Silicio y Ortiga: posible utilidad terapéutica

El silicio (Si) es el segundo [1]Aguilar F, Charrondiere UR, Dusemund B, Galtier P, Gilbert J, Gott DM, et al. Scientific Opinion. Choline-stabilised orthosilicic acid added for nutritional purposes to food supplements. Scientific … Continuar leyendo elemento más abundante en la litosfera (28%), detrás del O2 (47,4%) y el tercer oligoelemento más abundante del cuerpo humano. [2]Aksay IA, Staley JT, Prud’homme RK (1996) Ceramics Processing with Biogenic Additives. En Mann S (Ed.) Biomimetic Materials Chemistry. VCH. Nueva York, EEUU. pp. 361-378.

Fundamentalmente, se encuentra como componente del suelo, en forma de mineral. No obstante, a diferencia de otros elementos, el silicio no se encuentra en forma libre sino que forma compuestos naturales inorgánicos, en los que se presenta como sílice [dióxido de silicio (SiO2)], ácidos silícicos y silicatos (sales del ácido silícico). [3]Bellés M, Sánchez DJ, Gómez M, Corbella J, Domingo JL (1998) Silicon reduces aluminum accumulation in rats: relevance to the aluminum hypothesis of Alzheimer Disease. Alzheimer Dis. Assoc. Disord … Continuar leyendo

Índice del contenido

Silicio, ¿dónde lo encontramos?

Primero, destacamos que el Si está presente en plantas en cantidades equivalentes a los macronutrientes, como Ca, Mg y P. [4]Bellia JP, Birchall JD, Roberts NB (1996) The role of silicic acid in the renal excretion of aluminium. Ann. Clin. Lab. Sci. 26: 227-233. [5]Bellia JP, Birchall JD, Roberts NB. Beer: a dietary source of silicon. Lancet 1994;343:235. [6]Birchall JD, Exley C, Chappell JS, Phillips MJ (1989) Acute toxicity of aluminium to fish eliminated in silicon-rich acid waters. Nature 338:146-148.

El Si constituye entre el 0,1 y el 10% del peso seco de las plantas superiores. En comparación, el Ca está presente en valores que van de 0,1 a 0,6% y el S de 0,1 a 1,5%. [7]Bowen HJM, Peggs A (1984) Determination of silicon content of food. J. Sci. Food Agric. 35: 1225-1229. [8]Calomme MR, Vanden BDA (1997) Supplementation of calves with stabilized orthosilicic acid. Effect on the Si, Ca, Mg, and P concentrations in serum and the collagen concentration in skin and … Continuar leyendo

Asimilación del Silicio

La asimilación de Si por los seres vivos ocurre en una amplia variedad de organismos, incluyendo diatomeas, esponjas, moluscos y plantas superiores. [9]Carlisle EM (1986) Silicon as an essential trace element in animal nutrition. En Evered D, O’Connor M (Eds.) Silicon biochemistry. Ciba Foundation Symposium 121. Wiley. Chichester, RU. pp 123-139.

Algunas especies cuentan con gran control sobre las estructuras que generan con Si, que van desde la nanoescala hasta dimensiones macroscópicas. Por eso, la atención se ha enfocado en los posibles roles de los biopolímeros ocluidos y de las membranas que participan en la formación de estructuras como las frústulas.

Sin embargo, el mecanismo biosintético exacto que controla la polimerización del Si en los sistemas vivos es aún desconocido.

La elucidación de este mecanismo podría ayudar a explicar los requerimientos de Si para la formación del esqueleto de mamíferos y podría llevar al desarrollo de nuevas rutas de síntesis de compuestos basados en este elemento.

[10]Carlisle EM. Silicon: a possible factor in bone calcification. Science. 1970;167(3916):279–280. [11]Duan J, Gregory J (1998) The influence of silicic acid on aluminium hydroxide precipitation and flocculation by aluminium salts. J. Inorg. Biochem. 69: 193-201. [12]Eisinger J, Clairet D (1993) Effects of silicon, fluoride, etidronate and magnesium on bone mineral density: a retrospective study. Magnesium Res. 6: 247-249. [13]EMA-HMPC. Community herbal monograph on Urtica dioica L.; Urtica urens L., folium. London: EMA. Doc. Ref.: EMA/HMPC/508015/2007. Adopted: 14-1-2010. [14]Firouzi A, Kumar D, Bull M, Besier T, Sieger P, Hyo Q, Walker SA, Zasadzinski JA, Glinka C, Nicol J, Margolese D, Stucky GD, Chmelk BF (1995) Cooperative organization of inorganic-surfactant and … Continuar leyendo [15]Gullberg B, Johnell O, Kanis JA. World-wide projections for hip fracture. Osteoporos Int 1997;7:407–13.

Silicio, absorción y asimilación

A pesar de las cantidades significativas de silicio presentes en algunos alimentos, a veces se presenta en una forma insoluble y no puede ser absorbido directamente en el tracto gastrointestinal. El silicio presente en los alimentos se solubiliza en el ambiente ácido del estómago, convirtiéndose en ácido ortosilício [Si (OH)4], que puede entonces ser absorbido. [16]Harrison CC (1996) Evidence for intramineral macromolecules containing protein from plant silicas. Phytochemistry 41: 37-42. [17]Hott M, de Pollak C, Modrowski D, Marie PJ. Short-term effects of organic silicon on trabecular bone in mature ovariectomized rats. Calcified Tissue International. 1993;53(3):174–179.

El proceso de envejecimiento está asociado con un aumento del pH gástrico, lo que disminuye la capacidad de conversión del Si de los alimentos en formas biodisponibles. [18]Carlisle EM (1997) Silicon. En O’Dell BL, Sunde RA (Eds.) Handbook of nutritionally essential mineral elements. Dekker. Nueva York, EEUU. pp 603-618. [19]Carlisle EM. In vivo requirement for silicon in articular cartilage and connective tissue formation in the chick. Journal of Nutrition. 1976;106(4):478–484.

En general, se habla de silicio orgánico, para hacer referencia a formas de silicio capaces de ser absorbidas por el organismo, para diferenciarlas de otras formas, como en forma de sílice (SiO2), con una menor absorción.

[20]Jugdaohsingh R, Anderson SHC, Tucker KL, et al. Dietary silicon intake and absorption. American Journal of Clinical Nutrition. 2002;75(5):887–893. [21]Jugdaohsingh R, Calomme MR, Robinson K, Nielsen F, Anderson SH, D’Haese P, et al. Increased longitudinal growth in rats on a silicon-depleted diet. Bone. 2008;43:596-606. [22]Jugdaohsingh R. Silicon and bone health. Journal of Nutrition, Health and Aging. 2007;11(2):99–110. [23]Jugdaohsingh R1, Tucker KL, Qiao N, Cupples LA, Kiel DP, Powell JJ. Dietary silicon intake is positively associated with bone mineral density in men and premenopausal women of the Framingham … Continuar leyendo [24]Kim MH, Bae YJ, Choi MK, Chung YS. Silicon supplementation improves the bone mineral density of calcium-deficient ovariectomized rats by reducing bone resorption. Biological Trace Element Research. … Continuar leyendo [25]Lang KJ, Nielsen BD, Waite KL, Hill GM, Orth MW (2001) Supplemental silicon increases plasma and milk silicon concentrations in horses. J. Anim. Sci. 79: 2627-2633. [26]Lowenstam HA (1981) Minerals formed by organisms. Science 211: 1126-1131. [27]Macdonald HM, Hardcastle AE, Jugdaohsingh R, Reid DM. Dietary silicon intake is associated with bone mineral density in premenopausal women and postmenopausal women taking HRT. Journal of Bone and … Continuar leyendo [28]Mann S (1996) Biomineralization and biomimetics materials chemistry. En Mann S (Ed.) Biomimetic Materials Chemistry. Wiley-VCH. Nueva York, EEUU. pp. 1-40.

Ortiga, propiedades

cantidad de silicio en ortiga

Las hojas/sumidades aéreas de ortiga (Urtica dioica L.), contienen clorofila a y b (2,5-3%), carotenoides (ß-caroteno), flavonoides, sales minerales (hierro, calcio, sílice, azufre, potasio, manganeso), ácidos orgánicos  y mucílagos, como principios activos más representativos.

Tradicionalmente se ha considerado una planta diurética, depurativa, remineralizante, antiinflamatoria y antianémica. Se ha utilizado como  coadyuvante en el tratamiento de artritis, artrosis y/o afecciones reumáticas. [29]Pennington JA (1991) Silicon in foods and diets. Food Addit. Contam. 8: 97-118. [30]Reffitt DM, Jugdaohsingh R, Thompson RPH, Powell JJ (1999) Silicic acid: its gastrointestinal uptake and urinary excretion in man and effects on aluminium excretion. J. Inorg. Biochem. 76: 141-146. [31]Reffitt DM, Ogston N, Jugdaohsingh R, et al. Orthosilicic acid stimulates collagen type 1 synthesis and osteoblastic differentiation in human osteoblast-like cells in vitro. Bone. … Continuar leyendo

Silicio en alimentos vegetales

Los asiáticos y los indios tienen una ingesta de silicio mucho más altas que hacen las poblaciones occidentales como resultado de su mayor consumo de alimentos de origen vegetal  y es interesante que, en estas comunidades, hay una menor incidencia de fractura de cadera que en Occidente.

La osificación

Las evidencias de diferentes estudios muestran que el Si es importante en el proceso de osificación, específicamente en la síntesis de colágeno y tejido óseo y sugieren que es esencial para evitar toxicidad por Al. Se ha comprobado la interacción entre el Si monomérico [Si(OH)4], también llamado ácido ortosilícico o simplemente ácido silícico y polihidroxi-Al. [32]Rico H, Gallego-Lago JL, Hernández ER, et al. Effect of silicon supplement on osteopenia induced by ovariectomy in rats. Calcified Tissue International. 2000;66(1):53–55.

Otros efectos del Si en nutrición animal se han evidenciado en experimentos con privación de Si en ratas en crecimiento, desde inicios de los años 70. Esos experimentos mostraron una disminución en el tamaño y defectos marcados en hueso y tejido conectivo de los animales. [33]Sahin K, Onderci M, Sahin N, et al. Dietary arginine silicate inositol complex improves bone mineralization in quail. Poultry Science. 2006;85(3):486–492.

Silicio y la osteoporosis

En mujeres posmenopáusicas con osteoporosis, los suplementos con Si inhibieron la pérdida ósea e incrementó el volumen de la matriz ósea y la densidad mineral del hueso.

Por otro lado, en estudios realizados en caballos con dieta suplementada con Si se encontró que las concentraciones del elemento en el plasma incrementaron después de 30 días, y su concentración en la leche de las yeguas aumentó significativamente después de 45 días, al igual que en el plasma de las crías alimentadas con esa leche. [34]Schiano A, Eisinger F, Detolle P, Laponche AM, Brisou B, Eisinger J. Silicon, bone tissue and immunity. Rev Rhum Mal Osteoartic. 1979 Jul-Sep;46(7-9):483-6.

El Si soluble en la dieta humana oscila entre 20 y 50 mg/día, pero su biodisponibilidad no es clara; de hecho, se asume que el Si disponible como ácido ortosilícico se encuentra únicamente en líquidos (como el agua y la cerveza), pues en los alimentos sólidos existe como polímero o sílice fitolítico.

Sin embargo, se sabe que los líquidos sólo aportan 20-30% del total del Si presente en animales, por lo que se sugiere que cuando forma parte de alimentos sólidos podría ser degradado a ácido ortosilícico en el tracto intestinal. [35]Schwarz K, Milne DB (1972) Growth promoting effects of silicon in rats. Nature 239: 333-334.

Dos estudios epidemiológicos han informado de la relación entre la ingesta dietética de silicio y osteoporosis, en el primero de ellos se evidenció que las dietas que contienen más de 40 mg/día de silicio se han asociado positivamente con una densidad mineral ósea femoral mayor en comparación con la ingesta dietética de menos de 14 mg/día.

Silicio en la cerveza

Un estudio ha mostrado que el silicio presente en la cerveza es fácilmente biodisponible, ya que se solubiliza durante el proceso de maceración de fabricación de la misma. En torno al 80% del total de silicio encontrado en la cerveza, se corresponde con ácido ortosilícico. [36]Schwarz K. A bound form of silicon in glycosaminoglycans and polyuronides. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1973;70(5):1608–1612.

Se ha comprobado en una serie de pacientes tratados con Si, en comparación con un grupo control, un aumento neto en los linfocitos y las inmunoglobulinas (especialmente IgG) circulantes.

El ácido ortosilícico es el principal derivado de silicio presente en el agua y otros líquidos, incluyendo la cerveza y se considera la forma más fácilmente disponible de silicio para los seres humanos. [37]https://www.thieme-connect.de/products/ejournals/abstract/10.1055/s-0028-1097739

También se ha comprobado que la ingesta dietética de silicio disminuye con la edad en aproximadamente 0,1 mg/año. [38]Wegener T. Utilidad del jugo de sumidad de ortiga en el tratamiento de afecciones urológicas y reumatológicas. Revista de Fitoterapia 2011; 11 (1): 23-31.

Glicosaminoglicanos

El silicio está enlazado a los glicosaminoglicanos y tiene un papel importante en la formación de enlaces cruzados entre colágeno y los proteoglicanos.

Su papel en relación al tejido conectivo es fundamental, ya que está implicado en el proceso de reticulación del colágeno (es un cofactor enzimático de la prolil hidroxilasa), de la elastina y de los mucopolisacáridos, donde une el componente polisacárido al componente proteico). [39]Seaborn CD, Nielsen FH. Dietary silicon and arginine affect mineral element composition of rat femur and vertebra. Biological Trace Element Research. 2002;89(3):239–250.

El silicio está presente en todos los tejidos del cuerpo, se encuentra en altas concentraciones en hueso, piel, pelo, arterias y uñas, siendo la ingesta dietética diaria promedio de silicio, de 20 mg para las poblaciones europeas y norteamericanas.

Estudios in vitro han demostrado que el silicio estimula la síntesis de colágeno tipo 1 y la diferenciación de osteoblastos. Estudios en animales han demostrado que el silicio a nivel fisiológico mejora la incorporación de calcio en el hueso en comparación con animales que son deficientes en silicio. [40]Sripanyakorn S, Jugdaohsingh R, Elliott H, Walker C, Mehta P, Shoukru S, et al. The silicon content of beer and its bioavailability in healthy volunteers. Br J Nutr. 2004;91 :403-9.

Secuencia de mineralización

La secuencia exacta de mineralización es desconocida, pero se piensa que el silicio actúa probablemente haciendo la matriz ósea más calcificable, ya que las concentraciones de silicio en el tejido osteoide son 25 veces mayores que en las áreas circundantes y el contenido en silicio disminuye gradualmente a medida que la calcificación ocurre. [41]Swift DM, Wheeler AP (1992) Evidence of an organic matrix from diatom biosilica. J. Phycol. 28: 202-209.

Las mediciones directas de masa ósea y fuerza en numerosos modelos animales han demostrado los efectos beneficiosos de la suplementación con silicio, para aumentar la densidad mineral ósea y reducir la fragilidad del hueso.[42]Van Dyck K, Van Cauwenbergh R, Robberecht H, Deelstra H (1999) Bioavailability of silicon from food and food supplements. Fresenius J. Anal. Chem. 363: 541-544. [43]Varo P, Koivistoinen P (1990) Mineral element composition of Finnish foods. XII. General discussion and nutritional evaluation. Acta. Agric. Scand. 22: 165-171.

Referencias[+]