ซิลิคอน: ความหมายการสังเคราะห์การดูดซึมการขนส่งและการกระจาย

ซิลิคอน เป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีสัญลักษณ์ Si ในตารางธาตุมีเลขอะตอม 14 และอยู่ในช่วงที่ 3 และกลุ่มหลักที่ 4 และ คาร์บอน กลุ่มตามลำดับ (“ tetrels”) ตั้งแต่ ซิลิคอน มีคุณสมบัติของโลหะทั้งสองชนิดและไม่ใช่ตัวนำแบบคลาสสิกซึ่งเป็นหนึ่งในสารกึ่งตัวนำหรือเซมิคอนดักเตอร์ทั่วไป (เซมิคอนดักเตอร์ของธาตุ) ระยะ ซิลิคอน มาจากภาษาละตินคำว่า "Silex" (หินแข็งกรวดหินเหล็กไฟ) เป็นหินขึ้นรูปที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่ง แร่ธาตุซิลิคอนเป็นองค์ประกอบที่มีมากเป็นอันดับสองของเปลือกโลกรองจาก ออกซิเจน (สัญลักษณ์องค์ประกอบ: O) ด้วย 27.6% ที่นั่นเนื่องจากมีความสัมพันธ์กับ ออกซิเจนส่วนใหญ่เกิดขึ้นในรูปแบบของซิลิเกต (SiO4, ยาดม และเอสเทอร์ของกรดออร์โธ - ซิลิซิก (Si (OH) 4) และคอนเดนเสทของมัน) และซิลิกาซึ่งโดยพื้นฐานแล้วประกอบด้วยกรดซิลิซิคแอนไฮไดรด์หรือ ซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2) และมีต้นกำเนิดจากรังสี (radiolarians, unicellular organisms with an endoskeleton of opal (SiO2)) and diatoms (diatoms with a cell shell of SiO2). ในสารประกอบทั้งหมดที่เกิดขึ้นในธรรมชาติซิลิกอนจะสร้างพันธะเดี่ยวเท่านั้น - พันธะเดี่ยว Si-O ซึ่งส่วนใหญ่จะปรากฏเป็นคู่ค้าอิเล็กโทรโพซิทีฟเตตระวาเลนต์ - อะตอมซิลิกอนที่มีประจุบวกซึ่งประสานกันสี่เท่า สิ่งนี้ช่วยให้ซิลิเกตที่สร้างด้วยจักษุ (SiO44-) สามารถสร้างสารประกอบที่มีขนาดใหญ่ขึ้น (เครือข่ายสามมิติ) โดยเฉพาะอย่างยิ่งขององค์ประกอบ SiO2 นอกจากนี้ยังมีสารประกอบที่ซิลิกอนมีห้าหรือหกเท่า การประสาน. สารประกอบซิลิกอนดิวาเลนต์ (silylenes) ที่เกิดจากการสังเคราะห์ส่วนใหญ่ไม่เสถียรโดยมีเพียงซิลิกอนมอนอกไซด์ (SiO) เท่านั้นที่มีความสำคัญโดยเฉพาะในอุตสาหกรรมออปติคอล ในขณะที่แบบจำลองสัตว์พูดถึงความจำเป็นของซิลิกอน แต่สิ่งนี้ยังไม่ได้รับการพิสูจน์สำหรับสิ่งมีชีวิตของมนุษย์ ด้วยเหตุนี้ซิลิกอนจึงเป็นหนึ่งในองค์ประกอบ ultratrace (องค์ประกอบที่ได้รับการยืนยันความจำเป็นในการทดลองในสัตว์และพบว่ามีอาการขาดในสภาวะที่รุนแรงโดยไม่ทราบหน้าที่เฉพาะของมัน) ซิลิกอนมีให้สำหรับมนุษย์ทั้งจากเนื้อหาตามธรรมชาติในอาหาร - ในรูปแบบอิสระเช่นกรดโมโนซิลิซิก (กรดออร์โธซิลิซิก, Si (OH) 4) หรือซิลิเกต (SiO4) และถูกผูกเป็น อีเทอร์ or เอสเตอร์ อนุพันธ์ - และผ่านการใช้เป็นวัตถุเจือปนอาหาร - ซิลิเกต (SiO4) เป็นสารป้องกันการเกิดฟองและสารป้องกันการฟอง อาหารจากพืชโดยเฉพาะธัญพืชที่มีเส้นใยเช่นข้าวบาร์เลย์และ ข้าวโอ้ตและผักรากมักมีซิลิกอนที่สมบูรณ์กว่าอาหารจากสัตว์ แต่น่าจะมีทางชีวภาพน้อยกว่าเนื่องจากรูปแบบการสร้างพันธะพอลิเมอร์ส่วนใหญ่ของซิลิเกต (โมเลกุลขนาดใหญ่ประกอบด้วยหน่วย SiO4 หลายหน่วย) เครื่องดื่มเช่นเบียร์ยังมีซิลิกอนในระดับสูงซึ่งอยู่ในรูปแบบที่ใช้ประโยชน์ได้ง่าย

การดูดซึม

ซิลิคอนสามารถเข้าสู่ร่างกายได้ทั้งทางอาหารโดย การดูดซึม (uptake) ในระบบทางเดินอาหาร (GI) และทางอากาศหายใจโดยการดูดซึม (ดูดซึม) ใน ถุงลมปอด (ถุงลมที่แลกเปลี่ยนก๊าซระหว่าง เลือด และถุงลมเกิดขึ้นระหว่างการหายใจ) ซิลิกอนหรือพอลิเมอร์ซิลิเกตที่ถูกผูกไว้ตามธรรมชาติ (โมเลกุลขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยหน่วย SiO4 หลายหน่วย) ที่จัดหาผ่าน อาหาร ก่อนอื่นต้องแยกในไฟล์ ทางเดินอาหาร โดยไฮโดรไลติก เอนไซม์ ของตับอ่อนและ / หรือเยื่อแปรงของ enterocytes (เซลล์ของลำไส้เล็ก เยื่อบุผิว) เพื่อที่จะดูดซึมใน ลำไส้เล็ก เป็นโมโนเมอริกซิลิเกต (SiO44-) ลำไส้ การดูดซึม ของกรดโมโนซิลิซิคหรือโมโนเมอริกซิลิเกตที่จัดทำโดย อาหาร เกิดขึ้นโดยตรงโดยไม่ต้องนำหน้าด้วยเอนไซม์ไฮโดรไลซิส (ความแตกแยกโดยปฏิกิริยากับ น้ำ). กลไกที่ซิลิกอนถูกดูดซึมเข้าสู่ enterocytes (เซลล์ของลำไส้เล็ก เยื่อบุผิว) และเข้าสู่กระแสเลือดในเวลาต่อมาไม่ชัดเจน ไดอะตอมซึ่งเซลล์ซองประกอบด้วยส่วนใหญ่ ซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2) สามารถซึมผ่านไปยังลำไส้ของมนุษย์และผ่านเข้าไปในลำไส้ที่ไม่ถูกทำลายได้ เยื่อเมือก และน้ำเหลือง การไหลเวียน. ในทำนองเดียวกันพวกเขาสามารถเข้าสู่ร่างกายผ่าน การดูดซึม ใน ถุงลมปอดในหญิงตั้งครรภ์อนุภาคของไดอะตอมสามารถข้ามอุปสรรคของรกและสะสมในเนื้อเยื่อของทารกแรกเกิดและทารกที่คลอดก่อนกำหนดได้ตามลำดับ อัตราการดูดซึมของซิลิกอนขึ้นอยู่กับชนิดของการยึดเกาะ เส้นใยอาหาร เนื้อหาอายุทางชีวภาพเพศและสถานะการทำงานของต่อมนอกท่อเช่นตับอ่อน (ตับอ่อน→การผลิตทางเดินอาหาร เอนไซม์ ที่แอบเข้าไปในไฟล์ ลำไส้เล็ก). เนื่องจากซิลิกอนที่กินเข้าไปในอาหารส่วนใหญ่มาจากพืชดังนั้นจึงเกิดขึ้นในรูปแบบของพอลิเมอร์ (โมเลกุลขนาดใหญ่ประกอบด้วยหน่วยที่เหมือนกันหลายหน่วย - ในกรณีนี้คือ SiO4) หรือผูกพันกับสารอินทรีย์ โมเลกุล ที่ต้องการความแตกแยกไฮโดรไลติกก่อนการดูดซึมอัตราการดูดซึมของซิลิกอนจากอาหารต่ำมากและมีเพียง 4% เท่านั้น สูง เส้นใยอาหาร เนื้อหาของอาหารที่อุดมด้วยซิลิกอนมีส่วนทำให้ต่ำ การดูดซึมเนื่องจากเซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลสจากธัญพืชเช่นผูกซิลิกอนจึงกำจัดออกจากการดูดซึม ซิลิกอนส่วนใหญ่จัดหาโดย อาหาร จึงไม่ถูกดูดซึมโดยร่างกาย แต่ปล่อยให้มันไม่ถูกดูดซึมทางอุจจาระ (อุจจาระ) เมื่อเปรียบเทียบกับซิลิกาพอลิเมอร์จากผลิตภัณฑ์จากพืชแล้วโมโนเมอริกซิลิกา (Si (OH) 4) ที่รับประทานทางปากจะถูกดูดซึมโดยตรงและรวดเร็วเนื่องจากการย่อยสลายด้วยเอนไซม์ไม่จำเป็นและไม่มีปฏิสัมพันธ์ (ปฏิสัมพันธ์) กับองค์ประกอบของอาหารดังนั้นจึง มีสูงกว่า การดูดซึม. อสูร ตับอ่อนไม่เพียงพอ (โรคของตับอ่อน) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการผลิตทางเดินอาหารไม่เพียงพอ เอนไซม์, อาจ นำ การดูดซึมซิลิกอนที่ลดลงเนื่องจากความแตกแยกของเอนไซม์ที่ลดลงของพอลิเมอร์และซิลิกอนที่จับกับอาหารในลูเมนของลำไส้

ขนส่งและจำหน่ายในร่างกาย

กรดโมโนซิลิซิคที่ดูดซึมและโมโนเมอริกซิลิเกตตามลำดับจะถูกกระจายไปยังเนื้อเยื่อที่เหมาะสมทางกระแสเลือด สิ่งมีชีวิตของมนุษย์มีซิลิกอนประมาณ 1-1.5 กรัม (~ 20 มก. / กก. น้ำหนักตัว) ซึ่งสะสม (สะสม) โดยเฉพาะในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันดังนั้นจึงสามารถพบได้ใน เลือด เรือเช่น aorta (main เส้นเลือดแดง), หลอดลม (หลอดลม), เส้นเอ็น, กระดูกและ ผิว. พบปริมาณซิลิกอนสูงสุดใน กระดูก (สูงถึง 100 มก. / กก.) เนื่องจากมีน้ำหนักตัวสูง นอกจากนี้ซิลิกอนยังสามารถสะสมในปอดและ น้ำเหลือง โหนด (450 มก. / กก.) ซิลิกอนสูง สมาธิ of เนื้อเยื่อเกี่ยวพันโครงสร้างที่เหมือนกันเป็นส่วนประกอบสำคัญของการเกิดธาตุติดตามซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของไกลโคซามิโนไกลแคน (ที่เป็นกรด polysaccharides สร้างเชิงเส้นจากการทำซ้ำหน่วย disaccharide) และโปรตีโอไกลแคน (glycosylated glycoproteins ที่ประกอบด้วยโปรตีนและ glycosaminoglycans ที่มีโควาเลนต์อย่างน้อยหนึ่งตัว) ตามลำดับ ใน เลือด ซีรั่มซิลิกอนพบมากที่สุดในรูปแบบของ monomeric silica ที่ไม่แยกออกจากกัน (Si (OH) 4) ที่ความเข้มข้น 190-470 µg / l ซิลิกอนเซรั่ม สมาธิ ไม่ได้รับผลกระทบจากอายุทางชีววิทยาหรือเพศ การศึกษาหลายชิ้นระบุว่าเมื่ออายุมากขึ้นปริมาณซิลิกอนในเนื้อเยื่อโดยเฉพาะอย่างยิ่งใน ผิว, aorta และ กระดูกลดลงการพร่องของซิลิกอนที่เกี่ยวข้องกับอายุในกระดูกไม่สามารถนำมาประกอบกับการขาดซิลิคอน แต่เป็นการลดปริมาณเถ้า (ปริมาณแร่ธาตุเศษอนินทรีย์ของกระดูก) - แคลเซียม, ฟอสฟอรัส, แมกนีเซียม, สังกะสี, แมงกานีส. โรคต่างๆเช่น โรคกระดูกพรุน (การสูญเสียกระดูกลดลง ความหนาแน่นของกระดูก เนื่องจากการย่อยสลายของสารและโครงสร้างกระดูกอย่างรวดเร็วมากเกินไปพร้อมกับความไวที่เพิ่มขึ้น กระดูกหัก) และหลอดเลือด (เส้นเลือดอุดตันการแข็งตัวของหลอดเลือดแดงเนื่องจากการสะสมของไขมันในเลือด เนื้อเยื่อเกี่ยวพันฯลฯ ในผนังของ เรือ) เร่งการลดเนื้อเยื่อ สมาธิ ของซิลิกอน

การขับถ่ายออก

การขับถ่ายของซิลิกอนที่ดูดซึมส่วนใหญ่เกิดขึ้นผ่านทาง ไต ในรูปแบบของ แมกนีเซียม ออร์โธซิลิเกต. ผู้ใหญ่ขับซิลิกอนออกทางปัสสาวะโดยเฉลี่ยประมาณ 9 มก. / วัน ในสตรีให้นมบุตรสามารถคาดหวังการสูญเสียซิลิกอนเพิ่มเติมได้ 350-700 µg / l เต้านม. สภาวะสมดุลของซิลิคอน (การบำรุงรักษาก สมดุล) ส่วนใหญ่ถูกควบคุมโดยไต (ไต- เกี่ยวข้อง) การขับถ่ายซึ่งระดับขึ้นอยู่กับปริมาณที่ดูดซึมในลำไส้เมื่อการดูดซึมซิลิกอนในลำไส้อยู่ในระดับต่ำเช่นเพิ่มขึ้น เส้นใยอาหาร การบริโภคมีการขับถ่ายของไตลดลง (การขับถ่าย) ในขณะที่การดูดซึมซิลิกอนในลำไส้เพิ่มขึ้นเช่นโดย การบริหาร ของโมโนเมอริกซิลิกา การขจัด ทางปัสสาวะจะเพิ่มขึ้น