Silicio: definición, síntesis, absorción, transporte y distribución

Silicio es un elemento químico con el símbolo Si. En la tabla periódica, tiene el número atómico 14 y está en el tercer período y el cuarto grupo principal y carbono grupo, respectivamente ("tetrels"). Ya que silicio tiene las propiedades de los metales y de los no conductores clásicos, es uno de los semimetales o semiconductores típicos (semiconductores elementales). El término silicio se deriva de la palabra latina “silex” (piedra dura, guijarro, pedernal). Como uno de los más importantes de formación de rocas minerales, el silicio es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre después de oxígeno (símbolo del elemento: O) con 27.6%. Allí, por su alta afinidad con oxígeno, se presenta predominantemente en forma de silicato (SiO4, sales y ésteres de ácido orto-silícico (Si (OH) 4) y sus condensados) y sílice, que consiste esencialmente en anhídrido de ácido silícico o dióxido de silicio (SiO2) y se origina en radiolarios (radiolarios, organismos unicelulares con un endoesqueleto de ópalo (SiO2)) y diatomeas (diatomeas con una capa celular de SiO2) depositadas en capas. En todos los compuestos que se encuentran en la naturaleza, el silicio forma exclusivamente enlaces simples, enlaces simples Si-O, en los que aparece principalmente como un socio electropositivo tetravalente, un átomo de silicio cargado positivamente coordinado cuádruple. Esto permite que la silicación construida tetraédricamente (SiO44-) forme compuestos más grandes (redes tridimensionales), preferiblemente de la composición SiO2. Además, existen compuestos en los que el silicio tiene cinco o seis veces coordinación. Los compuestos producidos sintéticamente de silicio divalente (sililenos) son en su mayoría inestables, siendo solo importante el monóxido de silicio (SiO), especialmente en la industria óptica. Si bien los modelos animales hablan de una esencialidad del silicio, esto aún no se ha demostrado para el organismo humano. Por ello, el silicio es uno de los ultratrazas (elementos cuya esencialidad se ha confirmado en experimentos con animales y para los que se han encontrado síntomas de deficiencia en condiciones extremas sin que se conozcan sus funciones específicas). El silicio está disponible para los seres humanos tanto a través de su contenido natural en los alimentos, en forma libre como ácido monosilícico (ácido ortosilícico, Si (OH) 4) o silicato (SiO4) como unido como un éter or éster derivado - y mediante su uso como aditivo alimentario - los silicatos (SiO4) como sustancias antiaglutinantes y antiespumantes. Alimentos vegetales, especialmente cereales que contienen fibra como cebada y Avena, y tubérculos, son generalmente más ricos en silicio que los alimentos de origen animal, pero presumiblemente son menos biodisponibles debido a la forma de unión predominantemente polimérica de los silicatos (macromoléculas compuestas por múltiples unidades de SiO4). Las bebidas, como la cerveza, también contienen altos niveles de silicio, que también se encuentra en una forma fácilmente utilizable.

Absorción

El silicio puede entrar al cuerpo a través de los alimentos absorción (captación) en el tracto gastrointestinal (GI) y a través del aire respiratorio por reabsorción (captación) en el alvéolos pulmonares (alvéolos donde el intercambio de gases entre sangre y el aire alveolar se produce durante la respiración). Silicio ligado orgánicamente o silicato polimérico (una macromolécula compuesta por varias unidades de SiO4) suministrada a través del dieta primero debe cortarse en el tracto digestivo por hidrolítico CRISPR-CasXNUMX del páncreas y / o la membrana en cepillo de los enterocitos (células del intestino delgado epitelio) para ser absorbido en el intestino delgado como silicato monomérico (SiO44-). Intestinal absorción de ácido monosilícico o silicato monomérico suministrado por el dieta tiene lugar directamente sin hidrólisis enzimática previa (escisión por reacción con agua). El mecanismo por el cual el silicio se absorbe en los enterocitos (células del intestino delgado epitelio) y posteriormente en el torrente sanguíneo no está claro. Diatomeas, cuya envoltura celular consiste en gran parte en dióxido de silicio (SiO2), son permeables al tracto intestinal humano y pasan a través del intestino intacto mucosa y linfático circulación. Asimismo, pueden ingresar al cuerpo a través absorción en la alvéolos pulmonaresEn las mujeres embarazadas, las partículas de diatomeas pueden atravesar la barrera placentaria y acumularse en los tejidos del recién nacido y de los bebés prematuros, respectivamente. La tasa de absorción del silicio depende de su tipo de unión, la fibra dietética contenido, edad biológica, sexo y estado funcional de las glándulas exocrinas como el páncreas (páncreas → producción de digestivo CRISPR-CasXNUMX que se secretan en el intestino delgado). Dado que el silicio ingerido en los alimentos es principalmente de origen vegetal y, por lo tanto, se presenta en forma de polímeros (macromoléculas compuestas por varias unidades idénticas, en este caso SiO4) o unido a compuestos orgánicos. moléculas que requieren desdoblamiento hidrolítico antes de la absorción, la tasa de absorción del silicio de los alimentos es muy baja y solo es del 4% aproximadamente. La altura fibra dietética El contenido de alimentos ricos en silicio contribuye a la baja biodisponibilidad, ya que las celulosas y hemicelulosas de los cereales, por ejemplo, unen el silicio y, por tanto, lo eliminan de la absorción. La mayor parte del silicio suministrado por dieta por lo tanto, no es absorbido por el cuerpo, sino que lo deja sin absorber a través de las heces (heces). En comparación con la sílice polimérica de productos vegetales, la sílice monomérica (Si (OH) 4) administrada por vía oral se absorbe directa y rápidamente debido al hecho de que la hidrólisis enzimática no es necesaria y que no hay interacción (interacción) con los componentes de los alimentos y, en consecuencia, tiene un mayor biodisponibilidad. Exocrino insuficiencia pancreática (enfermedad del páncreas), que se asocia con una producción insuficiente de digestivo CRISPR-CasXNUMX, mayo Lead a una disminución en la absorción de silicio debido a la disminución de la escisión enzimática del silicio polimérico y unido a alimentos en la luz intestinal.

Transporte y distribución en el cuerpo

El ácido monosilícico absorbido y los silicatos monoméricos, respectivamente, se distribuyen a los tejidos apropiados a través del torrente sanguíneo. El organismo humano contiene aproximadamente 1-1.5 g de silicio (~ 20 mg / kg de peso corporal), que se acumula (acumula) especialmente en los tejidos conectivos y, por lo tanto, se puede encontrar en sangre vasos, como la aorta (principal la arteria), tráquea (tráquea), Tendones, huesosy piel. El mayor contenido de silicio se encuentra en huesos (hasta 100 mg / kg) debido a su elevado peso. Además, el silicio también puede acumularse en los pulmones y linfa ganglios (450 mg / kg). El alto contenido de silicio concentración of tejido conectivo-como estructuras subyacentes a la aparición del oligoelemento como un componente integral de los glicosaminoglicanos (ácido polisacáridos construidos linealmente a partir de unidades de disacáridos repetidos) y proteoglicanos (glicoproteínas fuertemente glicosiladas que consisten en una proteína y uno o más glicosaminoglicanos unidos covalentemente), respectivamente. En sangre En suero, el silicio se encuentra principalmente en forma de sílice monomérica no disociada (Si (OH) 4) en concentraciones de 190-470 µg / l. Suero de silicio concentración no se ve afectado por la edad biológica o el género. Varios estudios indican que con el aumento de la edad el contenido de silicio en los tejidos, especialmente en piel, aorta y huesosEl agotamiento del silicio relacionado con la edad en los huesos no puede atribuirse a un déficit de silicio, sino a la reducción del contenido de cenizas (contenido mineral, fracción inorgánica del hueso) - calcio, fósforo, magnesio, zinc, manganeso. Enfermedades, como osteoporosis (pérdida ósea, disminución de densidad osea debido a la degradación rápida excesiva de la sustancia y estructura óseas con mayor susceptibilidad a fractura) y aterosclerosis (arteriosclerosis, endurecimiento de las arterias debido a depósitos de grasas en sangre, tejido conectivo, etc.en las paredes del vasos), acelerar la reducción de tejido concentración de silicio.

Excreción

La excreción de silicio absorbido se produce principalmente a través de riñón en forma de magnesio ortosilicato. Los adultos excretan un promedio de aproximadamente 9 mg de silicio / día en la orina. En mujeres lactantes, se puede esperar una pérdida adicional de silicio de 350-700 µg / l a través de la leche materna. Homeostasis del silicio (mantenimiento de un equilibrar) está regulada principalmente por la función renal (riñón-relacionado), cuyo nivel depende de la cantidad absorbida intestinalmente Cuando la absorción intestinal de silicio es baja, por ejemplo, por aumento fibra dietética ingesta, hay una disminución en la excreción renal (excreción), mientras que cuando la absorción intestinal de silicio aumenta, por ejemplo, por administración de sílice monomérica, eliminación a través de la orina aumenta.