Efectos neuro y hepatoprotector del silicio y su aplicación como ingrediente funcional

Resumen

El silicio es un micronutriente esencial con efectos sobre diferentes células y tejidos animales. Sin embargo, muchos de sus mecanismos son desconocidos. Los estudios poblacionales son escasos y por tanto no se ha llegado a un consenso para fijar su ingesta de referencia. Su biodisponibilidad difiere enormemente de unos alimentos a otros y depende de la forma química en la que se encuentre. A su vez, la concentración de silicio en el agua es variable entre zonas geográficas. Por otra parte, por su ciclo biogeoquímico, la concentración de silicio disponible para los seres vivos es progresivamente menor. Todo ello sugiere la necesidad de establecer una ingesta de referencia que permita detectar grupos de población con ingestas subóptimas que podrían beneficiarse de una suplementación adecuada. Los beneficios del silicio están ligados a enfermedades crónico degenerativas muy prevalentes en los países desarrollados, asociadas al proceso de envejecimiento. Se hipotetiza que dependiendo de la dosis ensayada, el silicio puede promover efectos tóxicos o beneficiosos, y que a dosis adecuadas el silicio ejerce efectos protectores in vitro e in vivo diferentes de los reseñados en la bibliografía con especial enfoque a la protección neuronal y hepática, así como a nivel digestivo y postprandial. Por ello, en esta Tesis Doctoral se han estudiado los mecanismos relacionados con el efecto neuroprotector del silicio en la línea celular SH-SY5Y de neuroblastoma humano en ausencia y presencia de estrés oxidativo. En una segunda parte, se han evaluado los efectos hepatoprotectores de un cárnico funcional enriquecido con silicio en un modelo de NAFLD en ratas Wistar de un año. Finalmente, en relación con el estatus postprandial, se examina en ratas jóvenes sanas los efectos de la administración aguda y subcrónica de silicio en la digestión de hidratos de carbono y la glucemia y trigliceridemia postprandial. Los resultados obtenidos han permitido establecer las siguientes conclusiones. El silicio actúa como un agente neuroprotector o neurotóxico en función de su concentración. Como neuroprotector presenta propiedades antioxidantes y antiapoptóticas en células SH-SY5Y de neuroblastoma humano en ausencia y presencia de peróxido de hidrógeno como modelo de estrés oxidativo. La neurotoxicidad por elevados niveles de silicio induce muerte celular por apoptosis vía extrínseca y necrosis con elevados niveles de peroxidación lipídica. El silicio bloquea el efecto activador del peróxido de hidrógeno sobre la actividad de enzima acetilcolinesterasa, evitando el déficit colinérgico en el sistema nervioso central. El uso de silicio como ingrediente funcional incluido en una matriz cárnica es una estrategia tecnológica y nutricional eficaz para asegurar el aporte dietético de silicio. El consumo de un cárnico enriquecido en silicio bloquea parcialmente la progresión a NASH, actuando por cuatro mecanismos: antioxidante, antiapoptótico, hipocolesterolemiante e hipotrigliceridemiante. La administración de silicio afecta al estatus postprandial, mostrando un potente efecto hipotrigliceridemiante e hipoglucemiante. Los mecanismos antiapoptótico y antioxidante parecen ser pleiotrópicos, ya que participan en el efecto protector observado en células SH-SY5Y y en el hígado de las ratas. Los mecanismos del silicio son independientes de la forma química en la que se administra, ya que las dos formas empleadas, silicio orgánico G57 y silicio amorfo promueven mecanismos comunes, no obstante, la dosis debe ser convenientemente ajustada considerando la biodisponibilidad del silicio ensayado. Las conclusiones obtenidas permiten afirmar que el silicio ejerce efectos pleiotrópicos beneficiosos mediando mecanismos con base molecular y metabólica común, de enorme importancia en la iniciación y progresión de las enfermedades crónico degenerativas tan prevalentes en la sociedad actual.