Silizium - der starke Mineralstoff

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Silizium (in der internationalen chemischen Fachsprache: Silicium) ist ein natürlich vorkommendes Element mit grundlegender Bedeutung für unseren Planeten und unser Leben: Nach Sauerstoff ist Silicium das zweithäufigste Element in der Erdhülle. Silicium ist Teil der Lithosphäre (Erdkruste + oberste 16 km des Erdmantels), findet sich in fliessenden und stehenden Gewässern, der Lufthülle und auch der Biosphäre aus Fauna und Flora. Silizium ist ein Mineral, kommt also gediegen (als reines chemisches Element) in der Natur vor. 

Im Periodensystem findet sich Silizium (Si) unter der Ordnungszahl 14 in der Kohlenstoffgruppe und gehört zu den Halbmetallen. Der Name leitet sich von den lateinischen Ausdrücken silex für Kieselstein, bzw. silicia für Kieselerde ab. Berzelius, der Entdecker von Selen, erkannte als Erster die elementare Natur von Silizium und benannte das Element. 

Silizium Periodennummer

Da Silicium ein sehr verbindungsfreudiges Element ist, ist die elementare Reinform eher selten anzutreffen (15 Fundorte für gediegenes Silicium sind weltweit bekannt). Dafür ist Silizium Bestandteil von 1436 Siliciummineralen, die zum Teil gut bekannt sind: Quarz und Sand besteht zum grössten Teil aus Silicium; er findet sich in den Gesteinen Calcit, Glimmer, Feldspat, Sandstein und Schiefer und in den silicatischen Mineralien Achat und Amethyst, Bergkristall und Jaspis, Opal, Onyx, und Rauchquarz, die als Kristall-Schmucksteine beliebt sind. Die Industrie nutzt Silicium weltweit und umfangreich, u. a. für die Herstellung von Zement, Glas und Porzellan. 

 

Der Rest der etwa 25,8 Gewichtsprozent Silicium auf der oberen Schicht unserer Erde wird von Pflanzen aus dem Boden oder von Tieren mit der Nahrung aufgenommen und im Stoffwechsel dieser Lebewesen verarbeitet. Zu diesen Tieren zählt auch der Mensch, dessen Körper an verschiedensten Stellen Silizium enthält, einbaut und verbraucht.


Bedeutung des Mineralstoffs für den menschlichen Organismus

Silicium gehört zu den Mineralstoffen, genauer gesagt zu den Spurenelementen und ist im menschlichen Körper zu etwa 20 bis 30 Milligramm pro kg Körpermasse enthalten, insgesamt etwa 2 Gramm. Das ist recht viel und mehr als die meisten anderen Spurenelemente, die bis auf Eisen (2,5 bis 4 g) in niedrigen Milligramm- oder Mikrogramm-Bereichen im Körper vorkommen.

Bekannt ist auch, dass der Mineralstoff vom Menschen in seiner gesamten Entwicklungszeit ständig und täglich über Wasser, Getreide, Bier und pflanzliche Nahrung aufgenommen wurde. Leider weiss die Wissenschaft immer noch sehr viel weniger über die physiologische Bedeutung von Silizium als über seine Einsatzvarianten in den Erzeugnissen des "Silicon Valley" (Silicon ist das englische Wort für Silicium, das Silicon Valley ist nach dem Silicium in den Computer-Chips benannt).

Deshalb wird der Mineralstoff aktuell noch als "möglicherweise" essenziell für den Menschen betrachtet – wobei sicher eine Rolle spielt, dass für Silicium gut belegte Mangelerscheinungen wie z. B. bei Vitamin C (Skorbut) nicht belegt sind.


Wirkung von Silizium

Aber Silicium wird untersucht, in etlichen Studien rund um die Welt, die auch schon etliche Ergebnisse zur Bedeutung des Mineralstoffs für die Gesundheit des menschlichen Organismus ermittelt haben.

Eine aktuelle Übersichtsarbeit hat den gegenwärtigen Stand des Wissens folgendermassen zusammengefasst  (Die Studie findet sich hier) : 

  • Auch wenn die spezifischen physiologischen bzw. biochemischen Funktionen von Silicium noch weitgehend unbekannt sind, wird in der Wissenschaft allgemein angenommen, dass sie existieren 
  • Es gibt etliche Hinweise darauf, dass Silizium für die strukturelle Integrität von Haut, Haaren, Nägeln, die allgemeine Kollagensynthese, Knochenmineralisierung und Knochengesundheit bedeutsam ist
  • Kollagen ist Bestandteil aller Binde- und Stützgewebe des menschlichen Körpers und stellt dort etwa 30% der vorhandenen Proteine 
Lächelnde Frau
 
  • Bekannt ist weiter, dass Silicium für die Synthese des Elastins benötigt wird, das in der grössten Menge in unserer Halsschlagader zu finden ist und diese festigt, aber dabei dehnfähig erhält
  • Vor allem deshalb wird in der medizinischen Wissenschaft schon seit etwa 1970 vorgeschlagen, Silicium in die Gruppe der für Menschen essentiellen Spurenelemente aufzunehmen
  • Die Übersicht wurde erarbeitet, weil den Verfassern das wachsende Interesse am Potenzial des Mineralstoffs im therapeutischen Einsatz für die menschliche Gesundheit aufgefallen war 
  • Nach dieser Einführung werden deshalb 132 wissenschaftliche Arbeiten analysiert und zusammengefasst, in denen therapeutische Wirkungen von bioverfügbarem Silicium untersucht werden

Silizium in Lebensmitteln und (Trink-)Wasser

Ein Grund dafür, dass der Mineralstoff Silicium eher in medizinischen Studien als in seiner Bedeutung für die normale, gesunde Ernährung untersucht wird, besteht in der allgemeinen heutigen Annahme, dass der Mensch über Mineralwasser und Nahrung sicher genug davon aufnimmt. 

Wie viel "genug" ist, ist hingegen eher unklar: Bei den Referenzwerten für die Nährstoffzufuhr, die die Deutsche Gesellschaft für Ernährung für unser Land erstellt, taucht Silicium nicht auf. Wenn in der wissenschaftlichen Literatur ein Tagesbedarf erwähnt wird, liegt dieser meist zwischen 20 und 40 und manchmal auch bei 50 mg (Quelle: DGK.de). 

Lebensmittel, die Silizium enthalten, gibt es einige, die Angaben zum Gehalt schwanken je nach Quelle und Herkunft. Insbesondere in pflanzliche Lebensmitteln findet sich der wertvolle Mineralstoff. Vor allem (Vollkorn-)getreide ist reich an Silizium - weil es sich in den äusseren Schichten des Korns findet -, aber auch Kartoffeln, Hülsenfrüchte, Gemüse und Obst liefern gewisse, jedoch weitaus geringere Mengen. 

  • Kartoffeln
  • Hafer
  • Hirse
  • Gerste
  • Bier & Wein
  • Mineralwasser
  • Erdnüsse

Hafer ist dabei der Spitzenreiter: Er enthält ca. 400 mg Silizium pro 100 g, wohingegen zum Beispiel die Hirse noch 500 mg und Kartoffel 60 mg aufweisen. Auch andere Getreidearten wie Gerste, Roggen und Weizen enthalten grössere Mengen Silizium. 

Im Vergleich: Erdnüsse enthalten circa 50 mg, Linsen nur wenige 4 mg und Bananen 8 mg. 

Getreide auf einem Feld
 

Auch unser Trinkwasser enthält in gelöster Form Silizium. Die niedersächsische Umweltbehörde hat in einem aktuellen Grundwasser-Bericht den Kieselsäure-Gehalt unseres Grundwassers erfasst: 0 und 20 mg pro Liter, höhere Konzentrationen sollen in stärker mineralisierten Grundwässern wie Thermalwässern möglich sein. Wenn dieses Thermalwasser als Heilwasser verkauft wird: Zwischen 9,7 und 133 mg Silizium enthalten heute die mineralreichsten deutschen Wässer (mehr Infos zu Heilwasser finden Sie hier). 


Kieselerde, Kieselsäure: Wann ist Silizium bioverfügbar?

Am häufigsten kommt Silicium in der Erdkruste in gebundenen Mineralformen vor. Das sind die oben erwähnten Quarzsande und Gesteine, die sehr stabile, schwer lösliche Verbindungen bilden. 

Bioverfügbar ist Kieselsäure, eine natürlich vorkommende, wasserlösliche Form des Siliciums (die manchmal auch irrtümlich als Siliziumdioxid bezeichnet wird, aber tatsächlich eine Verbindung von Silicium, Sauerstoff und Wasser darstellt). Eine Form von Kieselsäure stellt zum Beispiel die Orthokieselsäure (eine Monokieselsäure), chemisch Si(OH)4 oder auch H4SiO4. 

Bambus

Da Kieselsäure wasserlöslich ist, kann sie im Gegensatz zu den Siliciumverbindungen in Sand, Quarz etc. sehr gut vom Körper verwertet werden. Kieselsäure ist die für Menschen und Tiere bioverfügbare Form, in der Silicium normalerweise natürlich aufgenommen wird.

Sie entsteht in Pflanzen, weil diese über enzymatische Systeme verfügen, die das Silicium aus dem Boden aufspalten. Sie wird deshalb heute auch als Extrakt von Pflanzen angeboten, die dafür bekannt sind, viel Silicium aufzunehmen und in bioverfügbare Formen umzusetzen, wie z. B. Bambus und Ackerschachtelhalm.
Silizium stützt die Pflanzenstruktur und dient der Elastizität.

 

In der löslichen, für Mensch und Tier gut verwertbaren Kieselsäure-Form findet sich Silicium auch in den Thermalwässern mit hohem Kieselsäuregehalt, in dieser gelösten Form gilt es am besten aufnahmefähig für den menschlichen Körper. Besonders, wenn es aus alten, tiefen Quellen stammt, wo es in so feiner und deshalb leicht in Darm und Blut aufnehmbarer Form vorliegt, dass es auch als natürliches, kolloidales Silizium bezeichnet wird. Silizium aus solchen alten, tiefen Quellen besticht neben seiner Natürlichkeit auch durch Reinheit und Ursprünglichkeit. 

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Bildnachweise:

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