανα και τους ιστούς του ανθρώπινου σώματος. Το πυρίτιο αναστέλλει την απορρόφηση του αλουμινίου από τον γαστρεντερικό σωλήνα, μιας γνωστής νευροτοξικής ουσίας. Το πυρίτιο επηρεάζει επίσης τον μεταβολισμό άλλων μακρο- και μικροθρεπτικών συστατικών στο ανθρώπινο σώμα, όπως το ασβέστιο, ο φώσφορος, το μαγνήσιο, το νάτριο, το κάλιο, ο ψευδάργυρος, το χλώριο, το φθόριο, το θείο, το μολυβδαίνιο και το κοβάλτιο.

Απαίτηση διοξειδίου του πυριτίου

Οι απαιτήσεις σε διοξείδιο του πυριτίου φαίνεται να είναι υψηλότερες στους άνδρες από ό,τι στις γυναίκες. Εκτιμάται ότι η ημερήσια πρόσληψη πυριτίου για έναν υγιή ενήλικα πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 20 και 30 mg. Η μέση ημερήσια πρόσληψη πυριτίου στους πληθυσμούς της Ευρώπης και της Βόρειας Αμερικής κυμαίνεται από 20 έως 50 mg. Αντίθετα, στις ασιατικές χώρες, όπως η Κίνα και η Ινδία, όπου τα πλούσια σε πυρίτιο προϊόντα δημητριακών, τα λαχανικά και τα φρούτα αποτελούν την πλειονότητα της διατροφής, η ημερήσια πρόσληψη πυριτίου είναι πολύ υψηλότερη και κυμαίνεται από 140 έως και 200 mg. Η μέση πρόσληψη πυριτίου στον πολωνικό πληθυσμό ποικίλλει ανάλογα με το φύλο και είναι περίπου 24 mg ημερησίως στις γυναίκες και σχεδόν 28 mg ημερησίως στους άνδρες. Οι κύριες διατροφικές πηγές πυριτίου στη διατροφή ενός τυπικού πολωνικού πληθυσμού περιλαμβάνουν τα δημητριακά, τα φρούτα, τα ποτά και τα λαχανικά. Έχει αποδειχθεί ότι μια διατροφή που παρέχει περισσότερα από 40 mg πυριτίου ημερησίως έχει ευεργετική επίδραση στην οστική πυκνότητα των μηριαίων οστών, σε σύγκριση με μια διατροφή με μέσο όρο περίπου 14 mg πυριτίου.

Βιοδιαθεσιμότητα πυριτίου

Η καλύτερη πηγή καλά απορροφήσιμου πυριτίου είναι το ορθοπυριτικό οξύ Si(OH)4, το οποίο απορροφάται κατά 50% από το γαστρεντερικό σωλήνα και εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματος κυρίως σε μη δεσμευμένη μορφή. Το πυρίτιο υδρολύεται σε ορθοπυριτικό οξύ στον γαστρεντερικό σωλήνα υπό την επίδραση του υδροχλωρικού οξέος. Ως εκ τούτου, έχει αναφερθεί ότι η βιοδιαθεσιμότητα του πυριτίου είναι χαμηλότερη σε ηλικιωμένα άτομα με γαστρική οξέωση και ιδίως σε εκείνους που κάνουν μακροχρόνια χρήση φαρμάκων αναστολέων αντλίας πρωτονίων (PPI), τα οποία εμποδίζουν την παραγωγή υδροχλωρικού οξέος από τα κύτταρα του γαστρικού βλεννογόνου. Το διοξείδιο του πυριτίου μπορεί επίσης να βρεθεί ως οργανοπυρίτιο που έχει υποστεί χημική επεξεργασία από τον άνθρωπο, π.χ. διοξείδιο του πυριτίου (E551) που χρησιμοποιείται ως αντιπηκτικό που πρακτικά δεν απορροφάται από τον γαστρεντερικό σωλήνα.

Διατροφικές πηγές πυριτίου

Το πυρίτιο εισέρχεται στον ανθρώπινο οργανισμό με τα τρόφιμα. Καλά απορροφούμενο πυρίτιο με τη μορφή ορθοπυριτικού οξέος βρίσκεται μόνο σε υγρά όπως η μπύρα (9-39 mg πυριτίου/l) και το μεταλλικό νερό (2-5 mg πυριτίου/l). Αξίζει να σημειωθεί ότι η μπύρα είναι η πλουσιότερη πηγή εύκολα διαθέσιμου πυριτίου με τη μορφή ορθοπυριτικού οξέος. Και στα τρόφιμα, οι υψηλότερες συγκεντρώσεις πυριτίου εντοπίζονται στους σπόρους δημητριακών, όπως η βρώμη, το κριθάρι, το σιτάρι και το ρύζι. Επιπλέον, πυρίτιο βρίσκεται σε προϊόντα δημητριακών (π.χ. ψωμί, ζυμαρικά και δημητριακά), λαχανικά (π.χ. πατάτες, καρότα, παντζάρια, ραπανάκια, κρεμμύδια, πράσινα φασόλια, σπανάκι), φρούτα (ιδίως μπανάνα, ανανάς και μάνγκο), όσπρια (π.χ. φασόλια, φακές, φασόλια σόγιας), σουλτανίνα, ξηρούς καρπούς και θαλασσινά (π.χ. μύδια). Ορισμένα βότανα και φυτά έχουν επίσης υψηλή περιεκτικότητα σε διοξείδιο του πυριτίου, όπως ο κόλιανδρος, η αλογοουρά, το αγριολούλουδο και το στικτό τριφύλλι. Ωστόσο, πρόκειται για μια μορφή πυριτίου στην οποία είναι πιο δύσκολο να έχει πρόσβαση το ανθρώπινο σώμα. Η βιοδιαθεσιμότητα του πυριτίου ποικίλλει σημαντικά για τα επιμέρους φυτικά προϊόντα ανάλογα με την ποσότητα των διαιτητικών ινών, π.χ. από τις πλούσιες σε πυρίτιο μπανάνες απορροφάται το πολύ 2%.

Επιπτώσεις της ανεπάρκειας πυριτίου

Με την ηλικία και τον εκφυλισμό ορισμένων ιστών παρατηρείται μείωση της συγκέντρωσης πυριτίου στους ιστούς και τα όργανα του ανθρώπινου σώματος. Χαμηλά επίπεδα πυριτίου παρατηρούνται επίσης στην παρουσία ορισμένων ασθενειών, όπως η αγγειακή αθηροσκλήρωση. Ανεπάρκεια πυριτίου μπορεί να εμφανιστεί σε άτομα που υποσιτίζονται, σε όσους ακολουθούν μακροχρόνια περιοριστική δίαιτα (π.χ. ασθενείς με τροφικές αλλεργίες ή/και δυσανεξίες) και σε όσους καταναλώνουν κυρίως τρόφιμα υψηλής επεξεργασίας και ταυτόχρονα αποφεύγουν τα φρέσκα λαχανικά, τα φρούτα και τα προϊόντα χονδροειδών δημητριακών. Επιπλέον, τα ηλικιωμένα άτομα που λαμβάνουν χρόνια αντιρροπιστικά φάρμακα από την ομάδα PPI κινδυνεύουν από ανεπάρκεια πυριτίου. Έχει προταθεί ότι τα χαμηλά επίπεδα πυριτίου στον ανθρώπινο οργανισμό μπορεί να αυξήσουν τον κίνδυνο εμφάνισης αγγειακής αθηροσκλήρωσης και οξείας και χρόνιας μορφής ισχαιμικής καρδιοπάθειας. Σε μελέτες σε ζώα, η έλλειψη πυριτίου έχει αποδειχθεί ότι έχει δυσμενή επίδραση στο σχηματισμό των οστών και μπορεί να προκαλέσει παραμορφώσεις των οστών και μη φυσιολογική ορυκτοποίηση των οστών. Τα χαμηλά επίπεδα πυριτίου στον οργανισμό μπορεί να επιδεινώσουν τη διαδικασία γήρανσης στο δέρμα και να έχουν αρνητική επίδραση στην κατάσταση των μαλλιών (π.χ. αυξημένη τριχόπτωση, εξασθένιση και ευθραυστότητα των μαλλιών, ψαλίδα) και των νυχιών (π.χ. ευθραυστότητα των νυχιών, εξασθένιση της πλάκας των νυχιών). Η ανεπάρκεια πυριτίου μπορεί επίσης να οδηγήσει σε μειωμένη ανοσία.

Πηγές:

• Martin KR.: Η χημεία του πυριτίου και τα πιθανά οφέλη του για την υγεία. J Nutr Health Aging. 2007 Mar-Apr;11(2):94-7.
• Chumlea WC.: Πυρίτιο, ένα μέταλλο άγνωστης αλλά αναδυόμενης σημασίας για την υγεία. J Nutr Health Aging. 2007 Mar-Apr;11(2):93.
• Martin KR.: Πυρίτιο: τα οφέλη ενός μεταλλοειδούς για την υγεία. Met Ions Life Sci. 2013;13:451-73.
• Price CT, Koval KJ, Langford JR.: Πυρίτιο: ανασκόπηση του δυνητικού του ρόλου στην πρόληψη και τη θεραπεία της μετεμμηνοπαυσιακής οστεοπόρωσης. Int J Endocrinol. 2013;2013:316783.
• Tłustochowicz W.: Το πυρίτιο ως το στοιχείο που λείπει στη θεραπεία της οστεοπόρωσης. Forum Rheumatol. 2020, 6(4): 160-166.
• Rondanelli M, Faliva MA, Peroni G, et al: Πυρίτιο: Ένα παραμελημένο μικροθρεπτικό συστατικό απαραίτητο για την υγεία των οστών. Exp Biol Med (Maywood). 2021 Jul;246(13):1500-1511.