Silica - käyttötarkoitukset, ominaisuudet

Pii on hivenaine, jota esiintyy ihmiskehossa 1-2 g (0,01 %). Suurimmat piipitoisuudet ovat pääasiassa nopeasti kasvavissa kudoksissa, kuten hiuksissa, ihossa, kynsissä ja luissa. Piitä on suuria pitoisuuksia myös solunulkoisessa matriisissa, jossa se on sitoutunut erityisesti glykosaminoglykaaneihin (GAG). Katsotaanpa tarkemmin, missä elintarvikkeissa piitä esiintyy ja mikä on sen rooli ihmiskehossa.

• Piidioksidin rooli ja käyttötarkoitukset
• Piidioksidin ominaisuudet
• Piidioksidin tarve
• Piidioksidin biologinen hyötyosuus
• Ravinnon piilähteet
• Piin puutteen vaikutukset

Piidioksidin rooli ja käyttötarkoitukset

Piin roolia ihmiskehossa ei vielä täysin tunneta. Nykyään tiedetään hyvin, että pii on tärkeä sidekudoksen rakennusaine, ja sillä on tärkeä rooli luun kehityksessä ja mineralisaatiossa. Asiantuntijakirjallisuuden mukaan piillä on suotuisa vaikutus elimistön terveyteen tiettyjen sairauksien, kuten osteoporoosin, diabetes mellituksen ja ateroskleroosin yhteydessä. Piidioksidi todennäköisesti hidastaa solujen ikääntymisprosessia ja vaikuttaa myönteisesti ihon, hiusten ja kynsien kuntoon. Lisäksi pii voi lisätä elimistön luonnollista vastustuskykyä ja nopeuttaa vaurioituneiden kudosten paranemisprosessia sekä luukudoksen uusiutumista vammojen ja murtumien jälkeen.

Piitä käytetään yleisimmin piidioksidina (E551), jota lisätään elintarvikkeisiin paakkuuntumisenesto-, täyteaine- ja stabilointitehtäviin. Piidioksidia käytetään pääasiassa lisäaineena elintarvikkeissa, kuten pikakahvissa, mausteseoksissa, pikakeitoissa, tomusokerissa ja ruokasuolassa.

Piidioksidin ominaisuudet

Piidioksidi on tärkeä sidekudoksen komponentti. Sillä on keskeinen rooli luuston kehityksessä, sillä se osallistuu kollageenisynteesiin, luun matriksin mineralisoitumiseen ja luun muodostavien solujen erilaistumiseen. Pii osallistuu verisuonissa, henkitorvessa, rustossa, nivelissä, jänteissä ja ihossa esiintyvien sidekudoselementtien muodostumiseen. Runsaasti piitä sisältäviä kudoksia ja elimiä ovat munuaiset, maksa, perna, luut, iho ja keuhkot sekä hiukset ja kynnet. Pii todennäköisesti alentaa veren kolesterolitasoja ja sillä voi olla ateroskleroottisia ja diabetesta ehkäiseviä ominaisuuksia. Piillä on myös syövänvastaisia, immunostimuloivia ja regeneratiivisia ominaisuuksia, eli se nopeuttaa vaurioituneiden kudosten paranemisprosessia.

Riittävä piin saanti ravinnosta voi edistää yleistä kognitiivista suorituskykyä ja mahdollisesti vähentää Alzheimerin taudin riskiä. Piidioksidi todennäköisesti sitoo raskasmetalli-ioneja ja vähentää siten niiden haitallisia vaikutuksia ihmiskehon elimiin ja kudoksiin. Pii estää alumiinin imeytymistä ruoansulatuskanavasta, joka on tunnetusti neurotoksinen aine. Piidioksidi vaikuttaa myös muiden makro- ja mikroravintoaineiden, kuten kalsiumin, fosforin, magnesiumin, natriumin, kaliumin, sinkin, kloorin, fluorin, rikin, molybdeenin ja koboltin, aineenvaihduntaan ihmiskehossa.

Piidioksidin tarve

Piidioksidin tarve näyttää olevan suurempi miehillä kuin naisilla. Arvioidaan, että terveen aikuisen päivittäisen piin saannin tulisi olla 20-30 mg. Euroopan ja Pohjois-Amerikan väestöjen keskimääräinen päivittäinen piin saanti vaihtelee 20-50 mg:n välillä. Sitä vastoin Aasian maissa, kuten Kiinassa ja Intiassa, joissa piipitoisista viljatuotteista, vihanneksista ja hedelmistä muodostuu suurin osa ruokavaliosta, piin päivittäinen saanti on paljon suurempi, 140-200 mg. Puolan väestön keskimääräinen piin saanti vaihtelee sukupuolen mukaan, ja se on naisilla noin 24 mg päivässä ja miehillä lähes 28 mg päivässä. Tyypillisen puolalaisen väestön ruokavalion tärkeimmät piitä sisältävät viljat, hedelmät, juomat ja vihannekset. Yli 40 mg piitä päivässä sisältävällä ruokavaliolla on osoitettu olevan suotuisa vaikutus reisiluun mineraalitiheyteen verrattuna ruokavalioon, joka sisältää keskimäärin noin 14 mg piitä.

Piidioksidin biologinen hyötyosuus

Paras hyvin imeytyvän piin lähde on ortorikiilihappo Si(OH)4, joka imeytyy 50-prosenttisesti ruoansulatuskanavasta ja pääsee verenkiertoon pääasiassa sitoutumattomana. Pii hydrolysoituu ruoansulatuskanavassa suolahapon vaikutuksesta ortorikiilihapoksi. Näin ollen piin biologisen hyötyosuuden on raportoitu olevan alhaisempi iäkkäillä ihmisillä, joilla on mahalaukun happomyrkytys, ja erityisesti niillä, jotka käyttävät pitkäaikaisesti protonipumpun estäjiä (PPI-lääkkeitä), jotka estävät mahalaukun limakalvosolujen suolahapon tuotantoa. Piidioksidia esiintyy myös ihmisen kemiallisesti käsittelemänä orgaanisena piinä, esimerkiksi paakkuuntumisenestoaineena käytettävänä piidioksidina (E551), joka ei käytännössä imeydy ruoansulatuskanavasta.

Ravinnon piilähteet

Piitä kulkeutuu ihmiskehoon ravinnon mukana. Hyvin imeytyvää piitä ortorikiilihapon muodossa on vain nesteissä, kuten oluessa (9-39 mg piitä/l) ja kivennäisvedessä (2-5 mg piitä/l). On syytä huomata, että olut on rikkain helposti saatavilla olevan piin lähde ortorikiilihapon muodossa. Elintarvikkeissa suurimmat piipitoisuudet löytyvät viljanjyvistä, kuten kaurasta, ohrasta, vehnästä ja riisistä. Lisäksi piitä on viljatuotteissa (esim. leipä, pasta ja viljatuotteet), vihanneksissa (esim. perunat, porkkanat, punajuuret, retiisit, sipulit, vihreät pavut, pinaatti), hedelmissä (erityisesti banaanissa, ananaksessa ja mangossa), palkokasveissa (esim. pavut, linssit, soijapavut), pähkinöissä, pähkinöissä ja äyriäisissä (esim. simpukat). Jotkin yrtit ja kasvit sisältävät myös runsaasti piidioksidia, kuten korianteri, pelto-orvokki, pylväsruoho ja täplikäs sinimailanen. Kyseessä on kuitenkin pii, jota ihmiskehon on vaikeampi saada käyttöönsä. Piin imeytyvyys vaihtelee huomattavasti yksittäisissä kasvikunnan tuotteissa ravintokuidun määrän mukaan, esimerkiksi runsaasti piitä sisältävistä banaaneista imeytyy enintään 2 prosenttia.

Piin puutteen vaikutukset

Iän ja tiettyjen kudosten rappeutumisen myötä piipitoisuus vähenee ihmiskehon kudoksissa ja elimissä. Alhaisia piipitoisuuksia havaitaan myös tiettyjen sairauksien, kuten verisuonten ateroskleroosin, yhteydessä. Piipuutosta voi esiintyä aliravitsemuksessa olevilla ihmisillä, pitkäaikaisesti rajoittavaa ruokavaliota noudattavilla (esim. potilailla, joilla on ruoka-aineallergioita ja/tai -intoleransseja) ja niillä, jotka syövät pääasiassa pitkälle jalostettuja elintarvikkeita ja samalla välttävät tuoreita vihanneksia, hedelmiä ja karkean viljan tuotteita. Lisäksi iäkkäät henkilöt, jotka käyttävät kroonisesti PPI-ryhmään kuuluvia refluksilääkkeitä, ovat vaarassa kärsiä piin puutteesta. On esitetty, että ihmisen elimistön alhainen piipitoisuus voi lisätä riskiä sairastua verisuonten ateroskleroosiin ja sepelvaltimotaudin akuutteihin ja kroonisiin muotoihin. Eläinkokeissa on osoitettu, että piin puute vaikuttaa haitallisesti luunmuodostukseen ja voi aiheuttaa luun epämuodostumia ja epänormaalia luun mineralisaatiota. Elimistön alhaiset piipitoisuudet voivat pahentaa ihon ikääntymisprosessia ja vaikuttaa kielteisesti hiusten kuntoon (esim. lisääntynyt hiustenlähtö, hiusten heikkeneminen ja haurastuminen, hiustenpätkien halkeilu) ja kynsiin (esim. kynsien haurastuminen, kynsilaatan heikkeneminen). Piipuutos voi johtaa myös heikentyneeseen immuniteettiin.

Lähteet:

• Martin KR.: The chemistry of silica and its potential health benefits. J Nutr Health Aging. 2007 Mar-Apr;11(2):94-7.
• Chumlea WC.: Piidioksidi, tuntematon mutta nouseva terveysmerkitys. J Nutr Health Aging. 2007 Mar-Apr;11(2):93.
• Martin KR.: Pii: metalloidin terveyshyödyt. Met Ions Life Sci. 2013;13:451-73.
• Price CT, Koval KJ, Langford JR: Pii: katsaus sen mahdolliseen rooliin postmenopausaalisen osteoporoosin ehkäisyssä ja hoidossa. Int J Endocrinol. 2013;2013:316783.
• Tłustochowicz W.: Pii puuttuvana elementtinä osteoporoosin hoidossa. Forum Rheumatol. 2020, 6(4): 160-166.
• Rondanelli M, Faliva MA, Peroni G, et al: Pii: laiminlyöty mikroravinne, joka on olennainen luuston terveydelle. Exp Biol Med (Maywood). 2021 Jul;246(13):1500-1511.