El silicio en la Tierra

El silicio es un elemento químico metaloide, número atómico 14 y situado en el grupo 14 de la tabla periódica de los elementos, de símbolo Si. Es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre (25,7 % en peso) después del oxígeno (el dióxido de silicio es el componente principal de la arena). Se presenta en forma amorfa (como polvo) y cristalizada (como octaedros de color azul grisáceo y brillo metálico). Resiste la acción de la mayoría de los ácidos y transmite más del 95 % de las longitudes de onda de la radiación infrarroja.

No existe en estado libre debido a su elevada propensión a reaccionar con el oxígeno y el agua, sino que se encuentra en forma de dióxido de silicio y de silicatos complejos. Losminerales que contienen silicio constituyen cerca del 40 % de todos los minerales comunes, incluyendo más del 90 % de los minerales que forman rocas volcánicas.

Dentro de las formas de silicio de la fracción terrestre, el cuarzo es la más abundante gracias a su estructura cuyo proceso de erosión por reacción con el dióxido de carbono (CO2) es muy lento.

El silicio en la historia

El nombre Silicio deriva del latín silex (pedernal). Los compuestos del silício fueron ya de gran importancia en la prehistoria. Las herramientas y las armas hechas de pedernal derivadas del dióxido de silicio, fueron los primeros utensilios del hombre. Actualmente se usa en relojes, microchips, resonancia ultrasónica, aparatos de metrología y luz monocromática entre otros.

El silicio en la Vida

Sus características compartidas con el carbono (como estar en la misma familia 14, no ser metal propiamente dicho, poder construir compuestos parecidos a las enzimas (zeolitas), otros compuestos largos con oxígeno (siliconas) y poseer los mismos cuatro enlaces básicos), le confiere cierta oportunidad en llegar a ser base de seres vivos, aunque no sea en la Tierra, en una bioquímica hipotética

El silicio en nosotros

Teniendo en cuenta su abundancia en la naturaleza no es extraño pensar que el silicio desempeñe alguna función importante en los seres vivos. Si bien se encuentra en la Tierra fundamentalmente formando parte de la arena y las rocas, también se encuentra en los organismos vivos, formando parte de estructuras como el esqueleto de las diatomeas (organismos unicelulares) y esponjas silícicas (organismos pluricelulares primitivos) así como los huesos de los animales superiores.

Es un micronutriente esencial pues se encuentra a una concentración de 1-2 g en el cuerpo humano y no somos capaces de sintetizarlo. Pero, así como las plantas y como otros animales superiores, hemos desarrollado nuestros propios sistemas para incorporar silicio. Las plantas toman el silicio del suelo en forma de silicato de aluminio, y este elemento suele representar el 1% del peso seco de la planta, aunque en algunos casos alcanza el 10% del peso seco. Los animales superiores toman el silicio del agua y de los alimentos principalmente los de origen vegetal.

Niveles de Silicio en los tejidos

El silicio es el tercer elemento traza más abundante en el cuerpo humano después del hierro y el zinc, y está presente en todos los tejidos.

En mamíferos, la concentración de silicio varía entre 1-10 μg/g, por tanto, asumiendo una distribución similar en todos los tejidos se puede extrapolar que el contenido total de silicio en un adulto de 70 kg puede variar entre los 70 y los 700 mg.

La concentración más alta de silicio se ha encontrado en estructuras ricas en tejido conectivo, como la arteria aorta, pero también en la tráquea, huesos y piel. La cantidad de silicio en órganos (hígado, corazón, pulmones) y músculos es de cuatro a cinco veces más baja.

Las concentraciones plasmáticas de silicio varían en función de la edad y el sexo. Destacan especialmente el descenso de las concentraciones de silicio observados en mujeres postmenopaúsicas respecto a pre-menopaúsicas, por lo que la disminución de estos niveles parece estar relacionada con mecanismos hormonales. También se observa la pérdida de silicio con la edad. Es destacable la baja concentración de silicio en mujeres embarazadas en comparación con mujeres no gestantes de la misma edad. Una posible explicación es la transferencia materno-fetal de grandes cantidades de silicio para garantizar el desarrollo de tejidos.

Efectos del silicio en la salud

• Los principales efectos contrastados del silicio están relacionados con la mineralización ósea, disminución del riesgo de CVD y de enfermedades neurodegenerativas.

• También tienen implicación activa en la prevención del envejecimiento de la piel.

• Posee la habilidad de actuar como inmunomodulador, estimulando la respuesta inmune en los pulmones, provocando un aumento de neutrófilos, células natural killer (NK) y linfocitos T.

• El efecto neuroprotector del silicio ha sido ampliamente estudiado, aunque siempre ligado a su capacidad para disminuir los niveles de aluminio en el organismo (ya que se ha demostrado que el aluminio promueve el estrés oxidativo provocando la muerte neuronal). Sin embargo, esto es aún objeto de amplia controversia.

• El envejecimiento es uno de los factores de riesgo más importantes de las ECV. Como se ha discutido, con la edad acontecen reducciones en la concentración de silicio, lo cual parece a su vez contribuir a enfermedades crónicas como la ateroesclerosis. La mayor concentración de silicio en el organismo se encuentra en el tejido conectivo y elástico, especialmente en la aorta y otras grandes arterias, donde actúa como un agente estabilizador del colágeno fortaleciendo la vasculatura.

• El silicio también parece tener efectos beneficiosos en relación a la Diabetes Mellitus. Se ha observado que los micronutrientes pueden regular el metabolismo y la expresión de genes asociados con la glucemia, influyendo así al desarrollo y progresión de la DM.

• Por último, las propiedades antioxidantes del silicio han sido estudiadas de forma detallada en gran variedad de especies vegetales sometidas a diferentes situaciones de estrés. Se atribuyen los beneficios del silicio al aumento en la actividad de algunas de las enzimas antioxidantes estudiadas.

Fuente: Efectos neuro y hepatoprotector del silicio y su aplicación como ingrediente funcional, Tesis Doctoral, Alba Garcimartín Álvarez.

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