4 - Biologie du silicium

4.3 Rôles biologiques

Des études nutritionnelles faites sur des rats soumis à un régime sans silicium dans des systèmes de cage «tout-plastique» isolés (pour éviter la contamination aérienne et celle due aux matériaux habituels) ont montré une accélération de croissance considérable (+ 30 %) après addition de métasilicate de sodium (NaSiO3,9H2O) à leurs rations (50 mg/100 g).

4.3.1. Croissance osseuse

Le silicium est impliqué dans la formation de la trame osseuse et la calcification. Son déficit chez l’animal (rat, poulet) entraîne de nombreuses malformations osseuses. C’est aussi un composant structurel du tissu conjonctif qui entoure la trame osseuse. L’administration de silicium stimule la minéralisation de la trame osseuse même lorsque le régime est pauvre en calcium.

Dans les régions riches en silicium, relativement riches en calcium, le rapport Ca/P est de l’ordre de 0.6 à 0.8, et ne dépasse jamais 1. Or, le premier sel possible entre le phosphore et le calcium (CaHPO4) a un rapport Ca/P de 1 (et sa présence n’est même pas prouvé dans l’os). Ceci suppose qu’une bonne partie du phosphore présent dans ces régions est sous forme organique (et non minérale). Ceci est confirmé par la répartition du silicium, du calcium et du phosphore au sein des ostéoblastes : colocalisation apparente du calcium et du silicium dans des zones précises et répartition plus homogène du phosphore.

(Dans l’os mature, l’hydroxyapatite a un rapport Ca/P de 1.4)

Cette coexistence du silicium et du phosphore (qui est tout de même à un niveau élevé de concentration) rappelle celle trouvée au niveau de granules intra-mitochondriaux dans des tissus métaboliquement actifs (foie, rein). Faut-il voir un lien avec la phosphorylation oxydative, élevée également en cette région ou avec une synthèse importante de phosphoprotéines (telles que l’ostéonectine qui représente presque 30 % des protéines dans la zone d’ossification).

Une alimentation carencée en silicium chez le jeune rat et le poussin s’accompagne d’une croissance anormale avec anomalies du squelette et des tissus conjonctifs, réversibles après supplémentation. Aux anomalies morphologiques d’un crâne court et aplati, au raccourciment des os longs avec perte de souplesse, s’ajoutent une pâleur de la peau et des muqueuses, l’absence de caroncule et de crête chez le poulet et une pigmentation anormale des incisives chez le rat. La structure trabéculaire normale de l’os est absente et remplacée par une structure nodulaire correspondant à l’os primitif. Les cartilages articulaires du plateau tibial ont leur zone mature qui est amincie et recouvre une zone chondrocytaire hyperplasique sans l’organisation normale en travées.

...

Le silicium osseux est localisé dans la bordure ostéoïde de l’os en formation. La teneur en silicium diminue d’autant plus que le rapport Ca/P se rapproche de celui de l’hydroxyapatite et que le dépôt de calcium sur la trame collagénique est grand. Dans l’os mature le silicium est quasiment indétectable. Le silicium serait impliqué dans les premières étapes de cristallisation conduisant à la minéralisation de l’os jeune (association avec l’osteonectin). L’administration de silicium stimule la minéralisation osseuse même lorsque le régime est pauvre en calcium. L’acide silicique aurait également un effet antagoniste de l’action toxique de l’aluminium sur les ostéoblastes (inhibition de la formation de la trame osseuse et de la minéralisation, l’aluminium prenant la place du calcium). La croissance des cartilages embryonnaires en culture est considérablement augmentée en milieu supplémenté en silicium. La différence de vitesse de croissance est corrélée avec le contenu collagénique et surtout avec les poly-saccharides des protéoglycannes de la substance fondamentale. Le silicium est un facteur limitant essentiel de l’activité de la prolyl-hydroxylase, témoin de la synthèse de collagène.

4.3.2. Paroi vasculaire

C’est sans aucun doute l’étude la plus significative jamais entreprise sur la biologie du silicium. La relation directe avec les maladies cardio-vasculaires par déchéance artérielle, première cause de morbidité et de mortalité dans les pays à durée de vie longue, doit nous interpeller fortement. Le défaut d’irrigation sanguine (apport oxygène et nutriments, élimination des catabolites) n’est-il pas la première cause des ralentissements métaboliques de nos principaux organes (et du cerveau en particulier) au cours du vieillissement ?

Le silicium est un constituant important de la paroi artérielle (aorte) pour la synthèse et l’arrangement normal des fibres d’élastine, collagène et mucopolysaccharides.

L’administration de silicium dans un modèle expérimental de l’athérome chez le lapin, maintient l’intégrité des fibres élastiques et en favorise même le développement. La surcharge lipidique étant alors tolérée sans production de plaque athéromateuse (66). Le silicium organique s’oppose à la péroxydation lipidique (étude chez le lapin et chez l’homme) .

4.3.3 Revêtement cutané et phanères

Il y a une corrélation nette entre la souplesse de la peau, son épaisseur, l’absence de rides, sa facilité à cicatriser, etc. et son contenu en silicium (qui est bien évidemment relié au contenu en collagène, élastine et autres facultés d’hydratation de la peau dues aux glycosaminoglycanes des tissus interstitiels). D’après FREGERT, le silicium est impliqué dans le processus de kératinisation (liaison Si-kératine).

Cette richesse de la peau en silicium, son inéluctable décroissance avec l’âge, corrélée avec les signes objectivables (cf. plus loin) du vieillissement cutané ont interpellé les cosméticiens. Un apport local de silicium est-il susceptible de stabiliser, voire de faire régresser, cette déchéance par trop visible ? La réponse est manifestement positive (cf. données) et les résultats des expérimentations suggérées pour tenter d’expliquer les mécanismes posent peut-être plus de questions qu’elles n’en résolvent, tout en déplaçant la problématique vers une théorie plus générale du vieillissement, intéressant l’ensemble des cellules et organes et pas seulement la peau et ses annexes (cf. chapitre 6).

Qu’est-ce que le vieillissement cutané ?

La peau âgée est une quasi entité clinique. On peut observer :
. un amincissement de la peau (en moyenne 6 % par décade (68,69))
. une laxité,
. des rides,
. des taches
. un durcissement avec sécheresse.

L’histologie révèle :
. une atrophie (perte de cellules, perte de substance intercellulaire)
. une accumulation de fibres élastiques anormales, épaissies, « tangled »,
. une diminution importante de collagène,
. une augmentation des glycosaminoglycannes (ground substance).
. en phase finale, la matrice dermique est dégénérée en une masse amorphe, la dissolution du collagène et de l’élastine étant la cause de la laxité et de la perte de résilience (peau lente à se retendre après pincement).

...

cf. docs Exsymol

Ainsi, 47 femmes âgées de 38 à 64 ans (âge moyen 48 ans) ont été traitées par de l’acide silicique colloïdal (Silicol®), per os et application topique (2 fois 10 mn par jour). Elles ont été suivies pendant 90 jours. L’épaisseur du derme a augmenté de presque 30 % pendant cette période (0.90 mm à 1.16 mm). L’évolution des scores pour les rides, pour les ongles cassants, la fragilité et la finesse des cheveux ont tous montré une évolution significative à l’issue de cette période (53). Le seul effet secondaire a été l’augmentation de la sensation de sécheresse au niveau de la peau du visage pour 15 % des femmes (alors que plus de la moitié se plaignait de cet inconvénient au début de l’étude).

cf. silicium et peau

 

4.3.4. Immunité

Des lymphocytes incubés 48 heures en présence de silicium organique (monométhylsilanetriol ou extrait de prêle) peuvent se multiplier sans ajout de lectine ou de facteur de croissance). Le pourcentage de cellules viables est également bien meilleur que celui des contrôles. (51)

Des sujets sains traités par monométhyltrisilanol-orthohydroxybenzoate (Conjonctyl) pendant trois semaines voient leurs lymphocytes circulants et leurs IgG augmenter de façon significative. (52)

La silice est utilisée comme adjuvant pour un certain nombre de vaccins. ...

Les zéolites ajoutées aux rations alimentaires d’animaux d’élevage diminuent l’incidence de diarrhées, de pneumonies, et au total la quantité d’antibiotiques nécessaires.

Augmentation du contenu en silice des ganglions avec l’âge ...

Diminution du contenu en silicium du thymus. ...

Paroi intestinale est un des tissus riches en silicium (cf. Charnot) .

4.3.5 Contrôle endocrinien

Le traitement par le silicium organique de rats femelles anciennes reproductrices rétablit un cycle normal chez 50 % d’entre elles (79). Le silicium restaurerait-il une étape limitante de la stéroïdogénèse ?

Connaissant la richesse particulière des surrénales en silicium, l’influence du silicium sur le cholestérol circulant, la liaison proposée entre silicium et vitamine C (dont les surrénales sont particulièrement pourvues), on peut se demander si le silicium ne serait pas un intermédiaire critique dans la synthèse des stéroïdes (sexuels et autres).

4.3.6 Relations avec certains métaux (zinc, cuivre, fer, molybdène, ...)

Le silicium semble corriger des apports nutritionnels insuffisants en cuivre (87). En particulier il corrige la synthèse d’élastine aortique chez le rat.

Il y a un antagonisme zinc-silicium.

 

 

 

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Création le 10 août 2003