Vol 6, No 4 (2020)
Review
Published online: 2020-10-26
Krzem jako brakujący element w leczeniu osteoporozy
DOI: 10.5603/FR.2020.0019
Forum Reumatol 2020;6(4):160-166.
Abstract
Kość to dynamiczna tkanka podlegająca przez całe życie remodelingowi i modelingowi. Jest stale przebudowywana przez osteoklasty, które ją resorbują, i osteoblasty, które syntetyzują nową macierz zewnątrzkomórkową i ją mineralizują. Dysproporcja między tymi procesami prowadzi do osteoporozy. W leczeniu osteoporozy podstawową rolę odgrywa unikanie czynników zagrożenia, uzupełnianie niedoborów witaminy D3 i wapnia, stosowanie leków hamujących ubytek masy kostnej lub promujących kościotworzenie. Istnieją również doniesienia o istotnej roli w tym procesie suplementów diety, zwłaszcza kwasu ortokrzemowego. Szczegółowy mechanizm jego działania nie jest w pełni poznany; w badaniach in vitro zwiększa proliferację i różnicowanie osteoblastów, stymuluje syntezę kolagenu typu I istotnego w tworzeniu kości funkcjonalnej, hamuje aktywność osteoklastów, uczestniczy w usieciowaniu glikozoaminoglikanów. Mimo braku jednoznacznych dowodów na zmniejszenie liczby złamań w wyniku jego zastosowania, badania w małych grupach oraz badania populacyjne pozwalają na wysunięcie tezy o jego potencjalnym korzystnym efekcie w leczeniu osteoporozy.
Keywords: osteoporozakrzemjakość kościzłamania
References
- Suchowierska-Marcinowska E, Kupisz-Urbańska M. Osteoporoza u starszych kobiet i mężczyzn – diagnostyka i leczenie farmakologiczne . Terapia. 2020; 389: 98–111.
- Lorenc R, Głuszko P, Franek E, et al. Zalecenia postępowania diagnostycznego i leczniczego w osteoporozie w Polsce. Aktualizacja 2017. Endokrynol Pol. 2017; 68(A): 1–18.
- Compston J. Bone quality: what is it and how is it measured? Arq Bras Endocrinol Metabol. 2006; 50(4): 579–585.
- Jindal M. Bone Density versus Bone Quality as a Predictor of Bone Strength. Orthopedics and Rheumatology Open Access Journal. 2018; 12(1).
- Ott SM. Bone strength: more than just bone density. Kidney Int. 2016; 89(1): 16–19.
- Sahni S, Mangano KM, McLean RR, et al. Dietary Approaches for Bone Health: Lessons from the Framingham Osteoporosis Study. Curr Osteoporos Rep. 2015; 13(4): 245–255.
- Rodella LF, Bonazza V, Labanca M, et al. A review of the effects of dietary silicon intake on bone homeostasis and regeneration. J Nutr Health Aging. 2014; 18(9): 820–826.
- Götz W, Tobiasch E, Witzleben S, et al. Effects of Silicon Compounds on Biomineralization, Osteogenesis, and Hard Tissue Formation. Pharmaceutics. 2019; 11(3).
- Buha A, Jugdaohsingh R, Matovic V, et al. Silicon and bone health. J Nutr Health Aging. 2007; 11(2): 99–110.
- Jurkić LM, Cepanec I, Pavelić SK, et al. Biological and therapeutic effects of ortho-silicic acid and some ortho-silicic acid-releasing compounds: New perspectives for therapy. Nutr Metab (Lond). 2013; 10(1): 2.
- Robberecht H, Dyck KV, Bosscher D, et al. Silicon in Foods: Content and Bioavailability. International Journal of Food Properties. 2008; 11(3): 638–645.
- Dong M, Jiao G, Liu H, et al. Biological Silicon Stimulates Collagen Type 1 and Osteocalcin Synthesis in Human Osteoblast-Like Cells Through the BMP-2/Smad/RUNX2 Signaling Pathway. Biol Trace Elem Res. 2016; 173(2): 306–315.
- Spector TD, Calomme MR, Anderson SH, et al. Choline-stabilized orthosilicic acid supplementation as an adjunct to calcium/vitamin D3 stimulates markers of bone formation in osteopenic females: a randomized, placebo-controlled trial. BMC Musculoskelet Disord. 2008; 9: 85.
- Schröder HC, Wang XH, Wiens M, et al. Silicate modulates the cross-talk between osteoblasts (SaOS-2) and osteoclasts (RAW 264.7 cells): inhibition of osteoclast growth and differentiation. J Cell Biochem. 2012; 113(10): 3197–3206.
- Costa-Rodrigues J, Reis S, Castro A, et al. Bone Anabolic Effects of Soluble Si: In Vitro Studies with Human Mesenchymal Stem Cells and CD14+ Osteoclast Precursors. Stem Cells Int. 2016; 2016: 5653275.
- Chi H, Kong M, Jiao G, et al. The role of orthosilicic acid-induced autophagy on promoting differentiation and mineralization of osteoblastic cells. J Biomater Appl. 2019; 34(1): 94–103.
- Zhou H, Jiao G, Dong M, et al. Orthosilicic Acid Accelerates Bone Formation in Human Osteoblast-Like Cells Through the PI3K-Akt-mTOR Pathway. Biol Trace Elem Res. 2019; 190(2): 327–335.
- Hott M, de Pollak C, Modrowski D, et al. Short-term effects of organic silicon on trabecular bone in mature ovariectomized rats. Calcif Tissue Int. 1993; 53(3): 174–179.
- Rico H, Gallego-Lago JL, Hernández ER, et al. Effect of silicon supplement on osteopenia induced by ovariectomy in rats. Calcif Tissue Int. 2000; 66(1): 53–55.
- Bae YJ, Kim JY, Choi MK, et al. Short-term administration of water-soluble silicon improves mineral density of the femur and tibia in ovariectomized rats. Biol Trace Elem Res. 2008; 124(2): 157–163.
- Calomme M, Geusens P, Demeester N, et al. Partial prevention of long-term femoral bone loss in aged ovariectomized rats supplemented with choline-stabilized orthosilicic acid. Calcif Tissue Int. 2006; 78(4): 227–232.
- Kim MH, Bae YJ, Choi MK, et al. Silicon supplementation improves the bone mineral density of calcium-deficient ovariectomized rats by reducing bone resorption. Biol Trace Elem Res. 2009; 128(3): 239–247.
- Bu SoY, Kim MH, Choi MK. Effect of Silicon Supplementation on Bone Status in Ovariectomized Rats Under Calcium-Replete Condition. Biol Trace Elem Res. 2016; 171(1): 138–144.
- Jugdaohsingh R, Tucker KL, Qiao N, et al. Dietary silicon intake is positively associated with bone mineral density in men and premenopausal women of the Framingham Offspring cohort. J Bone Miner Res. 2004; 19(2): 297–307.
- Macdonald HM, Hardcastle AC, Jugdaohsingh R, et al. Dietary silicon interacts with oestrogen to influence bone health: evidence from the Aberdeen Prospective Osteoporosis Screening Study. Bone. 2012; 50(3): 681–687.
- McNaughton SA, Bolton-Smith C, Mishra GD, et al. Dietary silicon intake in post-menopausal women. Br J Nutr. 2005; 94(5): 813–817.
- Safety of organic silicon (monomethylsilanetriol, MMST) as a novel food ingredient for use as a source of silicon in food supplements and bioavailability of orthosilicic acid from the source. EFSA Journal. 2016; 14(4).
- Choline-stabilised orthosilicic acid added for nutritional purposes to food supplements. EFSA Journal. 2009; 7(2): 948.
- Younes M, Aggett P, Aguilar F, et al. EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food (ANS). Safety of orthosilicic acid-vanillin complex (OSA-VC) as a novel food ingredient to be used in food supplements as a source of silicon and bioavailability of silicon from the source. EFSA J. 2018; 16(1): e05086.
- Li Z, Karp H, Zerlin A, et al. Absorption of silicon from artesian aquifer water and its impact on bone health in postmenopausal women: a 12 week pilot study. Nutr J. 2010; 9: 44.
- Prescha A, Zabłocka-Słowińska K, Grajeta H. Dietary Silicon and Its Impact on Plasma Silicon Levels in the Polish Population. Nutrients. 2019; 11(5).
