Silisyum eksikliği ve zehirlenmesi, Silisyum (Si) dünyada oksijenden sonra en çok bulunan elementtir. Kuartz (guartz-kristal silisyum) ise yer kabuğunda yaygın bulunan saf bir mineraldir. Silisyumun beslenmedeki önemi 1972 ‘lerde saptanmıştır. Toprak, bitki ve atmosfer tozunda yüksek fakat değişken oranlarda silisyum bulunur.
İnsanlar ve hayvanlar, özellikle geviş getirenler tarafından gerek sindirim gerekse solunum yolu ile yüksek miktarda alınır. Silisyum taşıyan yüksek tozlu ortamdan solunum yolu ile çok miktarlarda alınması sonucu özellikle madencilerde silicosis denilen akciğer hastalığının gelişmesine yol açar.
Silisyum Eksikliği ve Zehirlenme Metabolizması
Silisyumun temel elementliği civcivler ve sıçanlar üzerinde yapılan denemelerle ortaya konmuştur. Yarı-sentetik diyetlerle yapılan çalışmalarda diyete silisyum saplementinin büyüme ve iskelet gelişmesinde bariz etkisi olduğu gözlenmiştir.
Silisyumun prolyl hydroxylase enzim aktivitesinin artışında önemli rolü olduğu açıklanmıştır.
İnsanların, solunum ve sindirim yolu ile günlük 9 -14 mg silisyum tükettikleri ve günlük 9 mg silisyumun da idrar yolu ile atıldığı kabul edilmektedir. Lifli yem tüketiminin artması ile silisyum tüketimi de artmaktadır. Bu bakımdan hayvanların, özellikle geviş getirenlerin yüksek oranda silisyum tüketimleri kaçınılmazdır. Oksijenle bağlı bulunan silika (silica-SiO2), mono silisik asit ve organik bileşiklere bağlı silisyum (pektin ve muko-polisakkaridler) şeklinde alınmaktadır.
Silisyum absorbsiyonun da genel kabul gören husus, alınan silisyumun çok azının absorblandığı, kalanın gaita ile atıldığı şeklindedir. Absorblanan düşük seviyedeki silisyum idrarla atılmaktadır. Organizmada alıkonan silisyum miktarı hakkında bilgiler yetersizdir. Kobaylarda absorbsiyonun başlıca mono silisik asit şeklinde olduğu bildirilmektedir. Bitkisel ürünlerdeki silisyumun absorbsiyonu silika’nın sindirim sistemindeki sıvı içerisinde erimesi sonucudur. Koyunlarda absorbsiyon diyette monosilisik asit olarak yer alan silikanın miktarı ile orantılıdır. İdrarla atılan silika diyetteki silika miktarı ile paralel seyretmektedir.
Silisyum eksikliği ve zehirlenmesinde silisyumun absorbsiyonu, diğer elementlerde olduğu gibi, diyette yer alan bazı mineral elementlerin miktarı ile değişkenlik göstermektedir. Örneğin, molibdenle silisyum arasında bariz bir etkileşim vardır. Plazma silisyum seviyesi bariz bir şekilde diyetle alınan molibden miktarından olumsuz bir şekilde etkilenmektedir.
Silisyum saplementi yapılmış civcivlerin 3 ppm molibden içeren karaciğer içerikli bir diyetle beslenmeleri halinde, plazma molibden seviyesi 1 ppm molibden içeren kazein içerikli bir diyetle beslenenlerden % 348 daha az bulunmuştur. Aynı şekilde yüksek molibden alanlarda dokulardaki silisyum seviyesi de düşmüştür. Diyet silika miktarının yükselmesi ile plazma molibden seviyesi de düşmektedir. Alüminyum başta olmak üzere demir oksit (Fe2O3), kalsiyum hidroksit (Ca (OH)2), magnezyum oksit (MgO) ve stronsiyum oksit (SrO) gibi inorganik bileşikleri silikatın asitli vücut sıvılarında tortulaşmasına yol açtığından, silikat absorbsiyonunun düşmesine neden olmaktadırlar. Diyet mangan yararlılığı diyet silisyum miktarının artmasından olumsuz etkilenmektedir. İnorganik mangan bileşiği mangan silikat sindirim siteminden absorblanmamaktadır. Silisyum bitkilerde ortaya çıkan mangan zehirlenmesini hafifletmek için kullanılmaktadır.
Silisyum doku sıvılarında serbest bir dağılım gösterir. Solunum yolu ile alınan silika akciğerlere silisik asit olarak girer ve daha sonra uzaklaştırılır.
Araştırmacılar arasındaki ortak düşünce organizmada silisyumun işlevinin metabolizmada katalitik olmayıp, daha ziyade yapısal olduğu şeklindedir.
Silisyum Eksikliği ve Zehirlenmesi (Silicosis)
Civcivlerde yarı-sentetik diyetle yapılan bir denemede silisyum noksanlığında kafa ve diğer kemiklerde anormallikler saptanmıştır. Kemiklerde daireleşme de azalma, incelmiş korteks, uzun kemiklerin esnekliğinin kaybolması, kafa kemiğinde düzleşme, bacak kemiklerinde incelme görülmektedir. İbiklerde küçülme silisyumun kıkırdak ve bağ doku gelişmesinde önemli olduğunu ortaya koymaktadır. Silisyumun kemik matriksinin gelişmesinde önemli olduğu ve bunun D vitamininden bağımsız seyrettiği ve bu yüzden civcivlerde kemik gelişmesi için temel bir element olduğu bildirilmektedir.
Plastik izolatörlerle ayrılmış sıçanlar üzerinde yapılan bir denemede metasilikat olarak 500 ppm silisyum saplementinin canlı ağırlıkta önemli bir artış sağladığı gözlenmiştir. Kontol gruba karşı deneme grubundaki ağırlık artışı % 33.8 daha fazla bulunmuştur. Düşük seviyede silisyum saplementi denemelerinden olumlu sonuç alınamamıştır. Fare ve sıçanlarda elektron mikroskobik çalışmalarda silisyumun kemiklerin aktif büyüme bölgelerinde toplandığı saptanmıştır. Kemik şekillenmesinin başlangıcında kalsiyum ve silisyum seviyesi düşük bulunduğu halde olgunlaşma döneminde her iki elementin miktarında da artış gözlenmiştir. Sütten kesilmiş sıçanlarda diyet silisyum miktarının yükselmesi ile kemiklerde mineralleşmenin hızlandığı dikkati çekmektedir.
Büyüme ve sağlık açısından diyette bulunması gereken silisyum miktarı hakkında yeterli bilgi yoktur. Sıçanlarda bazal rasyonun yaklaşık 7 ug/g silisyum içermesinin, diyette kuru madde üzerinden 50 ug/g’a eşdeğer olduğunu göstermektedir. Eriyebilen silikat bileşiklerinin (alkali ve amonyum silikatlar) metabolizmada daha etkili olduğu bir gerçektir. Bazı yazarlar bazal rasyonda yer alan 250 ug/g silisyumun kemiklerin şekillenmesinde etkili olacağını ve diyette diğer eser elementlerden daha yüksek bulunması gerektiğini ileri sürmektedirler.
Bitkisel çıkışlı yemlerin hayvansal çıkışlı yemlerden daha yüksek silisyum içerdiği yukarda belirtilmişti. Bitkilerde silisyum monosilisik asit ve solid silika olarak bulunmakta ve opal phytolits (SiO2 H20) olarak bilinmektedir. Bitki türü, gelişme dönemi ve toprak silisyumuna göre bitkilerde farklılıklar gözlenir. Daneler aynı türün yaprak ve gövdelerinden daha az silisyum içerirler. Tüm çayır otları ve daneli bitkilerin külleri % 30-40 arasında silisyum içerirler. Bu da bitki kuru maddesi üzerinden % 3-4’e özdeş bulunmaktadır. Tropik çayır otları daha yüksek silisyum içerirler. Bitkilerde yer alan silisyum çok sert, hatta koyunların dişlerinden daha sert olduğundan yüksek silikatlı otlaklardaki koyunların dişlerinde ileri derecelerde aşınmaya neden olmaktadır.
Silikozis, daha çok insanlarda maden işçilerinde görülen bir durumdur. Silika parçacıkları ve asbestosun (fibröz silikatların bireşimi) uzun süredir insanlarda akciğerler ve diğer dokularda şiddetli fibrojenik tepkimelere neden olduğu bilinmektedir. Olay, başlangıçta akciğer alveollerindeki koruyucu hücrelerin (makrofajlar) silika parçacıklarını yemeleri (fagositoz) sonucu mikroskobik bakıncada bunlarda silika parçacıklarının görülmesidir. Ölen makrofaj hücrelerin uyarı sonucu bunlara yakın fibroblast hücreleri tarafından kollagen sentezlenmesi ve birikimine yol açması şeklinde seyretmektedir.
Hayvanlarda silikatlardan oluşan idrar taşlarına (urolithiasis) insanlardan daha çok rastlanmaktadır. Bu oluşumda alınan gıda türü oldukça etkilidir. İdrar taşları oluş derecesi (incidance) kaba yem maddeleri olarak kuru çayır otları tüketen hayvanlarda yonca türü kuru ot tüketenlerden daha yüksektir. Bu durum muhtemelen kuru çayır otlarındaki yüksek silikat miktarından ileri gelmektedir. İdrar taşlarının oluşumunda düşük kalsiyum/fosfor oranı da başlıca etken sayılmaktadır. Bu yüzden kalsiyum saplementi tavsiye edilir. Kuru çayır otu yedirilen hayvanlarda, düşük idrar magnezyumu dolayısıyla, magnezyum saplementinin idrar taşı oluşumunu azaltacağı ileri sürülmektedir.
Normal koşullarda silikatlar idrarla atılmakta fakat bazı durumlarda idrar silisyumu böbreklerde idrar kanallarında ve idrar kesesinde toplanarak idrar taşlarının oluşumuna sebep olmaktadır. Küçük taşlar herhangi bir yıkıma neden olmadan idrarla atılabilir fakat büyükleri idrar tıkanmasına yol açarak üremi sonucu ölüme yol açarlar. Taşlar özellikle kalsiyum, magnezyum, fosfor ve silisyum minerallerini içermektedirler. Koyun ve sığırlarda silikatlı idrar taşları şekilsiz ve oluşumunun sindirim sisteminden absorblanan monosilisik asitten ileri geldiği üzerinde durulmaktadır. Silikat seviyesi yüksek kaba yemlerin hazmolunabilirlik seviyesi düşüktür. Örneğin işkembe sıvısı kültürüne sıvı sodyum silikat ilavesi kaba yem maddelerinin in-vitro organik madde hazmolunabilirlik seviyesini düşürmektedir. Silikatlar bitki dokusu içerisinde birikim yaptığından, her 100 mg/L’de eriyebilir silikat yoğunluğu organik madde hazmolunabilirliğini yaklaşık % 1 oranında düşüreceği ileri sürülmektedir.
Silikatların etkisini azaltmak için diyete glukoz, üre ve magnezyum, mangan, çinko ve kobalt gibi minerallerin ilavesi, işkembede selülozu parçalayan mikrobiyal üremenin artışını sağlayacağından, yararlı olacağı üzerinde durulmaktadır.
Kaynakça: