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Silizium: wichtiges Spurenelement oder nutzlos?

Silizium: Element aus Sand für schöne Nägel?

Silizium: Element aus Sand für schöne Nägel?

Silizium soll die Knochen stärken, Nägel und Haare festigen und die Haut elastischer machen. Wissenschaftliche Nachweise fehlen jedoch.

Frage:Haben Silizium-Verbindungen wie Methylsilantriol („organisches Silizium“) oder Cholin-stabilisierte Ortho-Kieselsäure gesundheitliche Vorteile?
Antwort:unklar
Erklärung:Ein Nachweis, dass Silizium-Verbindungen die Gesundheit fördern können, fehlt bisher. Zudem ist unklar, ob Silizium als Spurenelement im Körper überhaupt eine biologische Rolle spielt.

Praktisch jeder Onlineshop für Nahrungsergänzungsmittel hat sie im Programm: Präparate mit „Organischem Silizium“ oder „Cholin-stabilisierter Ortho-Kieselsäure“. Sie versprechen nicht nur schönere Haare, straffere Haut und festere Fingernägel – sie sollen auch die Knochen stärken und beispielsweise Osteoporose entgegenwirken.

Überhaupt sei Silizium ein essentielles Spurenelement, das wir in ausreichender Menge mit der Nahrung zu uns nehmen müssten. Ein Mangel soll sogar das Knochenwachstum hemmen.

Erfundener Siliziummangel

Fakt ist: ein Siliziummangel ist in der medizinischen Fachliteratur nicht bekannt. Bisher ist auch völlig unklar, ob das Halbmetall Silizium im menschlichen Körper überhaupt eine Rolle spielt [6]. Möglicherweise ist Silizium für den Körper sogar nutzlos. Folgerichtig gibt es auch keine Empfehlungen für eine tägliche Mindestmenge.

Es ist zwar richtig, dass größere Mengen des Elements besonders in Haaren, Nägeln und der Haut zu finden sind. So befinden sich im Körper eines Erwachsenen insgesamt ein bis zwei Gramm Silizium [7]. Das ist aber kein Beweis dafür, dass Silizium ein für die Gesundheit essentielles Spurenelement ist.

Möglicherweise hat die Forschung die biologische Aufgabe von Silizium bloß noch nicht entdeckt. Genauso denkbar ist aber, dass sich das Element nur zufällig im Körper ansammelt. Schließlich nimmt der Mensch mit der Nahrung täglich zwischen zehn und 25 Milligramm pro Tag zu sich – auch ohne auf Nahrungsergänzungsmittel zurückzugreifen. Der Grund liegt darin, dass wasserlösliche Siliziumverbindungen in unserer Nahrung relativ verbreitet sind. So finden sie sich in Wasser genauso wie in Getreide, vielen Früchten und Gemüsesorten. Einen relativ großen Anteil an gelöstem Silizium hat übrigens Bier [7].

Wirkung unbewiesen

Ein wissenschaftlicher Nachweis für gesundheitliche Vorteile existiert nicht [6]. Beispielsweise finden sich zur möglichen Wirkung von Silizium auf die Knochen lediglich zwei klinische Studien [1] [2]. Beide sind von so geringer Aussagekraft, dass nach wie vor unklar bleibt, ob lösliche Siliziumverbindungen überhaupt eine Auswirkung auf die Knochendichte haben.

Ebenfalls unbelegt bleibt die Behauptung, Silizium könne die Haarstruktur verbessern, die Haut verjüngen oder die Brüchigkeit von Fingernägeln vermindern. Zwei Studien dazu sind von zu geringer Qualität, um diese Behauptungen zu bestätigen [3] [4].

Angeblich sollen Siliziumverbindungen auch die Fähigkeit haben, Alzheimer vorzubeugen oder zu bessern. Der Grund liegt angeblich darin, dass sie Aluminium-Ablagerungen im Gehirn verhindern können, die angeblich die Ursache für die Demenzerkrankung sind. Die Verlässlichkeit der einzigen bisher dazu durchgeführten Studie ist jedoch zu gering, um diese Theorie zu stützen [5]. Allerdings kann die momentane Studienlage nicht einmal bestätigen, dass Aluminium überhaupt an der Entstehung von Alzheimer beteiligt ist (siehe Vergesslich durch Aluminium? )

Zu weiteren angeblichen Gesundheitsvorteilen von Silizium kann weder die Europäische Lebensmittel-Sicherheitsbehörde EFSA [6] noch das Team von Medizin-Transparent klinische Studien finden. Behauptungen, denen zufolge Silizium die Herzgesundheit fördern soll, den Magen vor zu viel Magensäure schützt oder die Bildung von Kollagen und Bindegewebe unterstützt, bleiben unbelegt.

Wundermittel Organisches Silizium?

In Form von Kieselerde oder Sand ist Silizium nicht in Wasser löslich, der Körper könnte es daher auch in der Theorie nicht aufnehmen. Kieselsäure-Verbindungen hingegen sind wasserlöslich – eine Grundvoraussetzung für eine eventuelle biologische Nutzung. Vor allem Kieselalgen nutzen sie, um daraus ein Zellgerüst zu bauen. Allerdings neigen Kieselsäure-Moleküle dazu, sich in größerer Konzentration aneinanderzuketten. Um möglichst viele einzelne Kieselsäuremoleküle in Lösung zu halten und die Silizium-Konzentration in ihrem Produkt zu erhöhen, verkaufen findige Nahrungsergänzungsmittel-Hersteller „Cholin-stabilisierte Orthokieselsäure“.

Als „Organisches Silizium“ bezeichnen manche Hersteller das ebenfalls wasserlösliche Methylsilantriol. Angeblich ist es völlig ungefährlich und kann bedenkenlos von Kindern, Schwangeren und anderen Erwachsenen getrunken werden. Nebenwirkungen seien keine bekannt.

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit EFSA sieht das jedoch anders. Ihr zufolge ist keineswegs geklärt, ob Methylsilantriol wirklich harmlos ist, entsprechende Studien fehlen [8] [9]. Zudem gibt es keinen Nachweis dafür, dass der Körper die Substanz tatsächlich in die angeblich biologisch verwertbare Ortho-Kieselsäure umwandelt.

Häufig und vielfältig

Als reines chemisches Element kommt Silizium so gut wie nicht vor, in Form chemischer Verbindungen ist es auf der Erde jedoch weitverbreitet. Insgesamt macht Silizium mehr als ein Viertel der Masse der Erdkruste aus, nur Sauerstoff ist – als Gas oder chemisch gebunden – noch häufiger. Es findet sich dabei in so vielfältigen Formen wie Quarz, Sand, Gestein oder Kieselsäure.
Vor allem Silizium-Sauerstoff-Verbindungen (Silikate) werden vielfältig eingesetzt. Sie werden beispielsweise in Beton oder Keramik verwendet oder zu Glas verarbeitet. Hochreines Silizium ist der Hauptbestandteil von Computerchips, denn Silizium ist ein wertvoller Halbleiter.

Niemand würde annehmen, dass Glas oder Sand gesundheitsschädlich sein könnten. Mitunter können Siliziumverbindungen aber tatsächlich giftig sein. Asbest etwa besteht aus nichts anderem als sehr feinen Silikat-Fasern. Über viele Jahrzehnte wurden in großem Stil natürliche Asbestvorkommen abgebaut, weil das Material sehr widerstandsfähig und feuerfest ist und gut isoliert. Eingeatmet können Asbestfasern jedoch die Lunge schädigen und sogar Krebs verursachen. Ähnliches gilt auch für feinen Staub aus Silikat-Verbindungen, die Folge ist die sogenannte Quarzstaub-Lunge oder Silikose. Betroffen sind Personen, die beruflich viel mit feinen Quarzstäuben zu tun haben, wie etwa beim Sandstrahlen von Jeans oder beim Schleifen von Edelsteinen.

 

Die Studien im Detail

Zwei randomisiert-kontrollierte Studien untersuchten, ob Kieselsäure die Knochendichte älterer Frauen verbessern kann. In einer der beiden [1] untersuchten die Forscher 184 Frauen nach der Menopause, deren Knochendichte besonders niedrig war. Zwölf Monate lang nahmen drei Viertel davon Präparate mit Cholin-stabilisierter Ortho-Kieselsäure in verschiedenen Konzentrationen ein. Nur ein Viertel der Teilnehmerinnen erhielt ein Scheinpräparat zum Vergleich. Üblicherweise macht die Vergleichsgruppe die Hälfte der Teilnehmer aus.

Nach Studienende konnten die Forscher keinen Unterschied in der Knochendichte zwischen Vergleichs- und Versuchsgruppe erkennen. Bei einer Untergruppe der Teilnehmerinnen meinten die Autoren allerdings, eine Wirksamkeit ihrer Behandlung erkennen zu können. Die Ergebnisse sind insgesamt jedoch fragwürdig, weil nur etwas mehr als 70 Prozent aller Frauen überhaupt in die Auswertung einbezogen wurden. Dass nur eine Untergruppe untersucht wurde, war vor Studienbeginn nicht geplant. Es lässt sich daher nicht ausschließen, dass die scheinbar besseren Resultate in dieser Untergruppe nur auf Zufall basieren. Finanziert hat die Studie ein Hersteller von Nahrungsergänzungsmitteln.

In einer zweiten Studie [2] nahmen nur 17 Teilnehmerinnen teil. Sie mussten zwölf Wochen lang Kieselsäure-hältiges oder Kieselsäure-armes Mineralwasser trinken. Ob sich das auf ihre Knochendichte auswirkt, lässt sich jedoch nicht sagen. Dafür war die Studie zu kurz und hatte vor allem zu wenige Teilnehmerinnen.

Nichts zu Haut und Haar

Dieselbe Firma, die schon die erste Studie zur Knochendichte-Verbesserung [1] finanziert hat, hat auch noch Gelder in zwei weitere randomisiert-kontrollierte Studien investiert [3] [4]. Beide untersuchen, ob das Produkt mit Cholin-stabiliserter Ortho-Kieselsäure Haare, Nägel und Haut festigt und strafft. Ebenso wie die erste Studie finden sich aber zahlreiche Mängel, die stark an der Glaubwürdigkeit der beiden Untersuchungen rütteln.

So haben die Autoren in beiden Fällen nicht vorab geklärt, was genau sie überhaupt untersuchen wollten. Zugleich testeten sie eine große Anzahl verschiedener Messwerte. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass zumindest bei einem davon zufällig ein statistischer Unterschied auftritt. Nicht erwähnt haben die Forscher auch, nach welchen Kriterien sie etwa die Brüchigkeit von Haaren und Fingernägeln oder die Festigkeit der Haare beurteilten. Die Ergebnisse sind daher objektiv nicht überprüfbar.

Auch die Studie an Alzheimer-Patienten [5] erlaubt keine Rückschlüsse auf eine angeblich heilende Wirkung von Silizium. Dazu fehlt eine Vergleichsgruppe mit Patienten, die kein Silizium bekommen hat. Außerdem haben die Autoren nicht untersucht, ob sich tatsächlich in den Hirnen oder im Körper ihrer Patienten Aluminium angesammelt hatte. Zu guter Letzt war die Anzahl der Teilnehmer mit zehn zu klein, um zu aussagekräftigen Resultaten zu kommen.

(AutorIn: B. Kerschner, Review: C. Christof)

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Information zu den wissenschaftlichen Studien

[1] Spector u.a. (2008)
Studienart: randomisiert-kontrollierte Studie
Teilnehmer: 184 post-menopausale Frauen mit niedriger Knochendichte
Studiendauer: 12 Monate
Fragestellung: Fördert Cholin-stabilisierte Ortho-Kieselsäure gemeinsam mit Calcium und Vitamin D die Knochenbildung bei post-menopausalen Frauen mit niedriger Knochendichte?
Mögliche Interessenskonflikte: finanziert durch die Firma Bio Minerals n.v. und zu einem kleinen Teil auch durch die National Osteoporosis Society UK.

Spector TD, Calomme MR, Anderson SH, Clement G, Bevan L, Demeester N, Swaminathan R, Jugdaohsingh R, Berghe DA, Powell JJ. 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 Jun 11;9:85. (Studie in voller Länge)

[2] Li u.a. (2010)
Studienart: randomisiert-kontrollierte Studie
Teilnehmer: 17 post-menopausale Frauen mit niedriger Knochendichte
Studiendauer: 12 Wochen
Fragestellung: Bewirkt das Trinken von 1 Liter Silizium-hältigem Mineralwasser eine Besserung der Knochendichte?
Mögliche Interessenskonflikte: Wasser von einer Mineralwasserfirma gespendet

Li Z, Karp H, Zerlin A, Lee TY, Carpenter C, Heber D. Absorption of silicon from artesian aquifer water and its impact on bone health in postmenopausal women: a 12 week pilot study. Nutr J. 2010 Oct 14;9:44. (Studie in voller Länge)

[3] Wickett u.a. (2007)
Studienart: randomisiert-kontrollierte Studie
Teilnehmer: 48 Frauen mit feinem Haar
Studiendauer: 9 Monate
Fragestellung: Kann Cholin-stabilisierte Orthoskieselsäure die Haarstruktur verbessern?
Mögliche Interessenskonflikte: finanziert durch die Firma Bio Minerals n.v., Studiendurchführung und Auswertung durch das Institut Dr. Schrader (Holzminden, Germany)

Wickett RR, Kossmann E, Barel A, Demeester N, Clarys P, Vanden Berghe D, Calomme M. Effect of oral intake of choline-stabilized orthosilicic acid on hair tensile strength and morphology in women with fine hair. Arch Dermatol Res. 2007 Dec;299(10):499-505. (Studie in voller Länge)

[4] Barel u.a. (2005)
Studienart: randomisiert-kontrollierte Studie
Teilnehmer: 50 Frauen mit „deutlichen Anzeichen einer UV-bedingten Alterung der Gesichtshaut“
Studiendauer: 20 Wochen
Fragestellung: Bessert Cholin-stabilisierte Orthokieselsäure die Struktur von Haut, Nägeln und Haaren?
Mögliche Interessenskonflikte: finanziert durch die Firma Bio Minerals n.v.

Barel A, Calomme M, Timchenko A, De Paepe K, Demeester N, Rogiers V, Clarys P, Vanden Berghe D. Effect of oral intake of choline-stabilized orthosilicic acid on skin, nails and hair in women with photodamaged skin. Arch Dermatol Res. 2005 Oct;297(4):147-53. Epub 2005 Oct 26. Erratum in: Arch Dermatol Res. 2006 Apr;297(10):481. Dosage error in article text. Arch Dermatol Res. 2006 Feb;297(8):381. Paepe, K De [corrected to De Paepe, K]. (Studie in voller Länge)

[5] Exley u.a. (2006)
Studienart: nicht-kontrollierte Studie
Teilnehmer: 10 Patienten mit Alzheimer
Studiendauer: 5 Tage
Fragestellung: Wirkt sich Kieselsäure-hältiges Mineralwasser bei Alzheimer-Patienten auf die Aluminium-Ausscheidung im Urin aus?
Mögliche Interessenskonflikte: keine laut Autoren

Exley C, Korchazhkina O, Job D, Strekopytov S, Polwart A, Crome P. Non-invasive therapy to reduce the body burden of aluminium in Alzheimer’s disease. J Alzheimers Dis. 2006 Sep;10(1):17-24; discussion 29-31. (Zusammenfassung der Studie) (Volltext)

Weitere wissenschaftliche Quellen

[6] EFSA (2011)
Scientific Opinion on the substantiation of health claims related to silicon and protection against aluminium accumulation in the brain (ID 290), “cardiovascular health” (ID 289), forming a protective coat on the mucous membrane of the stomach (ID 345) Abgerufen am 31. 8. 2015 unter http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/2259

[7] Martin (2013)
Martin KR. Silicon: the health benefits of a metalloid. Met Ions Life Sci. 2013;13:451-73. (Zusammenfassung)

[8] EFSA (2009)
EFSA (2009): Monomethylsilanetriol added for nutritional purposes to food supplements. Abgerufen am 31. 8. 2015 unter http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/950

[9] EFSA (2010)
EFSA (2010): Scientific Opinion in relation to the use of monomethylsilanetriol to be added for nutritional purposes to food supplements in the light of new data provided. Abgerufen am 31. 8. 2015 unter http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/1657