Лековити потенцијал биљака које акумулирају силицијум

Abstract

Силицијум (Si) је четворовалентни металоид који због својих полупроводничких својстава има важну улогу у модерним електронским уређајима. Силицијум је на другом месту по заступљености хемијских елемената у земљиној кори, али је његово кружење у природи веома споро. Овај хемијски елеменат је неопходан за људе, животиње и неке алге, попут дијатомеја. Иако поједине биљне врсте акумулирају силицијум у количинама значајно већим од неопходних елемената (хранива) попут азота, фосфора или калијума, овај по много чему посебан и користан елеменат још увек није сврстан у групу биљних хранива. Код копнених биљака (Embryophyta), постоји различита заступљеност силицијума у ткивима. Маховине (Bryophyta) и папратњаче (Pteridophyta) акумулирају силицијум у концентрацијама и преко 5% суве масе. Код скривеносеменица (Angiospermae), монокотиле (Liliopsida), по правилу, акумулирају веће количине силицијума (0,5-5% суве масе), посебно траве (Poales) и оштрике (Cyperales), док дикотиледоне биљке (Magnoliopsida) у већини случајева одликује ниска концентрација силицијума у ткивима (испод 0,2% суве масе), са изузетком редова Urticales, Ericales, Lamiales, Myrtales, Caryophyllales и Cucurbitales, чији поједини представници акумулирају и веће количине силицијума (преко 0,5% суве масе). Биљке усвајају силицијум из земљишта искључиво у облику недисосоване силицијумове киселине (H4SiO4), што је и једини биоприступачни облик силицијума за све живе организме, укључујући и људска бића. До сада су у корену биљака окарактерисана два различита транспортна протеина за силицијум и то: Lsi1 (аквапорински канал), који транспортује H4SiO4 у симпласт корена и Lsi2 (анјонски транспортер), који је одговоран за траспорт силицијума изван ендодермиса (зона Каспаријевих трака) и пуњење ксилемских судова. Даљи транспорт силицијумове киселине одвија се ксилемом и погоњен је транспирационом струјом, која уједно и привремено спречава полимеризацију силицијумове киселине при концентрацијама изнад 2,5 mM. У надземним органима и ткивима силицијумoва киселина полимеризује до аморфних структура сличних минералу опалу, од којих су изграђене тзв. фитолитне структуре, које дају механичку чврстоћу надземном делу биљке. Благотворно дејство силицијума код биљака изложених стресу подробно је документовано у литератури. Тако је показано да биљке третиране силицијумом показују повећану отпорност на последице глобалних климатских промена (суша, температурни екстреми, УВ зрачење), кисела и заслањена земљишта, токсичне концентрације алуминијума, арсена и тешких метала, али и на недостатак и вишак (дисбаланс) хранива. Улога силицијума у отпорности биљака на стрес изазван биотичким чиниоцима (хербиворни инсекти и биљни патогени) није само механичке природе, већ третман силицијумом појачава и биохемијски одговор биљке на нивоу транскрипције, што доприноси појачаној синтези природних фунгицида (фитоалексини) и репелената. Примена силицијума у светској пољопривреди перманентно расте, посебно у органској и биодинамичкој производњи. На пример, силицијум улази у састав неколико рецептура (препарација), које је успоставио творац биодинамичке пољопривреде Рудолф Штајнер (1861-1925); затим, смеша млевених крављих рогова и кварца (501) и прах раставића (508). Поред тога, све више се говори и о важној улози силицијума, односно фитолита у секвестрирању угљендиоксида (CO2) из атмосфере. Процењује се да секвестарциони потенцијал фитолита за угљеник у светској копненој биомаси износи око 157 милиона тона CO2 годишње. За разлику од познатих штетних последица удисања силиконског праха и микровлакана код људи (опструктивно плућно обољење – силикоза), односно проблема у варењу сточне хране богате силицијумом код преживара, много се мање пропагирају корисна својства силицијума за људе и животиње. Силицијум је градивни елеменат који је неопходан за биосинтезу колагена и гликозоаминогликана и стога улази у састав колагених ткива, као што су: кости, плућа, васкуларни органи, мишићна влакна, кожа, нокти, коса, итд. Просечан дневни унос силицијума у облику биоприступачне силицијумове киселине износи од 9 до 14 mg, док су дневне потребе за силицијумом много веће и износе од 15 до 40 mg у зависности од пола, узраста и телесне масе. Истраживања показују да дневни унос од најмање 25 mg силицијума доприноси здрављу костију и превенцији остеопорозе. Поред тога, силицијум може да замени калцијум у изградњи костију и крвних судова, чиме се повећава њихова еластичност. Суплементација силицијумом такође доприноси превенцији неуродегенеративних оболења (нпр. Алцхајмерове болести), имајући у виду да у реакцији силицијумове киселине са алуминијумом настају метаболички неактивни алумосиликати, чиме се смањује концентрација слободног алуминијума коме се приписује улога у настанку плакова у мозгу. Силицијуму се приписује и улога у регулацији циклуса ћелија лимфоцита, чиме посредно утиче на имуне и инфламаторне одговоре. Главни извор силицијума у људској исхрани представљају интегралне житарице и њихови производи, који су слабије заступљени у масовној исхрани становништва у Србији, претежно базираној на хлебу и пецивима од белог брашна. Због тога се намеће потреба за додатном суплементацијом силицијумом у циљу побољшања народног здравља. Један од природних суплемената свакако јесу и неке самоникле лековите биљке, које су познате да акумулирају силицијум, као што су нпр. раставићи, коприва (Urtica dioica), кисељак (Rumex acetosella), троскот (Polygonum aviculare), јагорчевина (Primula veris), кокотац или ждраљевина (Melilotus albus), нана (Mentha piperita), матичњак (Melissa officinalis), тимијан (Thymus spp.), врбица црвена (Lythrum salicaria), итд. Ово ревијално предавање има управо за циљ да стручну и ширу јавност упозна са благотворним деловањем силицијума на биљке и људе, као и да подстакне даља истраживања лековитог потенцијала биљака који се заснива на биоактивном силицијуму.