Kieselsäure: Die verschiedenen Formen im Vergleich

Wussten Sie, dass in Ihrem Körper etwa 1 bis 1,5 Gramm Silizium gespeichert sind? Das ist mehr als bei vielen anderen Spurenelementen. Trotzdem kennen die wenigsten Menschen Kieselsäure als mögliche Nahrungsergänzung. Der Markt bietet verschiedene Produkte an - von Gel über Tabletten bis zu Pulver. Doch welche Form macht wirklich Sinn? Und was kann Silizium im Körper überhaupt bewirken? Dieser Artikel beleuchtet die Fakten hinter den Werbeversprechen und zeigt, was die Wissenschaft tatsächlich über Kieselsäure weiß.

Silizium kommt in der Natur überall vor. Es ist nach Sauerstoff das zweithäufigste Element in der Erdkruste. Im menschlichen Körper findet sich Silizium vor allem im Bindegewebe, in Knochen, Knorpeln, Haaren und Nägeln. Die tägliche Aufnahme über die Nahrung liegt bei etwa 20 bis 50 Milligramm [1]. Ob eine zusätzliche Einnahme sinnvoll ist, hängt von vielen Faktoren ab.

Was ist Kieselsäure und wie unterscheidet sie sich von anderen Silizium-Formen?

Der Begriff „Kieselsäure“ führt oft zu Verwirrung. Chemisch korrekt bezeichnet er verschiedene Verbindungen aus Silizium, Sauerstoff und Wasserstoff. In Nahrungsergänzungsmitteln meint man meist kolloidale Kieselsäure - das sind winzige Siliziumdioxid-Partikel in wässriger Lösung. Diese Partikel sind nur wenige Nanometer groß und bilden ein Gel. Daher kommt auch der Name „Kieselgel“, den viele Produkte tragen.

Silizium kann der Körper nicht in reiner Form aufnehmen. Es braucht immer eine Verbindung mit anderen Elementen. Die wichtigsten Formen in Nahrungsergänzungsmitteln sind: kolloidale Kieselsäure (Siliziumdioxid in Gel-Form), Orthokieselsäure (die kleinste lösliche Form), Silikate (Salze der Kieselsäure) und organische Silizium-Verbindungen wie Monomethylsilantriol. Jede Form hat unterschiedliche Eigenschaften, was die Aufnahme im Darm betrifft [2].

Kolloidale Kieselsäure - die klassische Form

Kolloidale Kieselsäure besteht aus Siliziumdioxid-Partikeln mit einer Größe von 5 bis 100 Nanometern. In Wasser bilden diese Partikel eine milchig-trübe Lösung. Die meisten Kieselsäure-Gele im Handel enthalten 1 bis 2 Prozent Siliziumdioxid. Der Rest ist Wasser. Bei der Einnahme müssen die Partikel erst im Magen-Darm-Trakt in kleinere, aufnehmbare Einheiten zerlegt werden. Dieser Prozess funktioniert nur teilweise. Studien zeigen, dass maximal 1 bis 4 Prozent des enthaltenen Siliziums tatsächlich ins Blut gelangen [3].

Die geringe Aufnahme hat mehrere Gründe. Siliziumdioxid-Partikel neigen dazu, sich zu größeren Verbänden zusammenzulagern. Je größer die Partikel, desto schlechter können sie die Darmwand passieren. Zudem ist der pH-Wert im Darm wichtig. Bei einem pH-Wert über 9 lösen sich die Partikel besser auf. Der normale Darm-pH liegt aber nur bei 6 bis 8. Daher bleibt ein Großteil der kolloidalen Kieselsäure unverdaut und wird ausgeschieden.

Orthokieselsäure - die beste Bioverfügbarkeit

Orthokieselsäure (chemisch: Si(OH)₄) gilt als die am besten aufnehmbare Silizium-Form. Es handelt sich um einzelne Silizium-Moleküle, die von vier OH-Gruppen umgeben sind. Diese Form entsteht, wenn Siliziumdioxid in Wasser gelöst wird - allerdings nur in sehr geringen Mengen. Bei 25 Grad Celsius lösen sich maximal 120 Milligramm pro Liter.

Der Vorteil der Orthokieselsäure: Sie kann direkt durch die Darmwand ins Blut aufgenommen werden. Die Aufnahmerate liegt bei etwa 50 bis 80 Prozent [4]. Das Problem: Orthokieselsäure ist sehr instabil. Schon nach kurzer Zeit verbinden sich die Moleküle zu größeren Einheiten (Polymerisation). Dann sinkt die Aufnahme wieder drastisch. Einige Hersteller stabilisieren Orthokieselsäure daher mit Cholin. Diese Cholin-stabilisierte Orthokieselsäure (ch-OSA) bleibt länger in der gut aufnehmbaren Form.

Silikate und organische Verbindungen

Silikate sind Salze der Kieselsäure. In Nahrungsergänzungsmitteln findet man oft Natriumsilikat oder Kaliumsilikat. Diese Verbindungen lösen sich gut in Wasser. Im sauren Milieu des Magens wandeln sie sich teilweise in Orthokieselsäure um. Die Aufnahmerate liegt zwischen der von kolloidaler Kieselsäure und reiner Orthokieselsäure - etwa bei 10 bis 20 Prozent [5].

Organische Silizium-Verbindungen wie Monomethylsilantriol enthalten Silizium in Verbindung mit Kohlenstoff. Diese Formen werden vom Körper anders verstoffwechselt als anorganische Verbindungen. Einige Studien deuten auf eine gute Aufnahme hin, aber die Datenlage ist noch dünn. Die meisten Untersuchungen zu Silizium im menschlichen Körper beziehen sich auf anorganische Formen.

Aufnahme und Stoffwechsel von Silizium im Körper

Die Aufnahme von Silizium erfolgt hauptsächlich im oberen Dünndarm. Dort herrschen die besten Bedingungen für die Resorption. Der genaue Mechanismus ist noch nicht vollständig geklärt. Wahrscheinlich nutzt Silizium ähnliche Transportwege wie andere kleine, wasserlösliche Moleküle. Nach der Aufnahme gelangt Silizium über die Pfortader zur Leber und von dort in den großen Blutkreislauf.

Im Blut liegt Silizium fast ausschließlich als Orthokieselsäure vor. Die normale Konzentration beträgt 5 bis 20 Mikromol pro Liter. Das entspricht etwa 0,15 bis 0,6 Milligramm pro Liter [6]. Nach der Einnahme von Silizium-Präparaten steigt der Blutspiegel innerhalb von 1 bis 2 Stunden an. Der Höchstwert wird meist nach 2 bis 4 Stunden erreicht. Dann fällt der Spiegel wieder ab, weil die Nieren das überschüssige Silizium ausscheiden.

Die Halbwertszeit von Silizium im Blut beträgt nur 3 bis 8 Stunden. Das bedeutet: Nach dieser Zeit ist die Hälfte des aufgenommenen Siliziums bereits wieder ausgeschieden. Etwa 40 bis 60 Prozent verlassen den Körper über den Urin. Der Rest wird über den Stuhl ausgeschieden oder in Gewebe eingebaut. Die schnelle Ausscheidung macht eine gleichmäßige Versorgung schwierig. Mehrere kleine Dosen über den Tag verteilt sind daher sinnvoller als eine große Einzeldosis.

Faktoren, die die Aufnahme beeinflussen

Verschiedene Faktoren können die Silizium-Aufnahme verbessern oder verschlechtern. Vitamin C und Aminosäuren wie Glycin fördern die Resorption. Sie halten Silizium in Lösung und verhindern die Bildung größerer Partikel. Auch ein leicht saurer pH-Wert im oberen Dünndarm ist günstig. Ballaststoffe und Phytate aus Getreide können dagegen die Aufnahme hemmen. Sie binden Silizium und machen es für den Körper unzugänglich [7].

Das Alter spielt ebenfalls eine Rolle. Mit zunehmendem Alter sinkt die Fähigkeit des Darms, Silizium aufzunehmen. Auch der Silizium-Gehalt in verschiedenen Geweben nimmt ab. In der Aorta (Hauptschlagader) fällt er beispielsweise von etwa 200 Mikrogramm pro Gramm Trockengewicht im Alter von 10 Jahren auf unter 100 Mikrogramm im Alter von 70 Jahren [8]. Ob eine erhöhte Zufuhr diesen Rückgang ausgleichen kann, ist wissenschaftlich noch nicht eindeutig geklärt.

Natürliche Silizium-Quellen im Vergleich zu Nahrungsergänzungsmitteln

Bevor man zu Nahrungsergänzungsmitteln greift, lohnt ein Blick auf natürliche Silizium-Quellen. Viele Lebensmittel enthalten beachtliche Mengen des Spurenelements. Der Gehalt schwankt allerdings stark - je nach Anbaugebiet, Bodenbeschaffenheit und Verarbeitung. Pflanzliche Lebensmittel sind generell reicher an Silizium als tierische Produkte.

Getreide, besonders Hafer und Hirse, gehören zu den besten Silizium-Lieferanten. Eine Portion Haferflocken (50 Gramm) zum Frühstück liefert bereits 20 bis 30 Milligramm Silizium. Das entspricht etwa der Hälfte der durchschnittlichen Tagesaufnahme. Wichtig: Das Silizium sitzt hauptsächlich in den äußeren Schichten des Korns. Weißmehl und polierter Reis enthalten daher deutlich weniger als Vollkornprodukte.

Überraschend für viele: Auch Bier enthält relevante Mengen Silizium. Es stammt aus der Gerste und wird während des Brauprozesses gelöst. Die Orthokieselsäure im Bier ist gut verfügbar - die Aufnahme liegt bei etwa 50 Prozent [9]. Natürlich ist Bier wegen des Alkohols kein empfehlenswerter Silizium-Lieferant. Alkoholfreies Bier enthält ähnliche Mengen und ist die gesündere Alternative.

Bioverfügbarkeit aus Lebensmitteln versus Supplementen

Die Aufnahme von Silizium aus Lebensmitteln variiert stark. Aus Bananen nimmt der Körper etwa 40 bis 60 Prozent des enthaltenen Siliziums auf. Bei Getreide sind es nur 1 bis 10 Prozent. Der Grund: In Pflanzen liegt Silizium oft als schwer lösliches Polymer vor. Diese großen Moleküle kann der Darm kaum aufnehmen. Kochen und andere Verarbeitungsprozesse können die Verfügbarkeit teilweise verbessern [10].

Im direkten Vergleich schneiden stabilisierte Orthokieselsäure-Präparate bei der Aufnahme am besten ab. Sie erreichen Bioverfügbarkeiten von 50 bis 80 Prozent. Natürliche Lebensmittel liegen meist darunter. Dafür liefern sie neben Silizium viele weitere Nährstoffe. Eine abwechslungsreiche Ernährung mit viel Vollkorn, Gemüse und Obst kann den Silizium-Bedarf bei den meisten Menschen decken. Supplements machen vor allem Sinn, wenn die Ernährung einseitig ist oder besondere Umstände vorliegen.

Physiologische Funktionen von Silizium im menschlichen Körper

Silizium erfüllt im Körper verschiedene Aufgaben, auch wenn es offiziell nicht als essentielles Spurenelement gilt. Die höchsten Konzentrationen finden sich in Bindegewebe, Knochen, Knorpel, Blutgefäßen und Haut. Dort ist Silizium an der Bildung und Stabilisierung wichtiger Strukturproteine beteiligt. Ohne ausreichend Silizium können diese Gewebe ihre Funktion nicht optimal erfüllen.

Im Bindegewebe unterstützt Silizium die Vernetzung von Kollagen und Elastin. Diese beiden Proteine bilden das Grundgerüst von Haut, Sehnen und Blutgefäßen. Silizium fungiert dabei als eine Art Brückenbildner. Es verbindet einzelne Proteinstränge zu einem stabilen Netzwerk. Studien an Zellkulturen zeigen: Ohne Silizium produzieren Bindegewebszellen 30 bis 50 Prozent weniger Kollagen [11]. Die genauen molekularen Mechanismen sind noch Gegenstand der Forschung.

In den Knochen spielt Silizium vor allem in der Wachstumsphase eine wichtige Rolle. Es konzentriert sich in den aktiven Bereichen der Knochenbildung. Dort unterstützt es die Aktivität der Osteoblasten - das sind die Zellen, die neue Knochensubstanz aufbauen. Tierversuche zeigen: Bei Silizium-Mangel wachsen Knochen langsamer und bleiben schwächer. Die Kalzium-Einlagerung funktioniert schlechter [12]. Beim erwachsenen Menschen ist die Bedeutung weniger klar. Die meisten Studien finden aber positive Zusammenhänge zwischen Silizium-Aufnahme und Knochendichte.

Silizium in Haut, Haaren und Nägeln

Haut, Haare und Nägel enthalten besonders viel Silizium. In der Haut findet es sich vor allem in der Dermis (Lederhaut), wo es zur Elastizität und Festigkeit beiträgt. Mit dem Alter sinkt der Silizium-Gehalt der Haut deutlich. Parallel dazu nimmt die Hautelastizität ab und Falten entstehen. Ob eine erhöhte Silizium-Zufuhr diesen Prozess verlangsamen kann, wird kontrovers diskutiert.

Eine placebokontrollierte Studie mit 50 Frauen untersuchte den Effekt von 10 Milligramm Silizium täglich über 20 Wochen. Die Silizium-Gruppe zeigte eine messbare Verbesserung der Hautrauigkeit und eine erhöhte Elastizität. Die Unterschiede waren statistisch bedeutsam, aber klinisch eher gering [13]. Andere Studien finden ähnliche Trends, aber die Effekte sind meist moderat.

Bei Haaren und Nägeln ist die Datenlage noch dünner. Silizium ist zwar ein Bestandteil der Haarstruktur, aber kontrollierte Studien zur Wirkung von Supplementen fehlen weitgehend. Einzelne kleine Untersuchungen deuten auf eine verbesserte Haardicke und reduzierten Haarausfall hin. Die Qualität dieser Studien reicht aber nicht für eindeutige Schlussfolgerungen [14].

Einfluss auf das Immunsystem und andere Funktionen

Neuere Forschungen deuten darauf hin, dass Silizium auch das Immunsystem beeinflusst. In Zellkultur-Studien stimuliert Orthokieselsäure die Aktivität von Lymphozyten und Makrophagen. Das sind wichtige Zellen der körpereigenen Abwehr. Die klinische Bedeutung dieser Befunde ist noch unklar. Beim Menschen fehlen aussagekräftige Studien zum Einfluss von Silizium auf Infektanfälligkeit oder Immunfunktion [15].

Interessant sind auch Hinweise auf eine Aluminium-bindende Wirkung von Silizium. Aluminium kann sich im Körper anreichern und wird mit verschiedenen Gesundheitsproblemen in Verbindung gebracht. Silizium bildet mit Aluminium schwer lösliche Komplexe. Dadurch könnte es die Aufnahme von Aluminium aus der Nahrung verringern und die Ausscheidung fördern. Epidemiologische Studien finden tatsächlich einen Zusammenhang: In Regionen mit siliziumreichem Trinkwasser ist die Alzheimer-Häufigkeit niedriger. Ein ursächlicher Zusammenhang ist aber nicht bewiesen [16].

Wissenschaftliche Studienlage zu gesundheitlichen Effekten

Die Forschung zu Silizium und Gesundheit hat in den letzten 20 Jahren deutlich zugenommen. Trotzdem bleiben viele Fragen offen. Die meisten Studien sind klein, kurz und methodisch nicht optimal. Große, langfristige Interventionsstudien fehlen fast völlig. Das macht es schwer, klare Empfehlungen abzuleiten. Im Folgenden ein Überblick über die wichtigsten Forschungsbereiche und ihre Ergebnisse.

Knochengesundheit und Osteoporose-Prävention

Die meisten Humanstudien zu Silizium befassen sich mit der Knochengesundheit. Eine der größten Untersuchungen ist die Framingham Offspring Study mit über 2.800 Teilnehmern. Sie fand einen positiven Zusammenhang zwischen Silizium-Aufnahme und Knochendichte. Personen mit der höchsten Silizium-Aufnahme (mehr als 40 Milligramm täglich) hatten eine um 10 Prozent höhere Knochendichte als jene mit der niedrigsten Aufnahme (weniger als 14 Milligramm täglich) [17].

Interventionsstudien zeigen gemischte Ergebnisse. Eine Studie mit postmenopausalen Frauen testete die Wirkung von Cholin-stabilisierter Orthokieselsäure. Die Teilnehmerinnen erhielten ein Jahr lang täglich 3, 6 oder 9 Milligramm Silizium oder Placebo. Die Gruppe mit 6 Milligramm zeigte eine signifikante Zunahme der Knochendichte in der Wirbelsäule. Bei 3 und 9 Milligramm war der Effekt nicht statistisch bedeutsam [18]. Das deutet auf eine optimale Dosis hin - zu wenig bringt nichts, zu viel aber auch nicht mehr.

Eine Meta-Analyse von 2013 fasste die verfügbaren Studien zusammen. Das Ergebnis: Silizium-Supplementierung kann die Knochendichte leicht erhöhen. Der Effekt ist aber klein und nicht bei allen Messorten nachweisbar. Die Autoren fordern größere und längere Studien, um die klinische Relevanz zu klären [19]. Bis dahin bleibt unklar, ob Silizium tatsächlich vor Osteoporose schützen kann.

Herz-Kreislauf-System und Gefäßgesundheit

Silizium findet sich in hohen Konzentrationen in den Wänden der Blutgefäße. Mit dem Alter und bei Arteriosklerose sinkt der Gehalt deutlich. Das wirft die Frage auf: Kann zusätzliches Silizium die Gefäße schützen? Tierversuche liefern interessante Hinweise. Kaninchen mit cholesterinreicher Diät entwickeln normalerweise Gefäßschäden. Gibt man zusätzlich Silizium, fallen die Schäden geringer aus [20].

Beim Menschen ist die Datenlage dünn. Eine kleine Studie mit 30 Teilnehmern untersuchte den Effekt von Silizium auf die Gefäßelastizität. Nach 3 Monaten Supplementierung verbesserte sich die Elastizität der Arterien messbar. Der Blutdruck sank leicht, aber nicht statistisch signifikant [21]. Größere Studien zu harten Endpunkten wie Herzinfarkt oder Schlaganfall fehlen völlig. Die verfügbaren Daten reichen nicht aus, um Silizium zur Herz-Kreislauf-Prävention zu empfehlen.

Haut, Haare und Anti-Aging-Effekte

Die Kosmetikindustrie bewirbt Kieselsäure gerne als Anti-Aging-Mittel. Die wissenschaftliche Basis dafür ist schwach. Zwar enthält junge Haut mehr Silizium als alte. Aber ob Supplementierung den Alterungsprozess verlangsamt, ist fraglich. Die wenigen kontrollierten Studien zeigen bestenfalls kleine Effekte.

Eine belgische Studie untersuchte 50 Frauen zwischen 40 und 65 Jahren. Sie erhielten 20 Wochen lang täglich 10 Milligramm Silizium als ch-OSA oder Placebo. Die Silizium-Gruppe zeigte eine Verbesserung verschiedener Hautparameter: Die Oberflächenrauigkeit sank um 8 Prozent, die Elastizität stieg um 6 Prozent. Auch die Nagelbrüchigkeit nahm ab [22]. Die Effekte waren messbar, aber für die Teilnehmerinnen kaum sichtbar.

Für Haare gibt es noch weniger Evidenz. Eine Studie mit 48 Frauen fand nach 9 Monaten Silizium-Supplementierung eine erhöhte Haardicke und weniger Haarausfall. Die Studie hatte aber methodische Schwächen: keine Placebo-Kontrolle und subjektive Bewertungskriterien [23]. Insgesamt reicht die Evidenz nicht, um Silizium als wirksames Mittel für Haut und Haare zu bezeichnen.

Sicherheit und mögliche Nebenwirkungen

Silizium gilt generell als sicher. Der Körper hat effektive Mechanismen, um überschüssiges Silizium auszuscheiden. Selbst bei hohen Dosen von 100 Milligramm täglich wurden in Studien keine ernsthaften Nebenwirkungen beobachtet. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hat für Silizium keinen oberen Grenzwert festgelegt. Sie sieht bei normaler Verwendung kein Risiko [24].

Leichte Nebenwirkungen können trotzdem auftreten. Manche Menschen berichten über Magen-Darm-Beschwerden wie Übelkeit oder Durchfall. Das betrifft vor allem kolloidale Kieselsäure in höheren Dosen. Die Beschwerden sind meist mild und verschwinden bei Dosisreduktion. Allergische Reaktionen sind extrem selten. In der Literatur finden sich nur vereinzelte Fallberichte.

Ein spezielles Risiko betrifft Menschen mit Nierenproblemen. Die Nieren sind das Hauptausscheidungsorgan für Silizium. Bei schwerer Niereninsuffizienz kann sich Silizium im Körper anreichern. Hohe Blutspiegel wurden mit der Bildung von Nierensteinen in Verbindung gebracht. Menschen mit bekannten Nierenproblemen sollten daher vor der Einnahme ihren Arzt konsultieren [25].

Wechselwirkungen mit Medikamenten und anderen Nährstoffen

Direkte Wechselwirkungen zwischen Silizium und Medikamenten sind nicht bekannt. Theoretisch könnte Silizium die Aufnahme bestimmter Mineralstoffe beeinflussen. In Tierstudien fand sich eine leicht verminderte Aufnahme von Molybdän bei sehr hohen Silizium-Dosen. Die praktische Bedeutung für den Menschen ist unklar. Bei normalen Supplementdosen sind keine relevanten Interaktionen zu erwarten.

Interessant ist die mögliche Wechselwirkung mit Aluminium. Silizium kann Aluminium binden und dessen Aufnahme verringern. Das könnte bei Menschen mit hoher Aluminium-Exposition vorteilhaft sein. Andererseits könnte es die Wirkung Aluminium-haltiger Medikamente (etwa bestimmte Antazida) beeinflussen. Die klinische Relevanz ist nicht geklärt. Im Zweifel sollte zwischen der Einnahme von Silizium und Aluminium-haltigen Präparaten ein zeitlicher Abstand eingehalten werden.

Qualitätskriterien für Silizium-Produkte

Die Qualität von Silizium-Supplementen variiert erheblich. Wichtige Kriterien sind: die Art der Silizium-Verbindung, die Konzentration, die Stabilität und die Reinheit. Bei kolloidaler Kieselsäure sollte die Partikelgröße angegeben sein. Je kleiner die Partikel, desto besser die potenzielle Aufnahme. Seriöse Hersteller geben die durchschnittliche Partikelgröße in Nanometern an.

Bei Orthokieselsäure-Produkten ist die Stabilisierung entscheidend. Unstabilisierte Orthokieselsäure polymerisiert schnell und verliert ihre gute Bioverfügbarkeit. Cholin-stabilisierte Produkte (ch-OSA) sind wissenschaftlich am besten untersucht. Andere Stabilisatoren wie Glycerin oder PEG sind möglich, aber weniger erforscht. Das Produkt sollte ein Verfallsdatum haben und Angaben zur Lagerung machen.

Vorsicht ist geboten bei übertriebenen Werbeversprechen. Aussagen wie „heilt Arthrose“ oder „stoppt Haarausfall“ sind wissenschaftlich nicht belegt und rechtlich unzulässig. Seriöse Anbieter halten sich an die Health Claims Verordnung. Sie machen nur Aussagen, die wissenschaftlich fundiert und von der EFSA genehmigt sind. Für Silizium gibt es derzeit keine zugelassenen gesundheitsbezogenen Aussagen.

Dosierung und Anwendungsempfehlungen

Offizielle Empfehlungen zur Silizium-Zufuhr gibt es nicht. Das Spurenelement gilt nicht als essentiell, daher haben Fachgesellschaften keinen Tagesbedarf definiert. Aus Studien lassen sich aber Orientierungswerte ableiten. Die durchschnittliche Aufnahme über die Nahrung liegt bei 20 bis 50 Milligramm täglich. In Interventionsstudien wurden meist 5 bis 20 Milligramm zusätzlich gegeben.