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  • 骨骼的支架——硅

    更新时间:2018-02-07 23:54
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    详细介绍

      1.硅元素基本信息

      硅元素符号是Si。原子序数是14,位于元素周期表中第三周期,第ⅣA族。相对原子质量为28.09,密度2.32~2.34,熔点1420℃,沸点2355℃。硅旧称矽,是极为常见的一种元素,然而它极少以单质的形式在自然界出现,而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式,广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中,它是第二丰富的元素,构成地壳总质量的25.7%,仅次于第一位的氧(49.4%)。1787年,拉瓦锡(Lavoisier·A·L)首次发现硅存在于岩石中。然而在1800年,戴维(Davy·H)将其错认为一种化合物。1811年,盖-吕萨克(Gay-Lussac·J·L)和泰纳(Thenard·L·J)用四氟化硅和钾蒸气混合加热的方法制备了不纯的无定形硅。1823年,硅首次作为一种元素被贝采利乌斯(Berzelius·J·J·B)发现,并于一年后提炼出了无定形硅,其方法与盖-吕萨克使用的方法大致相同。他随后还用反复清洗的方法将单质硅提纯。其用于制造高硅铸铁、硅钢等合金,有机硅化合物和四氯化硅等,是一种重要的半导体材料,掺有微量杂质后获得硅单晶,可用来制造大功率的晶体管、整流器和太阳能电池等。硅是在1970年被确认为是人体不可缺少的微量元素,对防治一些疾病、抵抗衰老、维护身体健康起着重要的作用。硅是一种易被人体吸收的营养元素。

      2.硅元素在人体内的分布情况

      硅是人体中含量较多的微量元素,如果一个成人按70千克体重计算,体内约含硅18克,成人每天从食物中吸取硅约300毫克,其中26%是从饮水补给,人体对硅的吸收率为1%。硅随血液分布到全身各组织器官中,主要存在于骨骼、主动脉、气管、指甲、皮肤、头发、肺、肾上腺、胰腺及淋巴结中,而其中又以骨骼、肌腱、主动脉、气管和皮肤组织中的含量最为丰富。此外,机体组织中的各种酶也多含有硅,可促进骨骼的正常生长,维护身体的健康。硅的排泄主要从肾脏由尿排出,也通过粪便、乳汁、汗液有少量排出。

      3.硅元素对人体健康的作用

      (1)参与骨的钙化过程:硅是骨骼的构建者,其主要作用就是促使骨骼、软骨和结缔组织的正常生长。它在骨骼钙化阶段起着重要的作用,可促进骨骼中的钙含量增加,有助于骨骼的生长发育。软骨的正常生长也离不开硅,硅对维持人体正常生长发育和骨骼的形成有重要的作用。

      (2)对软骨和结缔组织的作用:硅有助于结缔组织细胞形成细胞外的软骨基质,使胶原含量增加,促使软骨发育正常,缺硅会引起软骨组织变性。动物实验表明,软骨的正常生长需要硅,尤其在胚胎时期特别明显,适量地补充硅者比硅不足者软骨可增强7倍。

      (3)对心血管的保护作用:硅能增强血管内膜弹力层的弹力纤维强度,维持血管的正常功能及通透性,保护心血管的功能正常,防止血管粥样硬化,减少心血管疾病的生成等。

      (4)影响人体衰老过程:硅有一定的抗衰老效果。研究发现,硅是一个与长寿有关的元素,当人的年龄增长时,各组织中的硅含量会逐渐减少,动脉硬化的发生机会随之增加,而动脉硬化必然导致衰老。

      除此之外,硅有助于体内的新陈代谢,排除体内的毒素和废弃物。

      4.缺硅引起的相关疾病

    骨骼的支架——硅

      (1)缺硅影响骨骼正常发育:硅与黏多糖的合成有关,硫酸软骨素A、B、C都含有硅。动物实验表明:硅与骨骼的成长及结构有关,摄入不足,可使骨骼含硅量减少,补硅后骨骼中的含硅量显著增加,骨生成旺盛的部位有硅渗入。在骨化过程中,硅与钙的含量正相关。缺硅后可使骨骼异常、畸形、牙齿及釉质发育不良。动物实验还表明:软骨正常生长需要硅,尤其是在胚胎时期特别明显。在饮水氟的含量相同的情况下,硅含量越低,龋齿的发病率越高。

      (2)缺硅可导致冠心病:硅与冠心病之间的关系,已经引起人们普遍重视。引起冠心病的因素虽然很多,但缺硅是一个极为重要的因素。在英国饮水硅含量为17毫克\/升的地区,冠心病死亡率低,而饮水硅含量7.6毫克\/升的地区,人群中冠心病死亡率高。芬兰的饮水硅含量普遍较低,因而冠心病的患病率和死亡率高于其他国家。更有意义的是某些有机硅化物对治疗心脏病有特效,有人用硅化物治疗动物血管硬化,取得了较好的效果。

      (3)缺硅与其他疾病:硅的抗癌作用已受到普遍关注,尤其是硅的某些有机化合物,已被证明是有效的抗癌药物,在骨肉瘤、肺癌及前列腺癌等恶性肿瘤的试验治疗中,有机硅化物都显示出令人满意的效果。某些硅的有机化合物,还可以提高机体对癌症的防御能力。现已发现硅是一个与长寿有关的元素,老年人血管壁中的硅含量低于年轻人,而硅有维持血管正常弹性的作用,在硬化的血管壁上,硅的含量都低。动脉硬化必然导致衰老,由此可知,硅对长寿是十分有益的。

      5.高硅对人体健康的危害

      二氧化硅是被认为无毒的,但如果经常吸入它的粉末时,会导致肺变质,引起纤维肺、硅肺,从而导致肺功能障碍,以致完全丧失劳动能力。直径5~10微米的二氧化硅粉尘通过呼吸道时大部分被鼻腔所集,小于5微米的二氧化硅粉尘绝大部分通过呼吸道而进入肺部,连续1~10年就成为纤维肺或硅肺。通常3微米以下的二氧化硅微粒才是最危险的,微粒越小,浓度越大,对人的危害越大。当人体中硅的含量过高时,就会导致钙含量减少,致使骨骼缺钙,造成骨质疏松且骨细胞生长缓慢、异常。此外,长期过量摄取硅也会导致人体抗氧化功能降低,还有可能使硅在泌尿系统堆积,生成尿结石。

      6.硅元素的主要饮食来源

      硅含量比较丰富的食物是天然谷物类,如燕麦、荞麦、青稞、薏苡仁、大麦、小麦、高粱、玉米、稻谷、黑麦等。它主要存在于这些食物全谷粒的纤维部分。如果这些谷物经过加工,磨成精白米、精白面等高精度的产品,其硅含量就会损失很多,不利于人体对硅的摄取。此外,红薯、土豆、蔬菜、饮料,动物的结缔组织、肝脏、肾脏、心脏、脑等器官中及豆类也含有硅,也可作为人们补充体内所需硅的来源。

      “专家健康提醒”

      (1)硅元素的摄入:人体代谢平衡试验结果表明,经口摄入硅含量每人每天有21~46毫克,便能满足机体的需要,因此每人每天从饮食中摄入硅20~50毫克便能符合人体硅的代谢平衡。由于食物通常可提供足够的硅,人体不大可能发生硅缺乏。建议人们常食用一些粗粮,从中就能获取足够量的硅。研究发现,啤酒是人体硅元素的主要来源之一,能促进骨骼生长和增加骨骼强度。英国圣托马斯医院的一家研究所研究证实,经常饮用啤酒对人体健康有益处。

      (2)饮食补硅建议:人老了身体内就可能缺硅,可多吃糙米、燕麦、红薯及玉米等粗粮,豆类虽然含硅较低,但大部分是单硅酸,人体也容易吸收。

      扩展阅读资料

      1.侯建明,“硅的生理作用研究近况”,《河北中医学院学报》,1995年第4期

      2.胡国刚,“硅与肿瘤”,《广东微量元素科学》,1997年第8期

      3.周舒,黄国健,“人体必需微量元素之十二——硅”,《中老年保健》,1999年第5期

      4.尹志峰,赵桂琴,于海荣,崔凤侠,“硅与人体健康”,《承德医学院学报》,2000年第4期

      5.苏斌,李青仁,范东凯,“碘、氟、硅与人体健康的关系”,《广东微量元素科学》,2008年第4期

      6.吴茂江,“硅与人体健康”,《微量元素与健康研究》,2012年第2期

    文章《骨骼的支架——硅》原创来自:重庆怀孕

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