КРЕМНИЙ, ЕГО БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ПРИ ЭНТЕРАЛЬНОМ ПОСТУПЛЕНИИ В ОРГАНИЗМ И ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

По распространённости в земной коре кремний занимает 2-е место после кислорода. В разных количествах всегда присутствует в воде и продуктах питания. Среднее поступление кремния с пищей и водой для жителей Европы составляет 20-50 мг/день. Биологическая роль кремния в организме человека до конца не выяснена, но считается, что он необходим для процессов минерализации костной ткани, синтеза коллагена, оказывает положительное действие на состояние кожи, волос и ногтей, способствует предупреждению атеросклероза и болезни Альцгеймера. Целый ряд работ посвящен биологическим эффектам кремния у животных и человека при поступлении с водой и пищей и обоснованию ПДК кремния в питьевой воде. В Чувашии изучена краевая (географическая) патология, которая может быть связана с повышенным поступлением кремния с питьевой водой в сочетании с резким дисбалансом в ней микро- и макроэлементов. Предприняты попытки выявить возможную роль кремния в этиологии Балканской эндемической нефропатии. В обзоре ОЭСР (Организации экономического сотрудничества и развития) обобщены материалы по экспериментальной оценке токсичности и безвредных уровней кремния при поступлении в организм животных с водой и пищей. Серия исследований проведена для моделирования развития кремниевого уролитиаза и выяснения роли в камнеобразовании макро- и микроэлементов, сопутствующих поступлению кремния в организм. Изучаются потенциальные терапевтические эффекты водорастворимых соединений кремния. Нормативы кремния в питьевой воде установлены только в РФ и Австралии. При этом в нашей стране сформировались две противоположные точки зрения в отношении гигиенического нормирования кремния. Первая - ПДК кремния в питьевой воде должна быть аннулирована, вторая - ПДК кремния в воде должна быть ужесточена. Для устранения имеющегося противоречия целесообразно использовать как опыт гармонизации нормативов с зарубежными требованиями, так и принцип регионального нормирования кремния с учетом биогеохимических особенностей географических территорий. При поиске литературы использованы базы данных PubMed и CyberLeninka.

кремний, питьевая вода, биологическое действие, гигиеническое нормирование, обзор, silicon, drinking water, biological effect, hygienic standardization, a rewiew

1. Кремний. В кн.: Большая советская энциклопедия. М.: Советская энциклопедия; 1969-1978. Available at: http://enc-dic.com/enc_sovet/Kremni-29367/

2. Воронков М.Г., Кузнецов И.Г. Кремний в живой природе. Новосибирск: Наука; 1984.

3. Логинова Е.В., Лопух П.С. Гидроэкология: курс лекций. Минск: БГУ; 2011.

4. Алексеев В.С., Болдырев К.А., Тесля В.Г. О необходимости пересмотра нормативного содержания кремния в питьевой воде. Водоснабжение и санитарная техника. 2011; (5): 56-60.

5. Jugdaohsingh J. Silicon and bone health. J. Nutr. Health Aging. 2007; 11(2): 99-110.

6. Opinion of the Panel on Food Additives and Nutrient Sources added to Food on calcium silicate, silicon dioxide and silicic acid gel added for nutritional purposes to food supplements following a request from the European Commission. The EFSA Journal. 2009; 1132: 1-24.

7. Jugdaohsingh R., Tucker K.L., Qiao N., Cupples L.A., Kiel D.P., Powell J.J. 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.

8. Robberecht H., Van Cauwenbergh R., Van Vlaslaer V., Hermans N. Dietary silicon intake in Belgium: Sources, availability from foods, and human serum levels. Sci. Total. Environ. 2009; 407(16): 4777-82.

9. Expert Group on Vitamins and Minerals. Safe upper levels for vitamins and minerals. London: Food Standards Agency; 2003.

10. Price C.T., Koval K.J., Langford J.R. Silicon: A Review of Its Potential Role in the Prevention and Treatment of Postmenopausal Osteoporosis. Int. J. Endocrinol. 2013; 2013: 316783.

11. Chen F., Cole P., Wen L., Mi Z., Trapido E.J. Estimates of trace element intakes in Chinese farmers. J. Nutr. 1994; 124(2): 196-201.

12. Anasuya A., Bapurao S., Paranjape P.K. Fluoride and silicon intake in normal and endemic fluorotic areas. J. Trace Elem. Med. Biol. 1996; 10(3): 149-55.

13. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология. М.: Медицина; 1991

14. Martin K.R. Silicon: the health benefits of a metalloid. Met. Ions. Life Sci. 2013; (13): 451-73

15. Оберлис Д., Харланд Б., Скальный А. Биологическая роль макро- и микроэлементов у человека и животных. СПб.: Наука; 2008.

16. Мансурова Л.А., Федчишин О.В., Трофимов В.В., Зеленина Т.Г., Смолянко Л.Е. Физиологическая роль кремния. Сибирский медицинский журнал. 2009; (7): 16-8.

17. Farooq M.A., Dietz K-J. Silicon as Versatile Player in Plant and Human Biology: Over looked and poorly Understood. Front. Plant Sci. 2015; (6): 1-14.

18. Jurkić LM, Cepanec I, Pavelić SK, Pavelić K. 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.

19. Garcimartín A., Merino J.J., González M.P., Sánchez-Reus M.I., Sánchez-Muniz F.J., Bastida S. et al. Organic silicon protects human neuroblastoma SH-SY5Y cells against hydrogen peroxide effects. BMC Complement. Altern. Med. 2014; 14: 384.

20. Лазарев Н.В., Гадаскина И.Д., ред. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Том 3. Неорганические и элементорганические соединения. Ленинград: Химия; 1977.

21. Мазаев В.Т., Шлепнина Т.Г. Оценка степени санитарной опасности соединений кремния в природной и питьевой воде (в порядке обсуждения). Водоснабжение и санитарная техника. 2011; (7): 13-20.

22. Метельская Г.Н., Новиков Ю.В., Плитман С.И., Ласточкина К.О., Хвастунов Р.М., Зайцева Е.П. О нормировании кремния в питьевой воде. Гигиена и санитария. 1987; 66(8): 19-21.

23. Сусликов В.Л. К гигиенической оценке роли кремния в питьевой воде. Гигиена и санитария. 1978; 57(7): 101-3.

24. Сусликов В.Л., Семенов В.Д., Ляшко Л.С. К обоснованию предельно допустимой концентрации кремниевой кислоты в питьевой воде. Гигиена и санитария. 1979; 58(11): 17-22.

25. Агаджанян Н.А., Сусликов В.Л., Ермакова Н.В., Капланова А.Ш. Эколого-биогеохимические факторы и здоровье человека. Экология человека. 2000; (1): 17-21.

26. Агаджанян Н.А., Толмачева Н.В., Маслова Ж.В, Капланова А.Ш. Физиологическое обоснование причинно-следственных связей артериальной гипертонии с эколого-биогеохимическими факторами. Фундаментальные исследования. 2010; (11): 17-21.

27. Винокур Т.Ю., Сусликов В.Л. Сравнительная характеристика содержания микроэлементов в суточных рационах питания населения различных эколого-биогеохимических зон проживания в связи с риском ишемической болезни сердца. Вестник Оренбургского государственного университета. Биоэлементология (Приложение). 2006; (12): 55-8.

28. Сапожников С.П., Голенков А.В. Роль биогеохимических факторов в развитии краевой патологии. Микроэлементы в медицине. 2001; 2(3): 70-2.

29. Сусликов В.П. Современные проблемы и перспективы медицинской микроэлементологии. Микроэлементы в медицине. 2000; 1(1): 9-15.

30. Толмачева Н.В. Методология и принципы гигиенического нормирования оптимальных концентраций и соотношений макро- и микроэлементов в питьевой воде и пищевом рационе. Вестник Чувашского университета. 2010; (3): 154-61.

31. Сусликов В.П., Толмачева Н.В., Маслова Ж.В. Эколого-физиологическое и философское обоснование причинно-следственных связей процесса «здоровье ↔ атеросклероз». Фундаментальные исследования. 2015; (1): 609-12.

32. Сапожников С.Л., Гордова В.С. Роль соединений кремния в развитии аутоиммунных процессов (обзор). Микроэлементы в медицине. 2013; 14(3): 3-13.

33. Субеди Д.Д. Комплексное обоснование причинно-следственных связей язвенной болезни с эколого-биогеохимическими факторами. Вестник Чувашского университета. 2010; (3): 146-52.

34. Тхакур Б.К. Комплексное обоснование причинно-следственных связей рака легкого с эколого-биогеохимическими факторами. Вестник Чувашского университета. 2010; (3): 166-71.

35. Акугинова З.Д., Карзакова Л.М., Смыслов В.В., Куюкинова Г.Э. Формирование риска заболеваемости туберкулезом у студентов Чувашии при различном уровне обеспеченности кремнием. Микроэлементы в медицине. 2002; 3(4): 41-3.

36. Толмачева Н.В., Сусликов В.Л., Маслова Ж.В., Анисимова А.С. Научно-обоснованный подход в нормировании микроэлементов как необходимый этап в профилактике хронических неинфекционных заболеваний. Фундаментальные исследования. 2015; (1): 1937-43.

37. Авцын А.П. Введение в географическую патологию. М.: Медицина; 1972.

38. Толмачева Н.В., Сусликов В.Л., Винокур Т.Ю. Эколого-физиологическое обоснование нормативов оптимальных уровней и соотношений макро- и микроэлементов в питьевой воде и суточных рационах. Фундаментальные исследования. 2011; (3): 155-60.

39. Толмачева Н.В. Методология и принципы гигиенического нормирования баланса макро- и микроэлементов в питьевой воде и пищевых рационах. Казанский медицинский журнал. 2009; 90(6): 866-70.

40. Wedeen RP. Occupational and environmental renal disease. Semin. Nephrol. 1997; 17(1): 46-53.

41. Ghahramani N. Silica nephropathy. Int. J. Occup. Environ. Med. 2010; 1(3): 108-15.

42. Tanchev Y., Dorossiev D. The first clinical description of Balkan endemic nephropathy (1956) and its validity 35 years later. IARC Sci. Publ. 1991; (115): 21-8.

43. Hanjangsit K., Karmaus W., Dimitrov P., Zhang H., Burch J., Tzolova S. et al. The role of a parental history of Balkan endemic nephropathy in the occurrence of BEN: a prospective study. Int. J. Nephrol. Renovasc. Dis. 2012; (5): 61-8.

44. Schiller A., Gusbeth-Tatomir P., Pavlovic N., Ferluga D., Spasovski G., Covic A. Balkan endemic nephropathy: a still unsolved puzzle. J. Nephrol. 2008; 21(5): 673-80.

45. Djukanović L., Stefanović V., Basta-Jovanović G., Bukvić D., Glogova S., Dimitrijević J., et al. Investigation of Balkan endemic nephropathy in Serbia: how to proceed? Srp. Arh. Celok. Lek. 2010; 138(3-4): 256-61. (in Serbian)

46. Stefanović V., Polenaković M. Fifty years of research in Balkan endemic nephropathy: where are we now? Nephron. Clin. Pract. 2009; 112(2): 51-6.

47. Pavlović N.M. A historical overview of Balkan endemic nephropathy (BEN) in relation to published hypotheses. Pril. (Makedon. Akad. Nauk. Umet. Odd. Med. Nauki). 2014; 35(1): 71-9.

48. OECD SIDS. Soluble silicates. SIDS initial assessment report for SIAM 18. Paris; 2004.

49. Newberne P.M., Wilson R.B. Renal damage associated with silicon compounds in dogs. Proc. Nat. Aca. Sc. 1970; 65(4): 872-5.

50. Smith G.S., Neumann A.L., Gledhill V.H., Arzola C.A. Effects of soluble silica on growth, nutrient balance and reproductive performance of albino rats. J. Animal Sc. 1973; 36 (2): 271-8.

51. Emerick R.J. Chloride and phosphate as impediments to silica urinary calculi in rats fed tetraethylorthosilicate. J. Nutr. 1984; 114(4): 733-8.

52. Emerick R.J., Lu D. A Possible Synergism of Dietary Phosphate and Urine-Acidifying Salts in Preventing Silica Urolithiasis in a Rat Model. J. Nutr. 1987; 117(9): 1603-8.

53. Schreier C.J., Emerick R.J. Diet calcium carbonate, phosphorus and acidifying and alkalizing salts as factors influencing silica urolithiasis in rats fed tetraethylorthosilicate. J. Nutr. 1986; 116(5): 823-30.

54. Stewart S.R., Emerick R.J., Kayongo-Male H. Silicon-zinc interactions and potential roles for dietary zinc and copper in minimizing silica urolithiasis in rats. J. Anim. Sci. 1993; 71(4): 946-54.

55. Costa-Rodrigues J., Reis S., Castro A., Fernandes M.H. Bone Anabolic Effects of Soluble Si: In Vitro Studies with Human Mesenchymal Stem Cells and CD14 + Osteoclast Precursors. Stem. Cells Int. 2016; 2016: 5653275.

56. Рахманин Ю.А., Красовский Г.Н., Егорова Н.А., Михайлова Р.И. 100 лет законодательного регулирования качества воды. Ретроспектива, современное состояние, перспективы. Гигиена и санитария. 2014; 93(2): 5-18

57. Australian Drinking Water Guidelines 6. NHMRC, NRMMC (2011) Australian Drinking Water Guidelines Paper 6 National Water Quality Management Strategy. Canberra; 2011

58. Красовский Г.Н., Рахманин Ю.А., Егорова Н.А. Экстраполяция токсикологических данных с животных на человека. М.: Медицина; 2009