Метаболизм кремния
Мало что известно о способах, которыми кремний поглощается и утилизируется в живых организмах. Кремний в виде Si (ОН) 4 в небольших количествах должен попадать в большинство водных областей живых организмов. Без сомнения, кремний способен диффундировать в любой орган, куда может проникать вода или глицерин. Вероятно, кремний не способен проникать через липидные слои мембран.
Однако можно предположить, что для переноса, концентрирования и осаждения кремния в организме, по-видимому, должно происходить образование соединений хелатного типа. Вейсс и Герцог [127] нашли, что в растениях при рН 4,0—6,8 образуются катионные кремниевые комплексы производных тропо - лона. Подобный комплекс мог бы быть перенесен и сконцентрирован, а затем, если значение рН повышалось до 7, выделялась и осаждалась кремневая кислота в свободном состоянии. Энергия, необходимая для переноса, концентрирования и выделения кислоты, может оказаться совсем небольшой. Она должна главным образом расходоваться на реакции, требуемые для незначительного изменения величины рН в локализованном районе. Как только локальная концентрация БіОг оказывается выше 0,01—0,02 %, особенно в присутствии четвертичных аммониевых ионов (например, фосфолипидов), происходит полимеризация с образованием твердого кремнезема.
Вполне возможно, что в животном организме в метаболизме кремния может участвовать и другой тип хелатного соединения (например, анионные комплексы типа катехина). В таком случае, по Бауманну [3906], хелатное соединение оказывается стабильным только прц рН>7, а выделение кремневой кислоты в свободном состоянии идет ниже этого значения рН. Никаких хелатных соединений кремния не было выделено из. тканей животных. Однако присутствие целого ряда молекул со структурой, напоминающей катехин, как, например, катехоламины, не исключает возможности образования такого типа соединений в организме животных. Подобные хелатные соединения обсуждались в гл. 1 и 2.
Способ, благодаря которому кремнезем собирается около зародышей полимеризации в специфических центрах организма, остается вопросом предположений и гипотез. Для того чтобы образовались твердые частицы кремнезема в суспензии в водной среде, необходимо сильное пересыщение раствора мономера. Однако если какое-либо органическое вещество оказывается способным адсорбировать монослой кремневой кислоты, которая затем полимеризуется до образования пленки кремнезема, то кремнезем будет продолжать осаждаться на таком участке из раствора при условии небольшого пересыщения в этой области. Так, на основании изучения состава стенок клеток нескольких разновидностей диатомей Хекки и др. [390в] предположили, что кремневая кислота способна связываться на богатой гидроксильными группами клеточной поверхности белка, на которой содержатся большие количества серина и тропеонина. Такой белковый слой удерживается на полисахаридах клеточной стенки. Гидроксильные группы аминокислотных сегментов полисахаридов формируют поверхность, на которой близко расположенные между собой группы ОН в свою очередь создают матрицу с особым сродством к кремневой кислоте. Смежные молекулы кремневой кислоты могли бы затем полимеризоваться с образованием гидратированной кремнеземной поверхности, на которой уже в последующем происходило бы осаждение кремнезема из окружающего раствора.
