Silicium algemeen en in relatie tot paarden

Het mineraal Silicium

Silicium (chemisch symbool: Si; Engelse term: silicon) is na zuurstof het meest voorkomende element op aarde. De aardkorst bestaat voor 27,7% uit silicium. Dit is aanzienlijk meer dan koolstof, dat slechts voor 0,0018% deel uitmaakt van de aardkorst. De meest voorkomende siliciumverbinding is SiO2 (siliciumdioxide ofwel kiezelzuur). De zouten van kiezelzuur zijn silicaten. Silicaten hydrolyseren in een waterige omgeving tot oligomere vormen van kiezelzuur.

Alleen de klein moleculaire vormen van kiezelzuur zijn biologisch opneembaar. Dit geldt voor plant, mens en dier. Vooral het mono siliciumzuur is biologisch goed opneembaar. In het vervolg van dit informatieve stuk over silicium wordt met silicium het mono silicium zuur bedoeld.

Een overtuigend voorbeeld van het belang van silicium voor het plantenrijk vormt het plankton. Zo is 40% van het fytoplankton van het oligomeer siliciumzuur afhankelijk. De ééncelligen hebben een actieve siliciumstofwisseling nodig om in leven te blijven. En zonder silicium zou een groot deel van het fytoplankton verloren gaan, waarbij de volledige voedselketen in de oceaan verloren gaat.

Ook is het fytoplankton verantwoordelijk voor 40% van de zuurstofproductie op aarde, zodat de conclusie moet luiden dat zonder silicium er sowieso geen leven op aarde mogelijk is.

Silicium bij mens en dier

De eerste tekenen van een tekort aan silicium zijn meestal te vinden in de huid, haar (lees vacht bij paarden) en nagels (lees hoeven bij paarden). De huid en het haar verliezen hun kracht en elasticiteit en nagels worden kruimelig en breekbaar. Deze symptomen komen veelal voor bij ouderen, omdat de siliciumconcentratie in het bloed afneemt naarmate de jaren toenemen. Een meer ernstig verschijnsel dat zich kan voordoen bij het ouder worden is artrose.

Gewrichten

Slijtage van de gewrichten wordt veroorzaakt door een degeneratie van het gewrichtskraakbeen. Het evenwicht tussen de opbouw en afbraak van het kraakbeen is verstoord. Dat is een gevolg van een combinatie van beschadiging van de gewrichten en normale slijtage. Soms is de kraakbeenslijtage zo sterk dat ook het bot wordt aangetast. Hoe ouder een mens of dier wordt, hoe groter de kans is op slijtage van de gewrichten.

Oudere mensen en dieren zijn vaak stram en stijf in de gewrichten, met name bij het opstaan. Een van de oorzaken is dat het zachte kraakbeen dat zich aan het uiteinde van een bot bevindt, is aangetast. Kraakbeen is een speciale vorm van bindweefsel met een elastisch karakter als gevolg van eigenschappen van de extracellulaire matrix. Het is het zachte elastische laagje in de gewrichten dat men aantreft bij bijvoorbeeld het eten van kip. Het is een rubberachtige, enigszins doorschijnende substantie.

Het lichaam is steeds in beweging. Het bewegingsapparaat en dus de gewrichtsfunctie bepaalt voor een belangrijk deel de vrijheid van bewegen. Problemen met het bewegingsapparaat kunnen dit functioneren ernstig beperken.

De elasticiteit van het kraakbeen is van wezenlijk belang, want het beschermt de botten tegen de lichte schokjes die telkens door uw bewegingen worden veroorzaakt en het vergemakkelijkt de bewegingen van het ene bot(uiteinde) over het andere.

Kraakbeen is een uniek weefsel in het lichaam, doordat het geen bloedvaten en zenuwen bevat. Als gevolg daarvan is de toevoer van voedingsstoffen vaak onvoldoende. Als kraakbeen onder een microscoop wordt gelegd, dan doet het denken aan een spons. Als het gewricht in rust is, is het kraakbeen gevuld met vloeistof. Als het gewricht een schok te verwerken krijgt of door druk belast wordt, dan verdwijnt de vloeistof uit het kraakbeen, net alsof in een spons wordt geknepen die gevuld is met water.

Bij een gezond proces komt de vloeistof weer terug in het kraakbeen als de druk afneemt, echter bij een chronische overbelasting kan sprake zijn van een sterke productie van vrije radicalen. Deze vrije radicalen oxideren in de gewrichtsvloeistof de grote kraakbeenmoleculen waardoor het sponseffect afneemt; de vloeistof verdwijnt beetje bij beetje.

Het sponsachtige weefsel wordt droog en breekbaar en verliest zijn elasticiteit. De steeds terugkerende schokken en wrijvingen tasten het droge kraakbeen steeds meer aan en na verloop van tijd verdwijnt het. De botuiteinden worden dan niet langer beschermd en het bot zelf wordt aangetast en begint te vervormen.

Het gevolg is pijn, die er de oorzaak van kan zijn dat er steeds minder lichamelijke activiteit wordt verricht en die lichamelijke activiteit is nu net noodzakelijk om de gewrichten soepel te houden. Zo ontstaat een neerwaartse spiraal van degeneratie (veroudering en slijtage). Er kunnen zich nog andere symptomen of verschijnselen voordoen zoals ontstekingen, vervormingen etc.

De reguliere medische aanpak is dan het voorschrijven van allerlei pijnstillers en/of ontstekingsremmers en mede als gevolg van allerlei bijwerkingen van deze middelen ontstaat een soort “roller coaster” van medicijnen. Goed voor de farmacie maar niet goed voor de mens en/of dier.

De gangbare medische opvatting is dat afbraak van het kraakbeen onomkeerbaar (dus niet te genezen) is en dat alles wat men kan doen, is het vertragen van de ontwikkeling ervan.

Dit is echter een misvatting!

Het voornaamste bestanddeel van kraakbeen is water. De rest bestaat uit het bindweefselvezel collageen (lijmstof) en glycoproteïnen (suikereiwitten) die voornamelijk zijn samengesteld uit polysachariden (meervoudige suikers). Het gaat hierbij om grote moleculen die zijn samengesteld uit suikers en eiwitten, die het weefsel vormen waarin de vloeistof circuleert. Kraakbeen wordt gevormd door de chondrocyten (kraakbeencellen) die ervoor moeten zorgen dat er genoeg kraakbeen aanwezig is en die het kraakbeen moeten zuiveren van te oud geworden collageen en glycoproteïnen.

Silicium bevordert het vernieuwen van kraakbeen.

Hoe ouder de mens en/of dier wordt, hoe moeilijker het wordt om silicium in het lichaam op te nemen en wat daar nog bijkomt is dat in de moderne voeding weinig opneembaar silicium aanwezig is. Dat komt, naarmate de mens en/of dier ouder wordt, dat er steeds minder van het zuur aangemaakt wordt, dat nodig is om silicium in het lichaam te kunnen opnemen. Daardoor ontstaat een tekort aan silicium.

Silicium bevordert het aanmaken van collageenvezels (bindweefsel) die mede het kraakbeen vormen. Een tekort aan silicium betekent dus ook een tekort aan collageen en dat is nu juist de lijmstof die de moleculen van ons kraakbeen bijeen moet houden. Bindweefsel zit naast botten, ook in pezen, weefsel, nagels of hoeven, huid en haar. Silicium stimuleert een goede botaanmaak. Bovendien geeft silicium een boost aan het calcium- en vitamine D-metabolisme. Dit bevordert de genezing van fracturen.

De opbouw van meer bindweefsel (meer collageen) heeft ten gevolge dat banden, kapsels en pezen sterker worden, alsmede ook het bot sterker wordt (grotere botdichtheid).Tevens is het bindweefselproteïne essentieel voor de flexibiliteit van het bot.

Hoeven

Gezond bindweefsel is een voorwaarde voor gezonde hoeven. Meer collageen betekent meer bindweefsel. Mineralen, zoals silicium zijn onmisbare voedingsstoffen. Calcium geeft stevigheid aan botten, banden en pezen. Een tekort kan leiden tot een verminderde hoefkwaliteit, een zwak bindweefsel en gevoelige pezen. Silicium is een belangrijke bouwsteen voor bindweefsel. Uiteraard is een adequaat hoefmanagement ook van essentieel belang.

Huid, haar en nagels

De werking van het silicium heeft een positief effect op nagels. Het behoeft geen betoog dat wat voor mensen de nagels zijn, dit voor paarden de hoeven zijn. Groeven in de nagels en problemen met de hoeven kunnen duiden op een tekort aan silicium.

Botten

De maximale botmassa wordt bij mensen bereikt  tussen het twintigste en dertigste jaar. Bij paarden de eerste 7 jaren. Behalve door genetische (aangeboren) factoren wordt de botmassa bepaald door lichamelijke activiteit en voeding. Naast calcium spelen ook fosfor, magnesium, borium, mangaan, zink, koper en silicium een belangrijke rol. Voldoende calcium in de voeding is zeer belangrijk.

Silicium bevordert de opname van calcium. Silicium functioneert als het ware als een transportmedium in het lichaam, waardoor het calcium beter opgenomen wordt en overal in het lichaam doordringt. Een soortgelijk effect zien wij bij het toedienen van een silicium houdende bladmeststof bij bijvoorbeeld de appelteelt. Het effect daarvan is dat er meer calcium in de appel terecht komt, met alle positieve gevolgen van dien.

In tegenstelling tot wat in z’n algemeenheid gedacht wordt, zijn er bijvoorbeeld vele voordelen verbonden aan het trainen van paarden die voor wat betreft de botstructuur nog niet volgroeid zijn.

Terwijl het jonge paard nog in de groei is, heeft het botweefsel het grootste vermogen om zo sterk mogelijk te worden. Hoewel het als zodanig niet wordt erkend, is het bot een zeer dynamisch weefsel dat continu bezig is zich aan te passen aan de krachten die erop worden uitgeoefend.

Indien de krachten die op de botstructuur worden uitgeoefend, toenemen, reageert het bot daarop door zelf sterker te worden, in het bijzonder wanneer het bot voldoende tijd krijgt om zich aan te passen, zonder dat het tot overbelasting leidt.

Indien de krachten die op het bot worden uitgeoefend verminderen, zal de botstructuur ook zwakker worden. Deze factoren benadrukken de problemen die het gevolg zijn van het stallen van paarden, zonder deze voldoende beweging en oefening te geven.

De vraag rijst hoe de juiste intensiteit en hoeveelheid training kan worden vastgesteld, zonder dat de botten van het paard beschadigd worden. Als gevolg van wetenschappelijke studies, komen er meer en meer antwoorden op deze vraag en kan uiteindelijk worden bepaald hoeveel trainingsarbeid nodig is om een botstructuur te optimaliseren. Voortdurend onderzoek naar de fysieke gesteldheid van het skelet van het paard zal tot een steeds beter begrip leiden.

Aangezien er nog steeds vele vragen overblijven ten aanzien van effectieve trainingsmethoden die tot minder blessures leiden, hebben eigenaren en trainers aanvullende manieren aanvaard om om te gaan met de kreupelheid van het paard, respectievelijk het voorkomen van kreupelheid.

De combinatie van de fysieke gesteldheid van het skelet van het paard en diëten die op wetenschappelijke gronden zijn samengesteld met het doel om niet alleen de vereiste ondersteuning te geven, maar ook zijn samengesteld op basis van eigenschappen die preventief de gezondheid van de botstructuur manipuleren.

De relatie tussen siliciumzuur en andere mineralen

Silicium heeft interacties met diverse andere mineralen, zoals calcium, magnesium, boor, fosfaat, zink en koper. Bijna alle gegevens zijn van dierstudies afkomstig.

• Emmerick et al (1990) toonden aan dat de toediening van extra silicium leidde tot een toename van koper en de koper gerelateerde effecten.
• Najda et al (1992) zagen ten aanzien van koper soortgelijke resultaten. Ook zagen zij een hogere ijzerconcentratie door de toediening van extra silicium, terwijl het zinkgehalte daalde. Een jaar later vonden zij dat de toediening van extra metasilicaat leidde tot een daling van het magnesiumgehalte en een stijging van de calciumspiegel in het serum.
• In het een artikel van Calcomme et al (1997) blijkt dat de toediening van biologisch opneembaar (gestabiliseerd) siliciumzuur leidt tot een matige verhoging van fosfor (P) en magnesium (Mg). Belangrijker is de calciumtoename: deze verliep evenredig met de toegenomen siliciumconcentratie in het serum.
• Seaborn en Nielsen toonden bij ratten aan dat silicium deficiënte voeding leidde tot een daling van mineralen in botweefsel, zoals calcium, koper, zink, kalium en fosfor.
• McCrady (2003) toonde bij ratten aan dat siliciumsuppletie de calcium-, fosfor- en magnesiumconcentraties in de wervels en de schedel verhoogt.
• Een hoge siliciumsuppletie kan het risico op het krijgen van de ziekte Alzheimer reduceren (American Journal of Clinical Nutrition). Ofschoon van silicium niet bekend is dat het een direct effect heeft op het functioneren van de hersenen, blijkt dat silicium aluminium bindt en er zorg voor draagt dat aluminium via de urine wordt afgevoerd. Aluminium is een zeer toxisch metaal dat een rol speelt bij de ontwikkeling van de ziekte van Alzheimer en andere vormen van dementie. Silicium gaat de accumulatie tegen van aluminium.

Interessant is de deelname van ruim 7.500 Franse vrouwen van 75 jaar en ouder aan een studie, waarbij aan het begin van de studie een schatting was gemaakt van de hoeveelheid siliciumdioxide die door elke deelneemster aan de studie per dag via het drinkwater werd geconsumeerd. Vrouwen die minder silicium houdend water innamen, bleken slechter te presteren in het kader van hun cognitieve functie, in vergelijking tot vrouwen die een hogere dosis van het drinkwater innamen. Een subgroep van de populatie werd gedurende een periode van 7 jaar gevolgd. Daarbij bleek de inname van de hoeveelheid silicium bepalend voor de mate van risico om de ziekte van Alzheimer te krijgen.

Veiligheidsaspecten

In jaren 2005 tot en met 2009 is door de European Food & Safety Authority (EFSA) gekeken naar de veiligheid, toxiciteit en toelaatbare hoeveelheden van silicium bij humane toepassingen. Uit deze studie werd duidelijk dat silicium in de vorm van silicaten en siliciumzuur volledig als veilig beoordeeld kan worden. Ook is gekeken silicium voorkwam op enige dopinglijst. Dit bleek voor de mens niet het geval te zijn. Daarmee kan er van uit worden gegaan dat dit eveneens voor paarden geldt.