R; биологичните вещества на силиция
4 - Биология на силиция
Хранителни проучвания, направени върху плъхове, на които се прилага диета без силиций в изолирани "изцяло пластмасови" клетки клетки (за да се избегне замърсяване във въздуха и това от обичайни материали), показват значително ускоряване на растежа (+ 30%) след това. Добавяне на натриев метасиликат (NaSiO 3, 9H 2 O) към техните дажби (50 mg/100 g).
4.3.1. Костен растеж
Силицият участва в образуването на костната тъкан и калцирането. Недостигът му при животни (плъхове, пилета) причинява много костни малформации. Също така е структурен компонент на съединителната тъкан, която обгражда костната тъкан. Прилагането на силиций стимулира минерализацията на костната матрица, дори когато диетата е с ниско съдържание на калций.
В региони, богати на силиций, относително богати на калций, съотношението Ca/P е от порядъка на 0,6 до 0,8 и никога не надвишава 1. Въпреки това, първата възможна сол между фосфор и калций (CaHPO4) има съотношение Ca/P от 1 (и наличието му дори не е доказано в костите). Това предполага, че голяма част от фосфора, присъстващ в тези райони, е в органична (не минерална) форма. Това се потвърждава от разпределението на силиций, калций и фосфор в остеобластите: очевидна колокализация на калций и силиций в специфични области и по-хомогенно разпределение на фосфора.
(В зряла кост хидроксиапатитът има съотношение Ca/P 1,4)
Това съжителство на силиций и фосфор (което е едно и също при високо ниво на концентрация) напомня на това, което се намира на нивото на интрамитохондриални гранули в метаболитно активни тъкани (черен дроб, бъбреци). Трябва ли да видим връзка с окислителното фосфорилиране, което също е високо в този регион, или с важен синтез на фосфопротеини (като остеонектин, който представлява почти 30% от протеините в областта на осификацията).
Диета с недостиг на силиций при млади плъхове и пилета е придружена от необичаен растеж с аномалии на скелета и съединителните тъкани, обратими с добавки. В допълнение към морфологичните аномалии на къс, сплескан череп, скъсяване на дълги кости със загуба на гъвкавост, има и по-бледа кожа и лигавици, отсъствие на плетеници и гребени при пилетата и необичайна пигментация на резците при плъхове. Нормалната трабекуларна структура на костта отсъства и се заменя с нодуларна структура, съответстваща на първичната кост. Артикуларните хрущяли на тибиалното плато имат своята зряла зона, която е изтънена и покрива хиперпластична хондроцитна зона без нормална организация в участъци.
Костният силиций е разположен в остеоидната граница на развиващата се кост. Съдържанието на силиций намалява, колкото повече съотношението Ca/P се доближава до това на хидроксиапатита и депозитът на калций върху колагеновата матрица е голям. В зрялата кост силиция е почти неоткриваем. Смята се, че силицийът участва в първите етапи на кристализация, което води до минерализация на младите кости (асоциация с остеонектин). Прилагането на силиций стимулира костната минерализация дори когато диетата е с ниско съдържание на калций. Смята се също, че силициевата киселина има антагонистичен ефект върху токсичното действие на алуминия върху остеобластите (инхибиране на образуването и минерализацията на костната структура, алуминият заема мястото на калция). Растежът на ембрионални хрущяли в културата се увеличава значително в среда, допълнена със силиций. Разликата в скоростта на растеж е свързана със съдържанието на колаген и особено с полизахаридите на протогликаните на земното вещество. Силицият е съществен ограничаващ фактор в активността на пролил хидроксилазата, свидетел на синтеза на колаген.
4.3.2. Съдова стена
Това е може би най-значимото изследване, правено някога върху биологията на силиция. Пряката връзка със сърдечно-съдови заболявания, причинени от артериален упадък, водеща причина за заболеваемост и смъртност в страни с дълъг живот, трябва да ни тревожи. Липсата на кръвоснабдяване (снабдяване с кислород и хранителни вещества, елиминиране на катаболитите) не е ли основната причина за метаболитните забавяния на основните ни органи (и на мозъка в частност) по време на стареенето ?