Silicium

Silicium (oder auch Silizium) ist eines der am häufigsten vorkommenden Elemente auf der Erde. Ganze 27,7 % der Erdkruste bestehen aus Silicium.(1) Es ist das zweithäufigste Element in der Erdkruste. Der menschliche Körper enthält etwa 1-2 g Silicium. Es ist nach Eisen und Zink das am häufigsten vorkommende Spurenelement im Körper.(2)

Silicium hat mehrere positive Auswirkungen auf die Gesundheit. Es spielt eine Rolle bei der Bildung und Struktur des Bindegewebes. Es kann die Gesundheit und Regeneration der Knochen unterstützen und es kann (auch präventiv) bei Osteoporose eingesetzt werden. Außerdem fördert es die Kollagenproduktion für gesunde Haut, Haare und Nägel.

Aufgrund seiner zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten ist Silicium in verschiedenen Wirtschaftssektoren weltweit ein unverzichtbares Material. Angefangen bei Technologien und Industriezweigen und von Glas bis hin zu Nahrungsergänzungsmitteln. Sogar der Name 'Silicon Valley', der wörtlich übersetzt Silicium-Tal bedeutet, leitet sich von Silicium ab. Silicium ist nämlich ein wichtiger Bestandteil von Computerchips. Es wird auch in Lebensmitteln als Zusatzstoff verwendet, so als Trennmittel, Glanzmittel, Überzugsmittel oder Klärmittel, um die Trübung von Bier und Wein zu verringern. Weiterhin wird Silicium als Additiv in Medikamenten wie Antidiarrhoika, Antazida und Analgetika wie Aspirin eingesetzt. Nicht zuletzt wird es als Zusatzstoff und Verdickungsmittel in kosmetischen Produkten verwendet und ist eine häufige Zutat in Nahrungsergänzungsmitteln.(2)

Es gibt viele verschiedene Silicium-Verbindungen und jede Form hat ihre spezifischen Eigenschaften. Das ist auch der Grund, weshalb der Anwendungsbereich so breit gefächert ist (siehe Tabelle 1). Welche Form zur Einnahme geeignet ist, wann und warum Sie Silicium einnehmen sollten, erfahren Sie in diesem Übersichtsartikel.

Tabelle 1: Überblick über die häufigsten Erscheinungsformen von Silicium und ihre jeweiligen Bezeichnungen

In der Natur kommt Silicium in Form von Siliciumdioxid oder Silikaten vor.(3) Aus Gesteinen stammendes Silicium, das in Wasser gelöst ist (Orthokieselsäure), ist eine für Pflanzen leicht absorbierbare Form. Pflanzen nehmen Orthokieselsäure auf und polymerisieren* sie zu Siliciumdioxid-Einlagerungen wie Phytolithen. Phytolithe sind mikroskopisch kleine Siliciumdioxid-Strukturen, die in Pflanzen vorkommen. Die genaue Funktion der Phytolithe ist noch unklar, wahrscheinlich verleihen sie der Pflanze Stabilität und bieten ihnen Schutz.(4) Nahrungsmittel mit einem hohen Silicium-Gehalt sind vor allem pflanzlicher Natur, so z. B. Vollkorngetreide, Hülsenfrüchte und Datteln. Brennnessel, Ackerschachtelhalm und Bambus enthalten ebenfalls viel Silicium (siehe Tabelle 2). Tierische Lebensmittel wie Fisch, Eier und Fleisch weisen wenig Silicium auf, eine Ausnahme bilden Muscheln.(5,7) In Abhängigkeit vom Silicium-Gehalt des Bodens enthalten auch die pflanzlichen Nahrungsquellen mehr oder weniger Silicium. Die Verarmung der Böden erklärt unter anderem, dass die Menge an Silicium in unserer Nahrung abgenommen hat.(8,9) In Spinat zum Beispiel wurden 1987 noch 27 mg Silicium pro 100 g gefunden, im Jahr 2005 aber nur noch 5 mg pro 100 g.(6,7) Die größten Anteile an Silicium (50 %) finden sich übrigens in den Schalen und Spelzen von z. B. Reis und Getreide. Diese werden bei der Verarbeitung aber entfernt, so dass sich auch die verfügbare Silicium-Menge in verarbeiteten Reis- und Getreideprodukten verringert.(2)

* Siehe Erläuterung der Begriffe

Tabelle 2: Quellen für Silicium (5,7,10,11)

In der westlichen Welt liegt die geschätzte Aufnahme von Silicium zwischen 20-50 mg pro Tag.(3) Eine englische Studie mit 209 postmenopausalen Frauen ergab eine durchschnittliche Silicium-Zufuhr von 18,6 mg pro Tag.(12) Eine weitere englische Studie mit Teilnehmern aus der Original Framingham Study (976) und der Framingham Offspring Study (3418) verwendete einen validierten Fragebogen zum Thema Ernährung. Anhand der Menge an Silicium, die in der Nahrung pro 100 Gramm enthalten ist, wurde die Silicium-Zufuhr berechnet.(7) Die durchschnittliche Silicium-Aufnahme bei Männern und Frauen betrug in dieser Studie 33,1 mg bzw. 25 mg pro Tag. Die Silicium-Zufuhr scheint mit dem Alter um durchschnittlich 0,1 mg pro zusätzlichem Lebensjahr abzunehmen.(13)

In Belgien liegt die mit der Nahrung aufgenommene Menge zwischen 9,1 und 42,8 mg pro Tag, mit einem Durchschnitt von 18,6 mg Silicium.(14) Männer nehmen mehr Silicium zu sich als Frauen. Das hat wohl damit zu tun, dass Männer tendenziell mehr Bier trinken und Bier an Silicium (in Form von Orthokieselsäure) relativ reich ist.(14)

Trotz hoher Silicium-Gehalte gibt es bezüglich der Bioverfügbarkeit von Silicium aus der Nahrung große Unterschiede. Dies hängt zum Teil von der Erscheinungs- und Bindungsform des Siliciums ab. Das meiste Silicium aus festen Nahrungsmitteln kann nur zum Teil aufgenommen werden. Orthokieselsäure (OSA, die gelöste Form des Siliciumdioxids), wird gut absorbiert, liegt aber nur in Flüssigkeiten wie Wasser und Bier vor. Man schätzt, dass 20-30 % der gesamten Silicium-Zufuhr über Flüssigkeiten erfolgen.(13)

Bier, das aus Gerstenmalz und Hopfen hergestellt wird, ist eine reichhaltige Silicium-Quelle. Der Silicium-Gehalt reicht von 6,4 bis 56,5 mg/l, wobei der Durchschnitt bei 19,2 mg/l liegt.(15,16) India Pale Ale (IPA), ein stark hopfenbetontes und oft besonders bitteres Bier, weist aufgrund des höheren Anteils an Malz und Hopfen den höchsten Silicium-Gehalt auf. Der Alkoholgehalt hat keinen Einfluss auf die Silicium-Menge. Aufgrund der gesundheitsschädlichen Auswirkungen von Alkohol ist alkoholfreies Bier eine bessere Alternative.
Auch Wasser enthält Silicium in Form von Orthokieselsäure (OSA). Der Silicium-Gehalt im Wasser reicht von 0,76-20 mg/l. Aufgrund der großen Menge Wasser, die im Durchschnitt pro Tag getrunken wird (1,5 l), macht dies einen erheblichen Teil der täglichen Silicium-Zufuhr aus.(5)

In festen pflanzlichen Lebensmitteln kommt Silicium hauptsächlich als Siliziumdioxid in Phytolithen vor. Silicium aus festen Nahrungsmitteln kann teilweise in leicht absorbierbare OSA umgewandelt werden, indem es sich in den Verdauungssäften auflöst. Dies ist jedoch nur sehr begrenzt möglich und der größte Teil wird ohne Umwege mit dem Stuhlgang wieder ausgeschieden.(17)

* Siehe Erläuterung der Begriffe

Die Absorption von Silicium erfolgt im Jejunum wahrscheinlich durch parazellulären* oder transzellulären* passiven Transport. Die Absorption hängt davon ab, in welcher Form das Silicium vorliegt. Die Absorption von OSA beträgt etwa 50 % (basierend auf der Ausscheidung im Urin).(18) Das Problem ist jedoch, dass OSA bei hoher Konzentration (>100 ppm) in einer Lösung zu polymerisieren beginnt.(17) Es bilden sich dann Polymere (Polykieselsäuren) und damit nimmt die Resorbierbarkeit drastisch ab.(19) Dies unterstreicht, wie wichtig es für eine optimale Aufnahme von Silicium im Körper ist, eine Polymerisation zu vermeiden. Neben der Konzentration beeinflusst auch der pH-Wert der Lösung die Polymerisation von Orthokieselsäure (siehe Abbildung 1).(17)

Abbildung 1: Darstellung der verschiedenen Formen (Monomer* und Polymer) der Orthokieselsäure.

Dass die Form des Siliciums für die Bioverfügbarkeit relevant ist, zeigt auch eine andere Studie. In dieser Studie wurde bei einer Silicium-reichen Ernährung kein Anstieg des Siliciums im Urin oder Blutserum festgestellt. Ein Ergänzungsmittel aus Schachtelhalm, das pro Anwendung 12 mg Silicium enthielt, erhöhte das Silicium im Urin, aber nicht im Serum. Die Einnahme einer 2%igen Lösung, die Silicium in einer Cholin-Glycerin-Matrix (ch-OSA) enthielt, führte zu einem Anstieg des Siliciums in Serum und Urin.(20) Neben der Form, der Konzentration und dem pH-Wert beeinflussen auch andere Faktoren die Absorption. Eine große Menge an Ballaststoffen in der Ernährung wirkt sich negativ auf die Aufnahme von Mineralstoffen, darunter auch Silicium, aus. Es scheint auch, dass andere Mineralstoffe wie Magnesium und Calcium die Aufnahme von Silicium verringern können, wahrscheinlich aufgrund der Verbindungen, die sie mit Silicium bilden können. Dies gilt möglicherweise nicht für aminosäuregebundenes Magnesium und Calcium (wie z. B. für Bisglycinate in Nahrungsergänzungsmitteln). Calcium und Magnesium können sich in dieser Form weniger gut mit Silicium verbinden. Es gibt auch Hinweise darauf, dass ein unzureichender oder verminderter Thyroxinspiegel (Schilddrüsenhormon) oder eine reduzierte Schilddrüsenaktivität die Aufnahme von Silicium verringern kann.(2)

Durch die glomeruläre Filtration in den Nieren wird Silicium mit dem Urin ausgeschieden. Im Durchschnitt werden 700 μmol/Tag über die Nieren ausgeschieden, was 19,6 mg Silicium pro Tag entspricht.(3) Das meiste Silicium wird innerhalb von 8 Stunden nach der Einnahme wieder ausgeschieden. Im Blut liegt die Silicium-Konzentration im Nüchternzustand bei durchschnittlich 2-10 µM (entspricht 2-10 µmol/l).(21)

Wie bereits erwähnt, ist die Bioverfügbarkeit der flüssigen Form des Siliciums (OSA) deutlich besser als die des Siliciums aus festen Nahrungsmitteln (Phytolithe). Dies wird durch eine Studie bestätigt, die die Aufnahme von Silicium aus festen Nahrungsmitteln (ohne Flüssigkeiten) untersucht hat. Die Teilnehmer (8 gesunde Personen) erhielten eine Silicium-reiche Mahlzeit mit 13,15 mg Silicium. Die Silicium-Aufnahme (gemessen bei 7 Teilnehmern im Blutserum) betrug durchschnittlich 7 %. Die Ausscheidung mit dem Urin betrug nach 6 Stunden 38 % der aufgenommenen Silicium-Menge.(13) Silicium in Form von Phytolithen aus festen Nahrungsmitteln wird daher in vielen Fällen nur zu einem geringen Teil vom Körper aufgenommen. (18,19)

* Siehe Erläuterung der Begriffe

Silicium findet sich in Bindegeweben wie Blutgefäßen, Trachea (Luftröhre), Sehnen, Knochen und Haut, Haaren und Nägeln. Silicium bindet an Glykosaminoglykane (GAGs, Proteoglykane*), wichtige Bestandteile der extrazellulären Matrix. Hier spielt es eine wichtige Rolle bei der Quervernetzung zwischen Kollagen und Proteoglykanen. Dadurch wird das Bindegewebe stabilisiert. Weiterhin ist Silicium ein unverzichtbares Element für die Knochenbildung.(22) In-vitro-Studien zeigen, dass Silicium die Aktivität der Prolylhydroxylase in menschlichen Osteoblasten (diese Zellen sind für die Knochenproduktion zuständig) stimulieren kann. Prolylhydroxylase ist für die Synthese von Kollagen erforderlich. Silicium kann also die Synthese von Kollagen Typ 1 in den Osteoblasten stimulieren. Und es kann darüber hinaus auch die Differenzierung der Osteoblasten stimulieren.(21)

* Siehe Erläuterung der Begriffe

Obwohl Silicium nicht als essentieller Nährstoff eingestuft ist, kann es als solcher betrachtet werden. In der Tat ist es ein wichtiges Spurenelement mit mehreren gesundheitlichen Nutzeffekten. Es liegen noch nicht genügend Daten vor, um eine Mengenempfehlung für Silicium festzulegen. Gleichwohl gibt es zahlreiche Hinweise darauf, dass Silicium im Körper eine wichtige Rolle spielt. Eine systematische Übersichtsarbeit (Review) aus dem Jahr 2021, die auf acht Studien mit nicht weniger als 100.012 Teilnehmern basiert, legt nahe, dass für positive Auswirkungen auf die Knochen eine Mindestmenge von 25 mg Silicium pro Tag erforderlich ist.(23) Das bedeutet, dass die tägliche Einnahme dieser Menge dazu beitragen kann, im Hinblick auf die Knochengesundheit günstige Ergebnisse zu erzielen.

Förderung von Knochengesundheit und kräftigen Zähnen
Mehrere Studien bestätigen die Bedeutung von Silicium für die Gesundheit der Knochen. Silicium spielt eine wichtige Rolle bei der Knochenhomöostase und -regeneration. Außerdem gibt es Hinweise darauf, dass Silicium eine Wirkung zur Prävention von Osteoporose haben kann. Eine systematische Übersichtsarbeit (Review) aus dem Jahr 2014 mit 38 Studien zeigt einen positiven Zusammenhang zwischen Silicium-Einnahme und Knochenregeneration.(24) Es wurden sowohl Tier- und Humanstudien als auch In-vitro-Studien analysiert. In Tierstudien mit Hühnern führte Silicium-Mangel zu Knochendefekten, Schädeldeformationen, einer geringeren Anzahl von Osteoblasten und einer verminderten Bildung der Knochenmatrix.(24) Bei Ratten wurden weniger Mineralstoffe in den Knochen gefunden. Eine Silicium-Supplementierung induzierte das Wachstum der Osteoblasten und verbesserte die Bildung der Knochenmatrix. Auch wurde eine positive Wirkung auf den Knochenumsatz festgestellt, was zu einer Verringerung des femoralen Knochenverlustes (Oberschenkelknochen) führte.(25)

Periimplantitis, eine Entzündung des Knochens rund um ein Zahnimplantat, kann zu Knochenverlust führen. Eine randomisierte kontrollierte Studie aus dem Jahr 2021 mit 21 Teilnehmern, die an Periimplantitis litten, untersuchte die Wirkung von 10 mg Silicium pro Tag auf diese Erkrankung. Dabei wurde cholinstabilisierte Orthokieselsäure (ch-OSA) eingesetzt. Nach 6 und 12 Monaten wurden verschiedene Parameter analysiert. Der Zahnfleischrückgang war in der Placebo-Gruppe signifikant höher als in der Silicium-Gruppe. Dies zeigt, dass Silicium eine positive Wirkung auf die Reparatur von Weichgewebe haben kann. Um die Stabilität der Implantate und die Gesundheit des umgebenden Knochengewebes zu beurteilen, wurden zwei Parameter bestimmt: der IS-BIC (Abstand von der Implantatschulter (Implant Shoulder) zum Knochen-Implantat-Kontakt (Bone Implant Contact)) und der IS-AC (Abstand von der Implantatschulter (Implant Shoulder) zum Alveolarkamm (Alveolar Crest)). Ein größerer Abstand bedeutet mehr Knochenverlust um das Implantat herum. Der IS-BIC und der IS-AC blieben in der Silicium-Gruppe stabil, während sie in der Placebo-Gruppe signifikant anstiegen. Silicium kann den Knochenverlust bei Periimplantitis stabilisieren, den weiteren Abbau verhindern und die Gewebereparatur unterstützen.(26)

Eine In-vitro-Studie mit humanen Zahnhöhlenzellen (human Dental Pulp Cells, hDPC) zeigte ebenfalls, dass Silicium eine positive Wirkung auf die Zähne haben kann. Bei Silicium-Konzentrationen von 50 ppm wurde eine verstärkte Zelldifferenzierung und Mineralisierung der menschlichen Zellen beobachtet.(27) Eine andere In-vitro-Studie ergab, dass eine Konzentration von 25 µg/ml Silicium die Proliferation menschlicher Zahnfollikelzellen stimulieren kann.(28)

Knochenmineraldichte, Arthrose/Osteoarthritis im Knie, Osteopenie und Knochenheilung
Beim Menschen zeigt die Einnahme von Silicium eine positive Korrelation mit der Knochenmineraldichte (Bone mineral density, BMD) des Rückens und des Oberschenkelknochens (Femur).(29)

In einer randomisierten kontrollierten Studie aus dem Jahr 2017 mit 211 Teilnehmern, die an Arthrose/Osteoarthritis im Knie litten, erhielt die Interventionsgruppe 12 Wochen lang täglich 5 mg Silicium in Form von ch-OSA. Bei den teilnehmenden Männern der Interventionsgruppe wurde eine Verbesserung der Symptome festgestellt, nicht aber bei den Frauen. Möglicherweise lag dies an einer zu kurzen Dauer der Intervention. Diese Verbesserung war mit einer signifikanten Verringerung der Biomarker für den Knorpelabbau assoziiert.(30) In einer weiteren Studie wurde die Wirkung einer 12-monatigen Supplementierung mit täglich 3, 6 oder 12 mg Silicium (ch-OSA) untersucht. Alle Teilnehmer erhielten außerdem ein Calcium- und Vitamin-D-Präparat mit 1000 mg Ca und 20 µg Vitamin D3. An der Studie nahmen 136 Frauen mit verminderter Knochenmasse (Osteopenie, eine Vorstufe der Osteoporose) teil. In der Gruppe, die 12 mg Silicium erhielt, wurde festgestellt, dass das PINP (Prokollagen Typ I N-terminales Propeptid, ein Biomarker für die Knochenbildung und die Produktion von Kollagen Typ I) nach 12 Monaten Silicium-Ergänzung signifikant höher war. Silicium als Ergänzung zur Calcium- und Vitamin-D-Supplementierung hat im Vergleich zur alleinigen Calcium- und Vitamin-D-Supplementierung positive Auswirkungen auf das Knochenkollagen. Möglicherweise könnte dies zur Vorbeugung von Osteoporose beitragen.(31)

In einer Studie mit 50 Teilnehmern mit traumatischen Wirbelfrakturen wurde die Wirkung von Silicium auf die Reparatur von Knochenbrüchen untersucht. Die Interventionsgruppe erhielt zwei Monate lang täglich 28 mg Silicium (in der Form von Mesoporosil, auch Triple-A-Silicium genannt oder OSA-VC, eine Vanillin-stabilisierte Form von Orthokieselsäure) in Kombination mit Vitamin D3 und Vitamin K2. In beiden Gruppen wurden die Rückenwirbel durch ein Korsett stabilisiert. Anders als in der Placebogruppe war das Knochenödem auf dem MRT-Scan in der Silicium-Gruppe vollständig verschwunden. Dies deutet auf eine Heilung des Knochengewebes hin. Außerdem konnte bei 84,62 % der Silicium-Gruppe das Korsett früher entfernt werden. In der Kontrollgruppe war dies bei 15,38 % der Fall. Dies bestätigt, dass Silicium in Kombination mit den Vitaminen D3 und K2 im Knochenheilungsprozess möglicherweise eine wichtige Rolle spielt.(32)

Aluminium-Bindung
Eine weitere interessante Anwendung beruht auf der Aluminium-bindenden Eigenschaft von Silicium. Silicium ist ein Antagonist von Aluminium. Es blockiert die Absorption und fördert die Ausscheidung von Aluminium über den Urin, indem es sich an Aluminium bindet. In einer kleinen Studie, in der bei Menschen mit Alzheimer-Krankheit 12 Wochen lang Silicium-reiches Trinkwasser (1 Liter pro Tag) verabreicht wurde, stieg die Ausscheidung von Aluminium im Urin signifikant an. Auch blieben die kognitiven Funktionen bei 8 von insgesamt 15 Personen unverändert (5 Personen) oder verbesserten sich (3 Personen).(33)

Eine große Studie untersuchte die Konzentrationen von Silicium und Aluminium im Trinkwasser und das Risiko für Demenz und Alzheimer. Es wurden die Daten einer großen Kohorte mit 2698 Personen im Alter von 65 Jahren und älter untersucht. Die erste Gruppe wurde einer Aluminiumkonzentration von über 0,1 mg/l ausgesetzt. Das relative Risiko einer Demenz betrug 2,03 [95 % CI 1,23-3,34]. Für die Alzheimer-Krankheit betrug das relative Risiko 2,20 [95 % CI 1,24-3,89]. In der Gruppe, die einer Silicium-Konzentration von ≥11,25 mg/l ausgesetzt wurde, betrug das relative Risiko für Demenz nur 0,75 [95 % CI 0,58-0,96] unabhängig von der Aluminiumkonzentration. (34)

Darüber hinaus zeigt eine Follow-up-Analyse aus dem Jahr 2008, dass eine Erhöhung der Silicium-Zufuhr um 10 mg pro Tag mit einem geringeren Demenzrisiko assoziiert ist.(35)

Verbesserung der Textur und Festigkeit der Haut, der Haarstärke und der Nagelgesundheit
Ein Kennzeichen der Hautalterung ist unter anderem eine Abnahme von Kollagen, Silicium und Hyaluronsäure. Dadurch verliert die Haut an Feuchtigkeit und Elastizität, was zur Faltenbildung führt.

In einer Studie wurde die Gesichtshaut analysiert. An dieser Studie nahmen fünfzig Frauen im Alter zwischen 40 und 65 Jahren mit sonnengeschädigter Haut teil. Diese Frauen erhielten 20 Wochen lang täglich 10 mg Silicium (ch-OSA) oder ein Placebo. Nach diesem Zeitraum verbesserte sich das Mikrorelief der Haut, das ein Maß für die Faltenbildung ist, und auch die Ebenmäßigkeit der Haut (Anisotropie). Auch Haare und Nägel waren weniger brüchig, was auf eine positive Wirkung auf Haare, Haut und Nägel hindeutet.(36)

In einer ähnlichen Studie erhielten 22 Teilnehmer 90 Tage lang 10 mg Silicium (stabilisiert mit hydrolysiertem Kollagen) oder ein Placebo. Die Haut aller Teilnehmer wurde von einem Dermatologen beurteilt. In der Silicium-Gruppe hatten sich die Hauttextur, die Festigkeit und der Feuchtigkeitsgehalt signifikant verbessert. Entsprechend der Bewertung der Teilnehmer hatte Silicium, wenn auch nicht signifikant, einen positiven Einfluss auf die Helligkeit, Festigkeit und das allgemeine Erscheinungsbild der Haut.(37)
Die Einnahme von Silicium kann eine positive Wirkung auf das Haar haben. Untersuchungen zeigen, dass die Einnahme von täglich 10 mg Silicium (ch-OSA) nach 9 Monaten zu dickerem Haar führen kann. Darüber hinaus verbesserte die Einnahme von Silicium die Reißfestigkeit, Elastizität und Bruchfestigkeit der Haare.(38) Haare und Nägel bestehen größtenteils aus Keratin (Faserproteinen). Silicium spielt eine Rolle bei der Keratinsynthese. Dies ist wahrscheinlich einer der Wirkmechanismen, die für die positiven Auswirkungen von Silicium auf Haare und Nägel verantwortlich sind.(39)

Weitere vorteilhafte Wirkungen von Silicium
Bei Patienten mit rheumatoider Arthritis spielt Silicium eine Rolle im systemischen Redox-Gleichgewicht*. Bei dieser Patientengruppe wird ein höherer Silicium-Gehalt im Blut festgestellt. Dies deutet auf eine mögliche antioxidative und entzündungshemmende Wirkung von Silicium hin.(40) Auch eine Tierstudie (an Ratten und Mäusen) zeigt, dass Silicium-reiches Wasser eine positive Wirkung auf die antioxidative Aktivität sowie auf die Magen-Darm-Funktion und das Darmmikrobiom hat.(41) Um daraus Schlüsse ziehen zu können, sind weitere Untersuchungen erforderlich.

Bemerkenswerterweise führte die Zugabe von Silicium zum Trinkwasser in einer Tierstudie mit Ratten zu keiner Veränderung der Silicium-Konzentration in den Knochen. Dies legt nahe, dass für die maximale Aufnahme von Silicium in die Knochen ein Co-Faktor wie möglicherweise Vitamin K erforderlich ist. Vitamin K ist wichtig für die Knochenmineralisierung durch Carboxylierung* von Osteocalcin. Ein Vitamin-K-Mangel kann die Aufnahme von Mineralstoffen wie Silicium in die Knochen möglicherweise beeinträchtigen.(42)

Es gibt auch Hinweise aus Tierstudien, dass Silicium antidiabetische Wirkungen haben kann. Bei Mäusen mit Diabetes wurde festgestellt, dass die Zugabe von Silicium zu ihrer Ernährung positive Auswirkungen auf den Blutzucker, den Insulinspiegel, den Leptin- und den Adiponektinspiegel hat.(43) Eine frühere Tierstudie mit Ratten legte sogar nahe, dass die Entwicklung von Diabetes durch Silicium-Injektionen fast vollständig verhindert werden konnte.(44) Um zu klären, ob dies auch beim Menschen der Fall ist, sind weitere Untersuchungen erforderlich.

Es ist möglich, dass Silicium auch bei Atherosklerose eine Rolle spielt. Beim Menschen wurde eine umgekehrt proportionale Beziehung zwischen dem Gehalt an Silicium in der Aortenwand und der Entwicklung von Atherosklerose festgestellt.(45) In weiter fortgeschrittenen Stadien der Atherosklerose nimmt der Gehalt an Silicium in der Gefäßwand ab. Einige Tierstudien zeigen nach der Einnahme von Silicium positive Veränderungen im Lipidprofil (Triglyceride, Gesamtcholesterin, LDL, HDL), was impliziert, dass eine ausreichende Zufuhr dieses Elements das Fortschreiten der Atherosklerose verlangsamen kann.(46,47) Da es jedoch keine Studien am Menschen gibt, sind weitere Untersuchungen erforderlich, um einen Zusammenhang zu bestätigen.

* Siehe Erläuterung der Begriffe

Die Absorbierbarkeit von Silicium spielt bei der Auswahl eines Nahrungsergänzungsmittels natürlich eine wichtige Rolle. Das Problem mit den Ergänzungsmitteln ist, dass sie oft einen Pflanzenextrakt mit Silicium in einer weniger gut absorbierbaren Form wie Bambus, Ackerschachtelhalm (Equisetum arvense) oder Brennnessel (Urtica dioica/urens) enthalten. Es kommt auch vor, dass ̶ obwohl eine flüssige Form (OSA) verwendet wird ̶ die Konzentration zu hoch ist, wodurch eine Polymerisation einsetzt. Flüssige Formen, die bei höheren Konzentrationen nicht polymerisieren, sind ch-OSA und MMST. MMST ist die Abkürzung für Monomethylsilantriol. Obwohl die Verbindung in der Natur nicht vorkommt, wird sie aufgrund der vorhandenen Kohlenstoffbindung auch als organisches Silicium bezeichnet. Mesoporosil ist ebenfalls eine gut resorbierbare Silicium-Form. Ein großer Vorteil ist, dass es in fester Form (wie in Kapseln oder Tabletten) immer noch gut aufnehmbar ist. Das macht es anwendungsfreundlicher als die flüssigen Formen.

• Nierensteine
• Chronisches Nierenversagen
• Hohe Silicium-Dosen während der Schwangerschaft und Stillzeit sind zu vermeiden (aufgrund fehlender Sicherheitsdaten).

Die Dosierung der Silicium-Ergänzung reicht von 10 bis 100 mg pro Tag und hängt von der verwendeten Silicium-Verbindung ab. Im Allgemeinen ist eine Dosis von 6-12 mg einer leicht absorbierbaren Silicium-Verbindung pro Tag ausreichend. Bei Dosierungen von 70-100 mg handelt es sich oft um weniger gut absorbierbare Silicium-Verbindungen.

• Es sind keine Wechselwirkungen mit regulären Medikamenten bekannt.
• Silicium verstärkt die positiven Einflüsse von Calcium und Vitamin D auf die Knochenbildung.
• Vitamin K2 kann für den Einbau von Silicium in das Binde- und Knochengewebe essentiell sein.(42)
• Silicium hat eine größere Wirkung auf den Knochenstoffwechsel von Frauen, wenn ein guter Östrogenstatus vorliegt.
• Silicium hemmt die Aufnahme und fördert die Ausscheidung von giftigem Aluminium, was unter anderem bei der Vorbeugung von Alzheimer und Parkinson wichtig ist.
• Zusätzliches Silicium wird bei Menschen mit einer Gastrektomie (vollständige Entfernung des Magens) benötigt. Diese Personen zeigten innerhalb eines Jahres eine erhebliche Schwächung der Knochen in ihrer Lendenwirbelsäule. Bei diesen Patienten wurde auch ein um 26,7 % niedrigerer Silicium-Gehalt im Blut festgestellt.(48)

Die Einnahme von Silicium ist in Dosen, die dem Gehalt in der Nahrung entsprechen (20-50 mg pro Tag), sehr sicher. In Tierversuchen wurden auch bei hohen Dosen von 20.000 mg Siliciumdioxid pro kg keine von Siliciumdioxid ausgehenden Nebenwirkungen festgestellt. In Toxizitätsstudien wurden bei Ratten, die 13 Wochen lang 4000 mg/kg pro Tag erhielten, keine Nebenwirkungen festgestellt.(49) In klinischen Studien (am Menschen) wurden keine weiteren unerwünschten Nebenwirkungen durch die Einnahme von Silicium berichtet. Aufgrund einer unzureichenden Datenmenge wurde von der EFSA (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit) kein Höchstwert (NOAEL* oder UL*) für Silicium festgelegt.(50,51) Es wird geschätzt, dass Mengen zwischen 700 und 1750 mg/Tag sicher sind.(52,23)

* Siehe Erläuterung der Begriffe

Carboxylierung: Anbindung einer Carboxylgruppe (-COOH).

Carboxylgruppe: Baugruppe einer organischen Verbindung, bestehend aus einem Kohlenstoffatom, zwei Sauerstoffatomen und einem Wasserstoffatom (-COOH).

Monomer: ein einzelnes Molekül, z. B. ein Monosaccharid (Glukose, Fruktose). Es kann als Baustein für größere Moleküle (ein Polymer) dienen.

NOAEL: No Observed Adverse Effect Level, die höchste Konzentration einer Substanz, bei der keine unerwünschten Wirkungen oder Nebenwirkungen in einer exponierten Bevölkerungsgruppe beobachtet werden.

Parazellulärer Transport: Transport von Molekülen durch die Zwischenräume zwischen den Zellen – so wie zum Beispiel im Darm die Aufnahme von Molekülen durch den Zwischenraum zwischen zwei Darmepithelzellen hindurch stattfinden kann.

Polymer: eine lange Kette von Monomeren, z. B. komplexe Kohlenhydrate wie Stärke.

Polymeriseren: Bildung einer langen Kette (Polymer) durch das Zusammenfügen mehrerer (vieler) Monomere. Dies wird auch als Polymerisation bezeichnet.

Proteoglycane: Moleküle, die aus einer zentralen Proteinkette bestehen, an die mehrere Glykosaminoglykane (GAGs) gebunden sind. GAGs sind lange Ketten komplexer Zuckermoleküle mit einer starken Wasserbindungskapazität. Beispiele sind Hyaluronsäure (andere Bezeichnung: Hyaluronan) und Chondroitinsulfat. Glucosamin ist der wichtigste Baustein für GAGs.

Systemisches Redox-Gleichgewicht: Gleichgewicht zwischen der Bildung und Aktivität freier Radikale und ihrer Inaktivierung durch Antioxidantien.

Transzellulärer Transport: Transport von Molekülen direkt durch die Zelle – so wie zum Beispiel im Darm die Aufnahme von Molekülen direkt in und durch die Darmepithelzellen stattfinden kann.

UL: Tolerable Upper Intake Level, die maximale Menge eines Nährstoffs, die über einen längeren Zeitraum sicher eingenommen werden kann, ohne Nebenwirkungen oder gesundheitliche Beeinträchtigungen zu verursachen.

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