A importância do mineral silício na estética

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1 A importância do mineral silício na estética The importance of the mineral silicon on aesthetics Resumo O silício é o segundo elemento mais abundante na natureza. Como metal de transição, tem sido muito utilizado pela indústria de alimentos e bebidas, com isso, podemos obter silício através do ambiente e também da alimentação, seja como aditivo e/ou componente alimentar. Além disso, várias formas desse mineral podem ser encontradas, como dióxido de silício, sílica e ácido ortossilícico, por exemplo. Existe um interesse crescente dos potenciais efeitos terapêuticos sobre a saúde do homem. Por exemplo, tem sido sugerido que o silício exibe um papel importante na integridade de unhas, cabelo e pele, síntese global de colágeno, mineralização e saúde óssea, além de reduzir o acúmulo de minerais na doença de Alzheimer, melhorar o sistema imunológico e diminuir o risco de aterosclerose. Apesar das pesquisas serem promissoras, deve ser dada atenção às formas de silício e sua biodisponibilidade. Palavras-chave: silício, colágeno, nutrição estética. Abstract Silicon is the second most abundant element in nature. As transition metal, has long been used by the food and beverage industry, with it, we can get silicon through the environment and also the food as additive and / or food component. In addition, various forms of this mineral can be found, such as silicon dioxide, silica and orthosilicic acid, for example. There is a growing interest of potential therapeutic effects on human health. For example, it has been suggested that silicon exhibits an important role in health of nails, hair and skin, overall synthesis of collagen, mineralization and bone health, in addition to reducing buildup of minerals in Alzheimer s disease, improves the immune system and reduces the risk of atherosclerosis. Despite the promising research, attention should be paid to forms of silicon and its bioavailability. Keywords: silicon, collagen, cosmetic nutrition. 39

2 OIntrodução O silício é um metal de transição encontrado na natureza como sílica, o mineral mais abundante na crosta da Terra e tem sido amplamente utilizado na indústria, inclusive adicionado a alimentos e bebidas como um conservante, porém em uma forma não absorvível pelo organismo (dióxido de silício). Também é comumente encontrado em cristais de rocha como o quartzo, e na areia, como o dióxido de silício (SiO 2 ), uma forma ativa usada na fabricação do vidro 1. No corpo humano, representa o terceiro elemento traço mais abundante 2,3, sendo encontrado como um éter (ou ésteres) derivados de ácido silícico, estando presente nos ossos 4,5, vasos sanguíneos 6, cartilagem e tendões 7. Por formar complexos estáveis com poliois, incluindo hexosamina e ascorbato, o silício favorece a formação de glicosaminoglicanos, mucopolissacarídeos e colágeno, moléculas envolvidas na formação de tecido conjuntivo e ósseo 8. Este papel sobre glicosaminoglicanos e colágeno no tecido conjuntivo e ósseo pode fornecer uma base para um possível efeito sobre a matriz dérmica, uma função em potencial para a área estética. O mineral também faz parte da composição de cabelos, unhas, parte da epiderme e epicutícula do cabelo, na proporção de 1-10 partes por milhão (ppm) 3, participando da síntese de colágeno, hidratação da derme 9,10 e melhora da estrutura de glicosaminoglicanos na queratina de cabelos e unhas, auxiliando na modulação da elasticidade e resistência 11, efeitos promissores que tem despertado grande interesse da indústria estética. Apesar da importância do mineral para estas estruturas e seu potencial na área estética, são escassos os ensaios clínicos que investigaram o impacto de sua suplementação na estética humana. Silício metabolismo e fontes alimentares As formas de silício naturalmente encontradas nos alimentos correspondem ao dióxido de silício (SiO 2 ), ácido ortossilícico livre (H 4 SiO 4 ), ácido silícico e silicato 12. É descrito que sua absorção intestinal depende do grau de polimerização, da carga elétrica e da solubilidade. Sendo assim, algumas formas como ácido silícico, ácido ortossilícico e sílica solúvel, por serem monoméricas e com carga neutra, são absorvidas pelo trato gastrointestinal de forma mais rápida e efetiva em relação às frações poliméricas, carregadas eletricamente ou espécies coloidais, pois estas últimas necessitam ser hidrolisadas a monômeros solúveis para serem absorvidas 13. Algumas formas de silicatos de metais alcalinos (por exemplo M 2 SiO 3, onde M=Na, K), presentes em soluções aquosas adequadamente diluídas, podem liberar moléculas de ácido ortossilícico quando em contato com o ácido clorídrico estomacal 12. As principais fontes alimentares de silício incluem cereais (como aveia, cevada, centeio e arroz integral), nabo, avelã, feijão, açúcar de beterraba, e broto de alfafa 14,15. A cavalinha (Equisetum arvense) também apresenta silício em sua composição 16. O silício é também encontrado, porém em menor quantidade, no alface, pepino, abacaxi, morango, cebola, dentede-leão e outros vegetais verdes escuros 14. Deve ser ressaltado que este mineral é perdido facilmente no processamento de alimentos: apenas cerca de 2% do silício original é encontrado em alimentos refinados. O solo também pode tornar-se deficiente em silício, prejudicando o conteúdo desse mineral encontrado nos alimentos 14. O silício dietético é relativamente bem absorvido, todavia o tipo de fonte dietética também parece interferir na cinética de absorção. Alguns estudos indicam que apesar de certos alimentos de origem vegetal conterem alta concentração do mineral, o mesmo pode se apresentar nestes alimentos em uma forma com baixa solubilidade, limitando sua biodisponibilidade 17,18. Por outro lado, o estudo de Jugdaohsingh et al. 2, conduzido com uma amostra de indivíduos saudáveis do Framingham Offspring Study, estimou que, de maneira geral, ocorre uma rápida absorção e excreção urinária de silício pós-refeição. Em homens, aproximadamente 41% do silício ingerido foi excretado na urina ao longo de 6 horas, sendo que estes valores podem variar de acordo com o gênero. Além disso, verificaram que a taxa de absorção pode ser diferente de acordo com o tipo 40

3 A importância do mineral silício na estética de alimento: cereais e seus derivados, por exemplo, tenderam ter taxas de absorção semelhantes à água mineral e superiores aos vegetais e frutas. Funções do silício na estética O envelhecimento cutâneo, seja intrínseco (cronobiológico) ou extrínseco (fotoenvelhecimento), pode caracterizar diferentes alterações na pele, unha e cabelos, decorrentes de processos como acentuada redução de colágeno, glicosaminoglicanos e proteoglicanos, conjuntamente com a degeneração de fibras elásticas, refletindo em atrofia da perda de elasticidade, rugas, espessamento, manchas, ressecamento, desidratação fragilidade, queratoses actínicas, alterações na estrutura de unhas e cabelos e neoplasias 9, o que tem estimulado grandes investimentos na ciência e indústria na área estética. Diferentes fatores são determinantes para o envelhecimento precoce, como exposição crônica aos raios ultravioleta sem proteção adequada, razões biológicas e genéticas, estresse oxidativo 19 e tabagismo 20. De maneira geral, tem sido proposto que o silício promove firmeza e força aos tecidos, fazendo parte de artérias, tendões, pele, olhos, ossos e tecido conjuntivo. O colágeno contém silício, que, por sua vez, ajuda a manter a ligação entre os tecidos. Além disso, é sugerido que o mineral pode auxiliar na prevenção dos prejuízos à síntese e estrutura do colágeno secundários à toxicidade do alumínio 10. O silício também está presente com os sulfatos de condroitina nas cartilagens 9. Atua conjuntamente com o cálcio 9 e favorece a absorção de cobre e magnésio, contribuindo para o crescimento e manutenção da estrutura óssea 10. No âmbito estético, o silício está envolvido no metabolismo e divisão das células, crescimento de cabelo, pele e unhas, favorecendo, ainda, a hidratação da derme e epiderme, devido à sua capacidade de manter a água ligada aos tecidos 9. Propõe-se, ainda, ação antioxidante e capacidade de reduzir reações de glicação avançada do colágeno 21. É descrito que o silício, principalmente em sua forma orgânica (ácido ortossilícico), participa da síntese de prolina, um dos principais constituintes do colágeno 22. O estudo de Reffitt et al. 23 teve como um de seus objetivos investigar os efeitos de diferentes concentrações de ácido ortossilícico sobre a síntese de colágeno tipo 1 em culturas de osteoblastos humanos e fibroblastos de pele humana. Os resultados, apesar de preliminares por se tratar de um estudo in vitro, apontaram que baixas concentrações (consideradas fisiológicas) de ácido ortossilícico foram capazes de estimular, em osteoblastos e fibroblastos, a síntese de colágeno tipo 1, o maior constituinte da pele. Apesar de estes achados apontarem um potencial do silício na área estética, o estudo não encontrou os mecanismos celulares precisos envolvidos na ação do silício, indicando a necessidade de investigações mais profundas. Porém, é sugerido que uma das possíveis vias envolvidas seja a modulação da prolil hidroxilase 22,23, uma enzima crítica para a síntese de colágeno, por ser dependente de silício 22. Outro efeito do silício, proposto por meio da utilização de um composto de ácido ortossilícico e colina (ch-osa), seria sobre a regeneração ou síntese de novo de fibras de colágeno 11 ou síntese de glicosaminoglicanos, sendo pressuposta uma ação na reticulação em tecido conjuntivo 24. Por conseguinte, o tratamento com ch- OSA pode auxiliar na melhora da estrutura de glicosaminoglicanos na derme, na estrutura da queratina de cabelos e unhas 11. Para além destes fatores, a colina presente nesse composto é precursora de fosfolipídeos dentre os quais a fosfatidilcolina, presente em membranas celulares, e sua deficiência prejudica o desenvolvimento e divisão celular 25,26. Com base nesses parâmetros, Barel et al. 11 conduziram um ensaio clínico randomizado, duplo-cego e controlado com placebo para investigar os efeitos da suplementação oral de ch-osa na superfície da pele, cabelos e unhas. Participaram do estudo 50 mulheres com fotoenvelhecimento, para as quais foi administrada uma suplementação oral com 10mg de silício por dia na forma de ch-osa (n=25) ou placebo (n=25), durante 20 semanas. Foram avaliados os parâmetros de microrrelevo de pele, hidratação e anisotropia mecânica por métodos não invasivos, 41

4 além de aplicação da escala analógica visual para avaliação de cabelos e unhas. No grupo que recebeu ch-osa os parâmetros de rugosidade e propagação de rupturas parciais da pele foram reduzidos (após 20 semanas de suplementação) em relação ao grupo placebo, o que indicou melhora na isotropia da pele. A pontuação da escala analógica visual para fragilidade das unhas e cabelos após 20 semanas foi significantemente menor no grupo suplementado em relação ao placebo. Estes achados apontam um efeito positivo da suplementação com ch-osa na superfície e em propriedades mecânicas da pele, bem como na fragilidade capilar e das unhas. Em outro estudo com delineamento randomizado, duplo-cego e controlado com placebo, 48 mulheres com cabelos finos receberam 10mg de ch-osa por dia (n=24) ou placebo (n=24), via oral, durante 9 meses. Foram analisadas a morfologia e tração do cabelo antes e após a intervenção. Mudanças no gradiente de elasticidade ocorreram em ambos os grupos, todavia, em proporção significantemente menor no grupo suplementado em relação ao placebo. Houve, ainda, menor número de rupturas, menor variação na elasticidade dos fios e aumento da área de secção transversal no grupo suplementado com ch-osa. Concluiu-se que a suplementação teve um efeito positivo sobre a resistência à tração (elasticidade e número de quebras), além de resultar em fios mais grossos 27. Recomendação dietética e interação com outros nutrientes Mesmo que as respostas a variações na ingestão dietética de silício em seres humanos tenham sido mensuradas, a necessidade média ou ingestão adequada não foi definida, pois os dados são Referências insuficientes 28. A ingestão diária sugerida para o silício varia entre os autores em uma faixa de 5 a 25mg 8,14. Porém, quando estabilizado em colina (na forma ch-osa) ou em colágeno, deve-se providenciar um fator de correção adequado para garantir o silício como elemento. Mais estudos são necessários para se avaliar a segurança e eficácia dessas doses. Parece haver interação de silício com boro, magnésio, manganês e potássio. Ferro e fósforo, em particular, são necessários para o metabolismo desse mineral 2. Não existem trabalhos demonstrando a toxicidade do silício em indivíduos saudáveis. Considerações finais O envelhecimento da pele resulta de diferentes fatores, intrínsecos e extrínsecos, dentre os quais a redução da síntese de colágeno, glicosaminoglicanos e proteoglicanos e a diminuição da capacidade do tecido conjuntivo em reter água em parte por uma deficiência de silício. À medida em que auxilia na manutenção do tecido conjuntivo saudável, a suplementação de silício em sua forma mais biodisponível, o ácido ortossilícico, tem mostrado potencial para melhorar a aparência dos cabelos e unhas, assim como pele, sendo um mineral promissor no âmbito estético e alvo de indústrias deste ramo para a produção de suplementos e cosméticos. Entretanto ensaios clínicos envolvendo a suplementação de silício são escassos, indicando que novas pesquisas devem ser realizadas no intuito de confirmar os resultados previamente encontrados, esclarecer os mecanismos bioquímicos e fisiológicos envolvidos e determinar doses eficazes e sua segurança. 1. SIGEL, R.K.O. Interrelations between essential metal ions and human diseases. Met. Ions Life Sci; , JUDDAOHSINGH, R.; ANDERSON, S.H.C.et al. Dietary silicon intake and absorption. Am J Clin Nutr; 75:887 93, AUSTIN, J.H. Silicon levels in human tissues. Nobel Symp; , EISINGER, J.; CLAIRET, D. Effects of silicon, fluoride, etidronate and magnesium on bone mineral density: a retrospective study. Magnes Res; 6(3): , SCHWARZ, K. A Bound Form of Silicon in Glycosaminoglycans and Polyuronides. Proc Natl Acad Sci USA; 70(5): , SCHWARZ, K. Silicon, fibre, and atherosclerosis. Lancet; 1(8009): , CARLISLE, E.M. The nutritional essentiality of silicon. Nutr Rev; 40(7):193-8,

5 A importância do mineral silício na estética 8. NIELSEN, F.H. Update on the possible nutritional importance of silicon. J Trace Elem Med Biol; 28(4):379-82, PAILLET, C. Application of silicium for cosmetics. Skin and silicium. Fragr J; 28(11):23 6, NIELSEN, F.H. Micronutrients in Parenteral Nutrition: Boron, Silicon, and Fluoride. Gastroenterology; 137:S55 S60, BAREL, A.; CALOMME, M.; TIMCHENKO, A. et al. Effect of oral intake of choline-stabilized orthosilicic acid on skin, nails and hair in women with photodamaged skin. Arch Dermatol Res; 297:147-53, JURKIĆ, L.M.; CEPANEC, I.; PAVELIĆ, S.K.et al. Biological and therapeutic effects of ortho-silicic acid and some ortho-silicic acidreleasing compounds: New perspectives for therapy. Nutrition & Metabolism; 10:2, YOKOI, H.; ENOMOTO, S. Effect of degree of polymerisation of silicic acid on the gastrointestinal absorption of silicate in rats. Chem Pharmaceutical Bull; 27: , NIELSEN, F.H.; HUNT, J.R. Trace elements emerging as important in human nutrition, Disponível em: < nutrientdataconf.org/pastconf/ndbc14/5-1_nielsen.pdf>. Acesso em: 05/01/ PASCHOAL, V.; MARQUES, N.; SANT`ANNA, V. Nutrição Clínica Funcional: suplementação nutricional. São Paulo: VP Editora, LABUN, P.; GRULOVA, D.; SALAMON, I. et al. Calculating the Silicon in Horsetail (Equisetum arvense L.) during the Vegetation Season. Food and Nutrition Sciences; 4: , PENNINGTON, J.A. Silicon in food and diets. Food Addit Contam; 8(1):97 118, VAN DYCK, K.; VAN CAUWENBERGH, R.; ROBBERECHT, H. et al. Bioavailability of silicon from food and food supplements. Fresenius J Anal Chem; 363: , SOHAL, R.S.; ORR, W.C. The redox stress hypothesis of aging. Free Radic Biol Med; 52(3):539-55, SUEHARA, L.Y.; SIMONE, K.; MAIA, M. Avaliação do envelhecimento facial relacionado ao tabagismo. An Bras Dermatol; 81:34-9, CARLISLE, E.M. Silicon: a requirement in bone formation independent of vitamin D1. Calcif Tissue Int; 33(1):22, PICCARDI, N.; MANISSIER, P. Nutrition and nutritional supplementation - Impact on skin health and beauty. Dermatoendocrinol; 1(5): , REFFITT, D.M.; JUGDAOHSINGH, R.; THOMPSON, R.P. et al. Silicic acid: its gastrointestinal uptake and urinary excretion in man and effects on aluminium excretion. J Inorg Biochem; 76(2):141-7, SCHWARZ, K. A bound form of silicon in glycosaminoglycans and polyuronides. Proc Natl Acad Sci USA; 70(5): , ZEISEL, S.H. Choline deficiency. J Nutr Biochem; 1: , BLUSZTAJN, J.K. Choline, a vital amine. Science; 281(5378): , WICKETT, R.R.; KOSSMANN, E.; BARELA, A. et al. Effect of oral intake of choline-stabilized orthosilicic acid on hair tensile strength and morphology in women with fine hair. Arch Dermatol Res; 299(10): , FOOD AND NUTRITION BOARD. INSTITUTE OF MEDICINE. National Academy of Sciences: Dietary Reference Intakes: Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium and Zinc. National Academy Press,