Räni on keemiline element sümboliga Si. Perioodilisustabelis on sellel aatomnumber 14 ning see on 3. perioodil ja 4. põhirühmas ning süsinik vastavalt (“tetrels”). Kuna räni on nii metallide kui ka klassikaliste mittejuhtide omadustega, see on üks tüüpilisi poolmõõtmeid või pooljuhte (elementaalpooljuhte). Termin räni tuleneb ladinakeelsest sõnast “silex” (kõva kivi, kivike, tulekivi). Ühe olulisema kivimite moodustajana mineraalid, räni on maapõues kõige arvukamalt teine element pärast seda hapnik (elemendi sümbol: O) 27.6% -ga. Seal tänu oma suurele afiinsusele hapnik, esineb see peamiselt silikaadi kujul (SiO4, soolad ja orto-ränihappe (Si (OH) 4) ja selle kondensaatide estrid ning ränidioksiid, mis koosneb peamiselt ränihappe anhüdriidist või ränidioksiid (SiO2) ja pärineb radiolaaridest (radiolaarid, üherakulised organismid, millel on opaali endoskelett (SiO2)) ja diatoomidest (diatoomid SiO2 rakukestaga), mis on ladestunud kihtidena. Kõigis looduses esinevates ühendites moodustab räni eranditult üksiksidemed - Si-O üksiksidemed -, milles see esineb peamiselt neljavalentse elektropositiivse partnerina - neljakordse koordineeritud, positiivselt laetud räni aatomina. See võimaldab tetraeedriliselt ehitatud silikatsioonil (SiO44-) moodustada suuremaid ühendeid (kolmemõõtmelised võrgud), eelistatavalt kompositsioonist SiO2. Lisaks eksisteerivad ühendid, milles ränil on viis või kuus korda kooskõlastamine. Sünteetiliselt toodetud kahevalentse räni ühendid (silüleenid) on enamasti ebastabiilsed, eriti optikatööstuses on oluline ainult ränimonoksiid (SiO). Kuigi loomamudelid räägivad räni olulisest osast, pole see inimorganismi jaoks veel tõestatud. Sel põhjusel on räni üks üliraskeelemente (elemendid, mille olulisust on loomkatsetes kinnitatud ja mille puhul on ekstreemsetes tingimustes leitud puudujäägisümptomeid, ilma et nende spetsiifilised funktsioonid oleksid teada). Räni on inimestele kättesaadav nii selle loodusliku sisalduse tõttu toidus - vabas vormis monosilikhappena (ortosilikhape, Si (OH) 4) kui silikaadina (SiO4) ja seotuna eeter or ester derivaat - ja selle kasutamisel toidu lisaainena - silikaadid (SiO4) paakumisvastaste ja vahutamisvastaste ainetena. Taimsed toidud, eriti kiudaineid sisaldavad teraviljad nagu oder ja kaerja juurviljad sisaldavad ränisisaldust tavaliselt rohkem kui loomsed toidud, kuid eeldatavasti on need vähem biosaadavad, kuna peamiselt on silikaadid (mitmest SiO4 ühikust koosnevad makromolekulid) polümeerselt siduv vorm. Joogid, näiteks õlu, sisaldavad ka palju räni, mis on samuti hõlpsasti kasutataval kujul.
Absorptsioon
Räni võib kehasse siseneda nii toidu kaudu absorptsioon seedetraktis ja hingamisteede õhu kaudu resorptsiooni (omastamise) kaudu kopsu alveoolid (alveoolid, kus gaasivahetus veri ja hingamise ajal tekib alveolaarne õhk). Orgaaniliselt seotud räni või polümeersilikaat (makromolekul, mis koosneb mitmest SiO4 ühikust), mida tarnitakse dieet tuleb kõigepealt lõhestada seedetrakt hüdrolüütiliselt ensüümide kõhunäärme ja / või enterotsüütide harja membraan (peensoole rakud) epiteel), et see imenduks peensoolde monomeerse silikaadina (SiO44-). Soolestik absorptsioon monosiinhappest või monomeersest silikaadist dieet toimub otseselt ilma eelneva ensümaatilise hüdrolüüsita (lõhustamine reaktsiooniga vesi). Räni imendumise enterotsüütidesse (peensoole rakkudesse) mehhanism epiteel) ja seejärel vereringesse on ebaselge. Diatoomid, mille rakuümbris koosneb suuresti ränidioksiid (SiO2), on inimese sooletrakti läbilaskvad ja läbivad puutumatu soole limaskest ja lümfisõlmed ringlus. Samamoodi võivad nad kehasse siseneda absorptsioon aasta kopsu alveoolidRasedatel naistel võivad diatoomiosakesed läbida platsentaarbarjääri ja koguneda vastavalt vastsündinud ja enneaegsete imikute kudedesse. Räni neeldumiskiirus sõltub selle sidumistüübist kiudainesisalduse eksokriinsete näärmete nagu pankreas sisu, bioloogiline vanus, sugu ja funktsionaalne seisund (pankreas → seedetrakti tootmine ensüümide mis on sekreteeritud peensoolde). Kuna toidus tarvitatav räni on peamiselt taimse päritoluga ja esineb seega polümeeridena (makromolekulid, mis koosnevad mitmest identsest ühikust - antud juhul SiO4) või on seotud orgaaniliste ühenditega molekulid mis vajavad enne imendumist hüdrolüütilist lõhustamist, on räni imendumise määr toidust väga madal ja on ainult umbes 4%. Kõrge kiudainesisalduse ränisisaldusega toiduainete sisaldus aitab kaasa madalale biosaadavus, kuna näiteks teraviljadest saadud tselluloosid ja hemitselluloosid seovad räni ja eemaldavad selle imendumisest. Suurem osa ettevõtte tarnitud räni dieet keha seega ei imendu, kuid jätab selle väljaheidete (väljaheidete) kaudu imendumatuks. Taimsetest saadustest pärineva polümeerse ränidioksiidiga võrreldes imendub suukaudselt manustatud monomeeriline ränidioksiid (Si (OH) 4) otse ja kiiresti tänu sellele, et ensümaatiline hüdrolüüs ei ole vajalik ja puudub koostoime (koostoime) toidu koostisosadega ning järelikult on kõrgem biosaadavus. Eksokriinsed pankrease puudulikkus (kõhunäärmehaigus), mis on seotud seedetrakti ebapiisava tootmisega ensüümide, võib viima räni imendumise vähenemisele, kuna soolestiku luumenis on vähenenud polümeerse ja toiduga seotud räni ensümaatiline lõhustamine.
Transport ja jaotumine kehas
Imendunud monosilihape ja monomeersed silikaadid jaotatakse vereringe kaudu vastavatesse kudedesse. Inimorganism sisaldab umbes 1–1.5 g räni (~ 20 mg / kg kehakaalu kohta), mis kuhjub (koguneb) eriti sidekudedesse ja võib seega leida veri laevad, näiteks aordi (peamine tuiksoon), hingetoru (tuuletoru), Kõõlused, luudja nahk. Suurim räni sisaldus on luud (kuni 100 mg / kg) nende suure kaalu tõttu. Lisaks võib räni koguneda ka kopsudesse ja lümf sõlmed (450 mg / kg). Kõrge räni kontsentratsioon of sidekoe-taolised struktuurid on mikroelemendi esinemise glükosaminoglükaanide (happelised polüsahhariidid mis on ehitatud lineaarselt korduvate disahhariidühikute moodustamisel) ja proteoglükaanid (tugevalt glükosüülitud glükoproteiinid, mis koosnevad valgust ja ühest või mitmest kovalentselt seotud glükosaminoglükaanist). Sisse veri seerumis leidub räni peamiselt dissotsieerumata monomeerse ränidioksiidi (Si (OH) 4) kujul kontsentratsioonidel 190–470 ug / l. Räni seerum kontsentratsioon ei mõjuta bioloogiline vanus ega sugu. Mitmed uuringud näitavad, et vanuse kasvades ränisisaldus kudedes, eriti nahk, aordi ja luudväheneb. Vanusega seotud räni vähenemist luudes ei saa seostada räni defitsiidiga, vaid tuhasisalduse (mineraalainesisaldus, luu anorgaaniline fraktsioon) vähenemisega - kaltsium, fosfor, magneesium, tsink, mangaan. Haigused, näiteks Osteoporoosi (luukadu, langus) luutihedus luu aine ja struktuuri liigse kiire lagunemise tõttu, millel on suurenenud vastuvõtlikkus luumurd) ja ateroskleroos (arterioskleroos, arterite kõvenemine vererasvade ladestumise tõttu, sidekoejne seintes laevad), kiirendada kudede vähenemist kontsentratsioon räni.
Eritumine
Imendunud räni eritumine toimub suures osas läbi neer kujul magneesium ortosilikaat. Täiskasvanud eritavad uriiniga keskmiselt umbes 9 mg räni päevas. Imetavatel naistel võib oodata täiendavat räni kadu 350–700 µg / l rinnapiim. Räni homöostaas (a tasakaal) reguleeritakse peamiselt neerude kaudu (neerseotud) eritumine, mille tase sõltub soolestikus imendunud kogusest. Kui sooles on räni imendumine madal, näiteks suurenenud kiudainesisalduse tarbimisel väheneb neerude eritumine (eritumine), samas kui soole räni imendumine soolestikus suureneb näiteks haldamine monomeersest ränidioksiidist, kõrvaldamine uriini kaudu suureneb.
