RELACION ENTRE LA DUREZA DEL AGUA Y LAS

RELACION ENTRE LA DUREZA DEL AGUA Y LAS CARDIOPATIAS
ISQUEMICAS EN COSTA RICA
Darner Mora Alvarado: Master en Salud Pública y Licenciado en Microbiología de
la Universidad Costa Rica, Director del Laboratorio Nacional de Aguas de
Acueductos y Alcantarillados.
Carlos Felipe Portugués B .: Bachiller en Gestión Ambiental, Universidad
Nacional de Costa Rica
Nuria Alfaro Herrera: Licenciada en Química Universidad de Costa Rica
Dirección: 450 metros norte del Templo Católico de Tres Ríos, La Unión, Cartago,
Costa Rica. Teléfonos 279-51-18 ó 279-90-86, Telefax 279-59-73.
1. INTRODUCCION
Las enfermedades cardiovasculares constituyen una de las primeras
causas de muerte en el mundo. (1) En Costa Rica, los “ataques cardiacos” son la
principal causa de mortalidad. (2) En 1998, un promedio de seis costarricenses
fallecieron diariamente por estos padecimientos (3), de los cuales más del 50%
fueron causados por infarto agudo del miocardio (IAM) y un 25% por “otras
isquemias del corazón” (OIC). En ambas afecciones el flujo sanguíneo se
interrumpe o disminuye, generalmente por la obstrucción de una arteria coronaria,
impidiendo el acceso de oxígeno al músculo cardiaco (IAM); en el caso de las OIC,
la obstrucción se puede ocasionar en una arteria periférica, o debido a
enfermedades como la insuficiencia coronaria o enfermedad arterosclerótica del
corazón. (4)
Actualmente, se conocen diversos factores de riesgo para la aparición de
estos males como son los hábitos alimentarios, el fumado, status económico,
peso corporal y el estrés. En las últimas décadas, se ha establecido la hipótesis
de que el desequilibrio de los oligoelementos en el organismo podría estar
relacionados con la etiología de las enfermedades cardiovasculares. (5) A finales
de 1999 Peter Libby, director de Medicina de la Universidad de Harvard, indicó
que el IAM es causado por la acumulación de sedimentos en la pared de los vasos
sanguíneos, y por “una reacción inflamatoria que altera la biología de la pared de
la arteria y puede hacer que la placa sufra una ruptura”; dicho proceso es
semejante al de corrosión e incrustación de las tuberías de los acueductos. (6) En
este mismo sentido, se ha estudiado el posible efecto del contenido de
oligoelementos y la presencia de cardiopatías isquémicas, observándose que
existe una asociación inversa con la dureza del agua, provocada por los
carbonatos de calcio (CaCO3) y magnesio (MgCO3). (7,8) El Calcio (Ca) se ha
señalado como un factor cardioprotector, que resulta beneficioso en la reducción
de los riesgos que preceden eventos cardiovasculares (9,10), al igual que el
magnesio (Mg). (11,12,13, 14) En Costa Rica, nuestro grupo de investigadores
demostró que el consumo prolongado de aguas, en cantones con contenidos
1
inferiores a 60mg/L y 30mg/L de CaCO3 y MgCO3, respectivamente, tienen en
promedio mayores tasas/100.000 de IAM y OIC. (15,16) En razón de lo anterior, y
debido a que las anteriores investigaciones realizadas en Costa Rica evalúan sus
papeles por separado, se realiza la presente investigación, con el objetivo de
analizar en forma conjunta su influencia sobre las cardiopatías isquémicas del
corazón, específicamente IAM y OIC.
2. OBJETIVOS
2.1 Objetivo General
Estudiar la posible relación entre la dureza del agua para consumo humano,
distribuida por cantones, con las tasas/100.000 de egresos hospitalarios por IAM y
OIC, durante el trienio 1994, 1995 y 1996.
2.2 Objetivos Específicos
ü Describir el papel del Ca y el Mg en el funcionamiento del organismo,
específicamente en el sistema cardiovascular.
ü Determinar las tasas de egresos hospitalarios por 100.000 habitantes de IAM y
OIC, para el trienio 1994-1996, en los 81 cantones del país.
ü Analizar los contenidos cantonales promedio de dureza total en el agua.
ü Establecer los intervalos de clase de los contenidos de dureza total (CaCO3 +
MgCO3), para aguas blandas, moderadamente duras, duras y muy duras.
ü Realizar una distribución de frecuencias, utilizando los intervalos de clase
propuestos para la dureza total, de las tasas/100.000 de IAM y OIC en cada
cantón.
ü Determinar el promedio y desviación estándar de las tasas/100.000 de IAM y
OIC, del grupo de cantones ubicados en cada intervalo.
ü Realizar un análisis estadístico, entre los promedios de las tasas por IAM y
OIC, de cada grupo de cantones.
3. METODOLOGIA
Para cumplir con los objetivos antes mencionados, se realizan los
siguientes pasos:
2
3.1 Tipo de Investigación.
El presente estudio es de tipo epidemiológico-ecológico, analítico y
retrospectivo, porque busca demostrar una posible relación entre los promedios de
dureza total, de las diferentes fuentes de agua usadas en cada cantón, con las
tasas promedio de IAM y OIC.
3.2 El papel del Ca y Mg en el funcionamiento cardiovascular.
La descripción del papel del Ca y el Mg en el funcionamiento
cardiovascular, se realiza por medio del estudio de la bibliografía disponible. (17, 18,
19, 20, 21)
3.3 Definición del aporte de dureza total en los ACH.
Los cálculos de los contenidos de dureza total (CaCO3+MgCO3) en las
ACH, se obtuvieron por medio de un estudio previo realizado por nuestro grupo de
investigadores,
publicado con el título “Caracterización y Distribución por
Cantones de la Dureza del Agua en las Fuentes Utilizadas para Consumo Humano
en Costa Rica” (22) (Ver Tabla 4 y Figura 1).
3.4 Tasas promedio por cantón de IAM y OIC.
Para determinar las tasas promedio de egresos hospitalarios por IAM y OIC
en cada cantón, se usaron los datos disponibles en la Sección Información
Biomédica de la CCSS de los años 1994-1995 y 1996. (23) Dichos datos se
sumaron y dividieron entre la población cantonal, multiplicándose por 100.000.
3.5 Clasificación del agua con respecto a la dureza total
La OMS clasifica la dureza del agua con base a las concentraciones de
CaCO3, sin tomar en consideración el MgCO3. Estudios realizados por nuestro
grupo de trabajo demostraron que, en forma general, los contenidos de CaCO3
duplican los niveles de MgCO3. (24) En razón de lo anterior, la clasificación de la
dureza total del agua de bebida, se presenta en la Tabla 1, la cual se obtiene de la
suma de los intervalos utilizadas para Cay Mg.
Tabla 1. Clasificación de la Dureza del Agua
Tipo
Concentración de Dureza
Total (mg/L)
0 – 90
Blanda
91 –180
Medianamente dura
181 – 270
Dura
>270
Muy dura
Clasificación
3
3.6 Distribución de Frecuencias
Utilizando los intervalos de clase de los diferentes tipos de dureza total, se
ubicaron los cantones de acuerdo a la concentración de dureza total promedio.
Luego, se calcularon las tasas promedio/100.000 de IAM y OIC de cada interva lo.
3.7 Análisis Estadístico
Agrupados los promedios de las tasas/100.000 de egresos hospitalarios de
IAM y OIC de los cantones, se realizó un análisis de varianza entre grupos al 95%
de confianza (25,26), con el objetivo de determinar si existe diferencia estadística
significativa entre ellos.
3.8 Análisis de Laboratorio.
La determinación de la dureza total en las aguas, se obtuvo siguiendo los
procedimientos de “Standard Methods for Examination of Water and Wastewater.
(27)
4. ANALISIS DE RESULTADOS
4.1 El Calcio.
El Calcio (Ca) es el catión divalente más abundante en el organismo
humano, que aporta cerca de 1.5 a 2.0% del peso total. Es responsable de
funciones estructurales que afectan el esqueleto y los tejidos blandos; además,
juega un papel importante en la transmisión neuromuscular de estímulos químicos
y eléctricos, la secreción celular y la coagulación de la sangre. Más del 99% se
encuentra en el esqueleto. Debido a su función en la transmisión neuromuscular
ejerce un papel importante en la contracción muscular, aumentando la amplitud
del latido cardiaco a medida que su concentración se eleva. Los niveles séricos
se asocian a una prolongación del espacio QT, así como a una mayor
predisposición a las arrítmicas y a la muerte por IAM. Diferentes estudios a nivel
mundial demuestran una relación inversa entre la ingesta de Ca y la tensión
arterial.
4.2 El Magnesio
El Magnesio (Mg) tiene un papel esencial en la contracción y relajación
muscular, mejorando la salud cardiovascular. Interviene en al menos 300 pasos
enzimáticos del metabolismo intermedio; se encuentra en un 60 a 65% en los
huesos, 27% en los músculos, de 6 a 7% en otras células y 1% en los líquidos
extracelulares. Entre el Ca y el Mg existe interdependencia y a veces
competición en el músculo liso vascular. Si se duplican de forma aguda las
concentraciones séricas de Mg se produce hipotensión y aumento del flujo
sanguíneo renal, provocando la liberación de prostaglandinas a partir del
4
endotelio, inhibiéndose la agregación plaquetaria y disminuyendo el riesgo de
formación de coágulos sanguíneos. Diferentes estudios vinculan al Mg como un
factor protector contra las cardiopatías isquémicas.
4.3 Distribución de Frecuencias.
En la Tabla 2 se presentan los resultados de distribución de frecuencias de
los cantones, en concordancia con los intervalos de dureza total y las tasas
promedio de IAM y OIC.
Tabla 2. Distribución de Frecuencias por Intervalos de Clase de Dureza Total
en el Agua vs las Tasas Promedio/100.000 de IAM y OIC
Concentración de
Número de
Tasas promedio/100.000
Dureza Total
Cantones
IAM
OIC
(mg/L)
X
DS
X
DS
0 – 90
55
34,20
13,81
77,26
41,47
91 – 180
19
23,00
10,91
63,44
36,26
181 – 270
7
21,46
3,78
54,06
11,55
Nota: Los cantones con aguas blandas (< 90mg/L de dureza total) se ubican, en forma general, en el interior del
país.
X = promedio aritmético
DS = Desviación estándar
4.4 Análisis Estadístico
En el gráfico 1 se presentan los promedios de las tasas/100.000 de IAM y
OIC, en los tres intervalos definidos, cuyos promedios nacionales de egresos
hospitalarios son de 30.47 y 72.0 respectivamente. Como se observa, existe una
relación inversa entre las tasas promedio de esta patología con respecto a las
concentraciones de dureza total; es decir, entre mayor sean los contenidos de
dureza total menores son las tasas promedio de IAM. Entre el intervalo de 090mg/L y el de 91-180mg/L, existe una diferencia de 11,20 puntos (33%). Dicha
diferencia, al aplicar el análisis de varianza entre grupos al 95% de confianza, es
estadísticamente significativa, lo que sugiere que la dureza del agua de bebida es
un factor protector contra las cardiopatías isquémicas.
En el caso de las OIC se observa una tendencia semejante a la presentada
en los IAM. La diferencia entre el intervalo de 0-90 y 91-180mg/ es de 13,82
puntos (18 %). Sin embargo, al aplicar el análisis de varianza entre grupos la
diferencia no es estadísticamente significativa, lo cual se puede deber a varios
factores como:
a) La dispersión de los datos sobre las tasas/100.000 de las OIC de cada grupo
de cantones.
5
b) El tamaño de las desviaciones estándar de cada grupo o intervalo.
c) La multicausalidad y variedad de afecciones que agrupa el término “Otras
Isquemias del Corazón”.
En la Tabla 3, se presentan los resultados del análisis de varianza entre
grupos al 95% de confianza.
Tabla 3. Análisis de Varianza entre Grupos: Infarto Agudo de Miocardio y
Otras Isquemias del Corazón vs la Dureza Total en el Agua de Bebida.
Patología
Intervalos
IAM
OIC
1, 2 y 3
1, 2 y 3
F.
Calculada
8,13
0,27
F. Tabular
3,1
3,1
Diferencia Estadística
Si
No
X
X
Nota: El intervalo 1 = 0 – 90mg/L de dureza total.
El intervalo 2 = 91 – 180mg/L de dureza total.
El intervalo 3 = 181 – 270mg/L de dureza total.
•
En los IAM se rechaza la Ho (Hipótesis nula), debido a que las tasas promedio no son iguales, lo que indica que la
diferencia observada no se debe al azar.
•
Con respecto a los OIC no se rechaza Ho, por lo que la diferencia observada se puede deber al azar.
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 Conclusiones.
ü Los resultados demuestran una relación inversa entre la prevalencia de IAM y
OIC y el consumo de agua con diferentes grados de dureza total en Costa
Rica. Dichos resultados ratifican lo indicado por varias investigaciones a nivel
mundial.
ü La diferencia entre los promedios de las tasas/100.000 de los egresos de IAM,
en el grupo de cantones con concentraciones menores a 90mg/L de dureza
total con respecto a los otros grupos, es estadísticamente significativa con un
95% de confianza.
ü En el caso de OIC la tendencia observada es semejante; sin embargo, en el
análisis de varianza entre grupos no se demuestra una diferencia significativa
entre las tasas promedio.
ü Por último, tanto la presente investigación como el estudio sobre la relación
entre el consumo de agua con niveles de CaCO3 superiores a 120mg/L, y la
prevalencia de Cálculos de vías urinarias (28) , demuestran que el consumo de
oligoelementos como el CaCO3 por medio de ACH debe realizarse en forma
equilibrada; de lo contrario su exceso puede causar cálculos renales y su
6
escasez podría no aportar el suficiente CaCO3 para proteger contra las
cardipatías isquémicas. De los diferentes estudios realizados se desprende la
hipótesis de que el consumo óptimo de esta sal se dá en aguas con
concentraciones de CaCO3 entre 61 a 120mg/L.
6. RECOMENDACIONES
ü Debido a la multicausalidad de las cardiopatías isquémicas, los resultados y
conclusiones de esta investigación deben analizarse con cuidado e
interpretarse como un valioso aporte a la ciencia; sin embargo, se debe
continuar con estudios de mayor rigurosidad epidemiológica, con el objetivo de
demostrar el verdadero papel del consumo prolongado de aguas, con
diferentes grados de dureza, sobre el proceso de salud y enfermedad del ser
humano.
ü De los resultados de las diferentes investigaciones realizadas por nuestro
grupo de trabajo, se recomienda:
a) Tomar ACH con concentraciones de dureza total entre 91 a 180mg/L
(moderadamente duras), que le permita la ingesta prolongada en el ACH de
factores protectores contra las cardiopatías isquémicas, pero que no tengan
exceso de CaCO3 (>120mg/L) para favorecer la producción de cálculos
renales.
b) La recomendación de la ingesta óptima, tanto para CaCO3 como MgCO3 en
las ACH, debe ser entre 60 y 120 mg/L para el primero y entre 31 y 60 mg/L
para el segundo.
7
GRAFICO 1. CARDIOPATIAS ISQUEMICAS:
RELACION ENTRE LAS TASAS PROMEDIO DE EGRESOS HOSPITALARIOS Y LA
DUREZA TOTAL EN LAS A.C.H. DE COSTA RICA - PERIODO 1994-1996
TASA POR 100.000 HABITANTES
80
77,261
63,445
60
54,060
40
34,201
20
23,002
21,179
0
0-90
91-180
INFARTO AGUDO DE MIOCARDIO
181-270
OTRAS ISQUEMIAS DE CORAZON
NOTA: En Costa Rica la tasa promedio/100.000 habitantes de Infarto Agudo de Miocardio es de 30.47 y la de Otras Isquemias de Corazón es de 72.01.
11
FIGURA 1. CLASIFICACION DE LA DUREZA TOTAL POR CANTONES
EN LAS AGUAS PARACONSUMO HUMANO EN COSTA RICA
12
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