Hälsofördelarna med kiseldioxid (kisel)

Introduktion

Kiseldioxid, även känd som kisel, är ett mineral som ofta kallas ett spårämne i näring. Det är det tredje vanligaste spårämnet i människokroppen, även om det inte är officiellt klassificerat som ett viktigt näringsämne. Ändå visar ökande forskning att kiseldioxid kan spela viktiga roller för olika aspekter av hälsan, särskilt relaterade till skelett, bindväv, hud, hår och naglar. I den här artikeln utforskar vi vad vetenskapen säger om kiseldioxid: dess funktioner, biotillgänglighet, interaktioner med andra mineraler, kostkällor och säkra doser för att stödja den allmänna hälsan. 

Kiseldioxid i kroppen och biotillgänglighet

Vad är kiseldioxid? Med kisel avses vanligtvis kiseldioxid eller andra kiselhaltiga föreningar. I ett biologiskt sammanhang fungerar kisel ofta som löslig ortokiselsyra, särskilt i vätskor som vatten och kroppsvätskor. Kroppen innehåller kisel i små mängder, särskilt i vävnader som ben och bindväv. 

Biotillgänglighet, eller absorption, är en viktig faktor för kiseldioxidens effekt i kroppen. Kiseldioxid finns i olika kemiska former och den lätthet med vilken den absorberas varierar avsevärt beroende på formen. Monomer ortokiselsyra absorberas mest effektivt, med en biotillgänglighet som kan nå upp till 50 %. Polymeriserade former, som kiselgel, kolloidal kiseldioxid eller kiseldioxidpartiklar från växter har å andra sidan ofta ett mycket lågt upptag, ibland under 1 %.

I allmänhet absorberas kisel sämre ju mer bundet eller polymeriserat det är. Till exempel är kiseldioxid i dricksvatten och öl huvudsakligen i form av ortokiselsyra och därmed lättillgänglig för kroppen, medan kisel bundet i fiberrika vegetabiliska livsmedel, som bananer, kan ha en absorptionshastighet på mindre än 2 %.

Kiseldioxid och benhälsa

Ett av de mest studerade områdena av kiseldioxid är dess roll i skelettet. Redan på 1970-talet visade djurförsök att kisel är inblandat i normal benutveckling. Djur på en diet med låg kiselhalt utvecklade deformiteter i ben och brosk, medan tillförseln av kisel främjade bentillväxt, kollagenbildning och kalciumavlagring i benvävnaden. Över 30 års forskning har gett starka indikationer på att kisel från kosten kan bidra positivt till benmineralisering och bindvävshälsa.

Benmineraltäthet och -styrka är nyckelaspekter för benhälsa. Epidemiologiska studier har funnit ett tydligt samband mellan högre kiseldioxidintag och bättre bentäthet. I både USA och Storbritannien har personer med högre kiseldioxidintag i kosten visat högre bentäthet, särskilt bland män och premenopausala kvinnor. Detta tyder på att kiseldioxid kan stödja starka ben. Mekanistisk forskning visar att kiseldioxid finns vid den aktiva mineraliseringsfronten i växande ben, vilket indikerar en funktion i tidig förkalkning av benmatrisen. Kisel kan binda till komponenter i benvävnaden och främja avlagringen av kalcium och andra mineraler i skelettet. Vidare är kiseldioxid involverad i syntesen och stabiliseringen av kollagen, det viktigaste proteinet i benmatrisen och brosket. Utan tillräckligt med kollagen kan mineralerna inte bilda en fast struktur, så kiseldioxidens effekt på kollagen kan vara avgörande för benstyrkan.

 

I en studie på postmenopausala kvinnor med benskörhetstendens gavs kiseltillskott tillsammans med kalcium och vitamin D. Gruppen som fick kisel i tillägg fick en signifikant ökning av bentätheten i lårbenshalsen jämfört med kontrollgruppen. Detta tyder på en synergistisk effekt där kiseldioxid, i närvaro av kalcium och vitamin D, kan stödja benregenerering eller minska benförlust. Samtidigt har andra studier inte alltid visat på stora förändringar i benets mineralinnehåll med kiseldioxidtillskott när kosten redan är tillräcklig. Djurförsök har visat att extra kisel kan öka kalciumhalten i benen endast om kosten från början var låg i kalcium. Om kalciumintaget är tillräckligt verkar inte kisel ensamt ge extra mineraler till benen. Ändå finns det bevis för att kiseldioxid kan stödja både benmineraldensitet och benstyrka genom effekter på mineralmetabolism och kollagennätverket. 

Kiseldioxid och bindväv (kollagen och brosk)
Bindväv inkluderar stödjande vävnader i kroppen, såsom brosk, senor, ligament och andra vävnader som innehåller kollagen och proteoglykaner. Kiseldioxid verkar vara viktig för underhållet av sådan vävnad. Strukturer rika på bindväv, såsom artärväggar, luftstrupe och brosk, innehåller särskilt höga koncentrationer av kisel. Detta tros bero på kiseldioxidens roll i bildandet av glykosaminoglykaner och proteoglykaner, komplexa molekyler som bygger upp mycket av grundämnet i bindväven. Kisel kan integreras i dessa strukturer och bidra till tvärbindning mellan proteoglykankomplex och kollagenfibrer, vilket ökar vävnadens styrka och minskar bindvävsmatrisens permeabilitet. Enkelt uttryckt kan kiseldioxid hjälpa till att binda samman komponenterna i bindväven för att göra den starkare och mer motståndskraftig.

 

Kollagensyntes är en central process i bindväv, och kollagen är det dominerande proteinet i hud, senor och brosk. Kiseldioxid tros stödja kollagenbildningen. Studier har visat att kisel kan stimulera fibroblaster, bindvävsceller som producerar typ I kollagen. Det har också föreslagits att kiseldioxid hjälper till att aktivera enzymer involverade i hydroxylering av kollagen, en kemisk modifiering som är viktig för mognad och stabilisering av kollagenfibrerna. Utan tillräckligt med kisel kan dessa enzymer vara mindre effektiva, vilket kan leda till svagare kollagenstruktur. I djurförsök har brist på kisel kopplats till minskat kollageninnehåll i ben och brosk, samtidigt som tillskott avsevärt ökat mängden kollagen. Detta underbygger att kiseldioxid har en viktig funktion i kollagenbiosyntes eller stabilisering.

Brosk och leder är beroende av en hållbar men flexibel matris av kollagen och proteoglykaner. Med tanke på kiseldioxidens roll i båda dessa komponenter kan adekvat kisel bidra till friska leder. Forskning på djur har visat att en kiselfattig kost ledde till onormal broskutveckling. 

Sårläkning är en annan process där bindvävsregenerering är avgörande. Kollagenavlagring är nyckeln när sår i huden eller annan vävnad ska läka. Silicas effekt på kollagen och vävnadsbildning tyder på att det kan stödja sårläkning. Klinisk forskning om detta är begränsad, men vissa rapporter har belyst kiselns potentiella roll för att främja sårläkning och bindvävsreparation. Detta kan vara kopplat till att cellerna har tillräckligt med byggstenar och kofaktorer, såsom kiseldioxid, för att effektivt bilda ny vävnad. Mer forskning behövs för att bekräfta hur mycket kiseldioxid som kan påverka sårläkning hos människor, men den biologiska rimligheten finns där.

Kiseldioxid för hud, hår och naglar

Kiseldioxid är välkänt bland kosttillskottsentusiaster för sin förmodade effekt på hud, hår och naglar, som alla är uppbyggda av starka proteinnätverk – kollagen i huden och keratin i hår och naglar. Dessa vävnader anses vara bihang till huden, och kisel har visat sig finnas i betydande koncentrationer i hår och naglar, där det är ett dominerande mineral i naglarnas sammansättning. Många människor upplever sköra naglar och livlöst hår som tecken på näringsbrist, och vissa experter har föreslagit att mjuka eller sköra naglar kan tyda på en systemisk kiselbrist.

Hudens elasticitet och anti-ageing påverkas av kollagen och elastin som ger struktur och spänst. Med åldern bryts dessa fibrer gradvis ner, och huden blir tunnare och mindre elastisk. Kisel kan stödja ny kollagensyntes och bromsa nedbrytningen genom att bidra till mycket god aktivitet av enzymer som är nödvändiga för att bilda och bibehålla kollagen i huden. I en placebokontrollerad studie av 50 medelålders kvinnor med solskadad hud fick deltagarna två kapslar dagligen, var och en innehållande stabiliserad ortokiselsyra motsvarande 10 mg kisel per kapsel, under 20 veckor. Efter perioden en signifikant förbättring av mikrostrukturen av hudytan observeradesr och mekaniska egenskaper, såsom elasticitet, i kiselgruppen. Hudens utseende, mätt med grovhetsindex och elasticitet, förbättrades, medan placebogruppen inte visade någon motsvarande förändring. Detta var den första dubbelblinda, kontrollerade studien som dokumenterade sådana effekter av kiseldioxidtillskott, och den tyder på att kiseldioxid kan ha en kosmetisk och dermatologisk fördel vid åldrande hud. 

Hårväxt och hårstyrka påverkas av keratin, huvudproteinet i håret, men också av mineraler som kisel som finns i hårstråna. Högre kiselhalt i ett hårstrå är förknippat med en lägre risk för brott och eventuellt mindre håravfall. Kisel kan bidra indirekt genom att transportera näringsämnen till hårsäckarna och genom att binda till aminosyror eller keratin för att stärka strukturen. I en studie tog 48 personer med tunt, sprött hår ett tillskott av stabiliserad ortokiselsyra dagligen i 9 månader, motsvarande 10 mg rent kisel per dag. I slutet av experimentet hade håret på de som fått kisel betydligt högre brottstyrka och tjockare hår, medan placebogruppen inte visade någon förbättring. Detta tyder på att långvarig kiseldioxidtillskott kan ge starkare, fylligare hår, möjligen genom att integreras i hårfibrerna eller stimulera produktionen av hårproteiner. Forskarna spekulerade i att kiseldioxid kan interagera med keratinstrukturen via silanolgrupper som bildar komplex med proteinerna.

Nagelhälsa är också beroende av keratin, men mineralinnehållet, speciellt kiseldioxid, är viktigt för nagelns hårdhet och integritet. Kisel utgör en betydande del av nagelns mineralinnehåll och när naglarna blir mjuka och sköra kan det vara ett tecken på att kroppen saknar tillräckligt med kisel för att bibehålla en robust nagelmatris. I den tidigare nämnda hudstudien rapporterade deltagarna om starkare och mindre sköra naglar i kiseldioxidgruppen, och forskarna observerade minskat nagelbrott och bättre nagelkvalitet. 

 

Potentiella effekter på kognitiv funktion

Kan kiseldioxid påverka hjärnan och nervsystemet? Detta är mindre utforskat än ben- och hudhälsa, men det finns intressanta observationer. Kisel är inte känt som ett kritiskt näringsämne för nervcellsfunktion, men det kan indirekt påverka hjärnan genom andra mekanismer, särskilt när det interagerar med metalljoner som aluminium.

Kiseldioxid, aluminium och kognitiv hälsa är ett intresseområde. Aluminium har länge misstänkts ha en roll i neurodegenerativa processer, även om sambandet inte är definitivt bevisat. Kisel tycks kunna motverka aluminium genom att binda det till sig självt och bilda olösliga aluminiumsilikater i mag-tarmkanalen, vilket kan förhindra absorption i kroppen. Detta kan fungera som ett naturligt sätt att minska de potentiella negativa effekterna av aluminium. En stor fransk kohortstudie följde nästan 2 000 äldre personer över 15 år och undersökte mineralintag via dricksvatten i relation till kognitiv hälsa. De fann att de som intagit mer kisel från dricksvatten hade en lägre risk för kognitiva utmaningar - en ökning med 10 mg kisel per dag var associerad med ca. 11% minskad risk. Omvänt var högre aluminiumintag associerat med ökad risk. Dessa fynd tyder på att kiseldioxid kan ha en skyddande effekt på hjärnan, möjligen genom att förhindra att aluminium ansamlas i hjärnvävnaden. Små studier har visat att personer som drack kiselrikt mineralvatten över tid hade minskat aluminiuminnehåll i kroppen och tendenser till förbättring av kognitiv funktion hos vissa. Databasen är ändå tunn och kiseldioxid kan inte rekommenderas som förebyggande eller behandling av kognitiva utmaningar. Ett måttligt intag av kiseldioxid via kost och vatten är sannolikt fördelaktigt för den allmänna hälsan och kan ha positiva biverkningar på hjärnan genom att bidra till att minska potentiellt skadliga ämnen som aluminium.

Potentiella effekter på immunförsvaret

Kopplingen mellan kiseldioxid och immunförsvaret är komplex. Inandning av kiseldioxidpartiklar, som stendamm, kan överstimulera immunförsvaret i lungorna och leda till skadliga effekter, men det gäller kristallin kiseldioxid som andas in, inte kosttillskott eller kisel från kosten. Frågan är om kiseldioxid i kosttillskott har immunförstärkande eller immunreglerande egenskaper.

Det finns begränsad direkt mänsklig forskning som tittar på kiseldioxidtillskott och immunfunktion, men djurstudier ger vissa indikationer. I en djurmodell av inducerad ledinflammation visade sig kiseltillskott dämpa det autoimmuna svaret, vilket tyder på att kiseldioxid kan förstärka antiinflammatoriska svar och modifiera immunsvar i en fördelaktig riktning under kronisk inflammation. En minskning av antalet cirkulerande lymfocyter under inflammation observerades även hos de djur som fick kiseldioxid, vilket kan tolkas som en dämpning av överdriven immunaktivitet.

På en generell nivå har vissa källor föreslagit att kisel kan stödja immunförsvaret och hormonsystemen och hjälpa till att upprätthålla ett balanserat pH i kroppen, vilket i teorin skulle kunna skapa en mindre gynnsam miljö för patogener. Dessa uttalanden härrör ofta från laboratorie- eller djurexperiment, eller holistiska perspektiv, och inte från stora kliniska prövningar. Indirekt kan kiseldioxid stödja immunförsvaret genom att bidra till friska slemhinnor och hud, som är kroppens första försvarslinje mot infektioner. Ett tillräckligt kiselintag kan ge starkare bindväv i hud och slemhinnor och därmed bättre barriärfunktion. Detta är en logisk implikation snarare än något som mäts direkt, men robust vävnad kan hjälpa till att förhindra bakterier och virus från att tränga in i försvaret.

Sammanfattningsvis kan det finnas immunrelaterade fördelar med kiseldioxid, särskilt relaterade till dess potentiella antiinflammatoriska egenskaper. Bor, ett annat spårämne, är mer känt för att påverka immunsvar och inflammation, och det är möjligt att kisel har liknande, mildare effekter. Än så länge saknar vi kliniska studier som visar att friska människor får ett starkare immunförsvar av kiseldioxidtillskott, så påståenden bör vara försiktiga.

 

Interaktion med andra mineraler: bor, kalcium och magnesium
Mineraler i kroppen fungerar sällan ensamma; de ingår i komplexa nätverk där de kan förbättra eller hämma varandras upptag och funktioner. Kisel har intressanta interaktioner med flera mineraler, särskilt de som har överlappande roller i benhälsan.

Kalcium interagerar med kiseldioxid både i tarmen och i benvävnaden. Höga nivåer av kalcium i kosten kan potentiellt minska absorptionen av kisel, möjligen genom att bilda dåligt absorberbara komplex, medan lågt kalcium kan öka kiselabsorptionen. I skelettet samverkar de: kalcium är huvudmineralet i hydroxiapatitkristallerna som gör benen hårda, medan kiseldioxid förmodligen hjälper dessa kristaller att deponeras effektivt i kollagenmatrisen. Vissa forskare har föreslagit att kiseldioxid kan påverka hur kalcium och magnesium transporteras eller används i kroppen. Mängden kisel som utsöndras i urinen korrelerar ofta med kalciumutsöndring, vilket kan tyda på att de följer några av samma metabola vägar. Rent praktiskt innebär det att kiseltillskott för benhälsa bör kombineras med ett adekvat intag av kalcium och D-vitamin för en mycket god effekt, vilket framgår av studier där kisel visat positiva resultat på bentäthet.

Magnesium är ett annat nyckelmineral för ben och bindväv. Kiseldioxid och magnesium kan påverka varandra på liknande sätt som kiseldioxid och kalcium. Djurförsök har visat att kiseltillskott ibland sänker magnesiumkoncentrationen i serum eller ökar magnesiumutsöndringen, men detta ledde inte till mindre magnesium i benvävnaden – benmagnesium förblev stabilt. Det kan handla om komplexa buffert- eller distributionsmekanismer. Både magnesium och kisel är involverade i enzymprocesser kopplade till kollagensyntes och bentillväxt, så de kan ha kompletterande roller. Om kiseldioxidtillskott övervägs bör man också säkerställa tillräckligt magnesiumintag, eftersom mycket god ben- och bindvävshälsa beror på båda.

Bor är ett spårämne som liksom kisel inte är officiellt erkänt som väsentligt, men som har tydliga effekter på skelett och hormoner. Bor och kiseldioxid finns ofta tillsammans i vegetabiliska livsmedel som frukt och grönsaker och är båda kopplade till benhälsa. Bor kan påverka omsättningen av kalcium, magnesium och D-vitamin på ett positivt sätt genom att minska utsöndringen av kalcium och magnesium och öka aktiveringen av D-vitamin, vilket i sin tur gynnar skelettet. Kiseldioxid och bor kan alltså stödja skelettet genom lite olika mekanismer: bor reglerar mineralbalansen, medan kisel bidrar till strukturen. Båda främjar bentillväxt i djurmodeller, och brist på båda kan orsaka försvagade ben hos försöksdjur. Även om direkta interaktioner mellan bor och kisel inte har undersökts i stor utsträckning, är det logiskt att en diet som stöder benhälsa innehåller tillräckliga mängder av båda dessa spårämnen, tillsammans med kalcium, magnesium och vitaminer som D och K.

Sammanfattningsvis samarbetar kiseldioxid med kalcium och magnesium genom att stödja deras integration i ben och bindväv och kan förhindra absorption av potentiellt oönskade mineraler som aluminium. Bor och kiseldioxid kompletterar varandra genom att stärka benen – bor hjälper mineralmetabolismen, medan kiseldioxid bidrar till den fysiska strukturen. Balans är nyckeln till övergripande hälsa, och en varierad kost kommer vanligtvis att tillföra dessa mikronäringsämnen i tillräckliga mängder. I fall där växt- eller vattenintaget är lågt, som hos veganer med lite bearbetade spannmål eller personer med begränsad tillgång till mineralrikt vatten, kan kiseldioxidintaget vara lägre, och tillskott kan övervägas.