ケイ素(シリコン) 見落とされている微量ミネラル

強調オフ

未分類

サイトのご利用には利用規約への同意が必要です

Silicon: Overlooked Trace Mineral

ケイ素(シリコン)は、骨の適切な健康と安定性に必要な豊富な微量ミネラルであるが、不足しがちなのが現状である。この記事では、ケイ素の効果、食事に取り入れる方法、ケイ素のサプリメントの効果に焦点を当てている。

www.lifeextension.com/magazine/2003/4/report_silicon


自然界に豊富に含まれる微量ミネラルであるケイ素は、骨を丈夫にしたり、肌を整えたり、関節を柔軟にしたりするために欠かせない成分であることがわかっていた。ケイ素を食生活に取り入れることで、カルシウム、グルコソミン、ビタミンDの効果を高めることができる。

人体には約7gのケイ素が含まれており、様々な組織や体液に含まれている。組織中のケイ素は通常、軟骨などの糖タンパク質と結合しているが、血液中のケイ素はほとんどが遊離のオルト珪酸か、小さな化合物と結合している。

ケイ素の生物学的要件は、最初にケイ素欠乏飼料を与えられたラットとニワトリを用いた実験でエディス・カーライルとクラウス・シュワルツ1,2によって実証された。これらの実験では、珪素の栄養欠乏が頭蓋骨や長骨の構造異常などの骨格の変形や、軟骨含有量の低下した関節の形成不良を引き起こすことが実証された。詳細な生化学的分析により、ケイ素は結合組織の構造的完全性と発達に不可欠な栄養素であることが明らかになった3,4。

組織や関節に含まれるケイ素

結合組織は、コラーゲンとエラスチンという繊維状のタンパク質マトリックスと、グリコサミノグリカン(GAG)またはムコ多糖類(MPS)と呼ばれるアミノ糖の水和(保水)ネットワークを生成する細胞から構成されている。ケイ素はグリコサミノグリカンネットワークを安定化させると考えられている。

アミノ糖であるグルコサミンは、GAGの生合成にも必要とされ、関節炎の治療に有効であることが臨床的に証明されている6 。ケイ素とGAGの化学的関連性を考えると、グルコサミンとケイ素の組み合わせは、関節炎や他の関連する結合組織疾患の治療において補完的な治療価値を持つと考えられる。

ケイ素、骨と骨粗鬆症

骨は実は特殊な結合組織である。ケイ素は、若くて石灰化していない骨の中の骨形成細胞である骨形成細胞の主要なイオンである。骨が成熟すると、ケイ素の濃度が低下し、カルシウムとリンの沈着物が同時に形成される。言い換えれば、骨組織が「成熟」すればするほど、骨中のケイ素濃度は低下する。

このように、ケイ素は骨組織中のカルシウムとリンの沈着を調節する因子として働いていると結論づけられている7 。ケイ素の骨石灰化における調節作用と結合組織の構造的構成要素としての重要な役割が、ケイ素が動物およびヒトの栄養における必須微量元素に分類される理由である。

 

ケイ素は、骨が形成された後の骨の維持に継続的な役割を果たしている。骨は、骨芽細胞による骨形成と破骨細胞による骨組織の継続的な再吸収のバランスをとるダイナミックな生体組織システムである。(破骨細胞の働きにより、骨のミネラルが溶解し、コラーゲンなどの有機骨基質成分が消化される)。

骨粗鬆症は、骨の形成率が低く、骨の再吸収率が高いために、骨のミネラル密度が低下し、骨の機械的強度が低下することで起こる。骨の損失は一般的に加齢とともに発生するが、明らかに加速するのは閉経時や卵巣の障害や除去後に発生し、エストロゲン欠乏症につながる。

一方、ケイ素化合物は骨芽細胞様細胞のDNA合成を刺激することが試験管内試験(in vitro)で示されている9 。エストロゲン欠乏ラットを用いた骨粗鬆症の動物モデルでは、ケイ素の補給が骨損失を防ぐことが実証されている10 。

骨粗鬆症の女性53人を対象とした臨床研究では、ケイ素の補給は大腿骨のミネラル骨密度の有意な増加と関連していた11 。これらの研究の肯定的な結果は、カルシウムやビタミンDとともにケイ素の補給が骨粗鬆症との闘いに有用であることを示唆している。

ケイ素の他の用途

結合組織や骨の健康に加えて、アルミニウムの毒性からの保護や動脈組織の保護など、ケイ素の他のいくつかの有望な健康上の利点が報告されている。

アルツハイマー病患者の脳の病変にアルミニウムが発見されているのと同様に、アルミニウムの毒性がアルツハイマー病やその他の神経疾患の病態に関与している可能性が示唆されている。ラットを用いた研究では、ケイ素には脳内へのアルミニウムの蓄積を防ぐ効果があることが判明している13。ケイ素は食品や飲料に含まれるアルミニウムと結合することで、アルミニウムの消化管吸収を抑えると考えられている。また、フランスの高齢者を対象とした集団調査では、飲料水中のアルミニウム濃度が高い場合、ケイ素濃度が低いと認知機能に悪影響を及ぼすが、ケイ素濃度が高い場合には、アルミニウムへの曝露による認知機能の低下は少ないことが確認されている14。

動脈硬化は、動脈内にプラークが形成されることを特徴とする状態である。プラークは、損傷を受けた動脈組織が適切に修復されず、瘢痕組織や酸化コレステロールなどが正常な血流を阻害することで形成される。

高コレステロール食を食べさせたウサギの実験では、ケイ素を補給することで動脈硬化を防ぐことが実証された。動脈硬化を防ぐだけでなく、ケイ素は動脈の重要な構造要素である。しかし、動脈のケイ素濃度は加齢とともに低下し、病変やプラーク形成のリスクを高める可能性が高い15,16。

ケイ素の有益性

関節
  • ケイ素は関節軟骨の形成に不可欠であることが示された。
  • ケイ素はグリコサミノグリカンネットワークの架橋剤であり、関節内の水分を引き寄せて保持する。
  • ケイ素は骨のミネラル化の調節因子として作用する。
  • ケイ素は、骨芽細胞様骨形成細胞におけるDNA合成を刺激する。
  • ケイ素は、破骨細胞が媒介する骨の再吸収を試験管内試験(in vitro)で阻害する。
  • 骨の柔軟性に不可欠な繊維状タンパク質であるコラーゲンの合成は、ケイ素の欠乏により減少する。
腱と靭帯
  • 腱や靭帯の主要な化合物であるコラーゲンの合成は、ケイ素欠乏によって低下する。
  • コラーゲン合成に特異的な酵素であるプロリルヒドロキシラーゼの活性は、試験管内試験(in vitro)でケイ素に依存することが示された。
心臓
  • ケイ素は動脈組織の内膜(内膜中膜)の透過性を低下させる。高コレステロール食の場合、ケイ素を補給することで血管の動脈硬化性病変の発生を抑えることができる。
  • 健康な人の大動脈と頸動脈には、アテローム性動脈に比べて約10倍のケイ素が含まれている。
皮膚
  • ケイ素はコラーゲンの最適な合成に重要である。
  • ケイ素はコラーゲンを架橋するための水酸化酵素を活性化するために重要で、この繊維状タンパク質の強度と弾力性を向上させる。コラーゲンが良くなるということは、肌が良くなり、弾力性が増し、シワが減るということである。
髪の毛
  • 弾力と強さを与える髪の外側の軸には、ケイ素が豊富に含まれている。ケイ素の含有量が多い髪は、抜け落ちが少なく、ツヤや光沢が出やすい傾向にある。
ネイル
  • ケイ素は、爪に多く含まれるミネラルの一つである。ケイ素が系統的に不足している可能性があるサインは、もろくて柔らかい爪である。
  • ケイ素は爪の質を向上させ、その結果、爪の感染症から爪を守ることができる。
粘膜
  • ケイ素は脱水症状になっても呼吸器の粘膜を回復させてくれる。

食事に含まれるケイ素

ケイ素の1日の食事摂取量は20~50mgと推定されている17 。植物は土壌からオルトケイ酸を吸収し、それを重合ケイ素に変換して機械的・構造的支柱としている18 。野菜、果物、穀類の供給量が限られたバランスの悪い食生活では、ケイ素濃度は低くなる。

 

全粒粉食品はケイ素の良い天然の供給源であるが、これらの食品から得られるケイ素は不溶性であり、胃腸管で直接吸収することはできない。食品中のケイ素は胃酸によってオルトケイ酸に可溶化され、胃壁や腸を通って直接血液中に吸収される。病気や加齢による胃酸の低下は、食物からのケイ素を代謝する能力を低下させる。

老化は胃のpHの上昇と関連していると報告されている。この見解では、高齢者は、食事性ケイ酸塩を生物学的に利用可能なオルトケイ酸に変換する能力が低下する。

ケイ素含有繊維を除去する食品の精製および加工は、食事性ケイ酸塩の摂取量の低下に寄与する。さらに、食品産業で使用される添加物の多くは、ケイ素の取り込みを妨害する。実際、これらの添加物は、(a)胃のpHを上昇させ、それによって食餌性ケイ酸塩の加水分解速度を低下させ、(b)オルトケイ酸の重合を促進し、(c)一般的にミネラルをキレート化し、それによって吸収されずに腸管を通って排除されることがある。

土壌の広範な再利用および養殖の適用は、植物へのオルトケイ酸の不可欠な供給を最小限にする。結果として生じる穀物にシリカ構造を含んでいる植物分解性繊維および特定の表皮細胞の減少した生合成によるより少ない剛体構造がある。その結果、これらの作物は、天然のミネラル豊富な土壌で栽培された作物と比較して、ケイ素濃度が低く、食事によるケイ素摂取量への寄与が少ない。これらすべての要因を考慮すると、ケイ素の補給が完全でバランスのとれた食生活に役立つことは驚くに値しない。

ケイ素 見落とされている微量ミネラル

ケイ素サプリメントのバイオアベイラビリティと効能

ケイ素サプリメントを選択する際、最も重要な考慮事項は安全性とバイオアベイラビリティーであるべきである。(バイオアベイラビリティとは、製品に含まれるケイ素化合物の吸収の程度と生物学的反応を表す複雑な用語である)。

実験室で合成された有機ケイ素化合物は、ケイ素-炭素結合を含んでいる。これらの分子は通常、生物学的システムには存在せず、非常に有毒である可能性がある。このような理由から、自然界にすでに存在するケイ素化合物や天然物の誘導体である化合物を使用するのが最も安全である。一般的なケイ素サプリメントには以下のようなものがある。

植物抽出物

竹や藻類は通常、シリカの濃度が高い。しかし、植物抽出物は標準化されていないことが多く、これらの製品に含まれるケイ素濃度は大きく異なる。植物抽出物からのケイ素は胃壁を通して直接吸収できないため、これらの製品のバイオアベイラビリティーは、可溶性オルトケイ酸を生成するために高い胃酸度を必要とする。

コロイド状ケイ素ゲル

これらの製品は、水に懸濁されたケイ酸の大きな、不溶性のポリマー分子を提供する。植物のエキスのように、これらのポリマー分子は胃の壁を通って直接吸収することができず、従って吸収の低い率を有する。可溶性のオルトケイ酸を作り出す胃の能力はまたオルトケイ酸の限られた安定性が原因で低濃度のレベルに限られている。

ケイ素の組成

土壌浸食のゆっくりとした長い過程で、岩石は粘土とロームに分解され、最終的にケイ酸塩は水と反応して可溶性ケイ素分子を形成する。これらの可溶性ケイ素分子は、オルトケイ酸またはモノマーケイ酸と呼ばれている。オルトケイ酸は、海水や飲料水、ビールなどの飲料に含まれる天然の水溶性化合物である。しかし、天然のミネラルウォーターは、分子の安定性が限られているため、オルトケイ酸の濃度が極めて低い(0.1〜1.0ppm)。ミネラルウォーター中のオルトケイ酸の濃度を上げようとすると、いくつかの小さなオルトケイ酸分子が、より大きな不溶性の高分子分子に結合してしまう。オルトケイ酸のこのいわゆる重合は、ケイ素繊維が植物の機械的強度と柔軟性に重要である植物においても発生する。竹などのケイ素蓄積植物は、強いが柔軟性があるという特徴があるのに対し、土壌や植物組織にケイ素が欠乏すると機械的強度が弱くなる。

安定化されたオルトケイ酸

安定化オルトケイ酸を濃縮した液状のものが発売された。ベルギーのアントワープ大学の研究グループは、安定化オルトケイ酸の形で2%のケイ素を含む液体ケイ素サプリメントのケイ素吸収率が高いことを記述したサプリメント研究を発表した。子牛を用いた6ヶ月間の研究では、安定化オルトケイ酸の形でケイ素の総摂取量がわずか5%増加しただけであった。

このような少量のオルトケイ酸であっても、補給群は未補給群に比べて 70%の高いケイ素血中濃度を示した。これらの高いケイ素の血中レベルはまた、補填された動物の皮膚のコラーゲン濃度は、補填されていない動物と比較して12%高いことに翻訳された。この研究は、安定化オルトケイ酸濃縮物のバイオアベイラビリティーが食事性ケイ素と比較して非常に高いことを明確に示している19。

 

ベルギーの2つの独立した研究グループは、安定化オルトケイ酸(BioSilTMと呼ばれる製品に含まれる)を補給した後、植物抽出物やコロイド状のサプリメントと比較して、ヒトの体内でのケイ素の総吸収率がかなり高い(2.5倍以上)ことを、ヒトを対象とした比較研究で実証した。

実際、BioSilTMの補給のみが、プラセボと比較して統計的に有意なケイ素吸収の増加をもたらした。例外なく、各被験者はオルトケイ酸からの吸収率に差はなかったが、他のケイ素サプリメントでは被験者間で大きな差が見られた20,21。

 

ケイ素の骨刺激作用については、最近、ヒナを対象とした拡張研究が行われている。その結果、対照群と比較してケイ素の優れた生物学的作用を観察することができた。珪素をヒナの飲料水に添加したところ、珪素の総摂取量は0.5%以下に増加した。この極めて低い摂取量にもかかわらず、血中カルシウム濃度と大腿骨(大腿骨)の密度の両方に有意な効果が見られた。

実際、6週間のサプリメントを摂取したヒヨコは、サプリメントを摂取していないヒヨコと比較して、股関節部の骨密度が5.6%、大腿骨中軸部の骨密度が4.25%も高くなってた。これらの結果は、安定化ケイ素(コリン-ケイ素複合体)が骨形成機械を刺激することができたことを明確に示している。

 

現在のすべての研究に基づいて、ケイ素は現在、加齢による体への影響をより良く管理するために重要な栄養素であると考えられている。体内のケイ素を増やすには、食品、植物エキス、サプリ メントなどを利用することができる。骨粗鬆症の人は特に、ケイ素の一貫した 摂取の利点を考慮する必要がある。

 

この記事が役に立ったら「いいね」をお願いします。
いいね記事一覧はこちら

備考:機械翻訳に伴う誤訳・文章省略があります。
下線、太字強調、改行、注釈や画像の挿入、代替リンク共有などの編集を行っています。
使用翻訳ソフト:DeepL,ChatGPT /文字起こしソフト:Otter 
alzhacker.com をフォロー