Kieselsäure

Auch Kieselsäure wird oft im Zusammenhang mit Sekundären Pflanzenstoffen genannt, obwohl es im Grunde eher ein «primärer Pflanzenstoff ist», welcher der mechanischem Stabilität des Sprossachse dient. Kieselsäure findet man u.a. bei den Schachtelhalmen und den Süssgräsern. Ebenso findet man Kieselsäure oft bei Knöterichgewächsen (wie z.B. dem Vogelknöterich) oder auch den Brennhaaren der Brennnessel.

 Wird in Pflanzen von Kieselsäure gesprochen, dann sind damit verschiedene Silizium-Verbindungen gemeint. Eine Verbindung ist dabei z.B. die Orthokieselsäure. Diese Orthokieselsäure ist wasserlöslich und auch die Hauptform, in der Silizium im Bodenwasser gelöst vorkommt. Pflanzen nehmen die Kieseläsure in Form dieser löslichen Orthokieselsäure vom Boden auf, bzw. Transportieren diese auch innerhalb der Pflanze in dieser Form.

Im Pflanzengewebe eingebaut liegt die Kieselsäure dann aber als «amorphes, hydratisiertes Siliziumdioxid» (SiO2*H2O) vor. Dabei handelt es sich um einen harten Feststoff, der in etwa mit Glas zu vergleichen ist. Kleine Festkörper dieses SiO2*H2O (also «kleine Glaskörper») werden v.a. im äusserten Zellschichten (der Epidermis), bzw. ins Stützgewebe eingelagert. So dienen diese Glaskörper als eine Art «mineralischer Baustoff» und sorgen, ähnlich wie Cellulose oder Lignin für die Stabilität des Sprosses. Zusätzlich handelt es sich dabei auch um einen Frassschutz (wer beisst denn schon gerne ins harte Fensterglas rein :-)).

Weil diese eingebauten Glaskörper für die entsprechende Härte sorgen, macht dies Kieselsäure-haltige Pflanzen in der Regel unkaubar.  So kann man Schachtelhalmsprosse nicht kauen und daher auch nicht im Salat nutzen. Das Gleiche gilt auch für Gräser oder ausgewachsene Vogelknöteriche. Aus dem Acker-Schachtelhalm kann man jedoch einen leckeren Tee-Aufguss machen werden. Die extreme Härte von Schachtelhalm-Sprossen kann man sich technisch zu Nutze machen. So wurden früher mit dem Schachtelhalm Messer geschliffen oder das Zinngeschirr damit gereinigt (deshalb spricht man auch vom «Zinnkraut»).

Seit neuster Zeit wird die Kieselsäure auch für diverse Heilsversprechen beworben. Meist wird dabei von einer «Stärkung des Bindegewebes», «Unterstützung von Haut / Haaren», «schönen Fingernägeln» bis zu «rascherer Knochenheilung nach einem Bruch» gesprochen. Damit beworbene Nahrungsergänzungsmittel sind nicht nur pflanzliche Schachtelhalm-Präparate oder -Tees, sondern auch amorphes Kieselerde-Pulver, resp. es werden auch Produkte auch Orthokieselsäure verkauft.

Silizium findet sich nicht nur in Pflanzen, sondern auch im menschlichen Körper, v.a. in Haut, Sehnen, Bändern und Knochen. Der Anteil ist jedoch sehr gering und bei der biologischen Funktion ist auch noch einiges unklar. Wahrscheinlich ist das Silizium ans der Mineralisationsbildung der Knochen und der Bildung von Kollagen (den Zugfasern im Gewebe) unterstützend beteiligt.

Silizium wird vom Körper in Form der wasserlöslichen Orthokieselsäure aufgenommen. Dieses konsumieren wird v.a. über die Nahrung (z.B. Getreideprodukte) und das Trinkwasser. Im Westen konsumieren wir bei normaler Ernährung durchschnittlich 20 bis 50 mg Silizium pro Tag. Einen offiziell festgelegten täglichen Bedarf gibt es aber bisher nicht, und zwar weil bisher noch keine Mangelerkrankungen hierzu bekannt sind.

In Tierstudien konnte durch eine künstlich kontrollierte extrem Silizium-arme Ernährung eine gestörte Knochenentwicklung und eine gestörte Bindegewebestruktur beobachtet werden. Dies könnte darauf hinweisen, dass auch bei uns Menschen eine extrem Silizium-arme Ernährung einen negativen Effekt haben könnte. Das beweist jedoch noch lange nicht, dass wir mit unserer, normalen Ernährung mit 20-50 mg/Tag irgend einen einen Silizium-Mangel hätten, bzw. eine Supplementierung die Knochenentwicklung «boostern» würde (denn wie erwähnt sind bei Menschen bisher auch keine Silizium-Mangelerscheinungen belegt).

Eine Kohortenstudie aus dem Jahr 2004 (Jugdaohsingh et al. 2004) zeigte eine Korrelation zwischen höherem Silizium-Konsum und einer höheren Knochendichte, jedoch nur im Bereich weniger Prozentbereiche und nicht bei postmenopausalen Frauen. Korrelation heisst jedoch nicht automatisch Kausalität. So nehmen Menschen mit erhöhter Silizium-reicher (und damit Pflanzen-, bzw. Vollkorn-reicherer) Nahrung auch generell gesündere Lebensmittel zu sich, bzw. pflegen womöglich auch generell einen gesünderen Lebenstil. In Tierstudien zeigten sich bei einer Supplementation mit Kieselsäure bei hohen Dosen von 100 bis 140 mg pro kg Körpergewicht bei ansonsten künstlich kontrollierter, extrem Silizium-armer Ernährung positive Effekte auf Knochenmarker. Bei einer Supplementierung bei ansonsten normaler Ernährung waren diese Effekte jedoch inkonsistent.

Es wurden zur Supplementierung auch Humanstudien durchgeführt, wo sich keine bis nur sehr geringe Effekte auf Knochenmarker zeigen. Meist weisen diese Humanstudien jedoch sehr kleine Probandengrössen auf, bzw. wurden oft nur an Frauen mit postmenopausaler Osteoporose (also nicht an gesunden Probanden) durchgeführt. Weiter wurden in den Studien oft nicht nur Kieselsäure, sondern gleichzeitig auch Vitamin-D und Calcium supplementiert. Die vorhandene Evidenz mit Kieselsäure könnte also zwar Hinweise für positive Effekte liefern (v.a. bei Frauen mit Osteoporose), jedoch gibt es bisher keinen belastbaren Nachweis für einen klinisch relevanten Nutzen der Kieselsäure-Supplementation bei gesunden Personen.

 Die Frage stellt sich nun auch, wie viel Silizium denn in so einem Schachtelhalmtee steckt. Denn wie erwähnt liegt die Kieselsäure im Schachtelhalm hauptsächlich in der festen-harten, nicht bioverfügbaren und sehr schlecht löslichen Form als SIO2*H2 als «Glaskörper» vor. Eine Extraktionsstudie aus Norwegen (Bye et. al 2010) hat das Ganze mal genauer untersucht und fand heraus, dass ca. 5 bis 10% des totalen Siliziumgehaltes des Acker-Sachtelhalms ins Wasser extrahierbar sind. Im vorliegenden Fall war dies bei einer Tasse Tee mit 1g getrocknetem, fein gemahlenem Schachtelhalm in 50ml destiliertem Wasser (für 10 Minuten ausgekocht) ca. 2mg Silizium. Der Gehalt dürfte aber je nach Zubereitungsmethode etwas anders sein, d.h. bei einem mehrstündigen Auskochen (Dekokt) sind vermutlich auch höhere Werte zu erwarten. Wenn man jedoch den Silizium-Gehalt in so einem Schachtelhalmtee vergleicht mit Vollkorngetreide-Produkten (100g Vollkornbrot > 2.25 mg Silizium) oder Bier (0.35l > 8.25mg Silizium), gibt es im Alltag deutlich potentere Silizium-Quellen.

spannende Literatur zum Thema:

🌿Bruni et al (2019): Botancial Sources, Chemistry, Analysis, and Biological Activity of Furocoumarins of Pharmaceutical Interest

🌿Janda et al (2008): Photodermatits: Case Report and Review of the Literature

🌿Grosu et al (2024): New Insights Concerning Phytodermatitis Induced by Phototoxic plants

🌿Zöld et al (2025): Fast Determination of Furocoumarins in Food Supplements Containing Heracleum sphondylium L. Using Capillary Electrophoresis

🌿Pira et al (1989): Heracleum mantegazzianum growth phases and furocoumarin content

🌿Batiha et al (2022): Phytochemical Constituents, Folk Medical Uses, and Biological Activities of Genus Angelica: A review

🌿Sigurdsson et al (2012): Geographical variations of the furocoumarin composition of the fruits of Icelandic Angelica archangelica

🌿Zwirchmayr et al (2020): A Biochemometric Approach for the Indentification of In Vitro Anti-Inflammatory Constituents in Masterwort

🌿Dussy et al (2024): Determination of 23 furocoumarins in 82 food samples and impication for risk assessment

🌿 https://dermnetnz.org/topics/puva-photochemotherapy

🌿 https://en.wikipedia.org/wiki/Phytophotodermatitis^

🌿 https://en.wikipedia.org/wiki/Furanocoumarin

🌿 https://de.wikipedia.org/wiki/Furocumarine