Dodatkowa literatura dotycząca wpływu krzemu na zdrowie zwierząt
Nasze Okrzemki dla zwierząt to produkt pochodzenia całkowicie naturalnego, bezpieczny dla środowiska i zwierząt. Jako anty-zbrylający dodatek do paszy/karmy stanowi źródło przyswajalnego krzemu i posiada szereg korzyści zdrowotnych dla organizmu oraz umożliwia poprawę dobrostanu…
Kliknięcie w poniższe tytuły spowoduje przeniesienie w żądane miejsce
Amorficzna ziemia okrzemkowa – jej właściwości i zastosowanie, 2017, inż. Małgorzata Wiewióra, dr inż. Monika Łukasiewicz, Polskie Drobiarstwo, numer kwietniowy
Rola biaktywnych krzemianów dla zdrowia zwierząt, Guy E. Abraham, MD, The Importance of Bioactive Silicates in Human Health – fragment dotyczący zwierząt
Krzem – niezbędny pierwiastek śladowy w dietetyce zwierząt, Edith M. Carlisle, Zakład Nauki o Środowisku i Żywieniu, Szkoła Zdrowia Społeczeństwa, Uniwersytet Kalifornijski, Los Angeles, CA 90024
Wpływ spożywanego krzemu i glinu na poziom stężenia krzemu i glinu w mózgach szczurów, Carlisle EM, Curran MJ, Zakład Nauki o Środowisku i Żywieniu, Szkoła Zdrowia Społeczeństwa, Uniwersytet Kalifornijski, Los Angeles, CA 90024
Krzem – niedoceniany pierwiastek śladowy u szczurów, LE Magazine April 2003, Raport
Artykuły
Amorficzna ziemia okrzemkowa – jej właściwości i zastosowanie, 2017, inż. Małgorzata Wiewióra, dr inż. Monika Łukasiewicz, Polskie Drobiarstwo, numer kwietniowy
Jedną z ważniejszych kwestii w chowie drobiu i innych zwierząt jest zapewnienie im odpowiednio zbilansowanej diety oraz utrzymanie we właściwej kondycji i zdrowiu. Hodowcy coraz częściej poszukują dodatków żywieniowych i środków, będących substancjami pochodzenia naturalnego, wydajnych, a jednocześnie bezpiecznych dla ludzi, zwierząt i środowiska. Dostępnym na rynku produktem spełniającym te kryteria i dającym potencjalne korzyści w utrzymaniu dobrostanu zwierząt jest amorficzna ziemia okrzemkowa (okrzemki naturalne).
Charakterystyka ziemi okrzemkowej
Ziemia okrzemkowa, inaczej ziemia diatomowa lub diatomit, to skamieniałe pozostałości po pancerzach okrzemek, mikroskopijnych jednokomórkowych glonów, które miliony lat temu żyły w środowisku wodnym, a następnie w procesie wysychania zbiorników utworzyły złoża skał organogenicznych (Round i wsp., 1990) [fot. 1.]. Jak podaje Fields (2000), pancerze okrzemek w ziemi okrzemkowej zbudowane są głównie z dwutlenku krzemu (SiO2) i śladowych ilości innych składników mineralnych, takich jak: glin, tlenek żelaza, wapno (CaO), magnez czy sód.
Mechanizm działania ziemi okrzemkowej w organizmie zwierzęcym można rozpatrywać na dwojaki sposób. Ziemia okrzemkowa podawana zwierzętom do spożycia przechodzi przez przewód pokarmowy, w niewielkiej ilości ulegając wchłonięciu do krwioobiegu w postaci kwasu ortokrzemowego H4SiO4. Kwas ten powstaje poprzez reakcję krzemionki z dwiema cząsteczkami wody i jest w naturze biologicznie aktywną formą krzemionki oraz krzemu. Okrzemki mogą więc stanowić źródło biodostępnego krzemu (Abraham, 2005). Ponadto ziemia okrzemkowa znajduje zastosowanie jako środek przeciwpasożytniczy (Quarles, 1992; Fields, 2000; Dawson, 2004; Maurer i wsp., 2009; Wiewióra i wsp., 2015). Przemieszczając się dalej przez przewód pokarmowy, pancerze okrzemek niszczą napotkane na swojej drodze organizmy pasożytnicze i ich jaja, następnie są wydalane. Zdarzenia te mają charakter fizyczny, szorstka powierzchnia pancerzy mechanicznie ociera się o pasożyty, powodując ich uszkodzenia, co jest przyczyną śmierci. Dodatkowo cylindryczne w kształcie pancerze okrzemek posiadają w swojej strukturze pory (fot. 2.), absorbujące ze środowiska zewnętrznego wodę, co wpływa na odwadniane ciał patogenów i śmierć na skutek dehydratacji (Haney, 2015).
Zdaniem Haneya (2015) okrzemki nie są identyczne we wszystkich złożach ziemi okrzemkowej. Złoża pochodzenia słodkowodnego charakteryzują się stabilną zawartością okrzemek o stałym (cylindrycznym), wytrzymałym kształcie pancerzy. Słonowodne złoża zawierają mieszaninę różnych typów okrzemek o odmiennym kształcie, a ich skamieniałe pancerze są stosunkowo kruche. Niezmienny skład oraz trwała struktura ziemi okrzemkowej mają ważne znaczenie dla efektywności jej działania. Istotnym aspektem jest również amorficzna, czyli niekrystaliczna, forma stosowanej ziemi okrzemkowej. Krystaliczna krzemionka posiada bardzo twarde, ostre i stosunkowo grube cząstki, które mogą być niebezpieczne dla ścian przewodu pokarmowego zwierząt – stosuje się ją na przykład w systemach filtracji. Amorficzna krzemionka jest natomiast delikatniejsza, łagodnie ociera się o przewód pokarmowy, nie powodując uszkodzeń.
Ziemia okrzemkowa jako naturalne źródło krzemu
Ziemia okrzemkowa może być dodawana do paszy w celu suplementacji krzemu w organizmie. Negatywne konsekwencje diety ubogiej w krzem wykazała Carlisle (1972) – niedobór pierwiastka powodował deformację szkieletu oraz nieprawidłową budowę stawów u kurcząt. Podobne wyniki otrzymali Schwartz i Milne (1972), stwierdzając zdeformowanie czaszek i innych kości u szczurów. Przy diecie ubogiej w krzem zawartość w wybranych kościach wapnia, cynku i magnezu była niewystarczająca. W latach późniejszych pozytywny wpływ kwasu ortokrzemowego na gęstość kości wykazali Calomme i wsp. (2002) u kurcząt oraz szczurów z usuniętymi jajnikami (Calomme i wsp., 2004). Natomiast Calomme i Vanden Berghe (1997) stwierdzili udział krzemu pozyskanego z kwasu ortokrzemowego w formowaniu macierzy pozakomórkowej oraz w metabolizmie wapnia u cieląt. Wpływ ten może być powodowany zarówno oddziaływaniem na syntezę/stabilizację kolagenu lub mineralizację kości (Jugdaohsingh, 2007), jak również polepszeniem gospodarki wapnia (Carlisle, 1970; Laane, 2008). Badania Carlisle (1976) wykazały obecność krzemu w aktywnych miejscach przyłączania wapnia w kościach młodych kur. Wzrost zawartości krzemu skutkował szybszą ich mineralizacją, co było szczególnie widoczne w porównaniu z dietą ubogą w krzem. Wykazano też korzystny wpływ diatomitu na aktywność i proliferację osteoblastów (López-Álvarez i wsp., 2009). Ziemia okrzemkowa znajduje więc zastosowanie jako środek polepszający wytrzymałość i kondycję kośćca, co może być pożądane z punktu widzenia hodowcy i producenta, a przede wszystkim dobrostanu zwierząt.
Badania przeprowadzone m.in. na królikach pokazują, że krzem redukuje powstawanie u zwierząt płytek miażdżycowych (Loeper i wsp., 1979). Suplementacja paszy krzemem może mieć ponadto znaczący wpływ na prawidłowy rozwój młodych organizmów, co udowadnia Carlisle (1972) – jednodniowe kogutki żywione paszą opartą o aminokwasy odznaczały się później zahamowanym wzrostem i rozwojem, podczas gdy te, u których zastosowano dietę wzbogaconą krzemem, rosły o 50% szybciej i rozwijały się normalnie. Zdaniem Nielsena i Krick (2015), podawanie dodatków żywieniowych zawierających krzem ma duże znaczenie dla właścicieli koni sportowych i użytkowych, gdyż badania pokazują znaczny spadek ilości występujących kontuzji u koni mających dostęp do tego pierwiastka. Krzem bez wątpienia jest pierwiastkiem śladowym niezbędnym w prawidłowym funkcjonowaniu metabolizmu i różnych struktur organizmu zwierzęcego (Carlisle, 1986b).
W latach 80. XX w. Carlisle (1986a) prowadziła prace dotyczące możliwości zastosowania krzemu w zwalczaniu nowotworów, szczególnie guzów mózgu. W czasie trwającego 2 lata doświadczenia kilka pokoleń szczurów żywiono pokarmem ubogim w krzem, innym suplementowano krzemian sodu. U szczurów o diecie ubogiej w krzem guz wystąpił w 60% przypadków, podczas gdy nowotwór nie wystąpił u żadnego osobnika z drugiej grupy. Wyniki pokazały jednoznacznie, że zastosowanie krzemu w zwalczaniu raka może być przełomowe. Niestety, ze względu na przedwczesną śmierć dr Carlisle, badań nie kontynuowano.
Zastosowanie ziemi okrzemkowej w profilaktyce inwazji endopasożytów przewodu pokarmowego
Istnieją doniesienia na temat skutecznego stosowania diatomitu w zwalczaniu pasożytów u zwierząt. W badaniach wykazano, że amorficzna ziemia okrzemkowa może z powodzeniem być stosowana u gołębi (zarówno pocztowych, jak i rasowych) w celu profilaktyki robaczyc oraz eliminacji już istniejących pasożytów przewodu pokarmowego (Wiewióra i wsp., 2015). Diatomit stosowano w ilości 2% w paszy i podawano przez okres 3 tyg. 300 ptakom przebywającym w 10 gołębnikach. Początkowo w kale gołębi odnotowano jaja nicieni z rodzaju Capillaria oraz Ascaridia, a także oocysty kokcydiów. W przeważającej większości gołębników zaobserwowano całkowitą eliminację nicieni oraz znaczący spadek liczebności kokcydiów wraz z wydłużaniem czasu stosowania ziemi okrzemkowej. Podobne wyniki otrzymali w swojej pracy Bennett i wsp. (2011) w badaniu na kurach nioskach utrzymywanych w systemie wolnowybiegowym. U ptaków, którym podawano ziemię okrzemkową (w ilości 2%, w paszy), stwierdzono w kale wyraźnie mniej jaj nicieni Capillaria i Heterakis oraz nieco mniej oocyst kokcydiów, jak również poprawę wyników produkcyjnych. Badania Ahmeda i wsp. (2013) wykazały natomiast potencjał diatomitu w zwalczaniu nicieni u owiec, a doświadczenie Fernandeza i wsp. (1998) u bydła. Jak informuje strona internetowa https://www.diatomaceousearth.com/ (2017), amorficzna ziemia okrzemkowa stosowana jako zasypka skutecznie zwalcza również zewnętrzne pasożyty zwierząt, takie jak roztocze (np. ptaszyńce), pchły, pluskwy, kleszcze i inne.
Inne zastosowania ziemi okrzemkowej
W badaniu przeprowadzonym na nioskach odnotowano wyraźnie korzystne działanie diatomitu dodawanego do paszy na parametry wytrzymałości kośćca, jakości białka gęstego oraz wybarwienia żółtka (Wiewióra, 2015). Analizy morfologii krwi, profilu kwasów tłuszczowych żółtka czy wytrzymałości skorupy nie wykazały jednoznacznych wyników, jednak pozytywny wpływ ziemi okrzemkowej można było odnotować.
Doniesienia na temat działania ziemi okrzemkowej mówią o mechanizmie oblepiania i oddzielania od siebie poszczególnych cząstek pokarmu w przewodzie pokarmowym (Ewuola i wsp., 2014). W ten sposób możliwe jest zwiększenie dostępnej powierzchni trawienia dla enzymów oraz spowolnienie przesuwania treści przez układ pokarmowy, co wpływa na skuteczniejsze pozyskanie składników z paszy do organizmu oraz podwyższenie efektywności trawienia.
Ziemia okrzemkowa ma też wpływ na detoksykację organizmu oraz oczyszczenie jelit (również z pozostałości po środkach farmakologicznych stosowanych w weterynarii), przez co zwiększa się przyswajanie paszy przez zwierzę. To z kolei daje właścicielowi korzyść ekonomiczną. Ponadto podawanie ziemi okrzemkowej widocznie poprawia ogólnie pojętą kondycję zwierzęcia (fot. 3.) oraz może polepszać jego wyniki produkcyjne (Carlisle, 1986b). Zdaniem Norton (2015) ziemia okrzemkowa, dzięki swoim zdolnościom adsorpcyjnym, może być stosowana w celu eliminacji z organizmu toksyn wydzielanych przez bakterie, grzyby czy inne patogeny, w tym drożdżaki Candida.
Zdaniem propagatora zdrowej żywności Tharpa (2015), ziemia okrzemkowa, jako produkt całkowicie naturalny, bezpieczny dla środowiska oraz niewymagający specjalistycznego oprzyrządowania, może być wykorzystywana do różnych celów rolniczych, m.in. jako środek owadobójczy, chroniący ziarno czy uprawy, czynnik antyzbrylający lub konserwujący żywność i pasze. Diatomit pochłania wilgoć, zapobiegając zbrylaniu się i pleśnieniu przechowywanej paszy (lub innych produktów) poprzez oblepianie i oddzielanie każdej cząstki od pozostałych. Oznacza to mniejsze straty dla producenta.
O zastosowaniu ziemi okrzemkowej jako skutecznego insektycydu piszą m.in. Korunić (2013) i Fields (2000) – jest to środek trwały, bezpieczny dla pracownika i konsumenta, a przy tym efektywnie zwalczający szkodniki. Do zalet diatomitu zaliczają jego naturalne pochodzenie, mogące stanowić alternatywę dla środków chemicznych. Pancerze okrzemek posiadają zdolność fizycznego niszczenia chitynowych powłok insektów (Ebeling, 1971). Diatomit może również odstraszać owady fruwające lub biegające (White i wsp., 1966). Co ciekawe, ziemi okrzemkowej do zwalczania szkodników używano prawdopodobnie już 4 tys. lat temu w Chinach, po uprzedniej obserwacji kąpiących się w piasku ptaków i niektórych ssaków (Allen, 1972).
Diatomit to produkt pochodzenia całkowicie naturalnego, bezpieczny dla środowiska i zwierząt hodowlanych. Jako dodatek do paszy stanowi źródło biologicznie dostępnego krzemu i posiada potencjalnie pozytywny wpływ na organizm oraz umożliwia poprawę dobrostanu. Ziemia okrzemkowa może stanowić ekologiczną, nieinwazyjną dla środowiska i organizmów ptaków alternatywę syntetycznych środków przeciw pasożytom wewnętrznym gołębi i innych ptaków hodowlanych. Dotychczas nie udokumentowano negatywnego wpływu amorficznej ziemi okrzemkowej na zdrowie czy kondycję zwierząt. Literatura dostępna u autorek.
Rola biologicznie aktywnego krzemu u zwierząt, Guy E. Abraham, MD, The Importance of Bioactive Silicates in Human Health – fragment dotyczący zwierząt.
Kliknij, aby przejść do oryginalnego artykułu
Na rolę krzemu w formie biologicznie aktywnych krzemianów w organizmach zwierząt zwrócili już uwagę w latach 70 XX wieku naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles – E.M. Carlisle (badania nad kurczakami) i K. Schwartz (badania nad szczurami). Dodatek jednej cząsteczki wody do kwasu metakrzemowego H2SiO3, przekształca go w układzie pokarmowym w kwas ortokrzemowy H4SiO4. Ta biodostępna forma krzemu okazała się składnikiem niezbędnym do normalnego wzrostu, tworzenia się kości i innych tkanek łącznych u kurcząt i szczurów. W młodych, rosnących jeszcze kościach stężenie krzemu było obecne w takich samych proporcjach jak stężenie wapnia, magnezu i fosforu. W miarę starzenia się kości krzem jest stopniowo zastępowany wapniem, fosforem i magnezem, co wskazuje na ważną rolę krzemu we wczesnym stadium formowania się tkanki kostnej.
Dalsze badania Carlisle nad wpływem krzemu na rozwój i zdrowie zwierząt wykazały duże stężenie krzemu w tkankach łącznych i narządach zawierających dużo tkanki łącznej. Zawartość krzemu w tkance łącznej, aorcie, tchawicy i ścięgnach była 4-5 krotnie wyższa niż w wątrobie, sercu czy w mięśniach. Starzenie się tkanek powoduje zmniejszenie stężenia krzemu w skórze i aorcie, nie mając wpływu na zawartość krzemu w sercu, wątrobie i mięśniach.
Carlisle wykazała również, że biologicznie czynny krzem bierze czynny udział w tworzeniu się kolagenu obecnego w tkankach łącznych (dwie trzecie wszystkich protein w tkankach) i w formowaniu się macierzy zewnątrzkomórkowej i płynu śródmiąższowego.
Krzem – niezbędny pierwiastek śladowy w dietetyce zwierząt, Edith M. Carlisle, Zakład Nauki o Środowisku i Żywieniu, Szkoła Zdrowia Społeczeństwa, Uniwersytet Kalifornijski, Los Angeles, CA 90024
Kliknij, aby przejść do oryginalnego artykułu
W ostatnim dziesięcioleciu krzem został uznany za istotny pierwiastek śladowy biorący udział w prawidłowym funkcjonowaniu metabolizmu organizmów zwierząt i ludzi. Stwierdzono, że krzem pełni ważną rolę w funkcjonowaniu tkanek łącznych, szczególnie kości i chrząstek. Nieprawidłowości w budowie tkanek chrzęstnych są powodowane zmniejszeniem ilości składników tworzących tkanki, czego efektem jest zwiększone zapotrzebowanie na krzem przy tworzeniu kolagenu i glikozaminoglikanu. W przypadku kości i innych tkanek łącznych krzem wpływa przede wszystkim na formowanie struktury organicznej, bardziej wrażliwej na niedobór krzemu niż sam proces mineralizacji. Krzem wspiera ponadto metabolizm tkanek łącznych organizmu, gdyż jest obecny w wyjątkowo wysokiej koncentracji w komórkach metabolicznie aktywnych w formie jonów. Dodatkowo krzem osiąga wysokie stężenia w mitochondriach tych komórek. Inne badania wskazują na udział krzemu w biochemii subkomórkowych struktur zawierających enzymy.
Wpływ spożywanego krzemu i glinu na poziom stężenia krzemu i glinu w mózgach szczurów, Carlisle EM, Curran MJ, Zakład Nauki o Środowisku i Żywieniu, Szkoła Zdrowia Społeczeństwa, Uniwersytet Kalifornijski, Los Angeles, CA 90024
Kliknij, aby przejść do oryginalnego artykułu
Badania przeprowadzone zostały w celu określenia wpływu przyjmowanego krzemu i glinu na stężenia tych pierwiastków w mózgu. Do badań wybrano szczury w dwóch przedziałach wiekowych: 22 dniowe i 10 miesięczne. Szczurom podawano 4 rodzaje pokarmu:
- zawierający niewielką dawkę krzemu
- zawierający niewielką dawkę krzemu i glinu
- zawierający zwiększoną dawkę krzemu
- zawierający zwiększoną dawkę krzemu i glinu
Krzem – niedoceniany pierwiastek śladowy u szczurów, LE Magazine April 2003, Raport
Kliknij, aby przejść do oryginalnego artykułu
Biodostępność a skuteczność suplementów krzemowych: powolny i długotrwały proces erozji skał prowadzi do ich rozkładu. Efektem rozpadu są m.in. związki krzemu, takie jak rozpuszczalny w wodzie kwas krzemowy lub nierozpuszczalne monomeryczne krzemiany. Kwas krzemowy jest obecny w wodzie morskiej i słodkiej. Zawartość kwasu krzemowego w wodzie pitnej jest jednak niezwykle niska (0,1 – 1.0 ppm) a próby zwiększenia jego koncentracji kończyły się na przemianie dodawanego kwasu krzemowego w większe i nierozpuszczalne spolimeryzowane cząsteczki. Udało się jednak uzyskać stabilizowany kwas ortokrzemowy, którego stężenie jest wyższe, dzięki czemu jest bardziej przyswajalny.
Najważniejszym kryterium przy wyborze suplementu krzemu jest bezpieczeństwo dla zdrowia i biodostępność. Biodostępność określa szybkość i stopień wchłaniania substancji leczniczej z preparatu. Związki krzemu uzyskane metodą syntezy zawierają wiązania krzemowo-węglowe, które nie występują w naturze i mogą być bardzo toksyczne. Dlatego lepiej jest stosować suplementy krzemowe pochodzące z naturalnych źródeł. Wyciągi z ziół zawierają wysoką zawartość krzemionki, jednakże zawartość krzemu może się znacznie różnić, gdyż nie są one standaryzowane. Biodostępność krzemu zależy od wydolności żołądka produkującego kwas solny, dzięki któremu tworzy się rozpuszczalny kwasu krzemowy. Koloidalne żele krzemowe to produkty zawierające nierozpuszczalne, duże, spolimeryzowane cząsteczki krzemowe istniejące w formie zawiesiny. Biodostępność takich preparatów jest mocno ograniczona, soki trawienne przekształcają żel koloidalny w niewielkie ilości przyswajalnego kwasu krzemowego. Najlepiej przyswajalny pozostaje stabilizowany kwas ortokrzemowy, który udało się wyprodukować naukowcom.
Badania nad wpływem dodatku krzemu u kurczaków wykazały 5,6 % wzrost gęstości ich kości bioder oraz 4,25% wzrost gęstości kości udowych. W oparciu o wyniki badań przedstawione w artykule autorzy zwracają uwagę na fakt, że krzem został uznany jako krytyczny składnik mający pozytywny wpływ na niekorzystne efekty starzenia się organizmów. Krzem można przyjmować przy zagrożeniach związanych z osteoporozą. Zwiększoną ilość krzemu w organizmie można uzyskać poprzez:
- zawierający niewielką dawkę krzemu
- zawierający niewielką dawkę krzemu i glinu
- zawierający zwiększoną dawkę krzemu
- zawierający zwiększoną dawkę krzemu i glinu