Silizium

Als Spurenelement kommt Silizium in jeder Zelle des menschlichen Körpers vor. Silizium ist besonders für seine Bedeutung für Haut, Haare und Nägel bekannt. Es wird für die Bildung von Kollagen benötigt, das dem Bindegewebe seine Elastizität verleiht. Als Nahrungsergänzungsmittel wird es zur Stärkung der Knochen, zur Verbesserung der Hautstruktur oder zur Behandlung von spröden Haaren und brüchigen Nägeln eingesetzt. Klinische Studien bestätigen die positive Wirkung von Silizium in verschiedenen Bereichen.

Artikel durch 53 anerkannte Studien verifiziert

Silizium - Bedeutung, Bedarf und Studien zur Wirkung

Silizium ist nach Sauerstoff das am zweithäufigsten vorkommende Element in der Natur. Als Metalloid kommt Silizium in vielen industriellen Anwendungen zum Einsatz, aber auch das Interesse an seinen potenziellen therapeutischen Wirkungen wächst. Es wird vermutet, dass Silizium eine wichtige Rolle für die strukturelle Integrität von Haut, Haaren und Nägeln, der Kollagensynthese, der Knochenmineralisierung und der Knochengesundheit spielt. Es wird deshalb in Form von Kieselerde oder Kieselsäure als Nahrungsergänzungsmittel eingesetzt, um Haut, Haare und Nägel zu stärken oder Erkrankungen der Knochen vorzubeugen. Darüber hinaus soll sich Silizium positiv auf die Alzheimer-Krankheit und die Gesundheit des Immunsystems auswirken und das Risiko für Arteriosklerose verringern.

Obwohl die aufkommende Forschung vielversprechend ist, sind die biochemischen Funktionen und die Rolle von Silizium für den menschlichen Körper noch weitestgehend unbekannt. Dennoch spielt Silizium eine wichtige Rolle für die Gesundheit des Menschen. Dieser Artikel legt den therapeutischen Nutzen von Silizium dar und erklärt, wie viel Silizium der Mensch wirklich benötigt, wann ein Mangel vorliegt und welche Folgen damit einhergehen und wann sich eine Nahrungsergänzung als sinnvoll erweisen kann – anhand von wissenschaftlichen Studien, einfach und verständlich erklärt.

Was ist Silizium?

Silizium ist das zweithäufigste Element in der Erdkruste – übertroffen wird es nur von Sauerstoff (1). Auch für den menschlichen Körper ist das Spurenelement essentiell, in ihm befinden sich etwa 1,2 bis 1,5 g. Damit ist Silizium das dritthäufigste Spurenelement des menschlichen Organismus und nahezu in jeder Zelle vorhanden (2) (3).

Doch welche Rolle spielt das Spurenelement für unsere Gesundheit? Silizium ist vor allem für Haut, Haare und Nägel von Bedeutung, wobei das Augenmerk der medizinischen Forschung auf seiner vielfältigen Rolle für das größte Organ des menschlichen Körpers liegt – der Haut. Es wird für die Bildung von Kollagenen benötigt (1) (4),  die im Bindegewebe und in verschiedenen Schichten der Haut vorhanden sind und ihnen Stärke und Elastizität verleiht. Auch ist Silizium für die Aktivierung von Enzymen erforderlich, die die Hydroxylierung – also die Umwandlung von bestimmten Stoffen – und damit wichtige biochemische Vorgänge im menschlichen Körper ermöglichen (1).

Darüber hinaus ist Silizium in unseren Haaren enthalten. Die Beobachtungen aus Studien legen nahe, dass ein höherer Siliziumgehalt in der Haarfaser deren Festigkeit erhöht und Haarausfall verringert. Auch unsere Nägel bestehen zu einem Großteil aus Silizium. Es soll ihnen Stärke verleihen und brüchigen Fingernägeln vorbeugen (1) (5).

In Anbetracht dieser vorteilhaften Wirkungen besteht ein wachsendes Interesse an wissenschaftlichen Studien, die sich der Wirksamkeit und Sicherheit der Verwendung von Silizium in Nahrungsergänzungsmitteln widmen und darauf abzielen, den Siliziumgehalt im Blutserum zu erhöhen und positive Effekte in den genannten Bereichen hervorzurufen (1). Dabei stehen verschiedene Formen von Siliziumzusätzen zur Verfügung. Um die am besten geeignete Option ausfindig zu machen und den gesundheitsfördernden Eigenschaften profitieren zu können, müssen der Sicherheit und Bioverfügbarkeit entsprechender Mittel besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Obwohl Silizium eines der häufigsten vorkommenden Spurenelemente des menschlichen Körpers ist und es für Haut, Haare und Nägel – das steht wohl fest – von großer Bedeutung ist, konnten die positiven Auswirkungen einer Nahrungsergänzung nicht in allen Studien festgestellt werden.

In diesem Artikel nehmen wir das Spurenelement etwas genauer unter die Lupe. Wie viel Silizium benötigen wir und wann kann eine Nahrungsergänzung mit Silizium tatsächlich sinnvoll sein? Welche Erkrankungen und Beschwerden können mit Silizium behandelt, welchen vorgebeugt werden? Hier werden alle wichtigen Informationen rund um den Bedarf, die Eigenschaften, die Wirkung und die Bedeutung von Silizium für den menschlichen Körper vorgestellt – anhand von wissenschaftlichen Studien zusammengetragen, anschaulich und verständlich erklärt.

Wozu benötigt der Mensch Silizium?

Eine funktionelle Rolle für Silizium beim Menschen wurde bisher nicht identifiziert, dennoch ist das Spurenelement an wichtigen biochemischen Vorgängen beteiligt und für die Kollagensynthese von Bedeutung. Silizium trägt zur Aktivität von sogenannten Prolin-Hydroxylasen bei – von Enzymen, die für die Bildung von Kollagen wichtig sind und dieses modifizieren (6). In Anbetracht dieser Rolle, der Verteilung im Körper und den biochemischen Veränderungen, die im Falle eines Mangels beobachtet werden können, scheint Silizium für die Gesundheit des Bindegewebes – und damit für die Gesundheit von Knochen, Sehnen, Bändern und Knorpeln – und der Haut eine wichtige Rolle zu spielen. Es ist an der Knochenbildung beteiligt (6) und scheint diese zu kräftigen. Es wird angenommen, dass ein Mangel an Silizium für verschiedene Erkrankungen der Knochen verantwortlich sein könnte. Auch scheint ein Mangel an Silizium häufig der Grund für brüchige Fingernägel oder Haarausfall sein, weshalb Kieselerde, in der Silizium enthalten ist, als Nahrungsergänzungsmittel für Haut, Haare und Nägel angeboten wird.

Bedeutung von Silizium für Haut, Haare und Nägel

Silizium – oder vielmehr Kieselerde, in der Silizium enthalten ist – ist besonders für seine Bedeutung für Haut, Haare und Nägel bekannt. In Bezug auf die Haut wird vermutet, dass Silizium eine entscheidende Rolle für die optimale Synthese von Kollagen und für die Aktivierung der Hydroxylierung zuständigen Enzyme ist, wodurch es die Festigkeit und Elastizität der Haut steigert. Auch trägt Silizium zur Synthese von sogenannten Glykosaminoglykanen bei (1). Diese sind in der Lage, Wasser zu binden – diese Eigenschaft ist insbesondere für die Gesundheit der Gelenke, genauer für die Funktionalität der Gelenkknorpel, wichtig.

In Bezug auf das Haar konnte festgestellt werden, dass Haare mit höherem Siliziumgehalt tendenziell eine geringere „Fallrate“ und eine höhere Helligkeit aufweisen. Darüber hinaus ist Silizium der wesentliche Bestandteil der Nägel. Weiche und spröde Nägel können auf einen systemischen Mangel an Silizium hinweisen. Umgekehrt erhöht eine angemessene Versorgung mit Silizium die Nagelqualität, wodurch zugleich ein erhöhter Schutz gegen Nagelinfektionen erreicht wird (1) (5).

Aufnahme von Silizium über die Nahrung

In pflanzlichen Lebensmitteln sind die Siliziumkonzentrationen höher als in tierischen Lebensmitteln (6). Damit geht einher, dass Vegetarier und Veganer, die häufig oder gar ausschließlich pflanzliche Lebensmittel zu sich nehmen, oft besser mit Silizium versorgt sind als Karnivoren oder Personen, die häufig tierische Lebensmittel verzehren. Basierend auf einer Studie der Food and Drug Administration tragen Getränke – einschließlich Bier, Kaffee und Wasser – am meisten zu Silizium bei. Sie machen ca. 55 Prozent der Siliziumaufnahme aus (7). Daraufhin folgen Getreide und Getreideprodukten mit 14 Prozent und Gemüse mit 8 Prozent (6) (7).

Gemäß der Studie der Food and Drug Administration nimmt ein Mensch pro Tag 20 bis 50 mg Silizium auf (7). Da pflanzliche Lebensmittel zu einem großen Teil zur Versorgung beitragen, nehmen Vegetarier und Veganer und allgemein Personen, die viel Gemüse verzehren, größere Mengen des Spurenelements auf als Personen, die häufig tierische und weniger pflanzliche Lebensmittel zu sich nehmen. Eine Studie aus dem Jahr 1979 zeigte außerdem, dass über eine ballaststoffreiche Ernährung größere Mengen an Silizium aufgenommen werden – dabei wurden im Rahmen der ballaststoffreichen Ernährung durchschnittlich 46 mg pro Tag aufgenommen, während die Zufuhr im Rahmen der ballaststoffarmen Ernährung lediglich bei 21 mg pro Tag lag (8).

Auch kann der Siliziumgehalt von Lebensmitteln durch Raffinierung sinken (7). Silikat-Additive, die Lebensmitteln zunehmend als Entschäumer oder Trennmittel beigefügt werden, können deren Siliziumgehalt erhöhen. Die Bioverfügbarkeit dieser Additive ist jedoch gering – das bedeutet, dass nur ein geringer Teil des verfügbaren Siliziums tatsächlich in den Blutkreislauf aufgenommen wird und dem menschlichen Körper damit zur Verfügung steht.

Bereits Säuglinge nehmen Silizium über die Muttermilch auf. Dabei liegt die mittlere Siliziumkonzentration bis zum fünften Monat nach der Geburt bei etwa 0,47 mg/l (9). Basierend auf der durchschnittlichen Sekretion von 0,78 Liter Muttermilch pro Tag nehmen Säuglinge, die gestillt werden, ungefähr 0,37 mg Silizium pro Tag auf (6).

Bedarf und Obergrenze für die Aufnahme von Silizium

Hierzulande gelten die Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) als Anhaltspunkt für den Bedarf von Nährstoffen und die angemessene Versorgung des Körpers. Da bislang nicht festgestellt werden konnte, welche funktionelle Rolle das wichtige Spurenelement für den menschlichen Körper spielt, wurden von der DGE bis dato keine Referenzwerte veröffentlicht. Dennoch sollte die Aufnahme von Silizium nicht vernachlässigt werden, da ein Mangel verschiedene Körperfunktionen beeinträchtigt. Die nachteiligen Auswirkungen eines Siliziummangels machen sich vor allem in folgenden Körperbereichen bemerkbar:

  • Bindegewebe
  • Knochen, Gelenke, Sehnen und Bänder
  • Haut
  • Haare

Darüber hinaus gibt es keine Hinweise, dass Silizium, das in Lebensmitteln und Wasser auf natürliche Weise vorkommt, gesundheitsschädliche Auswirkungen hat (6). Es gilt als sicher und ungefährlich.

Die Ergebnisse der klinischen Studien, die sich der Aufnahme, den Eigenschaften von Silizium und den Auswirkungen einer niedrigen bzw. hohen Zufuhr beschäftigen, legen nahe, dass eine angemessene Aufnahme für die ordnungsgemäße Durchführung verschiedener Körperfunktionen erforderlich ist und ein Mangel mit Symptomen in Bezug auf die Knochen sowie Haut, Haare und Nägel in Verbindung gebracht werden kann. Das bedeutet jedoch nicht, dass die Aufnahme von sehr hohen Dosen zu empfehlen ist. Bei der Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln mit Silizium, die sich im Falle von Symptomen eines Siliziummangels als sinnvoll erweisen kann, sollten die Empfehlungen der Hersteller des jeweiligen Nahrungsergänzungsmittels bezüglich der Dosierung berücksichtigt werden. Vor einem Kauf empfiehlt es sich, anhand von Studien zu prüfen, ob die Aufnahme von Silizium als Nahrungsergänzungsmittel zur Behandlung oder Linderung der persönlichen Beschwerden geeignet ist und welche Dosierung hierbei empfohlen wird.

Der Tolerable Upper Intake Level (UL) ist der höchste Wert der täglichen Nährstoffaufnahme, bei dem von keinem Risiko für nachteilige Auswirkungen auf die Gesundheit ausgegangen wird (6). Begrenzte Berichte deuten darauf hin, dass Magnesiumtrisilicat – ein Antazidum, also ein Arzneimittel zur Neutralisierung der Magensäure, das zum Beispiel bei Sodbrennen verabreicht wird – mit 6,5 mg elementaren Silizium pro Tablette bei einer langfristigen Aufnahme (über Jahre hinweg) in großen Mengen mit der Entwicklung einer Urolithiasis – also der Bildung von Harnsteinen – verbunden (10). Wie das Institute of Medicine berichtet, konnten bislang weniger als 30 Fälle von Urolithiasis, die mit der Einnahme von Silikaten zusammenzuhängen scheinen, festgestellt werden, obwohl Antazida, die Silizium enthalten, bereits seit den 1930er Jahren verkauft werden (6).

Abgesehen von vereinzelten Berichten über Urolithiasis, die mit Antazida in Verbindung gebracht werden soll, legen die Toxizitätsdaten für Silizium dar, dass die Aufnahme von Silizium über die Nahrung und auch in Form von Nahrungsergänzungsmitteln kein Risiko darstellt und keine Nebenwirkungen mit sich bringt. Aufgrund fehlender Daten, die auf nachteilige Auswirkungen von Silizium hinweisen, ist es nicht möglich, einen offiziellen Richtwert oder eine Obergrenze für die Aufnahme von Silizium festzulegen. Anhand von Ergebnissen aus Studien und den Empfehlungen der Hersteller entsprechender Präparate wird zu einer Nahrungsergänzung mit 10-40 mg Silizium pro Tag geraten.

Silizium in Pflanzen

Die vielen Vorteile von Silizium für Pflanzen sind mittlerweile allgemein anerkannt (11) (12) (13). Als achthäufigstes Element im Universum und zweithäufigstes der Erde (14) kommt Silizium auf der ganzen Welt, in Pflanzen, Tieren und in fast allen Zellen des menschlichen Körpers vor. Bereits im 19. Jahrhundert wurde den Botanikern die Bedeutung von Silizium für Pflanzen bewusst (11) (15) (16). Heute wird Silizium als wichtiger Nährstoff angesehen, der für das Wachstum von Pflanzen von Bedeutung ist (11).

Neuere Studien haben gezeigt, dass Silizium außergewöhnliche Auswirkungen auf das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen hat, die mit keinem anderen nicht essentiellen Nährstoff vergleichbar sind (11), was darauf hinweist (17) (18), dass Silizium als allgegenwärtiges Element lange unterschätzt wurde und auf vielerlei Ebenen noch immer unterschätzt werden könnte. Bereits im Jahr 1969 schlugen Wissenschaftler vor, dass Silizium aufgrund seiner Häufigkeit in der Natur eine wichtige metabolische Rolle in lebenden Organismen spielt (11) (19). 1994 hielt ein weiterer Wissenschaftler fest, dass Silizium eine Schlüsselrolle für das Wachstum von Pflanzen, deren mechanische Festigkeit und deren Resistenz gegen Krankheitserreger und Pflanzenfresser spielt und das Spurenelement mehr Aufmerksamkeit für seine Rolle in der Pflanzenbiologie verdient (20). Später wies er darauf hin, dass die meisten Pflanzen erhebliche Mengen an Silizium enthalten (12).

Aufgrund ihres hohen Siliziumgehalts stellen Pflanzen eine wichtige Siliziumquelle für den Menschen dar. Veganer und Personen, die sich überwiegend pflanzlich ernähren, sind deshalb in der Regel besser mit Silizium versorgt als Personen, die gerne zu tierischen Produkten greifen. Wie viel Silizium in Pflanzen enthalten ist und welche Mengen diese für die Versorgung des menschlichen Organismus bereitstellen, hängt von verschiedenen Umweltbedingungen ab (21). Zwar ist die Aufnahme von Silizium für Pflanzen nicht unbedingt notwendig, aber für das Wachstum und ihre Gesundheit wohl von grundlegender Bedeutung (11).

Silizium – Auswirkungen auf die Gesundheit, Mangel und Blutwerte

Silizium ist ein Metalloid, das für seine förderliche Wirkung auf Haut, Haare und Nägel und auch als Gegenspieler von Aluminium bekannt ist – es soll das Gehirn vor Aluminium schützen, indem es Aluminium-Ablagerungen entgegenwirkt. Heute zeigen zahlreiche Studien, dass Silizium für die Gesundheit des Menschen von großer Bedeutung ist (22) (23) (24) (25). Epidemiologische Studien haben gezeigt, dass sich Silizium positiv auf die Knochendichte auswirkt (26) (27). Darüber hinaus kann Silizium das Alzheimer-Risiko senken und durch den schädigenden Einfluss von Licht hervorgerufene Haut- oder Haar- und Nagelschäden verbessern (28) (29).

Der Siliziumspiegel im Blut kann als Indikator für die Versorgung des Körpers mit Silizium angesehen werden. Es gibt bislang nur wenige Studien und Berichte, die sich einschlägig mit den Siliziumkonzentrationen im Blut beschäftigen (22). Diese haben gezeigt, dass die Siliziumkonzentrationen im Blutserum bei gesunden erwachsenen Personen in einem Bereich von 100 bis 310 μg/L liegen. Darüber hinaus ist der Zusammenhang zwischen der Aufnahme von Silizium aus der Nahrung und dem Siliziumblutspiegel bislang noch weitestgehend unerforscht (30). Dies ist zum Teil auf die begrenzte Anzahl von Studien zum Siliziumgehalt in Lebensmitteln und seiner Aufnahme über die Nahrung zurückzuführen (22).

Populationsstudien zeigen, dass im Rahmen der westlichen Ernährung pro Tag etwa 19 bis 31 mg Silizium aufgenommen werden (31) (32). Es wurden nur wenige Studien mit dem Ziel, die optimale Siliziumaufnahme festzustelle, durchgeführt (22). Die Aufnahme von 10 bis 25 mg pro Tag  wird als ausreichend angesehen, jedoch scheint eine Aufnahme von 25 mg pro Tag oder mehr am wirksamsten zu sein – zumindest um die Knochengesundheit aufrechtzuerhalten (23) (27).

Silizium in Lebensmitteln

Getränke und pflanzliche Lebensmitteln sind wichtige Silizium-Lieferanten. Es wird angenommen, dass Getreide, zusammen mit Getränken (insbesondere Bier) und einigen Gemüsen und Früchten am meisten zur Nahrungsaufnahme von Silizium beiträgt (32) (33) (34). In vielen Studien war die tägliche Aufnahme von Silizium bei Männern höher als bei Frauen – was auf den typischerweise höheren Bierkonsum bei Männern zurückzuführen ist (31) (33).

Die Bioverfügbarkeit von Silizium unterscheidet sich zwischen Lebensmitteln. Während Kieselsäure und wasserlösliche Silikate aus Getränken leicht verarbeitet werden können, während photolytisches Siliziumdioxid, das in festen pflanzlichen Lebensmitteln enthalten ist, weniger gut vom menschlichen Körper absorbiert werden kann (31) (32) (35). Damit kann sich nicht nur die Aufnahme von Silizium an sich, sondern auch die Bioverfügbarkeit von Silizium aus Lebensmitteln einen Einfluss auf den Siliziumspiegel haben.

Siliziumgehalt von Lebensmittelgruppen (35):

LebensmittelgruppeSiliziumgehalt in mg pro 100 g
Zerealien, Getreide und Getreideprodukte
Frühstücksflocken7,79
Mehl und Brot2,87
Gebäck1,56
Reis1,54
Pasta1,11
Obst
Roh und konserviert1,34
Getrocknetes Obst10,54
Gemüse1,79
Hülsenfrüchte1,46
Nüsse und Samen0,78
Milch und Milchprodukte0,31
Fleisch und Fleischprodukte0,1-1,89
Nichtalkoholische Getränke
Leitungswasser0,37
Mineral- und Quellwasser0,55
Tee und Kaffee0,51
Fruchtsäfte0,38
Alkoholische Getränke
Bier1,92
Wein1,35
Liköre und Spirituosen0,13

Im Mai 2019 haben polnische Forscher eine Studie veröffentlicht, die sich mit dem in der Nahrung enthaltenen Silizium beschäftigt (22). Dabei haben sie unteranderem untersucht, welche Lebensmittel reich an Silizium sind und damit für die Siliziumversorgung von westlichen Populationen ausschlaggebend sind. Allgemein stellen Getränke und pflanzliche Lebensmittel wie Getreide und Gemüse größere Mengen an Silizium bereit, während Fleisch und tierische Produkte als Silizium-Lieferanten eher ungeeignet sind.

Getreide

Es ist bekannt, dass pflanzliche Produkte – vor allem Getreideprodukte – und Getränke hierfür von großer Bedeutung sind. Der Gehalt an Silizium in Getreideprodukten auf dem polnischen Markt erstreckten sich über einen weiten Bereich von 0,94 mg pro 100 g in Basmatireis bis 14,03 mg pro 100 g in Haferkleie. Wie bereits in früheren Studien festgestellt wurde, wurde erneut bestätigt, dass raffinierte Produkte weniger Silizium als Vollkornprodukte und Vollkornprodukte enthalten. Auch gibt es Unterschiede zwischen den Getreidearten, wobei die höchsten Werte bei Hafer-, Hirse- und Gerstenprodukten gefunden wurden. Hohe Mengen an Silizium wurden auch in nicht raffinierten Reisprodukten gefunden (22).

Getränke

Die untersuchten Getränke – dabei handelte es sich um verschiedene auf dem polnischen Markt erhältliche Säfte und Wassersorten – enthielten zwischen 0,63 und 1,22 mg Silizium pro 100 g. Dabei war der Siliziumgehalt von Mineralwasser im Durchschnitt um 25% höher als der von Quellwasser (22).

Gemüse und Obst

Große Mengen an natürlichem Silizium sind auch in einigen Gemüsen vorhanden, etwa in grünen Bohnen, Spinat und Wurzelgemüse oder in einigen Kräutern (7) (36) (37). Früchte enthalten, außer Bananen, getrocknete Früchte und Nüsse, lediglich relativ geringe Mengen an Silizium (36).

Fleisch und Fisch

Meeresfrüchte stellen größere Mengen an Silizium bereit – Miesmuscheln erweisen sich dabei als die besten Silizium-Lieferanten aus dieser Rubrik (7). Fleisch, Milchprodukte und andere tierische Produkte weisen einen niedrigen Silizium-Gehalt auf (37). Höhere Gehalte finden sich ausschließlich in Innereien (7).

Siliziumgehalt von Getreideprodukten (22):

LebensmittelSiliziumgehalt in mg pro 100 g
Brot und Brötchen
Brot, hell1,88
Brötchen, hell1,59
Brot, Vollkorn2,00
Brötchen, Vollkorn1,82
Knäckebrot3,97
Ungesäuertes Vollkornbrot2,45
Grütze
Couscous
Buchweizen
Hirse
Gerste6,64
Korn1,67
Flocken
Korn2,12
Hafer13,89
Weizen2,49
Dinkel2,42
Roggen2,29
Müsli (verschiedene Sorten)4,58
Kleie
Hafer14,03
Weizen6,80
Reis
Langkornreis, weiß3,41
Jasminreis, weiß1,47
Basmatireis, weiß0,94
Vollkornreis, braun9,72
Chinesischer Reis, weiß10,63
Wildreis2,99
Pasta
Weizennudeln, weiß1,22
Vollkornnudeln5,20
Dinkelnudeln2,86
Roggennudeln5,28
Mischkorn5,63

Siliziumgehalt von Getränken (22):

GetränkSiliziumgehalt in mg pro 100 g
Fruchtsäfte
Orangensaft32,99
Apfelsaft7-33
Grapefruitsaft11-54
Schwarzer Johannisbeerensaft13-32
Multifruchtsäfte14-28
Gemüsesäfte
Karottensaft16-57
Tomatensaft11-38
Säfte aus verschiedenen Gemüsesorten6-34
Wasser
Quellwasser3-42
Mineralwasser3-50

Silizium, Kieselerde und Kieselsäure

Silizium ist in der Natur überwiegend in Form von Silikaten und Kieselerde zu finden und ist mit 27,6% nach Sauerstoff das zweithäufigste Element in der Erdkruste (38). Aufgrund des in ihr enthaltenen Siliziums wird Kieselerde außerdem als Nahrungsergänzungsmittel für gesunde Haut, Haare und Nägel angeboten. Diese sind lokal in Drogerien, größeren Supermärkten oder Reformhäusern erhältlich oder können online erworben werden.

Auch in fast allen Zellen des menschlichen Körpers ist Silizium enthalten. Große Mengen des Spurenelements sind vor allem im Bindegewebe zu finden, zum Beispiel in den Knochen, Sehnen und Bändern, aber auch in der Haut oder den Blutgefäßwänden. Höhere Siliziumkonzentrationen können außerdem in der Lunge und den Lymphknoten vorhanden sein. Im Blutplasma liegt Silizium fast ausschließlich in Form von Orthokieselsäure vor (38) (39).

In der Nahrung sind verschiedene Silizium-Verbindungen vorhanden. Die Bioverfügbarkeit zwischen ihnen unterscheiden sich stark – sie können also unterschiedlich gut verarbeitet werden. Kieselsäure wird immer schlechter resorbiert als Orthokieselsäure, sodass dem menschlichen Körper ein geringerer Anteil der aufgenommenen zur Verfügung steht als bei Kieselsäure (38).

Wirkung von Silizium – Studien im Überblick

Klinische Studien, welche die Bedeutung von Silizium und seine Wirkung auf die Gesundheit des Menschen untersuchen, beschäftigen sich überwiegend mit den Auswirkungen einer Nahrungsergänzung auf Haut, Haare und Nägel oder aber die Knochen. Da Silizium für die Kollagensynthese erforderlich ist, das dem Bindegewebe seine Elastizität verleiht, soll es die Knochen stärken, die Struktur der Haut verbessern und spröden und brüchigen Haaren und Nägeln entgegenwirken. Tatsächlich bestätigen zahlreiche Studien den positiven Einfluss von Silizium. In Form von Kieselerde oder Kieselsäure kann es bei Osteoporose eingesetzt werden, die Knochenmineraldichte erhöhen, gegen Haarausfall oder zur Förderung der Gesundheit von Haut, Haaren und Nägel angewandt werden.

Wirkung von Silizium auf die Knochen

Die Ernährung spielt eine wichtige Rolle für die Knochengesundheit und obwohl die genauen Auswirkungen der einzelnen Nährstoffe und Mineralien auf die Knochen, abgesehen von der Funktion von Kalzium, noch relativ unerforscht sind, ist auch Silizium für die Knochen von großer Bedeutung. Die Ergebnisse der Studien aus den letzten 40 Jahren zeigen, dass Silizium die Gesundheit der Knochen und des Bindegewebes positiv beeinflusst. Auch wurde ein positiver Zusammenhang zwischen der Aufnahme von Silizium und der Knochenmineraldichte festgestellt werden, womit Silizium für Osteoporose-Patienten nützlich sein und die Symptome der Krankheit lindern könnte. Viele und vor allem ältere Menschen leiden unter Osteoporose (Knochenschwund) – eine Erkrankung der Knochen, die durch eine Abnahme der Knochenmasse gekennzeichnet ist.

Die genaue biologische Rolle von Silizium für die Knochengesundheit ist noch nicht klar, obwohl eine Reihe möglicher Mechanismen vorgeschlagen wurden. Seine Notwendigkeit für die Synthese von Kollagenen und deren Stabilisierung wie auch die Matrixmineralisierung scheinen die positive Wirkung von Silicium auf die Knochengesundheit zumindest teilweise zu erklären.

  1. Wirkung von Silizium auf die Knochenmineraldichte beim Menschen
    Ein Team von Forschern bestätigte in zwei epidemiologische Querschnittsstudien, dass die Aufnahme von Silizium über die Nahrung mit einer höheren Knochenmineraldichte verbunden ist. Mit ihrer ersten Kohortenstudie kamen sie zu dem Ergebnis, dass sich eine höhere Zufuhr von Silizium deutlich positiv auf die Knochenmineraldichte an der Hüfte von Männern und Frauen vor der Menopause auswirkt, nicht jedoch auf die Knochenmineraldichte von Frauen nach der Menopause (36) (40). Diese Studie wurde deshalb nur für Frauen wiederholt und es zeigte sich in ähnlicher Weise erneut, dass die Knochenmineraldichte der Hüfte und Wirbelsäule bei Frauen vor der Menopause bei einer höheren Siliziumaufnahme besser war.Ein ähnlicher Zusammenhang konnte auch bei Frauen nach der Menopause festgestellt werden – jedoch nur bei Frauen, die zu dem Zeitpunkt eine Hormonersatztherapie erhielten (27). Eine schwächere, nicht signifikante, Korrelation wurde bei früheren Hormonersatztherapie-Empfängern festgestellt. die noch nie HRT genommen hatten. Diese beiden Studien zeigen, dass eine höhere Siliziumaufnahme mit einer höheren Knochenmineraldichte – und damit mit stärkeren Knochen – verbunden ist und weisen darauf hin, dass es Wechselwirkungen zwischen dem Silizium- und dem Östrogenstatus zu geben scheint.
  2. Auswirkungen eines Siliziummangels auf die Knochen
    Es wurden bislang zwar keine Studien zum Siliziummangel beim Menschen durchgeführt, bei Tieren führte ein Siliziummangel jedoch zu Skelettanomalien und -defekten. Bei Küken waren die Beine und Schnäbel blasser, dünner, flexibler und schneller brüchig (41). Bei Ratten wurden von Schädeldefekten und Beeinträchtigungen der Pigmentierung des Zahnschmelzes berichtet (42). In weiteren Studien führte das Sinken der Siliziumkonzentrationen zu einer Abnahme der Knochenmineraldichte, des Mineralgehalts und der Kollagensynthese und zu einem Anstieg des Kollagenabbaus. Dies bestätigt, dass ein Siliziummangel einen negativen Einfluss auf die Gesundheit und Festigkeit der Knochen hat.
  3. Silizium bei Osteoporose
    Da Silizium für die Gesundheit der Knochen von großer Bedeutung ist und sich die Zufuhr von Silizium positiv auf die Knochenmineraldichte auswirkt, wurde das Spurenelement in zahlreichen Studien auf seine positiven Auswirkungen bei Osteoporose-Patienten untersucht. Osteoporose (Knochenschwund) ist ein weltweites Gesundheitsproblem und wird von der World Health Organization (WHO) als eine der 10 wichtigsten Volkskrankheiten eingestuft (44). Es wird vermutet, dass 40% aller Frauen einmal in ihrem Leben einen Knochenbruch erleiden, der auf einen Knochenschwund zurückzuführen ist (44). Eine Studie, in welcher der Einfluss eines löslichen Siliziumsalzes auf das trabekuläre Knochenstruktur untersucht wurde, konnte ein signifikanter Anstieg festgestellt werden. Darüber hinaus zeigte sich bei einer Reihe der behandelten Patienten ein Anstieg der zirkulierenden Lymphozyten und Immunglobuline (43). In einer weiteren retrospektiven Studie mit 53 osteoporotischen Frauen bewirkte Silizium einen deutlichen Anstieg der femoralen Knochenmineraldichte (36) (45).
  4. Silizium als Nahrungsergänzungsmittel für starke Knochen
    Bei Osteoporose-Patienten führte die Siliziumergänzung mit Monomethyltrisilanol zu einer Erhöhung des Knochenvolumens (43) und einer Erhöhung der Knochenmineraldichte der Oberschenkel und Lendenwirbelsäule (45). In einer der Studien stellte man außerdem fest, dass Silizium wirksamer ist als Etidronat und Natriumfluorid. Eine neuere Studie, im Rahmen derer osteopenische und osteoporotische Probanden Orthokieselsäure erhielten, berichtete über eine Erhöhung der Knochenbildungsmarker im Serum, insbesondere von einem Marker der Typ-I-Kollagensynthese. Bei der mittleren Orthokieselsäure -Dosis von 6 mg Silizium pro wurde ein leichter, aber signifikanter Anstieg der Knochenmineraldichte des Oberschenkels beobachtet (36).In ähnlicher Weise verringerte die Supplementierung mit Silizium oder Orthokieselsäure bei Ratten die Knochenresorption und den Knochenverlust, wohingegen die Knochenbildung, der Knochenmineralgehalt und die Knochenmineraldichte erhöht wurden (46) (47) (48). Auch zeigten die Ergebnisse bei Hühnern eine erhöhte Knochenmineraldichte und mechanische Festigkeit der Knochen und bei auch Pferden verringerten sich die Knochenverletzungen durch eine Silikonsupplementierung (36) (49) (50) (51) (52).

Wirkung von Silizium auf die Haare

Nahrungsergänzungsmittel, die Silizium enthalten, werden traditionell zur Förderung der Gesundheit der Haare eingesetzt. Kieselerde oder Kieselsäure sollen das Erscheinungsbild der Haare positiv beeinflussen und die Haare stärken – und die Ergebnisse aus Studien bestätigen den positiven Einfluss von Silizium, Kieselerde und Kieselsäure auf die Haare.

  1. Verbesserung der Haarqualität durch Silizium
    Silizium verbessert die Haarqualität in allen Bereichen – das zeigte eine Studie, in der die Wirkung von Silizium auf die Gesundheit der Haare untersucht wurde (53). An ihr nahmen 83 Frauen und Männer mit splitternden, brüchigen und spröden Haaren teil.  6 Monate lang nahmen die Teilnehmer 3-mal täglich eine Kapsel mit 350 mg Kieselerde ein. Das Ergebnis der Studie: Das Prüfpräparat hat sich anhand sämtlicher Parameter als effektiv erwiesen. Die Selbstbeurteilung der Probanden bestätigte das Ergebnis – es konnte eine statistisch signifikante Verbesserung der Haarqualität festgestellt werden. Darüber hinaus führte die Nahrungsergänzung zu einem Anstieg der Haardicke. Während die Haare der Teilnehmer zu Beginn durchschnittlich nur 0,0602 mm dick waren, betrug die Haardicke nach 3 Monaten 0,0668 mm und nach 6 Monaten sogar 0,0701 mm.
  2. Kieselsäure gegen sprödes und brüchiges Haar
    Das Aussehen der Haare spielt eine wichtige Rolle für das körperliche Erscheinungsbild und die Selbstwahrnehmung vieler Menschen (5). Es wird vermutet, dass Silizium mit einer Konzentration von 1-10 ppm im Haar vorhanden ist. Die Wirkung von Silizium in Form von Kieselsäure auf das Haar wurde in einer randomisierten Studie untersucht. 48 Frauen mit feinem Haar erhielten 9 Monate lang 10 mg Silizium pro Tag oder aber ein Placebo. Die Struktur und Festigkeit der Haare wurden vor und nach der Behandlung mit Silizium bewertet. Die Einnahme von Kieselsäure wirkte sich positiv auf die Festigkeit und Elastizität aus, reduzierte die Bruchlast und führte zu dickerem Haar (5).

    Es wurde vermutet, dass Silizium eine wichtige Rolle bei der Bildung und Aufrechterhaltung von Bindegewebe hat – eine Studie, in der die Wirkung von Kieselsäure auf Haut, Haare und Nägel an 50 Frauen untersucht wurde, bestätigte dies (29). Dabei bewerteten die Patienten die Sprödigkeit und Brüchigkeit ihrer Haare auf einer virtuellen analogen Skala. Die Silizium-Konzentration im Serum war nach einer 20-wöchigen Supplementation bei den behandelten Personen deutlich höher als in der Kontrollgruppe. Die Nahrungsergänzung mit Kieselsäure über 20 Wochen hinweg führte zu einem positiven Effekt auf die Haare: Nach der Behandlung waren die Haare der Patienten weniger spröde und fester.

Wirkung von Silizium auf die Haut

Nahrungsergänzungsmittel wie Kieselsäure und Kieselerde werden nicht nur zur Stärkung der Haare, sondern auch zur Unterstützung der Hautgesundheit eingesetzt. Da Kollagen eine wichtige Rolle für die Haut spielt und ihr Elastizität verleiht und Silizium für die Bildung von Kollagen erforderlich ist, wird angenommen, dass die Kollagensynthese durch eine Nahrungsergänzung angeregt und die Elastizität und Struktur der Haut dadurch gestärkt werden kann. Studien bestätigen einen positiven Einfluss von Silizium auf die Eigenschaften der Hautoberfläche.

In einer Studie mit 50 gesunden Probanden im Alter zwischen 40 und 65 Jahren und mit deutlichen klinischen Anzeichen von Photoalterung im Gesicht wurden die Auswirkungen einer Silizium-Supplementierung in Form von kieselsäurehaltigen Nahrungsergänzungsmitteln auf Haut, Haare und Nägel analysiert (1). Die Probanden nahmen über einen Zeitraum von 20 Wochen hinweg täglich 2 Kapseln mit 10 mg Kieselsäure ein. Außerdem wurden die Serumkonzentrationen verschiedener Komponenten im Blut bewertet, um die Sicherheit der oralen Behandlung zu überprüfen. Die Aufnahme von Silizium kann unter diesen Bedingungen als sicher angesehen werden, da bei dieser Behandlung keine unerwünschten Ereignisse aufgetreten sind. Nach der Behandlung zeigten sich positive Veränderungen in der Hautmikrotopographie und -anisotropie. Es zeigten sich signifikante Verbesserungen der Hautoberflächeneigenschaften und der mechanischen Eigenschaften (1).

Wirkung von Silizium auf die Nägel

Silizium wirkt sich nicht nur positiv auf die Struktur der Haut oder der Haare, sondern auch auf die Struktur der Nägel aus. Nach einer Behandlung mit 10 mg Silizium über 9 Monate hinweg konnte neben der Verbesserung der Haarstruktur zudem festgestellt werden, dass auch die Sprödigkeit der Nägel abnimmt (29). Sie werden fester, wodurch die Brüchigkeit verringert wird. Silizium kann deshalb als Nahrungsergänzungsmittel zur Stärkung von Haut, Haaren und Nägeln und vor allem auch Personen empfohlen werden, die mit brüchigen Fingernägeln zu kämpfen haben.

Quellenangaben

1

Araújo, Lidiane Advincula de; Addor, Flavia; Campos, Patrícia Maria Berardo Gonçalves Maia (2016): Use of silicon for skin and hair care. An approach of chemical forms available and efficacy. In: Anais brasileiros de dermatologia 91 (3), S. 331–335. DOI: 10.1590/abd1806-4841.20163986

2

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