NIVEL I Aspectos de Salud Relacionados con la Presencia de Calcio y Magnesio en el Agua Potable Por Joseph Cotruvo, Ph.D.

N

SF International y el International Life Sciences Institute (Instituto Internacional de Ciencias de la Vida) convocaron a un grupo de expertos en nutrición, médicos, epidemiólogos y científicos en Baltimore, Maryland del 24 al 26 de abril para llevar a cabo un Simposio Internacional sobre los Aspectos de Salud Relacionados con la Presencia de Calcio y Magnesio en el Agua Potable. El simposio tenía la intención de examinar detalladamente las funciones potenciales del calcio y magnesio en el agua potable y sus posibles contribuciones a las consecuencias benéficas para la salud. El tema principal que se abordó fue determinar si el consumo de agua potable que contribuye una porción relativamente pequeña del consumo dietético total diario de alimentos podría tener repercusiones positivas para la salud, particularmente en aquellas personas que corren un mayor riesgo debido a sus dietas deficientes y otros factores. La reunión surgió del proceso para elaborar guías en 2006 para los aspectos ambientales y de salud de la desalinización del agua, iniciado por la Oficina Regional del Mediterráneo Oriental de la OMS, en Cairo, Egipto. Asimismo, la información tiene la intención de contribuir a las bases de datos para la cuarta edición de las Guías de la OMS para la Calidad del Agua Potable que serán publicadas en 2008, en lo que respecta al impacto de los nutrientes que existen en el agua potable y la dureza del agua sobre la calidad del agua y la salud. El objetivo inmediato de este simposio consistía en elaborar un poco más los temas y recomendaciones del informe “Nutrientes en el Agua Potable” publicado por la OMS en 2005. El Simposio comenzó con la distribución de una lista de Preguntas y Temas que fueron los retos que introdujeron los temas de discusión. Varios de estos temas fueron eventualmente abordados más a fondo.

Temas de Salud • ¿Podría un pequeño incremento en el consumo diario de minerales generar una diferencia en el estado de salud de la población? • ¿Indica la evidencia biomédica mecanística los beneficios de los aumentos graduales del consumo diario de minerales en las poblaciones con deficiencia? • ¿Apoyan estos beneficios los estudios controlados dietéticos y clínicos? • ¿Proveen apoyo los estudios epidemiológicos para generar una hipótesis de beneficios? • ¿Cuál es la cualidad de la evidencia de la Hipótesis de Agua Dura/ Enfermedades Cardiovasculares (CVD, en inglés)? • ¿Cuáles son las poblaciones que corren un mayor riesgo? • De existir beneficios, ¿cuál es su valor aproximado?

A G U A

L A T I N O A M É R I C A

• ¿Pueden explicarse los efectos adversos a través de los metales del agua corrosiva? • ¿Existe un apoyo científico para otros beneficios a la salud con respecto a la osteoporosis, hipertensión, síndrome metabólico, etc.? • ¿Existen impactos negativos a la salud relacionados con un mayor consumo de calcio y magnesio? • ¿Es posible efectuar estudios epidemiológicos, nutricionales y bioquímicos que sean más definitivos?

Consumo Diario • ¿Son adecuadas las Recomendaciones de Consumo Diario para magnesio y calcio? • ¿Cuáles son las contribuciones dietéticas a nivel mundial del Magnesio/ Calcio y sus contribuciones incrementales al agua? • ¿Cuál es la eficiencia de absorción de alimentos vs. fuentes de agua? • ¿Equilibrio óptimo del consumo de calcio, magnesio y otros iones? • De existir una contribución deseable del agua, ¿cuál debiera ser ésta? • ¿Variaría por región o estilo de vida? • ¿Cómo afecta la composición mineral del agua para cocción la composición mineral de los alimentos cocidos?

Temas Tecnológicos y Económicos • ¿Es diferente el agua “suave” al agua “suavizada”? • ¿Cuál es la tecnología y el costo de mineralizar el agua? • Si fuera deseable consumir agua “dura”, ¿cómo afectaría esto el control municipal de la corrosión, el suavizado central, o la remineralización del agua desalinizada? • ¿Cómo afectaría al agua embotellada y las bebidas? • ¿Cómo afectaría el tratamiento doméstico del agua? La esencialidad y los beneficios nutricionales de un suficiente consumo dietético de calcio y magnesio están bien definidos pero son cuantitativamente imprecisos. La mayor parte de los estudios epidemiológicos que se han llevado a cabo desde mediados de la década de los 1950s han generado la hipótesis de que el contenido adicional de magnesio y/o calcio en el agua potable puede contribuir a una reducción en la incidencia de enfermedades cardiovasculares (CVD) y otros beneficios a la salud de las poblaciones. Esta es la así llamada “hipótesis de beneficios del agua dura para prevenir enfermedades cardiovasculares”. El calcio juega un papel importante en la estructura ósea, músculos, contracciones, transmisión de impulsos nerviosos, coagulación de la sangre y señalamiento celular; 99 por ciento del calcio se encuentra en volumen 6, número 3

los huesos y los dientes, y el resto en los tejidos suaves. El bajo consumo de calcio ha sido asociado con osteoporosis, raquitismo, e hipertensión. Asimismo, su consumo en el agua potable reduce el riesgo de contraer cálculos renales, probablemente al formar compuestos con oxalatos que están presentes en la dieta y que forman algunos tipos de cálculos renales. El magnesio es un cofactor esencial para más de 350 sistemas enzimáticos y está involucrado en el metabolismo energético, síntesis del ácido nucleico, equilibrio celular, salud cardiovascular y funciones hormonales. El bajo consumo de magnesio ha sido asociado con osteoporosis, aumento en el equilibrio del calcio, resistencia a la insulina, síndrome metabólico, una mayor tensión oxidante, y un mayor riesgo de contraer enfermedades cardiovasculares. El organismo humano adulto contiene unos 24 gramos de magnesio, aproximadamente la mitad en la masa ósea y el resto en los tejidos suaves; solamente un 0.3 por ciento sen encuentra en el suero. No existe ningún examen sencillo, rápido ni preciso para evaluar el estado del magnesio en las personas.

Requisitos para el Consumo de Minerales Dietéticos La dieta es ampliamente la principal fuente de minerales y nutrientes. Las dietas varían ampliamente por región mundial, edad, condición económica y preferencias individuales, pero desafortunadamente parece haber una tendencia hacia un menor consumo de minerales, sin importar la condición económica del individuo. Hay circunstancias en las que el agua podría ser un contribuyente significativo para el consumo total diario de minerales. Las Dras. Stephanie Atkinson y Rebecca Costello declararon que las guías de aporte y consumo diario recomendadas (RDA y RNI, en inglés) son indicadores aproximados de las necesidades dietéticas diarias para mantener una buena salud. Varían por edad, género y masa corporal, y los valores recomendados varían por país. Aunque el magnesio y el calcio son reconocidos como nutrientes esenciales, las necesidades cuantitativas para cada uno de ellos han sido difíciles de establecer de manera precisa. En 2001 una consulta de expertos para la Organización Agrícola y de Alimentos/Organización Mundial de la Salud recomendó guías de consumo de magnesio para hombres y mujeres de 19 a 65 años de edad, de 260 y 220 mg/día, respectivamente. Las guías de consumo de calcio que se establecieron fueron de 1000 mg/día para hombres de 19 a 65 años y mujeres de 19 a 50 años de edad, y 1300 mg/día para mujeres de 51 a 65 años de edad. En 1997 la Junta de Alimentos y Nutrición (FNB, en inglés) de la Academia Nacional de Ciencias recomendó RDAs para magnesio de 420-320 mg/día para hombres y mujeres de 31 a 70 años de edad. No se establecieron RDAs para el calcio, sino que solamente guías de consumo adecuado (AIs, en inglés) de 1000 mg/día y 1200 mg/día para los adultos de 19 a 50 años y 51 a 70 años de edad. Las señales clínicas directas de una deficiencia de magnesio no son comunes, pero han sido reportadas cuando un bajo consumo de magnesio se combina con pérdidas excesivas debidas a la diarrea prolongada. La deficiencia de magnesio puede ser inducida por algunos tratamientos para la hipertensión. Las recomendaciones dietéticas se han derivado de un número reducido de estudios de equilibrio en individuos que no padecen deficiencia y no se consideran elementos más crónicos. Estas recomendaciones han sido disputadas.

Consumo Diario vs. Necesidades El Dr. Choon Nam Ong (Universidad Nacional de Singapúr) y otros ponentes declararon que los consumos de calcio y magnesio para muchas personas no satisfacen las necesidades, aun cuando se consideran las diferencias nacionales en las guías recomendadas de aporte y consumo diario (RDA y RNI, en inglés). En los países en vías de desarrollo, el consumo de calcio por parte de los niños y casi todos los adultos es menor de lo necesario; el consumo promedio en los países desarrollados es menor de lo necesario por parte de la mayoría de los adultos. La malnutrición extrema en los niños lleva al raquitismo y al inicio de osteoporosis en los adultos, especialmente en las mujeres. Los niveles de consumo de calcio son menores en los países en vías de desarrollo ubicados en el Medio Oriente, Latinoamérica y especialmente en partes de Asia Oriental. En los Estados Unidos, más de 75 por ciento de los hombres y 90 por ciento de las mujeres consumen menos de la cantidad recomendada de calcio. Las deficiencias de calcio y magnesio tienden a aumentar con la edad, debido a dietas más deficientes, un menor consumo y una menor eficiencia de absorción. Sin importar el estándar de referencia de consumo de magnesio, un gran número de personas no satisfacen sus necesidades. En los Estados Unidos más de 75 por ciento de los hombres y 50 por ciento de las mujeres consumen menos de la cantidad diaria recomendada. El Dr. Ong y la Dra. Joyce Donohue de la EPA declararon que el contenido mineral de las volumen 6, número 3

A G U A

L A T I N O A M É R I C A

aguas potables varía ampliamente a través del mundo al igual que dentro de un mismo país. Algunos ejemplos variaron desde aproximadamente 2 mg/L a 89 mg/L para el calcio, y de 0 a 48 mg/L para el magnesio. Las aguas embotelladas variaron de cero hasta varios cientos de mg/L en algunas aguas minerales. La Dra. Ann Grandjean se enfocó en las variables y beneficios asociados con el consumo total de agua al igual que en las contribuciones del calcio y el magnesio al RDA o el ADI que pueden lograrse a través del consumo de ciertas aguas potables.

Consumo vs. Absorción Varios de los expertos en nutrición incluyendo a la Dra. Connie Weaver (Universidad de Purdue) presentaron información que indicó que la disponibilidad de minerales después de la ingestión varía dependiendo del tipo de fuente de alimentos. La mayor parte del magnesio en los alimentos está suplementado con otros componentes dietéticos. La presencia de fitatos y oxalatos que se encuentran en varios vegetales no permite la absorción de numerosos minerales. Las disponibilidades biológicas del calcio y el magnesio pueden variar desde menos de 25 por ciento en los productos vegetales hasta más del 50 por ciento en la leche y el agua, pero aun estos valores reportados difieren en los estudios dependiendo del método utilizado para su medición.

Epidemiología La Dra. Rebecca Calderón (EPA) y el Dr. Paul Hunter (University of East Anglia) reportaron que en los últimos 50 años se han llevado a cabo cientos de estudios de distinta calidad relacionados con la presencia de calcio y magnesio en el agua, la dureza del agua y la salud. En particular, se han notado indicaciones de los beneficios

relacionados con la reducción de enfermedades cardiovasculares, al igual que osteoporosis, fractura en los huesos y otros efectos. La mayor parte de estos estudios fueron de tipo ecológico y padecen de deficiencias metodológicas similares. El Dr. Frantisek Kozisek de la República Checa hizo un repaso de la literatura de Europa Oriental y Rusia, concluyendo que esos estudios son consistentes con otros estudios ecológicos que sugieren efectos benéficos. La mayor parte de los estudios ecológicos reportaron asociaciones inversas entre la mortalidad por enfermedades cardiovasculares y la dureza del agua, y los niveles de calcio y magnesio. Sin embargo, los resultados no fueron siempre consistentes. Un reporte incluido en el Estudio Británico sobre el Corazón llevado a cabo por el Dr. Richard Morris (University College, Londres) no encontró ningún beneficio asociado con el consumo de agua dura en un grupo de comunidades que consumen agua dura y agua suave, al eliminar algunos elementos que influyen en la incidencia de enfermedades cardiovasculares, tales como la presión sanguínea, fumar, actividad física, y estado socioeconómico. El argumento epidemiológico más firme a favor de cualquier efecto que pueda tener la presencia de magnesio en el agua fue provisto por el Dr. Paul Hunter basado en algunos estudios analíticos que se llevaron a cabo en Taiwán (Dr. Chun-Yuh Yang quien también expuso durante esta reunión) y Suecia (Rubenowitz) que reportaron una reducción en el riesgo de mortalidad por enfermedades cardiovasculares con un mayor contenido de magnesio en el agua potable; pero no se encontró ninguna asociación firme con los niveles de calcio o la dureza del agua. Los beneficios del magnesio parecieron estabilizarse más o menos a los 10 mg/L en los 5 estudios analíticos que fueron revisados. Hay otros factores de riesgo más importantes para contraer enfermedades cardiovasculares; sin embargo, un hallazgo consistente en los estudios analíticos fue que existe una menor incidencia de enfermedades cardiovasculares cuando se aumenta el consumo de agua potable con alto contenido de magnesio. Aun un pequeño porcentaje de beneficios, de ser real, podría tener un impacto muy significativo en el número total de muertes y en la salud pública.

Plausibilidad biológica de los beneficios del magnesio para reducir la incidencia de enfermedades cardiovasculares Las presentaciones por parte del Dr. William Weglicki (cardiólogo de la Facultad de Medicina de la Universidad de George Washington) y el Dr. Rhian Touyz (presidente del Departamento de Hipertensión del Instituto de Investigaciones de la Salud de Ottawa) y algunas otras, proporcionaron información sobre los mecanismos a nivel celular y vascular que demuestran un papel importante para el magnesio en la función del corazón y la salud vascular. La infusión intravenosa de magnesio es comúnmente utilizada como tratamiento inicial para muchos pacientes que son hospitalizados con enfermedades cardiovasculares y que presentan bajos niveles de suero de magnesio, y frecuentemente se recetan suplementos de magnesio como tratamiento posterior, luego que el paciente ha sido dado de baja. Algunos estudios con roedores en los que se utilizaron restricciones dietéticas de magnesio, resultaron en respuestas inflamatorias agudas asociadas con una mayor formación de radical libre, citoquinas proinflamatorias y neuropéptidos. Las vías neurocardíacas implican a las fibras sensoriales C en la distribución perivascular de la inflamación y en la aparición de miocarditis en los animales. Los medicamentos antioxidantes y los nutrientes proveen protección contra el daño oxidante. El Dr. Earl Ford de los Centros para el Control y Prevención de Enfermedades (CDC, en inglés) de Atlanta reportó que la disminución de síndrome metabólico se correlacionó bien con una mayor presencia A G U A

L A T I N O A M É R I C A

volumen 6, número 3

de magnesio en nuestras dietas. Los cambios menores en los niveles de magnesio tienen efectos significativos en el tono vascular, contractilidad, reactividad y crecimiento. Por ello el magnesio puede ser importante en la regulación biológica de la presión sanguínea y las perturbaciones en la homeostasis vascular podrían jugar un papel importante en los procesos que causan una elevación en la presión sanguínea. Los Dres. Gerald Combs y Forrest Nielsen del Laboratorio de Nutrición Humana de la USDA en Grand Forks, Dakota del Norte reportaron que los estudios de consumo dietético humano cuidadosamente controlados que tienen que ver con el magnesio indicaron que unos meses después de haberse iniciado una dieta controlada con un bajo contenido de magnesio, se notaron irregularidades individuales en el ritmo cardíaco (palpitaciones y fibrilación auricular y aumento en las descargas ventriculares prematuras) en las mujeres posmenopáusicas, y una disminución en la eficiencia energética caracterizada por un aumento en los picos de los niveles de oxígeno y en los picos del número de latidos del corazón durante los exámenes de ejercicios, cambios bioquímicos, retención de calcio, aumento en la excreción urinaria de fósforo y disminución en la de potasio. Los efectos adversos fueron revertidos al aumentarse el nivel de magnesio a un nivel normal en las dietas.

Consumo de agua con bajo contenido de SDT El Dr. Shailendra Vajpeyee (Surat, Gujarat, India) y el Sr. John Fawell (Reino Unido) trataron de abordar la pregunta de si el consumo de agua con un contenido muy bajo de sólidos disueltos totales (SDT) podría, por decirlo así, tener efectos adversos sobre la salud a largo plazo. Algunos estudios de animales han indicado consecuencias

volumen 6, número 3

adversas y algunos informes sobre sujetos humanos de Europa Oriental también son sugestivos. Se concluyó que se necesitan estudios más controlados con dietas fijas definidas y mediciones bioquímicas detalladas para poder contestar esta pregunta.

Tratamiento del agua y agua embotellada Varios ponentes incluyendo a los Dres. Margreet Mons y Jan Peter van der Hoek de Holanda presentaron un reporte sobre los beneficios del suavizado en la calidad del agua y la habilidad de controlar la corrosión en los sistemas de agua de Holanda. El Sr. Joe Harrison de la WQA abordó las diferencias particulares entre las aguas naturalmente suaves y aquellas que han sido suavizadas. El Sr. Josep Molas Pages de la compañía Coca Cola discutió los elementos técnicos y económicos de la adición de minerales en el agua embotellada y otras bebidas. Mencionó que esta adición es técnicamente factible a bajo costo, y que el jugo de naranja fortificado con calcio se encuentra ampliamente disponible y es un buen medio de fortificación mineral. Por otra parte, las preferencias de sabor del consumidor son un factor limitante de importancia especialmente para el agua. Las aguas desalinizadas y otras aguas deben ser remineralizadas para controlar la corrosión en las tuberías. El Dr. Maarten Nederlof describió las opciones para remineralización de los permeados de nanofiltración y ósmosis inversa. La filtración por calcita/mármol o por adición de cal son los métodos más comunes. Los costos se encontraban dentro del rango de 2.5 centavos por metro cúbico (1000 litros) por cada 10 miligramos de magnesio. En Holanda se prescribe una dureza mínima de 1.0 mmole/l. El Dr. Regu Regunathan discutió las perspectivas en las industrias de tratamiento del agua en el puntode-uso y punto-de-entrada, y las oportunidades positivas y aspectos

A G U A

L A T I N O A M É R I C A

negativos para la industria de tratamiento del agua de los posibles recomendaciones para mantener o aumentar los minerales en el agua potable. Mencionó que ya hay varias compañías que están proporcionando opciones para añadirle minerales al agua suavizada o destilada.

Mis Conclusiones El simposio presentó una amplia variedad de perspectivas de expertos en nutrición, salud, epidemiología, medicina, clínica, dieta, y tecnología respecto al valor de proveer agua potable con una pequeña cantidad de magnesio. No estuvo diseñado para proveer un contenido diverso de información científica para su uso por parte de aquellas personas que toman decisiones técnicas y legisladores. Está claro que una alta proporción de la población mundial consume una cantidad deficiente de magnesio y calcio en relación a los valores recomendados, y estas deficiencias generalmente parecen aumentar con la edad. A mi entender, el argumento epidemiológico para los beneficios era consistente con los beneficios del magnesio, pero también un tanto mezclado, lo cual es la naturaleza de los estudios ecológicos que no han tomado en cuenta un suficiente número de variables de consumo y otros elementos de influencia. Sin embargo, los resultados de los estudios analíticos con los mejores diseños de Taiwán y Suecia fueron consistentes y bastante sólidos y llevaron a valores de 10 mg/l de magnesio como un nivel beneficioso para disminuir la mortalidad por CVD en las poblaciones estudiadas. Los estudios dietéticos humanos controlados en mujeres posmenopáusicas fueron claramente positivos e indicaron arritmias que fueron inducidas en unas cuantas semanas a través de un consumo bajo de magnesio y que fueron revertidas al restaurar los niveles dietéticos de magnesio a niveles más típicos. Los estudios mecanísticos bioquímicos y médicos le dieron un gran apoyo al valor benéfico del consumo adecuado de magnesio y calcio para proveer protección contra la tensión oxidativa, y para la salud vascular. No se indican los efectos adversos del aumento en el consumo de calcio y magnesio más allá de las dietas típicas con un amplio margen de seguridad, excepto para aquellos individuos con una patología renal significativa. El agua fabricada por medio de desalinización o reuso deberá estabilizarse/remineralizarse antes de su ingreso al sistema de distribución de agua para aumentar la alcalinidad y controlar su corrosividad en la tubería. Los procesos de tratamiento de agua pueden fácilmente añadir minerales a un bajo costo, y los procesos de suavizado en la planta de tratamiento central y en el hogar pueden ajustarse para obtener niveles deseables de minerales en el agua potable. Los métodos de remineralización que incluyen la adición de calcio y magnesio son más deseables que otras técnicas porque también aportan minerales para el agua que será bebida o usada en la preparación de alimentos. Un método utilizado en algunos procesos de desalinización incluyendo el agua de mar consiste en mezclar parte del agua de origen con el agua potable. Esto puede añadir de vuelta cantidades significativas de minerales a un costo esencialmente inexistente. La principal pregunta que debe hacerse en relación a la salud pública, es la siguiente: ¿cuáles son los métodos más deseables y efectivos para asegurar que el público mundial disponga de suficiente magnesio y calcio en sus dietas diarias totales? Existen varias oportunidades no exclusivas para mejorar el consumo dietético total de nutrientes minerales. La opción depende del potencial de éxito, efectividad de costo, un amplio impacto a través de la población, políticas y leyes de salud pública. El método de preferencia es probablemente a través de una mejor dieta; por ejemplo, A G U A

L A T I N O A M É R I C A

a través de un mayor consumo de vegetales y productos lácteos. Sin embargo, las dietas son decisiones del consumidor que no pueden ser impuestas por nadie y las tendencias del consumo dietético se han ido en direcciones opuestas; varias sociedades y países desarrollados y en vías de desarrollo cuentan con dietas crónicamente deficientes. La adición de nutrientes en los alimentos es una práctica común e incluye la leche y los jugos fortificados, al igual que suplementos de vitaminas y minerales para los panes y cereales. Varias naciones/comunidades permiten o requieren la adición de fluoruro al agua potable. Además, hay ejemplos de una adición requerida de yodo al agua potable/agua embotellada (en partes de Rusia), y de hierro quelado (en partes de Brasil). Ciertas aguas y bebidas embotelladas pueden ser fortificadas para proporcionar nutrientes suplementarios. Este es un método particularmente eficiente ya que la popularidad del agua embotellada está aumentando en muchas regiones del mundo, toda el agua es bebida, y los costos incrementales por unidad son insignificantes. Los suplementos minerales dietéticos se encuentran disponibles directamente en el mostrador a un bajo costo. Su uso sería también cuestión del gusto del consumidor. En general, una combinación de estos enfoques adaptados a cada sociedad probablemente lograría tener un mayor éxito. Las comunidades médicas y públicas, al igual que el público en general, deben ser educadas acerca de las necesidades y beneficios nutricionales, y deben conocer la composición de los alimentos, del agua y las bebidas que consumen para poder tomar decisiones bien informadas. Sin embargo, es importante tener cuidado para protegerse de la sobre nutrición para ciertos individuos, bajo ciertas circunstancias.

Acerca del autor Dr. Joseph Cotruvo es el Presidente de Joseph Cotruvo & Associates, Consultores Ambientales y de Salud Pública, Washington, D.C. EE.UU. Su Doctorado es en Química Orgánica Física. Fungió como Director de la División de Normas de Calidad del Agua Potable y de la División de Evaluación de Riesgo para Sustancias Tóxicas durante sus casi 25 años de servicio con la U.S. EPA. Actualmente trabaja ampliamente en calidad del agua potable, desalinización, reuso del agua y sistemas de distribución de agua y en asuntos de ciencias de la salud. Asimismo, el Dr. Cotruvo es miembro de varios paneles de la Organización Mundial de la Salud y de algunas juntas de investigaciones con el National Water Research Institute (Instituto Nacional de Investigaciones Hídricas) y la Water Reuse Foundation (Fundación de Reuso del Agua). Recientemente fue nombrado para formar parte de la Junta Directiva de la Autoridad del Agua y Aguas de Alcantarilla del Distrito de Columbia. Es miembro del Comité Consultivo de Asesores Técnicos de Agua Latinoamérica y Vice-Presidente de AIDIS, EE.UU. Contacto: teléfono/fax: 1 202 362 3076, correo electrónico: [email protected].

volumen 6, número 3