Aporte del agua de bebida a los requerimientos  de magnesio de la población costarricense     Darner Mora Alvarado ¹ ,  Nuria Alfaro Herrera ² ,  Carlos Felipe Portuguez 3 ,  José Pablo González 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 a la RDA de Mg diario, con menos de 5%.
 
 
Introducción

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-quírnico constante. Otra función poco estudiada, por lo menos en Costa Rica, consiste en que el agua es, en sí 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 ^{(6 y 7)} piedras en las vías biliares y renales. 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. Ésta, cuando se encuentra en equilibrio, protege 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 duras ⁽¹¹⁾. Además, como contribución 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.
   
Objetivos

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. Específicos

• Estudiar los requerimientos de magnesio a la dieta del ser humano.
• Identificar el aporte de diferentes alimentos a los requefimientos de magnesio de la población costarricense, incluyendo el agua de bebida.
• Crear un sistema de clasificación de las aguas, de acuerdo con las concentraciones de dureza de magnesio (MgCO₃).
• Confeccionar un mapa de distribución cantonal, utilizando los porcentajes promedio de los aportes de Mg del agua.
• Determinar, como complemento a este estudio, los aportes de Mg de las diferentes aguas envasadas existentes en el mercado nacional.

 Materiales y métodos

La metodología utilizada en la elaboración de este trabajo presenta los siguientes pasos:
 
 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.
 
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 estableciendo su porcentaje de aporte a la recomendación diaria admisible (RDA). La fórmula utilizada para calcular dicho porcentaje es la siguiente:
 
 

*El 0.245 es el factor de conversión gravimétrico, que corresponde a la relación entre las masas molares de M⁺²y el MgCO₃.
   
Esta información es agrupada por intervalos y codificada por medio de colores, lo que permite posteriormente hacer un mapeo por cantones.

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.

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.
 
 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 con los porcentajes, en intervalos definidos en la RDA de magnesio.
 
 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.
 
 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 a la RDA costarricense.
 
Análisis 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⁺²en las aguas de bebida, incluyendo las de cañería y envasadas existentes en el mercado nacional; además, se realizó el agrupamiiento 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.
 
1. Metabolismo del magnesio y su influencia sobre la salud

En el adulto, aproximadamente entre el 60 y el 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, solamente un 1 % se queda 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).
 
1.1 Mecanismos homeostáticos del magnesio
 
 1.1.1 Absorción, transportes 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 paratiroldea, 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. 
 
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⁾ .
 
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 alimentarlos de Mg.
 
 

TABLA 1. CONTENIDO DE MAGNESIO EN ALIMENTOS SELECCIONADOS  

ALIMENTO	PORCIONES	mg	% APORTE AL E.D.A.
Tofú duro	1/2 taza	118	33.7
Frijoles con chile	1 taza	115	32.8
Germen de trigo tostado	1/4 taza	90	25.7
Nueces de la India tostadas	1/4 taza	89	25.4
Hipogloso al horno	90 gr	78	22.3
Acelga cocida	1/2 taza	75	21.4
Maní tostado	1/4 taza	67	19.1
Chocolate semi-dulce	1/4 taza	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 taza	44	12.6
Cheerios	30 gr	39	11.1
Leche de vaca (2% grasa)	1/2 taza	53	9
Pan de trigo entero	1 rebanada	26	7.4
Pechuga de pollo	90 gr	25	7.1
Guisantes, congelados cocidos	1/2 taza	23	6.6
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 mg	8 - 10
Leche de vaca (35% grasa)	1 litro	96 mg	27.4

                        * C.S. = cuchara sopera.
                        (1)  Samuel J. Famon y Steven e. Nelson ⁽²³⁾
                        (2)  Doris M. Czajka Nanine. Ph.D⁽²⁴⁾
                        (3)  Modificado por Mora, Darner.
 
 
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. 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 aporteentre el 3 y el 7% a la RDA ⁽²⁵⁾
 
4. Porciones dietéticas recomendadasde Mg
 
La siguiente tabla es tomada textualmentede "National Academy of Siences" 1989.
 
   

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.
   

 

6. Determinación de las concentraciones y aportes promedio de magnesio en el agua de bebida
 
6.1 Agua de bebida distribuida porcacerías

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 una RDA promedio de 350 mgldía y para el sexo femenino 280 mg/día. En Costa Rica, la RDA para Mg no está definida aún, por lo que se utilizará, 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% a la 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.

   

   
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 y 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).

CLASIFICACIÓN DEL APORTE DE MAGNESIO DEL AGUA DE BEBIDA DISTRIBUIDA POR CANTONES A LA DIETA DEL COSTARRICENSE

Algunas marcas como "ORVIAN", "LIMPIA", "MAYA", "REPARATA" y "ACAPILLA" tienen altos contenidos de MgCO₃, y aportan entre 11.4 y 18.2% al RDA. Sin embargo, otras como "MONTE BLANCO", "BARFONT" y "PERRIER" aportan entre 0 y 3.4%, lo que indica que su contribución a los requerimientos de Mg de la población es prácticamente nulo.
   
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% a la RDA establecido. Los cinco cantones que tienen aguas con aportes superiores a 10% a la 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.

   
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 de la 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 detrigo entero, pollo (pechuga), carne molida magra, pan blanco, frutas y que la propia leche humana.
   
Conclusiones y recomendaciones

Los análisis de los promedios y la distribución por cantones de los contenidos y aportes de Mg del agua de bebida a la RDA, incluida las envasadas, además de su comparación con los aportes de algunos alimentos seleccionados, permiten hacer las siguientes conclusiones y recomendaciones:
   
1. Conclusiones

-   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.

-   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.

-   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 MgCO_3.
 
2. Recomendaciones

-   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 la RDA de Mg.

-  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.

-  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.    

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26. Mora, Damer, Alfaro, Nuria y Portuguez, Felipe. Op. Cit.         [ Links ]
 

1 Licenciado en Microbiología y Química Clínica y Máster 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 - 5973