Silicium

silicon

Silicium (chemisches Symbol: Si) ist das zweithäufigste Element der Erdkruste. Es ist ein Element der IV. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente mit der Atomnummer 14 und gehört zu den essenziellen Ultraspurenelementen.

Silicium liegt in der Oxidationsstufe +4 als Silikat oder Monokieselsäure vor. Es kann an organische Verbindungen, speziell an Glykosaminoglykane, gebunden sein. Es bildet stabile Ringstrukturen, wobei die Si-O- und Si-C-Bindungen stabil, die Si-Si- und die Si-H-Bindungen weniger stabil sind.

Relative Atommasse: 28,0855.

Man nimmt an, dass der Mensch aus Nahrungsmitteln, Getränken und Atemluft 9–14 mg Silicium pro Tag resorbiert, den größten Teil des aufgenommenen Siliciums jedoch unverändert über den Stuhl wieder ausscheidet. Über das Blut wird das Silicium in die Gewebe verteilt, wobei es sich besonders im Bindegewebe, in Blutgefäßen, Trachea, Sehnen, Haut und Knochen, u. U. auch in Lunge und Lymphknoten anreichert. Die Ausscheidung erfolgt über den Urin und die Muttermilch.

Bedarf: 3–4 mg/Tag. Empfohlene Zufuhr: >10 mg/Tag. Siliciumreich sind Muskelfleisch, Leber, Lunge, Hirn, Hafer, Hirse.

Silicium kommt in allen Lebewesen vor. Siliciummangel ist beim Menschen nicht bekannt, jedoch nimmt der Siliciumgehalt in Körperflüssigkeiten und Organen mit dem Alter ab. Wichtige Funktionen sind die Förderung des Wachstums (nur im Tierversuch nachgewiesen), die Verbesserung der Struktur von Epithelien und Bindegewebe (Einbau von Silicium in Mukopolysaccharide von Haut, Haaren, Nägeln), die Förderung der Knochenbildung und -reifung (Wirkung an den Epiphysenenden des Knochens, Quervernetzung der Proteine und Mukopolysaccharide) und die Förderung von Elastizität und Stabilität der Arterienwände. Möglicherweise wird der Stoffwechsel der Lipoproteine durch organische Siliciumverbindungen günstig beeinflusst. In der ersten Hälfte des 20. Jh. wurden anorganische und einfache organische Siliciumverbindungen in der Tuberkulose-, Arteriosklerose- und Tumortherapie verwendet. An die damaligen Ergebnisse wurden große Hoffnungen geknüpft, die sich bis heute nicht erfüllt haben.

Die Toxizität von Silicium ist gering. Gefährlich ist das Einatmen von Siliciumverbindungen, besonders Asbest, oder von SiO₂-haltigem Staub (Silikose bei exponierten Arbeitern).

Serum, Urin.

20 °C 7 Tage, 4–8 °C 14 Tage, −20 °C 1 Jahr.

Spurenelementfreie Abnahmegeräte und Gefäße verwenden. Jeglicher Kontakt mit Glas ist zu vermeiden, auch bei der Reagenzien- und Wasserherstellung.

Atomabsorptionsspektrometrie (Zeeman-Technik), Inductively Coupled Plasma, Neutronenaktivierungsanalyse.

μg/L (d).

μmol/L (d).

μmol/L (d) = 0,0356 × μg/L (d); μg/L (d) = 28,0855 × μmol/L (d).

Standardisierte Referenzwerte sind nicht bekannt. Serum: 500 μg/L (17,8 μmol/L); Urin: 9000 μg/Tag (320 μmol/Tag) (Anke 2002).

s. Erwachsene.

Verdacht auf unzureichende Zufuhr oder verminderte Versorgung.

Der Gehalt in Körperflüssigkeiten ist von der Art der zugeführten Siliciumverbindungen und der Nahrungszusammensetzung abhängig.

Die Siliciumbestimmung spielt in der Diagnostik nur gelegentlich eine Rolle, wobei die Bedeutung einer ausreichenden Siliciumversorgung sicherlich unterschätzt wird.