Resumen
 
Se presenta la primera investigación a nivel nacional, para determinar el aporte del agua de bebida a los requerimientos de calcio del costarricense, asumiendo una ingesta diaria de 2 litros de agua.  Para calcular las concentraciones porcentuales de calcio iónico, se promediaron y agruparon por cantones los contenidos de Carbonato de Calcio (CACO₃) de las fuentes de agua utilizadas por acueductos rurales, municipales y los administrados por Acueductos y Alcantarillados; además, como complemento, se incluyeron los datos de las aguas envasadas.  Los resultados se presentan en un mapa, que muestra los porcentajes de contribución del agua a la recomendación diaria admisible (RDA) de calcio (800 mg/día).  Estos datos indican que las aguas suministradas en los cantones de las provincias de San José, Alajuela, Heredia y Cartago apórtan valores inferiores a 8.9%, mientras que la mayoría de los acueductos ubicados en los cantones de las provincias costeras (Guanacaste, Puntarenas y Limón) contribuyen con más de 10%, lo que resulta significativo en las RDA de Costa Rica.  Con base en esto se recomienda a los nutricionistas incluir el aporte del agua de bebida en la preparación de las RDA de calcio.  Además, pretendemos fomentar el desarrollo de investigaciones, en donde se analice la influencia del calcio del agua con enfermedades como osteoporosis, problemas cardiovasculares y cálculos renales.
 
Introducción

El agua es un elemento indispensable para cualquier ser vivo que habita sobre la tierra.  Aproximadamente, el 90% está combinada en la litosfera, por lo que no es utilizable por los seres vivos.  La que se encuentra disponible representa 1.384 x 10⁶ km³ de los que el 97% permanece en los océanos, el 0.01% en lagos de agua salada y el 1.9% en los casquetes polares y glaciares.  Esta información permite calcular que el agua dulce disponible para la vida y actividades del hombre corresponde al 0.49% del total; de estos, el 0.47% son aguas subterráneas y el 0.02% son superficiales (1).

El agua, por su misma naturaleza, es un medio adecuado para desarrollar funciones fisiológicas indispensables como: a-) el transporte de material nutritivo hasta las células y la eliminación de los productos de desecho; b-) la conservación del ambiente físico-químico constante.  El calcio, que constituye el tema central de este trabajo, es fundamental para el buen funcionamiento del cuerpo humano.  Su papel en el organismo está relacionado con la conducción de estímulos nerviosos, la regulación del corazón, el proceso de la formación de los huesos y en la coagulación sanguínea, sin omitir que constituye entre el 1.5 y 2% del peso corporal (2,3,4,5), La carencia de éste en la dieta diaria puede producir enfermedades como la osteoporosis, osteomalacia y enfermedades cardiovasculares.  Por el contrario, su exceso puede ocasionar osteítis fibrosa, litiasis y cálculos renales (6).

Esta sustancia química se detecta en todas las aguas, pues se disuelve prácticamente de todas las rocas.  Las aguas asociadas con granito o arena silícea pueden contener menos de 10 mg/L de calcio. Muchas aguas provenientes de áreas calizas presentan valores que oscilan entre 30100 mg/L, mientras que en las que están en contacto directo con yeso (CASO₄2H₂0) se ha identificado hasta cientos de mg/L (7).

El aporte del agua de bebida a los requerimientos de calcio necesario para el organismo humano ha sido poco estudiado.  Sin embargo, investigaciones realizadas en los Estados Unidos indican concentraciones que oscilan entre 20-145 mg/L (8).  Según datos de la Organización Mundial de la Salud (OMS), considerando una ingesta diaria de 2 litros de agua por persona, el aporte a las recomendaciones dietéticas admisibles (RDA) fluctúa entre el 5 y el 20% (9).  Por otro lado, los requerimientos promedio emanados por diferentes organismos es de 800 mg diarios (10,11,12,13), los cuales varían de acuerdo con la edad y el sexo de la persona.  La viabilidad del calcio en el organismo depende del tipo de sal en que se encuentre; por ejemplo, el citrato de calcio es mayormente absorbido que el carbonato de calcio, mientras que los oxalatos se absorben en forma deficiente (14)

En la mayoría de los países del mundo no se ha considerado el agua de bebida en el aporte de calcio a la dieta de sus habitantes, y Costa Rica no es la excepción.  Debido a lo anterior, un grupo de investigadores del Laboratorio Nacional de Aguas decidió realizar una serie de estudios sobre este tema, iniciando con el que se denominó "Caracterización y Distribución por Cantones de la Dureza del Agua en las Fuentes Utilizadas para Consumo Humano en Costa Rica" (15).  Con base en el aporte de la mencionada investigación se procede a desarrollar el presente trabajo, con el afán de determinar cuál es el porcentaje que aporta el agua de bebida, incluyendo las aguas envasadas, en los requerimientos de calcio de la población costarricense.  A su vez, ambos servirán de insumo para un tercer estudio, que, permitirá determinar la posible influencia del calcio presente en el agua sobre las enfermedades cardiovasculares, osteoporosis y cálculos renales.
   
Objetivos
 
1. General

Determinar el aporte del agua para consumo humano a los requerimientos nutricionales de calcio en la población costarricense, distribuyendo por cantones los promedios de las concentraciones de carbonato de calcio identificado en las fuentes de agua de los acueductos rurales, municipales y operados por AyA. ]]>  
2. Específicos
 

• Estudiar los requerimientos de calcio a la dieta del ser humano.

• Identificar el aporte de diferentes alimentos a los requerimientos de calcio de la población costarricense, incluyendo el agua de bebida.

• Crear un sistema de clasificación de las aguas de cuerdo con las concentraciones de CACO₃, y su aporte en Ca⁺².

• Confeccionar un mapa dividido por cantones, de las fuentes de aguas de acueductos rurales, municipales y AyA, utilizando los promedios de las concentraciones de calcio iónico (Ca⁺²).
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• Determinar, como complemento a este estudio, los aportes de Ca⁺² de las diferentes marcas de 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 Ca⁺² de las fuentes de agua que abastecen los acueductos de cada cantón, utilizando los datos históricos de los análisis físico-químicos del Laboratorio Nacional de Aguas obtenidos entre 1996 y 1998.
 
2. Clasificación del aporte del agua de bebida a los requerimientos de calcio:

]]> No existen en las Guías de Calidad de la Organización Mundial de la Salud (OMS), ni en el reglamento para la Calidad del Agua Potable, valores para los contenidos de calcio en el agua.  Debido a esto se procede a determinar, con base en las concentraciones de CACO₃ los valores equivalentes de Ca⁺², estableciendo su porcentaje de aporte a la RDA.

La fórmula utilizada para calcular dicho porcentaje es la siguiente:

 
 

* Factor de conversión gravimétrico, que corresponde a la relación entre las masas molares del calcio y carbonato de calcio.
 
 
 Esta información es agrupada por intervalos y codificada por medio de colores, lo que permitirá posteriormente hacer el mapeo por cantones.
 
3. Identificación de los alimentos con mayor aporte de calcio a la dieta del costarricense ]]>  
Dicha identificación se realizó consultando la literatura publicada por nutricionistas nacionales y otros autores internacionales.
 
4. Metabolismo del calcio 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 calcio del agua de bebida a la dieta del costarricense

Utilizando la fórmula anotada en el punto 3.2, se calcularon los promedios de Ca⁺² de las aguas para el consumo humano suplidas por acueductos rurales, municipales y el AyA.  Estos promedios se clasificaron de acuerdo con los intervalos definidos en la RDA de calcio, la cual expresa:
     

]]>   
Sustentados en los indicados intervalos, se realiza el mapeo por medio de un código de colores previamente definido.
 
6. Definición de la recomendación diaria admisible
 
La determinación de las RDA de calcio varían en cada país, y depende de la constitución genética de las poblaciones y de la cultura alimenticia, pero sobre todo por el acceso a los diferentes tipos de alimentos (16).  En este sentido, para definir la correspondiente a Costa Rica y su comparación con otras naciones, se realiza una revisión de la bibliografía publicada en los últimos años.
 
7. Definir el aporte de las aguas envasadas a la dieta de calcio
 
Aprovechando los datos existentes en el Laboratorio Nacional de Aguas sobre las características físico-químicas de 13 tipos de aguas envasadas, se calculan los aportes de Ca⁺² a la RDA de Costa Rica. ]]>  
8. Presentación de resultados
 
Los resultados obtenidos se presentan por medio de cuadros y un mapeo por cantones, que ilustra el aporte promedio de calcio del agua de bebida.
 
Análisis de Resultados
 
La presente investigación consta de dos partes; la primera es de tipo teórico, en donde se hace una revisión breve sobre el metabolismo del calcio y su influencia en la salud humana, además de la identificación de los alimentos de mayor aporte de calcio a la dieta del costarricense, y una revisión sobre sus requerimientos (RDA) en diferentes países del mundo, incluido Costa Rica.  La segunda parte consiste en la determinación de las concentraciones promedio por cantones de CACO₃ y Ca⁺² de las aguas de bebida, incluyendo las envasadas, el porcentaje de aporte de Ca⁺² al RDA de ambos tipos de agua, además del 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.
 
1. Metabolismo del calcio y su influencia sobre la salud ]]>  
Los minerales que se encuentran en el cuerpo humano se pueden agrupar de acuerdo con la proporción presente en el organismo; es decir, si existen en grandes cantidades (minerales mayores), si se encuentran en cantidades pequeñas y desempeñan una función conocida (minerales rastros), o bien si existen en pequeñas cantidades pero se desconoce la función.  Entre los minerales mayores se encuentra el calcio, el cual es el catión divalente más abundante en el organismo humano, constituyendo entre el 1.5% y 2% de su peso total(17).  Todos los seres vivos poseen poderosos mecanismos capaces de conservar el calcio y mantener constantes sus concentraciones en las células y en el líquido extracelular.  En su forma ionizada
(Ca⁺²) interviene en la regulación de la permeabilidad de las membranas plasmáticas y en la irritabilidad y excitabilidad neoromusculares.  Este mineral es necesario en la transmisión de los impulsos nerviosos y para la contracción muscular; se opone directamente a la respuesta que se obtiene con elevadas concentraciones de K⁺, pues la amplitud del latido cardiaco aumenta a medida que la concentración de Ca⁺² se eleva, hasta llegar al máximo.  También participa en los procesos de la coagulación sanguínea.
 
1.1 Absorción del calcio

El calcio se absorbe en la parte superior del intestino delgado.  El pH intestinal modifica la absorción, pues los fosfatos y los carbonatos son solubles en medios ácidos e insolubles en el medio alcalino.  La forma más importante en que se absorbe es el de fosfato de calcio (CaHPO₄).  El exceso de magnesio disminuye la absorción de calcio, al igual que el ácido fítico (hexafosfato de inositol), que abunda en algunas gramíneas y que forma sales insoluble de calcio (18).  La lactosa y la galactosa dietética, y en general los azúcares fermentables, aumentan el calcio absorbido, debido al aumento de ácido fermentado a partir de ellos por los lactobacilos de la flora intestinal.  La vitamina D fomenta la absorción de calcio, el cual es del 10 al 30% del total ingerido (19).
 
1.2 Homeostasis del calcio
 
El sistema endocrino, que contribuye a mantener la homeostasis del calcio en los vertebrados, es muy complejo y sumamente integrado.  Implica la interrelación de las acciones de dos hormonas polipépticas denominadas paratiroidea (PTH) y calcitonina (CT), además de la hormona esteroidea llamada calcitrol.  La biosíntesis y secreción de estas hormonas están reguladas por un mecanismo de retroalimentación negativa, en el que interviene el Ca⁺² del líquido extracelular (20).  Dichas hormonas actúan en tres partes del organismo: el hueso, intestino delgado y riñón.  Una disminución en el calcio sanguíneo aumenta la actividad de la PTH incrementando la resorción ósea y la absorción intestinal, y disminuyendo la excreción renal de CA⁺².  Por el contrario, un aumento en el calcio sérico inhibe la secreción de PTH y estimula la CT, lo que induce al descenso de la resorción ósea, aumento de la excreción renal y diminución de la absorción intestinal de calcio.

]]> En el siguiente esquema (figura 1) se observa la relativa distribución dé calcio en el organismo, propuesta por Rodwell Williams (21):
       
1.3  Efectos del calcio sobre la salud
 
Como se indicó anteriormente, este mineral participa en la conducción de los estímulos nerviosos, en la regulación del corazón, en acción de algunas hormonas y en la hematopoyesis (proceso mediante el cual se forma la sangre en la matriz ósea de los huesos largos).  La deficiencia del calcio da lugar a varias deficiencias patológicas relacionadas con la función ósea y problemas cardiácos.  A nivel óseo se pueden presentar osteoporosis, osteomalacia y raquitismo.  En el caso de los problemas cardiácos existen relación inversa entre la deficiencia del calcio en las aguas de bebida y problemas cardiácos; sin enbargo, esto no ha sido comprobado en forma concluyente (22).  El exceso de calcio puede producir cálculos renales y osteítis fibrosa.
 
2. Alimentos con mayor aporte de calcio
 
A nivel mundial está bien definido el contenido de minerales en los alimentos naturales.  Mitchell y colaboradores resumen dicho contenido de calcio en cuatro grupos de alimentos de la siguiente forma (23): ]]>  
     
 
En Costa Rica, las principales fuentes de calcio provienen de los productos lácteos como el yogur, leche, quesos y helados.  Las mejores fuentes vegetales son la tortilla y el brócoli.  En el caso del primero, el mineral se incorpora durante el proceso conocido como mixtamalización, mediante la adición de cal al maíz (24).

Como se observa, tanto a nivel mundial como nacional se excluye el agua de bebida como fuente de calcio, lo que justifica la importancia de la presente investigación.
 
3. Requerimientos de calcio a nivel mundial
 
El consumo de calcio varía enormemente en el mundo, oscilando entre 800 mg/día o más en los países industrializados y 200-300 mg/día en países en desarrollo (25).  Según las "Guías de Alimentación", el consumo promedio en Costa Rica es de 504 mg/día (26).  Sin embargo, López y Murillo indican que el promedio de calcio en mujeres de 40 a 45 años tuvieron una ingesta promedio de 738mg/día (27). ]]>  
En la siguiente tabla Nordin, en su trabajo "Calcium in Health and Disease", resume datos sobre el consumo de calcio promedio en 19 países, publicados por la FAO (1991), OMS (1990-1995) y Banco Mundial (1996):
 

 
4. Estudios sobre al aporte del agua a la ingesta de calcio
 
De la bibliografía estudiada, en ningún país se incluye el aporte del agua de bebida al RDA.  En el estudio realizado por Park y colaboradores sobre "Niveles de la Ingesta de Calcio en los Estados Unidos: problemas y consideraciones", señala que el enriquecimiento de productos a base de leche, cereales y frutas, la utilización de suplementos de calcio y el calcio contenido en el agua (especialmente en regiones donde el agua es dura), indican que las encuestas alimentarlas se subestima el nivel de la ingesta de calcio en los Estados Unidos (28).  La OMS sugiere que el aporte del agua a los mencionados requerimientos oscila entre el 5 al 20% de calcio de la RDA.  Durfor y Beeker (1964) proponen que el agua puede aportar del 5 al 10% en los mismos Estados Unidos (29).  En Costa Rica, como parte de una serie de investigaciones sobre el calcio en el agua de bebida, se realizó una investigación titulada "Caracterización y Distribución por Cantones de la Dureza del Agua en las Fuentes Utilizadas para Consumo Humano en Costa Rica", la cual sirvió como insumo, para determinar el aporte del agua de bebida al RDA de los costarricenses.

5. Determinación de las concentraciones promedios de calcio en el agua bebida

5.1 Agua de bebida distribuida por cañerías
  ]]> Antes de iniciar el análisis de los resultados de las concentraciones de calcio iónico y su aporte al RDA de calcio, se debe aclarar que, debido a lo controversias de los requerimientos diarios de calcio en nuestro país, se asumirá el valor de 800 mg/día como promedio.

En los cuadros 1, 2, 3 y 4 se presenta la contribución promedio del agua suministrada por acueductos a los requerimientos de calcio en los 81 cantones del país.  Estos se realizan considerando un consumo diario de 2 litros de agua.  Los resultados indican que los porcentajes de aporte oscilan entre 2.1 y 19%, lo cual es semejante a lo señalado por la OMS.







 
  ]]> NOTA: el aporte nutricional recomendado, según la Academia Nacional de Ciencias (USA) es de 800 mg/día.  
 


   
5.2 El agua de bebida envasada
 
En los últimos años se ha incrementado el consumo de agua envasada en la población, por lo que como complemento a esta investigación se analiza el aporte de las diferentes marcas existentes en el mercado al calcio nutricional.  En el cuadro 5 se resumen las concentraciones de CaCO₃ /L, calcio iónico/L y el porcentaje de aporte a la ingesta de calcio por 2 litros de consumo de 13 marcas, de las cuales las primeras 5 son nacionales y las otras 8 extranjeras.  Como se observa, las empresas nacionales tienen un aporte de calcio diario de 0 a 5.5%, lo cual es normal debido a que sus fuentes de agua se encuentran ubicadas en los cantones que se caracterizan por tener aguas blandas (valores inferiores a 60 mg/L CaCO₃) . Es decir, su aporte es mínimo si se compara con el agua suplida por cañería en los cantones de las provincias costeras, como Nicoya con un 19%.  En el caso de las aguas envasadas extranjeras, las concentraciones de calcio iónico y el aporte de calcio/2L oscila entre 0 a 38%, lo cual demuestra que algunas son aguas naturales envasadas y otras aguas minerales con alto contenido de calcio y otros oligoelementos. ]]>



Los anteriores resultados sugieren que, en Costa Rica, las empresas de agua envasada venden un producto con menor contenido de calcio que muchas aguas suministradas por acueductos.
 
6. Mapeo de la distribución de calcio en el agua por cantones
 
En la tabla 3 se presenta la clasificación del aporte de calcio del agua de bebida distribuida por cantones a la dieta del costarricense.  Dicha codificación se visualiza mejor en la figura 2. A simple vista se observa que las aguas suplidas por los acueductos en el interior del país contribuyen con menos del 5% al aporte del RDA de 800 mg/día de calcio.  Por el contrario, en los cantones cercanos a las costas el aporte, en forma general, es superior al 5%, llegando a valores extremos en Hojancha (10.3%), La Cruz (12%), Carrillo (11%), Abangares (17.4%), Nicoya (19%), Puntarenas (15.5 %), Osa (12%), Golfito (10.9%), Parrita (13%), Corredores (13.8%) y Limón (15.2%).


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7. Ingesta de calcio: comparación entre el aporte del agua y los alimentos naturales
 
El aporte de calcio de 2 litros de agua es tan importante como el de los alimentos de los grupos II, III y IV, siendo superados sólo por los del grupo I. Esto ha sido cuestionado en los últimos años debido a que, si bien la leche materna es fundamental para la lactancia y el mejor alimento que se puede tomar, conforme el niño va creciendo, su organismo se adapta a nuevas necesidades nutricionales, pierde la enzima renina facilitando los procesos de asimilación de la leche (30).  Lo indicado anteriormente es controversias, pero refuerza la importancia del agua de bebida en el aporte de calcio a la dieta del ser humano.
 
Conclusiones y recomendaciones
  ]]> 1. Conclusiones

Es evidente el papel del calcio en la salud y enfermedad del ser humano, por lo que una ingesta deficiente puede ocasionar trastornos o enfermedades como la osteoporosis, osteomalacia y raquitismo.  Por otro lado, un exceso en su ingesta o algún trastorno metabólico puede causar osteítis fibrosa y cálculos renales.  El análisis de los resultados del presente trabajo permite hacer las siguientes conclusiones:  

• Los promedios del aporte de calcio de las fuentes de agua utilizada por los acueductos rurales, municipales y del AyA demuestran una contribución importante a la dieta diaria del costarricense, sobre todo en los cantones cercanos a las costas.
• El mencionado aporte de calcio en el agua es sumamente importante, debido a que fisiológicamente su ingesta diaria es esencial, y porque supera incluso alimentos de los grupos II, III y IV, los cuales no son consumidos diariamente, especialmente por ciertos grupos sociales.
• El aporte de las aguas envasadas, de empresas nacionales, a la dieta de calcio es inferior a cualquier agua de cañería suplida en los cantones costeros.  Lo anterior se debe a que sus fuentes de agua se encuentran ubicadas en el interior del país, en donde el agua es blanda (<60 mg de CaCO₃ /L).
• La contribución de agua de bebida en los cantones ubicados en las provincias de San José, Cartago, Alajuela y Heredia es inferior al 8.9% al RDA.  Por el contrario, en los cantones de Nicoya, Santa Cruz, Carrillo, Nandayure, La Cruz, Hojancha, Puntarenas, Osa, Aguirre, Golfito, Parrita, Corredores, Garabito y Limón Centro el aporte supera el 10% alcanzando un máximo en Nicoya con un 19%. 
2. Recomendaciones
]]> La presente investigación demuestra que el aporte del agua de bebida a la dieta de calcio del costarricense es importante, por lo que se recomienda a los profesionales en nutrición incorporar el mencionado aporte en la elaboración de las recomendaciones diarias admisibles de calcio.
• Por otro lado, se debe fomentar estudios epidemiológicos que relacionen las concentraciones de calcio en el agua con problemas cardiacos, osteoporosis y cálculos renales. 
 
 
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1  Máster en salud Pública.
 
2  Licenciada en Química.
 
3  Diplomado en Saneamiento Ambiental Laboratorio Nacional de Aguas, Costa Rica.

]]> Instituto Nacional de Higiene, Epiderniología y Salud 1992 1 - 64 1997 260 Segunda 655 1998 third 955 - 960 1993 Second 661 1999 1997 34 - 44 Organización Mundial de la Salud 1996 2 Second 237 June 1 99 96 - 98 1996 1 ^s1 ^s1 1 195 - 198 1997 13 - 26 1997 97 97 16 1987 130 - 137 5 - 6 261 134 Organización Mundial de la Salud 239 65 - 70 22/0 3/ 99 17 Universidad de Costa Rica 1994 3 ^s4 ^s4 4 15 - 18 39 14