חומצה צורנית

חומצה צורנית (חומצה סיליצית) היא שם כללי למשפחת תרכובות כימיות הכוללות את היסודות צורן (סיליקון), מימן וחמצן, בעלות נוסחת המבנה הכללית SiOx(OH)4-2x]n]. בתמיסות מימיות מהולות קיימות מספר צורות יציבות, בהן חומצה מטא-צורנית (H2SiO3), חומצה אורתו-צורנית (H4SiO4, pKa1=9.84, pKa2=13.2 at 25° C), חומצה די-צורנית (H2Si2O5) וחומצה פירו-צורנית (H6Si2O7); במצב מוצק חומצות אלה כנראה נדחסות ליצירת חומצות צורניות פולימריות בעלות מבנה מורכב. אחד המסלולים ליצירת חומצה צורנית הוא החמצה (אסידיפיקציה) של מלחי סיליקט (כמו נתרן סיליקט) בתמיסה מימית. כאשר החומצה מחוממת היא מאבדת מים והופכת לסיליקה ג'ל, צורה פעילה של צורן דו-חמצני. באוקיינוסים, סיליקון מופיע בעיקר בצורת חומצה אורתו-צורנית. אצות מסוג צורניות (diatoms) אחראיות על המחזור הביוגאוכימי שלה. אצות אלה מבצעות פולימריזציה לחומצה, ליצירת "סיליקה ביוגנית", בה הן משתמשות לבניית דפנות התאים שלהן (מכונים "frustules"). בשנים האחרונות בוצעו מספר מחקרים בעניין ההשפעה הבריאותית של חומצה צורנית, ונחיצותה לחיי האדם. מחקרים שבדקו קורלציה בין אלומיניום למחלת אלצהיימר כללו שימוש בחומצה צורנית במשקאות, וזאת עקב יכולתה להקטין את ספיגת האלומיניום במערכת העיכול, וכמו כן לגרום להפרשה של אלומיניום בשתן. בני אדם סופגים בעיקר את החומצה בצורת חומצה אורתו-צורנית, וניתן למצוא אותה בגוף במספר רקמות, בהן עצם, גידים, אב-העורקים, כבד וכליות. ייתכן כי סיליקה חיונית לבריאות, אך לא נקבעה צריכה מומלצת (RDI). ידוע כי חוסר בסיליקה גורם לעיוותים בגולגולת ובעצמות היקפיות, מפרקים בעלי חיבור גרוע, כמות מופחתת של סחוס וקולגן, והפרעה לאיזון המינרלי בעצם הירך ובחוליות. חומצה אורתו-צורנית מיוצבת על ידי כולין נמכרת כתוסף מזון, והיא זמינה לגוף בצורה זו. נעשו מספר מחקרים בתחום, והם הראו, בין השאר: גירוי סינתזה מסוג 1 של קולגן ודיפרנציאציה אוסטאובלאסטית בתאים דמוי-אוסטואובלאסט אנושיים בניסויי מבחנה; שיפור בעמידות השיעור למאמץ מתיחה; השפעה חיובית על פני השטח של העור ועל חוזקו המכני, ועל פריכות שיער וציפורניים; הקלה בתסמונת ציפורניים שבירות; מניעה חלקית של איבוד מסה בעצם הירך במודל Ovariectomized rat; ועלייה בריכוז קולגן בעגלים. N. N. Greenwood, A. Earnshaw, Chemistry of the Elements, 2nd ed., Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 1997. R. K. Iler, The Chemistry of Silica, Wiley, New York, 1979. Exley C, Korchazhkina O, Job D, Strekopytov S, Polwart A, Crome P (2006). "Non-invasive therapy to reduce the body burden of aluminium in Alzheimer's disease". J. Alzheimers Dis. 10 (1): 17–24; discussion 29–31. PMID 16988476. González-Muñoz MJ, Peña A, Meseguer I (2008). "Role of beer as a possible protective factor in preventing Alzheimer's disease". Food Chem. Toxicol. 46 (1): 49–56. doi:10.1016/j.fct.2007.06.036. PMID 17697731 Gonzalez-Muñoz MJ, Meseguer I, Sanchez-Reus MI, et al (2008). "Beer consumption reduces cerebral oxidation caused by aluminum toxicity by normalizing gene expression of tumor necrotic factor alpha and several antioxidant enzymes". Food Chem. Toxicol. 46 (3): 1111–8. doi:10.1016/j.fct.2007.11.006. PMID 18096288 Martin KR (2007). "The chemistry of silica and its potential health benefits". J Nutr Health Aging 11 (2): 94–7. PMID 17435951 Reffitt DM, Ogston N, Jugdaohsingh R, et al (2003). "Orthosilicic acid stimulates collagen type 1 synthesis and osteoblastic differentiation in human osteoblast-like cells in vitro". Bone 32 (2): 127–35. PMID 12633784 Wickett RR, Kossmann E, Barel A, et al (2007). "Effect of oral intake of choline-stabilized orthosilicic acid on hair tensile strength and morphology in women with fine hair". Arch. Dermatol. Res. 299 (10): 499–505. doi:10.1007/s00403-007-0796-z. PMID 17960402 Barel A, Calomme M, Timchenko A, et al (2005). "Effect of oral intake of choline-stabilized orthosilicic acid on skin, nails and hair in women with photodamaged skin". Arch. Dermatol. Res. 297 (4): 147–53. doi:10.1007/s00403-005-0584-6. PMID 16205932 Scheinfeld N, Dahdah MJ, Scher R (2007). "Vitamins and minerals: their role in nail health and disease". J Drugs Dermatol 6 (8): 782–7. PMID 17763607. Calomme M, Geusens P, Demeester N, et al (2006). "Partial prevention of long-term femoral bone loss in aged ovariectomized rats supplemented with choline-stabilized orthosilicic acid". Calcif. Tissue Int. 78 (4): 227–32. doi:10.1007/s00223-005-0288-0. PMID 16604283 Calomme MR, Vanden Berghe DA (1997). "Supplementation of calves with stabilized orthosilicic acid. Effect on the Si, Ca, Mg, and P concentrations in serum and the collagen concentration in skin and cartilage". Biol Trace Elem Res 56 (2): 153–65. doi:10.1007/BF02785389. PMID 9164661