Кремнезем міститься в організмі морських тварин, прісноводних риб, птахів і ссавців. Він входить до складу скелетних утворень у тварин. Кремній близький за своїми властивостями до вуглецю, головним чином за здатністю утворювати біологічні ковалентні зв’язки. Багато кремнію міститься в кістках хрящових і ганоїдних риб (акул, осетрових, ската) (8).

Для людини кремній належить до ессенціальних мікроелементів, регулярне надходження яких в організмі абсолютно необхідне для його нормальної життєдіяльності. В.І.Вернадський відзначав, що ніякий організм не може існувати без кремнію.

В організмі людини кремній виявлено в усіх органах і тканинах. Лідерами за вмістом кремнію є лімфатичні вузли, щитовидна залоза, сполучна тканина аорти, трахеї, сухожилля. Потім за зниженням йдуть кістки, шкіра, волосся, нирки, гіпофіз, легені, м’язи, кров (6,12). Еластичність шкіри, сухожиль, стінок судин обумовлені значною мірою вмістом в них кремнію. Він сприяє біосинтезу колагену. Його високий вміст у сполученій тканині пов’язаний з тим, що він є структурним компонентом в складі глікозаміногліканів та їх білкових комплексів, що утворюють фундамент даних тканин і дають їм міцність і пружність. Кремній необхідний для процесів осифікації, в першу чергу, для формування основної речовини кістки і хряща і безпосередньо бере участь у процесі мінералізації кісткової тканини. Встановлено, що в місцях перелому кісток при утворенні колагенових фібрил та інтенсивному клітинному розростанні вміст кремнію збільшується в 50 разів (2,8,15). Фізіологічна роль кремнію пов’язана із здатністю даного мікроелемента активізувати пролінгідроксилазу (9,18).

Численні дослідження показали, що в онтогенезі людини найбільше концентрація кремнію міститься на початку розвитку плоду, а також спостерігається її поступове зниження, що дозволяє зробити висновок про важливу роль кремнію в початковому процесі онтогенезу. Зі збільшенням віку людини вміст кремнію в її організмі зменшується. Ламкість кісток в літньому віці пояснюється дефіцитом не тільки кальцію, але і кремнію. При чому, кремній сприяє формуванню кісткової тканини, незалежно від вмісту вітаміну Д. Тому необхідний людям будь-якого віку – від немовлят до людей похилого віку. Цей мікроелемент сприятливо діє на функцію серцево-судинної системи, стан зубів, кісток, волосся, нігтів тощо (6,8,14).

Незважаючи на широке поширення кремнію в природі, в звичайних умовах він засвоюється в організмі людини в дуже малих кількостях: тільки близько 4% від загальної кількості кремнію, що надходить у травний тракт. В організмі людини сумарно міститься від 1г до 7г кремнію (приблизно 0,001%) від живої ваги, концентрація цього елемента в крові становить 1-5 мкг/мл.

В епітелії шкіри кремній хімічно пов’язаний з кератином і разом із сіркою з’єднує мікро молекули цього білка поперечними містками, підвищуючи тим самим його хімічну і механічну стійкість, а також непроникність для рідин. У кровоносних судинах кремній зосереджений головним чином у еластині і меншою мірою в колагені, перешкоджає відкладенню ліпідів, нормалізує проникність стінок і підвищує їхню еластичність. Кремній розглядається, як біологічний «зшивний агент», який бере участь в утворенні молекулярної «архітектури» полісахаридів і їхніх комплексів із білками. Ця фракція кремнію надає еластичність сполучної тканини. Кремній забезпечує нормальний синтез основного білка сполучної тканини, внаслідок чого скріплюються окремі волокна колагену і еластину. Тому сполучна тканина стає пружною і міцною. Таким чином, нормальний рівень кремнію – необхідна умова функціонування всіх органів і систем.

Крім біосинтезу колагену, кремній бере участь в метаболізмі фосфору, в ліпідному обміні, а також підтримці взаємо рівноваги з кальцієм, яке тісно пов’язане з процесом старіння організму. Участь кремнію в метаболізмі фосфоліпідів проявляється в тому, що в їхньому складі він може частково змінювати фосфор. Для правильного обміну речовин необхідне поєднання цього елементу з кальцієм і магнієм. Встановлено, що метаболізм кремнію регулюється гормональною системою (4,6,11).

Це один з елементів, що забезпечує нормальний перебіг всіх процесів в організмі людини. Так, інсульти і інфаркти настають при значенні вмісту кремнію в продуктах виділення до 1,2%, рак виникає при 1,3%, цукровий діабет – при 1,4%. За сучасними уявленнями, кремній необхідний організму для забезпечення захисних функцій, процесів обміну і дезінтоксикації (2,6,11).

Експериментально показано, що на безкремнієвій дієті тварини відстають у рості; у них погіршується стан шерсті та кісток; при додаванні кремнію до їжі вказані порушення зникають. Введення кремнію в харчовий раціон тварин прискорює ріст молодих кісток, сприяє кальцифікації і зрощування пошкоджених кісткових тканин.

Підтримка в організмі фізіологічного співвідношення кальцію і кремнію має велике значення для збереження мінерального гомеостазу. Якщо кремнію недостатньо, кальцій починає його заміщати. Кремній відповідає за еластичність, кальцій – за міцність.

При нестачі кремнію відбувається кальцинація тканин – вони втрачають пружність і еластичність. Особливо це стосується судин і зв’язок. Нестача кремнію може проявлятися порушенням імунних реакцій, зниженням еластичності тканин і тургору шкіри, підвищенням проникності судин і як наслідок геморагічними проявами. Стверджують, що понад 70% захворювань пов’язано з дефіцитом кремнію, в тому  числі коліт, гастрит, виразки слизових, остеохондроз, радикуліт, рахіт, поліартит, діабет, атеросклероз та інші захворювання серцево-судинної системи, сечо- і жовчно-кам’яна хвороби, ендометріоз, шкірні захворювання, імунний дефіцит, доброякісні та злоякісні новоутворення, деякі інфекції та інші (3, 10,13).

Щодня людині потрібно не менше 20-30 мг кремнію, який надходить в організм з водою, овочами та фруктами. Зменшення цієї дози теж призводить до розвитку захворювань. При цьому його концентрація в сполучних тканинах різко падає, спостерігається зниження еластичності стінок артерій одночасно із зростанням їхньої проникливості. Остання властивість призводить до проникнення ліпідів у плазму крові і до їх відкладання всередині 

кровоносних судин. Заміщення кремнію кальцієм робить стінки судин жорсткішими. Через нестачу кремнію холестерин не використовується організмом і накопичується в судинах.

У 1912 році німецький лікар Вільгельм Кюн встановив, що сполуки кремнію здатні перешкоджати розвитку атеросклерозу. У 1957 році французькі вчені М.Лепчер і Ік.Лепчер підтвердили цей факт, зазначивши, що у хворих атеросклерозом вміст кремнію у стінках судин нижчий, ніж у здорових людей. Ці дослідники експериментально показали, що введення в організм сполук кремнію зупиняє розвиток атеросклерозу і допомагає відновити функції стінок судин (6,8).

В організмі тварини і людини кремній присутній у трьох основних формах: неорганічні сполуки кремнію, які легко виводяться з організму; сполуки кремнію, розчинні в органічних розчинниках (орто- і олігокремнієві ефіри вуглеводів, стеринів, холіну і фосфоліпідів, в тому числі ортокремнієві ефіри сполук білкової природи); нерозчинні полімерні сполуки кремнію (олігокремнієві кислоти). Перетворення неорганічної сполуки кремнію в органічні форми відбувається в шлунково-кишковому тракті людини під дією ферменту силікази, який синтезується в шлунку і 12-палій та тонкій кишках (5,14).

Жоден мінерал не використовується живим організмом в його природному, кристалічному стані. Перш ніж включитися в фізіологічний процес, мінеральна речовина обов’язково руйнується (розчиняється), переводиться в іонну форму. Природні реакції живого організму на мінеральні сполуки, що з ним взаємодіють – руйнування або відторгнення. В організмі діють для цих цілей бар’єрні, захисні реакції на мінеральну речовину, які й визначають характер взаємодії з мінералом (1,8).

Вміст кремнію в сироватці крові здорової людини складає 152±9 мкм/л. Вміст кремнію в сечі в нормі 4,5-4,7%. Один з простих діагностичних ознак недостатності кремнію в організмі – підвищена ламкість нігтів, які втрачають нормальну флюоресценцію в ультрафіолетовому світлі. При його недостачі змінюють свою структуру і щільність судини, внаслідок чого виникають захворювання серцево-судинної   системи і починаються проблеми з мозковим кровообігом.

Кремній бере участь в метаболізмі більше 70 мінеральних солей і вітамінів. При його недостачі знижується засвоєність кальцію, заліза, кобальту, цинку, натрію, марганцю, фтору і інших речовин. Таким чином порушується обмін речовин в організмі. Кремній – основний структурний елемент, що забезпечує чіткість і узгодженість керівництва роботою всіх органів з боку нервової системи. При зниженні рівня кремнію в крові зменшується еластичність судин і їх здатність відповідати на вплив мозку до розширення або звуження. В такому випадку в судинній стінці проходить заміщення кремнію кальцієм і судини стають щільними і жорсткими (3,5,15).

Кремній сприяє засвоєнню кальцію і росту кісток, попереджує остеопороз, зміцнює хрящі і сухожилля. Завдяки своїм хімічним властивостям кремній створює електрично заряджені системи. Вони мають властивість «приклеювати» на себе віруси, хвороботворні мікроорганізми, несимбіотичні з людським організмом. Вірус грипу, гепатиту, поліартриту, ревматизму, дисбактеріозу, кандиди, конідії, дріжджі та інші мікроорганізми засмоктуються в колоїдні утворення кремнію силою електричного притягування, як в крові так і в кишечнику. Для адсорбції шлаків, що поступають з кишечника, необхідні колоїди кремнію, які утворюються тільки при певній концентрації кремнію в крові і кишечнику. До нестачі кремнію в організмі призводить не лише неправильне харчування, але і паразити, що живуть в багатьох людей. Для своєї життєдіяльності паразити використовують кремній. В той же час кремній може рятувати організм від паразитів і вірусів. Для того, щоб привести вміст кремнію в організмі до нормальних показників, необхідно очистити організм від паразитів, потурбуватися про поступлення кремнію з продуктами харчування, трав’яними чаями і водою. Далі кремній сам буде сприяти очищенню від патогенних мікроорганізмів.

Під час недуг організм завжди найбільш втрачає кремній, ніж всіх інших елементів (4,5,17). Одначе сучасна дієтологія не турбується про збереження кремнію в продуктах харчування. Технологія промислової переробки направлена на рафінування їжі, звільнення її від так званих баластів, внаслідок чого у відходи попадають кремній вмісні частини продуктів. Ретельно знімається природна «кремнієва оболонка» з пшениці для одержання манної крупи, яка призначається для дитячого харчування. Хлорована вода, молочні продукти з радіонуклідами, рафіновані продукти харчування – все це усугубляє дефіцит цього важливого елемента, його нестача починає проявлятися з перших років життя. Тим більше небезпечно, бо дітям необхідно кремнію в 5 разів більше, ніж дорослим. Якраз завдяки кремнію організм людини нормально засвоює кальцій (тим самим стимулюється ріст кісткової системи).

Доведено, що при переломах кісток нашого організму необхідно в 50 разів більше кремнію, ніж у звичайному стані. Тому при хворобах суглобів, переломах кісток важливо турбуватися не стільки про забезпечення організму кальцієм, скільки про достатню кількість в їжі кремнію.

Дія кремнію на процеси остеогенезу спрямована, в першу чергу, на синтез колагену в основній речовині. При дефіциті кремнію відбувається повна втрата основною речовиною кістки регулярної трабекулярної структури, відбувається патологічні зміни у хрящовій тканині, дефекти суглобів тощо.

Кремній структурує молекули води, які набирають властивість витісняти з утворених рідинно-кристалічних решіток патогенні мікроорганізми, простіші, грибки, токсичні і чужорідні хімічні елементи.

Кремній міститься у всіх харчових продуктах рослинного походження. Особливо його багато в лузці вівса, проса і риса.  Зерна пшениці набагато бідніші. Також більше кремнію в шкірках плодів. Не дивлячись на високий вміст кремнію в організмі морських тварин, вони не є добрим джерелом кремнію, оскільки тваринні білки гальмують його засвоєння. Тож м’ясна їжа взагалі гальмує засвоєння кремнію.

З віком вміст кремнію в організмі може знизитися, наприклад, через неправильне харчування. Такий патологічний стан характеризується різким зниженням еластичності судин через відкладання солей кальцію на їх стінках. Починають виникати такі хвороби, як стенокардія, інфаркт міокарда, кардіосклероз, аритмія серцевих скорочень, інсульт, психічне порушення, що приводить до втрати працездатності і передчасної смерті.

Порушення кремнієвого обміну у дітей призводить до анемії, остеомаляції, випадіння волосся, хвороб суглобів, туберкульозу, діабету, бешихових запалень шкіри, каменів у печінці і нирках.