APORTE DEL AGUA DE BEBIDA A LOS

APORTE DEL AGUA DE BEBIDA A LOS REQUERIMIENTOS DE MAGNESIO
DE LA POBLACION COSTARRICENSE
Darner Mora Alvarado(1)
Nuria Alfaro Herrera(2)
Carlos Felipe Portugues(3)
José Pablo Gonzáles (4)
RESUMEN
Se presenta un estudio descriptivo en el ámbito nacional, para determinar la
contribución del agua de bebida a los requerimientos de magnesio (Mg) en la dieta
del costarricense, asumiendo una ingesta diaria de dos litros. Para calcular las
concentraciones porcentuales de Mg iónico se promediaron y agruparon por
cantones los contenidos de dureza de magnesio, expresada como carbonato de
magnesio (MgCO3), de las fuentes de agua utilizadas para los acueductos rurales,
municipales y los administrados por el Instituto Costarricense de Acueductos y
Alcantarillados (AyA); además, como complemento, se incluyeron los datos de las
aguas envasadas existentes en el mercado nacional. Los resultados se
presentan en un mapa, que muestra los aportes del agua de bebida a la
recomendación diaria admisible (RDA) de 350 mg/L.
El análisis de resultados demuestra que de los 81 cantones, 58 (72.8%)
contribuyen con menos del 5% al RDA de Mg, lo cual califica este aporte como
escaso, 17 (21%) contribuyen entre 5 a menos de 10%, lo que es normal si se
compara con la mayoría de las aguas de otras latitudes, y solamente 5 cantones
costeros aportan más de 10%, lo que se considera como una buena contribución a
la dieta del costarricense. Por último, los datos de las aguas envasadas
nacionales contribuyen en forma escasa al RDA de Mg diario, con menos de 5%.
(1) Licenciado en Microbiología y Química Clínica y Master en Salud Pública
(2) Licenciada en Química
(3) Bachiller en Gestión Ambiental
(4) Licenciado en Tecnología de Alimentos
Laboratorio Nacional de Aguas – Tres Ríos Telfax 279-59-73
APORTE DEL AGUA DE BEBIDA A LOS REQUERIMIENTOS DE
MAGNESIO DE LA POBLACION COSTARRICENSE
1. INTRODUCCION
El papel del agua para consumo humano (ACH) en el proceso de salud enfermedad ha sido muy bien estudiado a nivel mundial. Es conocido que todos
los procesos metabólicos complejos de la vida tienen lugar en el agua, el solvente
universal y el contribuyente más importante del organismo humano. En general, el
agua total del organismo representa del 45 al 60% del peso corporal (1). Este
preciado líquido desempeña una función importante en el mantenimiento de la
omeostasis, por medio del transporte del material nutritivo hasta las células;
además elimina productos de desecho y contribuye a la conservación de un
ambiente físico-químico constante. Otra función poco estudiada, por lo menos en
Costa Rica, consiste en que el agua es, en si misma, un alimento el cual,
dependiendo de sus orígenes, acarrea minerales como calcio, magnesio, sodio,
potasio (minerales mayores) y elementos menores como el hierro, cobre, yodo,
flúor, entre otros.
El exceso o escasez de estos minerales pueden ocasionar enfermedades al
organismo humano. Por ejemplo, la deficiencia de calcio y magnesio está
asociada con problemas de Isquemias de Corazón (2, 3, 4 y 5); el exceso de la
ingesta de calcio puede provocar cálculos o “piedras” en las vías biliares y renales
(6 y 7)
. En el caso del magnesio (Mg+2), el cual es el tema central del presente
estudio, participa en más de 300 funciones o reacciones enzimáticas del
metabolismo celular. Influye en la síntesis de proteínas, la producción de energía,
el funcionamiento del sistema nervioso, el mecanismo de contracción muscular y
la transmisión de impulsos nerviosos a través de los músculos y los nervios (8, 9 y
10)
.
El calcio, el magnesio y el flúor constituyen la dureza del agua. Esta,
cuando se encuentra en equilibrio, protege a las cañerías de la red de distribución
de los acueductos contra la corrosión y la incrustación. En Costa Rica, estudios
realizados por nuestro grupo de investigadores del Laboratorio Nacional de Aguas
(LNA) demostraron que, en forma general, las aguas ubicadas en los cantones del
Valle Central son blandas y las cercanas a las costas son duras (11) . Además,
como aporte de esta serie de estudios, se determinó el aporte del agua de bebida
a los requerimientos de calcio de la población costarricense (12). Como
complemento, y debido a la mencionada influencia del magnesio y el calcio en los
problemas cardiovasculares, se realiza la presente investigación, con el afán de
determinar el aporte del agua de bebida a los requerimientos de magnesio a la
dieta del costarricense.
2. OBJETIVOS
2.1 General
Determinar el aporte del agua para consumo humano a los requerimientos
nutricionales de magnesio en la población costarricense, distribuyendo por
cantones los promedios de las concentraciones de sales de magnesio
identificados en las fuentes de agua de los acueductos rurales, municipales y
operados por el Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados (AyA).
2.2 Específicos
ü Estudiar los requerimientos de magnesio a la dieta del ser humano.
ü Identificar el aporte de diferentes alimentos a los requerimientos de magnesio
de la población costarricense, incluyendo el agua de bebida.
ü Crear un sistema de clasificación de las aguas, de acuerdo a las
concentraciones de dureza de magnesio (MgCO3).
ü Confeccionar un mapa de distribución cantonal, utilizando los porcentajes
promedio de los aportes de Mg del agua.
ü Determinar, como complemento a este estudio, los aportes de Mg de las
diferentes aguas envasadas existentes en el mercado nacional.
3. MATERIALES Y METODOS
La metodología utilizada en la elaboración de este trabajo presenta los
siguientes pasos:
3.1 Tipo de investigación
Esta investigación se clasifica como descriptiva y retrospectiva, porque
realiza una descripción del aporte de Mg de las fuentes de agua que abastecen los
acueductos, utilizando los datos de los análisis físico-químicos del LNA obtenidos
entre 1996 y 1998.
3.2 Clasificación del aporte del agua de bebida a los requerimientos de
magnesio
Las Guías de Calidad de la Organización Mundial de la Salud (OMS) no
presentan valores límite para la dureza de magnesio (13), pero el Reglamento para
la Calidad del Agua Potable (14) indica valores límites para los contenidos de
MgCO3 en el agua. Debido a esto se procede a determinar, con base en las
concentraciones de MgCO3, los valores equivalentes de Mg+2, estableciendo su
porcentaje de aporte a la recomendación diaria admisible (RDA). La fórmula
utilizada para calcular dicho porcentaje es la siguiente:
MgCO3
bebida
L
x 0,245 x 2
= (Mg+2)
2L
= (Mg+2/2L) x 100 = % aporte de agua de
350 mg/d
al RDA
*El 0.245 es el factor de conversión gravimétrico, que corresponde a la relación entre las masas molares de Mg+2 y
el MgCO 3.
Esta información es agrupada por intervalos y codificada por medio de
colores, lo que permite posteriormente hacer un mapeo por cantones.
3.3 Identificación de los alimentos con mayor aporte de Magnesio a la dieta
del ser humano
La identificación se realizó consultando la literatura publicada por
nutricionistas nacionales y otros autores internacionales.
3.4 Metabolismo del magnesio y su influencia sobre la salud
Al igual que el punto anterior, se realizó una revisión de la bibliografía
nacional e internacional existente en este campo.
3.5 Determinación del aporte de magnesio del agua de bebida a la dieta del
costarricense
Por medio de la fórmula anotada en el punto 3.2 se calcularon los
promedios de Mg de las ACH suplidas por los acueductos rurales, municipales y
AyA. Estos promedios se clasifican, de acuerdo a los porcentajes, en intervalos
definidos en el RDA de magnesio.
3.6 Definición de la recomendación diaria admisible
Lamentablemente, en Costa Rica no se ha determinado la recomendación
diaria admisible de Mg a la dieta de la población. Debido a esto, es utilizado el
valor de la normativa de los Estados Unidos de América de 350 mg/día; el mismo
es propuesto por Mauricio E. Shils (15) y corresponde a varones mayores a 19
años. En el caso de las mujeres, el valor de RDA es de 280 mg/día. Sin embargo,
para efectos prácticos y para la elaboración del mapeo, se usa el valor general de
350mg/día.
3.7 Definir el aporte de las aguas envasadas a la dieta de calcio
Aprovechando los datos existentes en el LNA, sobre las características
físico-químicas de 13 tipos de aguas envasadas, se calculan los aportes de Mg+2
al RDA costarricense.
4. ANALISIS DE RESULTADOS
En forma semejante a la investigación denominada “Aporte del Agua de
Bebida a los Requerimientos de Calcio de la Población Costarricense”, el presente
estudio consta de dos partes: la primera es de tipo técnico, en donde se hace una
revisión breve del metabolismo del Mg y su influencia sobre la salud humana; la
segunda parte consiste en la determinación de las concentraciones promedio por
cantones de MgCO3 y Mg+2 en las aguas de bebida, incluyendo las de cañería y
envasadas existentes en el mercado nacional;
además, se realizó el
agrupamiento de los resultados, por medio del sistema de clasificación por
porcentaje, del aporte del agua a la dieta y su ilustración por medio de un mapa.
4.1 Metabolismo del magnesio y su influencia sobre la salud
En el adulto, aproximadamente entre el 60 al 65% del magnesio corporal se
concentra en el hueso, el 27% en las células musculares y del 6 al 7% en las
células de otros tejidos, quedando solamente un 1% en el líquido extracelular (16).
Los valores séricos normales suelen ser de 1.5 a 2.1 mg/L. Casi la mitad del
magnesio está libre y unos dos tercios unidos a albúmina; el resto, incluyendo la
mayor parte de los huesos, no es intercambiable (17).
Como se indicó en la introducción, el Mg se relaciona con una gran
variedad de procesos bioquímicos y fisiológicos, entre ellos la contractibilidad
muscular y la excitabilidad nerviosa. Existen estudios que indican un cierto
antagonismo entre el calcio y el magnesio; por ejemplo, el exceso de Mg inhibe la
calsificación ósea. En la contracción muscular normal, el Ca+2 actúa como
estimulante y el Mg +2 es relajante (18) .
4.1.1 Mecanismos homeostáticos del magnesio
4.1.1.1 Absorción, transporte y excreción del magnesio
Aunque la mayoría de la absorción de otros minerales se realiza en el
duodeno y el yeyuno, diversos estudios indican que el magnesio se absorbe en el
ileón y el colon (19). Además, sugieren parecer estar implicados tres mecanismos:
a) difusión pasiva, b) arrastre del solvente y c) transporte activo. Al contrario de la
absorción de calcio, la vitamina “D” prácticamente no afecta la absorción de Mg;
sin embargo, existen estudios que indican lo contrario. Como es lógico, el
porcentaje de absorción de Mg está en proporción inversa a la ingesta. Con un
consumo diario de 189 a 342 mg, estudios de balance a largo plazo señalan que la
absorción varía de 24 a 85% (20). A medida que disminuye el calcio de la dieta,
aumenta la absorción de Mg. El riñón conserva con eficiencia el Mg cuando su
ingestión es baja, y la absorción tiende a variar inversamente con la del calcio.
En el caso del transporte y excreción, el Mg es transportado por el plasma y
liberado al hueso y otros tejidos. Las concentraciones séricas se encuentran en
un 55% libre (Mg +2), el 32% unido a proteínas y 13% en complejos (21) . Una
concentración elevada de hormona paratiroidea, se traduce en una disminución de
la absorción renal del magnesio filtrado y por tanto, de su excreción por la orina.
La liberación de hormona paratiroidea es suprimida por el aumento de la
concentración de Mg+2 en el líquido extracelular; sin embargo, esto es inferior a la
asociada con el aumento de la concentración de calcio.
4.1.2 Efectos del magnesio sobre la salud
Como se anota anteriormente, el Mg influye en la síntesis de proteínas, en
la producción de energía, en el correcto funcionamiento del sistema nervioso y en
el mecanismo de contracción muscular. Juega un papel vital en la transmisión de
los impulsos nerviosos a través de los músculos y los nervios. Además, el Mg
también ha sido señalado como factor que influye en el desarrollo de
enfermedades cardiovasculares. En estudios realizados en los países nórdicos y
en los Estados Unidos, se demostró una relación inversa entre la concentración de
sales de magnesio en el agua y la prevalencia de afecciones cardiovasculares (22) .
4.2 Alimentos con mayor aporte de magnesio
El Mg se encuentra distribuido en gran cantidad de alimentos naturales,
pero las fuentes principales son las frutas secas (nueces, avellanas, almendras,
harinas de soya, cereales, cebada, trigo y avena), además de los vegetales de
hojas verdes y oscuras. Las dietas altas en alimentos refinados en carne y
productos lácteos, suelen tener menos Mg que las ricas en vegetales y granos no
refinados.
A continuación, en la tabla 1, se presenta un resumen de los principales
aportes alimentarios de Mg.
TABLA 1. CONTENIDO DE MAGNESIO EN ALIMENTOS SELECCIONADOS
ALIMENTO
PORCIONES
mg
% APORTE AL R.D.A.
Tofú duro
½ tasa
118
33.7
Frijoles con chile
1 tasa
115
32.8
Germen de trigo tostado
¼ tasa
90
25.7
Nueces de la India tostadas
¼ tasa
89
25.4
Hipogloso al horno
90 gr
78
22.3
Acelga cocida
½ tasa
75
21.4
Maní tostado
¼ tasa
67
19.1
Chocolate semi-dulce
¼ tasa
58
16.6
Patata con cáscara al horno
1
55
15.7
Cacao en polvo
2 C.S.*
52
14.8
Melaza
1 C.S.*
52
14.8
Cereal, salvado con pasas
30 gr
48
13.7
Espinaca fresca
1 tasa
44
12.6
Cheerios
30 gr
39
11.1
Leche de vaca (2% grasa)
½ tasa
53
9
Pan de trigo entero
1 rebanada
26
7.4
Pechuga de pollo
90 gr
25
7.1
Guisantes, congelados
½ tasa
23
6.6
cocidos
Carne molida magra
90 gr
16
4.6
Pan blanco
1 rebanada
13
3.7
Frutas
10 - 25
2.8 - 7.1
Huevo
1
5
1.4
Leche humana
1 litro
28 - 35
8 - 10
mg
Leche de vaca (35% grasa)
1 litro
96 mg
27.4
*C.S.= cucharada sopera.
(1) Samuel J. Famon y Steven E. Nelson (23).
(2)Doris M. Czajka Nanine. Ph.D (24).
(3)Modificado por Mora, Darner.
4.3 Estudios sobre el aporte del agua a la ingesta de magnesio
En los Estados Unidos las concentraciones de Mg en el ACH oscilan entre
6.25 y 120 mg/L. En Canadá y Europa Occidental reportan una contribución de 20
y 24 mg por ingesta de agua, respectivamente. Con base en estos resultados, se
considera que el agua suministra un aporte entre el 3 y el 7% al RDA (25).
4.4 Porciones dietéticas recomendadas de Mg
En la siguiente tabla es tomada textualmente de “National Academy of
Siences“ 1989.
TABLA 2. RACIONES DIETETICAS RECOMENDADAS DE MAGNESIO
EDAD (años)
RDA (mg)
LACTANTES
0.0 – 0.5
0.5 – 1.0
40
60
NIÑOS
1.3
4.6
7 – 10
80
120
170
VARONES
11 – 14
15 – 18
19 – 24
25 – 50
51+
270
400
350
350
350
MUJERES
11 – 14
15 – 18
19 – 24
25 – 50
51+
Embarazo
Lactancia:
primeros 6 meses
segundos 6 meses
270
300
280
280
280
300
355
340
4.5 Sistema de clasificación del aporte nutricional de Magnesio en el agua de
bebida
Fundamentados en la fórmula expuesta en el punto 3.2, se calcularon los
promedios de Mg en las aguas de bebida. También se establece el sistema de
clasificación, distribuido por intervalos, de concentraciones de Mg+2 por 2 litros de
agua consumidos al día y su porcentaje de aporte a la ingesta diaria.
TABLA 3. SISTEMA DE CLASIFICACION DEL APORTE NUTRICIONAL DE
MAGNESIO EN EL AGUA DE BEBIDA
CONCENTRACI % DE APORTE DE CLASIFICACION DE CLASIFICACI
ON DE Mg+2 EN Mg A LA INGESTA ACUERDO AL % DE
ON
mg/L
DIARIA
APORTE
0 – 17.5
0 - <5
Escasa
17.6 – 35.0
5 - <10
Normal
35.1 – 52.5
10 - <15
Buena
>=52.6
>=15
Muy buena
NOTA: El RDA utilizado es de 350 mg/día (E.Shil, Mauricio).
4.6 Determinación de las concentraciones y aportes promedio de magnesio
en el agua de bebida
4.6.1 Agua de bebida distribuida por cañerías
Como se observa en la tabla 2, las RDA de Mg de los seres humanos varía
con la edad y el sexo; por ejemplo, se estima para el sexo masculino un RDA
promedio de 350 mg/día y para el sexo femenino 280 mg/día. En Costa Rica, las
RDA para Mg no están definidos aún, por lo que utilizaremos, para efectos de
mapeo por cantones, un promedio de RDA de 350 mg/día.
En las tablas 5, 6, 7 y 8 se presentan los datos promedio de MgCO3,
Mg+2/2L y los porcentajes de aporte a los requerimientos de Mg a la dieta del
costarricense por medio del agua de bebida suministrado por cañería. Dichos
resultados demuestran que en 59 cantones (72.8%) el agua aporta menos del 5%
al RDA promedio, lo cual se clasifica como escaso de acuerdo con la clasificación
indicada en la Tabla 1. En 17 cantones el porcentaje oscila entre 5 y 10 mg/día
(21%), lo que se clasifica como normal si se compara con abastecimientos de
agua en otros países del mundo. Los restantes cinco cantones (Nicoya, Santa
Cruz, Carrillo, Abangares y Limón Centro), suministran agua con valores entre 10
y 12.8%, lo que se define como un buen aporte a la dieta del costarricense. En
términos generales, el promedio de los 81 cantones es de 32 mg/L de MgCO3.
Esto equivale a un 15.7 de Mg+2/2L, lo cual suministra un aporte promedio de
4.5% a la dieta, es decir, que la mayoría de las aguas utilizadas para
abastecimiento de agua contienen escaso contenido de Mg.
4.6.2 El agua envasada
Como complemento a esta investigación, y al creciente consumo de aguas
envasadas por parte de la población, se determinó la contribución de este tipo de
aguas a los requerimientos de Mg del costarricense, cuyos resultados se
presentan en la tabla 9. De las 13 marcas analizadas, 5 son nacionales y 8
extranjeras. En el caso de las marcas nacionales el aporte oscila entre 0 a 5%,
dato coincidente con el promedio de las aguas suministradas por cañería. Lo
anterior se debe a que las fuentes de agua de estas empresas se encuentran en el
Valle Central, zona en la que el contenido de Mg en el agua es muy bajo (Figura
1).
Algunas marcas como “ORVIAN”, “LIMPIA”, “MAYA”, “REPARATA” y
“ACAPILLA” contienen altos contenidos de MgCO3, aportando entre 11.4 y 18.2%
al RDA. Sin embargo, otras como “MONTE BLANCO”, “BARFONT” y “PERRIER”
aportan entre 0 a 3.4%, lo que indica que su contribución a los requerimientos de
Mg de la población es prácticamente nulo.
4.7 Mapeo de la distribución de magnesio en el agua por cantones
En la tabla 4 se presenta cada cantón codificado de acuerdo con el sistema
de clasificación. A simple vista se observa que la mayoría de las aguas aportan
menos del 5% al RDA establecido. Los cinco cantones que tienen aguas con
aportes superiores a 10% al RDA se encuentran en zonas costeras, lo cual es
concordante con los contenidos de CaCO3 y la Dureza Total del agua. Sin
embargo, dicho patrón difiere un poco con el establecido en el estudio del aporte
de agua de bebida a los requerimientos de calcio (26) sobre todo en los cantones
codificados con el color verde (5 -10%), ubicados en Cartago y Heredia.
4.8 Ingesta de magnesio: comparación entre los aportes de agua y los
alimentos naturales
Antes de realizar la comparación entre el aporte de Mg del agua de bebida
y los alimentos naturales presentados en la tabla 1, es importante anotar que al
igual que el calcio, la contribución del agua de bebida a la dieta de Mg no se
considera en el cálculo del RDA de cada país. Lo anterior se debe a que muchos
autores no consideran el agua como nutriente, porque se estima que su aporte es
insignificante. Sin embargo, el análisis determina que dos litros de agua de bebida
de los cantones codificados en el mapa con los colores verde y café (figura 1),
contribuyen en forma semejante a las porciones señaladas en las espinacas, leche
de vaca (2% de grasa), pan de trigo entero, pollo (pechuga), carne molida magra,
pan blanco, frutas y que la propia leche humana.
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Los análisis de los promedios y la distribución por cantones de los
contenidos y aportes de Mg del agua de bebida al RDA, incluida las envasadas,
además de su comparación con los aportes de algunos alimentos seleccionados,
permiten hacer las siguientes conclusiones y recomendaciones:
5.1 Conclusiones
ü Los promedios del aporte de Mg de las fuentes de agua utilizadas por los
acueductos rurales, municipales y AyA, demuestran un aporte escaso en el
72.8 de los cantones, un aporte normal en el 21% y una contribución muy
buena en el 6.24%, sobre todo en los cantones costeros.
ü En los cantones codificados con los colores verdes y café, el aporte del agua
de bebida a la dieta de Mg/día es tan importante, o más, que muchos alimentos
como el pan, leche, carne molida, frutas y huevos.
ü El aporte de las aguas envasadas nacionales es inferior a muchas aguas
suplidas por cañería, sobre todo en las zonas costeras. Lo anterior se debe a
que sus fuentes se encuentran en el interior del país, en donde el agua
contiene menos de 30 mg/L de MgCO3.
5.2 Recomendaciones
ü Debido a la importancia del Mg en las funciones fisiológicas del cuerpo humano
y al aporte del agua de bebida a la dieta del costarricense, se recomienda
incorporarlo en la elaboración de las RDA de Mg.
ü El calcio y magnesio presentes en el agua se han relacionado con problemas
cardiovasculares, por lo que se recomienda a los investigadores realizar
estudios para evaluar su efecto sobre la salud pública costarricense.
ü Por último, es importante incorporar a las Guías de Calidad de la Organización
Mundial de la Salud, valores límite para el calcio y el magnesio en el agua de
bebida.
FIGURA 1.CLASIFICACION DEL APORTE DE MAGNESIO DEL AGUA DE BEBIDA
DISTRIBUIDA POR CANTONES A LA DIETA DEL COSTARRICENSE
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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16. Fomon, Samuel y Nelson, Steven. Op. Cit. Pág. 205.
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18. Czajka-Narins, Dorice. Op. Cit. Pág. 116.
19. Fomon, Samuel y Nelson, Steven. Op. Cit. Pág. 205-206.
20. Czajka-Narins, Dorice. Op. Cit. Pág. 116.
21. Fomon, Samuel y Nelson, Steven. Op. Cit. Pág. 205-206.
22. Calvo Díaz, Marta. Op. Cit. Pág. 116.
23. Fomon, Samuel y Nelson, Steven. Op. Cit. Pág. 206.
24. Czajka-Narins, Dorice. Op. Cit. Pág. 117.
25. Cañas Pérez, Regla. Op. Cit. Pág. 14.
26. Mora, Darner, Alfaro, Nuria y Portuguez, Felipe. Op. Cit.