Agua para la salud : pasado, presente y futuro: Pasado, presente y futuro [1 ed.] 8400095723, 9788400095727

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M.ª PILAR VAQUERO LAURA TOXQUI (EDS.)

monografías (últimos títulos publicados)

32. Circulación de personas e intercambios comerciales en el Mediterráneo y en el Atlántico (siglos XVI, XVII, XVIII). José Antonio Martínez Torres 33. Papeles y opinión. Políticas de publicación en el Siglo de Oro. Fernando Bouza Álvarez

Agua para la salud

Las excepcionales propiedades físicas y químicas del agua explican su importancia en biología. El agua de bebida aún se minusvalora, ¿cuánta cantidad necesitamos beber diariamente?; el agua en nuestro organismo, ¿es el disolvente universal?, ¿es un nutriente?, ¿es un alimento?

Pasado, presente y futuro

Este libro trata, de forma sencilla y a la vez científica, de esa «magia» que encierra el agua. Presenta las ingestas adecuadas de agua en las distintas etapas de la vida, la importancia de una correcta hidratación para el deportista y, por último, el papel de determinadas aguas en la prevención de enfermedades crónicas, incluyendo el punto de vista más actual de la nutrigenética.

34. Comercio y riqueza en el siglo XVII. Estudios sobre cultura, política y pensamiento económico. Ángel Alloza Aparicio y Beatriz Cárceles de Gea

36. Enfermedad y muerte de una reina de España. Bárbara de Braganza (1711-1758). Rosa Basante Pol 37. De papeles, escribanías y archivos: escribanos del Concejo madrileño (1557-1610). Leonor Zozaya Montes

CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTÍFICAS 978-84-00-09572-7

monografías • 38 9 788400 095727

CSIC

Doctora en Farmacia por la Universidad Complutense de Madrid, con Premio Extraordinario de Doctorado y Premio Extraordinario de Licenciatura. Su investigación posdoctoral se desarrolló en los Países Bajos. Ha desempeñado diferentes cargos docentes en la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid y actualmente es investigadora científica del CSIC. Su experiencia y labor investigadora se centran en «Minerales en metabolismo y nutrición humana». Ha dirigido numerosos proyectos de investigación nacionales e internacionales, y es autora o coautora de un gran número de publicaciones científicas y capítulos de libro, así como coordinadora de tres monografías: Bioavailability of micronutrients and minor dietary compounds, 2003; Nutrición, genética y enfermedad, 2008; Agua mineral natural rica en bicarbonato sódico. Efectos metabólicos y aplicaciones en la prevención de enfermedades, 2012.

Laura Toxqui

monografías

35. Las vidas paralelas de Georges Cuvier y Georg Wilhelm Friedrich Hegel. Naturaleza y filosofía. Adrià Casinos Pardos

Pasado, presente y futuro

31. Un nuevo modelo de mujeres africanas. Inmaculada Díaz Narbona y José Ignacio Rivas Flores

El agua es vida, es riqueza y salud. El agua es la base del desarrollo humano.

Agua para la salud

30. Los Martín de Fuentidueña, jardineros y arbolistas del Buen Retiro. El Tratado de agricultura de jardines y el Tratado de agricultura de hortaliza de Cosme Martín de Fuentidueña. Luis Ramón-Laca y Luciano Labajos

M.ª Pilar Vaquero

Licenciada en Nutrición y Ciencia de los Alimentos por la Universidad Iberoamericana de México, con Mención Honorífica, realizó el Máster de Nutrición y Metabolismo de la Universidad de Barcelona y el Doctorado en Nutrición en la Universidad Complutense de Madrid. Actualmente es investigadora contratada en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición, del CSIC, donde trabaja en el Grupo de Minerales en Metabolismo y Nutrición Humana.

AGUA PARA LA SALUD

M.ª PILAR VAQUERO y LAURA TOXQUI (eds.)

AGUA PARA LA SALUD PASADO, PRESENTE Y FUTURO

Consejo Superior de Investigaciones Científicas Madrid, 2012

Reservados todos los derechos por la legislación en materia de Propiedad Intelectual. Ni la totalidad ni parte de este libro, incluido el diseño de la cubierta, puede reproducirse, almacenarse o transmitirse en manera alguna por medio ya sea electrónico, químico, óptico, informático, de grabación o de fotocopia, sin permiso previo por escrito de la editorial. Las noticias, los asertos y las opiniones contenidos en esta obra son la exclusiva responsabilidad del autor o autores. La editorial, por su parte, solo se hace responsable del interés científico de sus publicaciones.

Catálogo general de publicaciones oficiales: http://publicacionesoficiales.boe.es/

© CSIC © M.ª Pilar Vaquero y Laura Toxqui (eds.), y de cada texto, su autor ISBN: 978-84-00-09572-7 e-ISBN: 978-84-00-09573-4 NIPO: 723-12-146-8 e-NIPO: 723-12-147-3 Depósito Legal: M-34820-2012 Maquetación y producción: Calamar Edición & Diseño Impreso en España. Printed in Spain En esta edición se ha utilizado papel ecológico sometido a un proceso de blanqueado TCF, cuya fibra procede de bosques gestionados de forma sostenible

ÍNDICE ADIVINANZA ............................................................................................ 11 SIGLAS, ACRÓNIMOS Y SÍMBOLOS EMPLEADOS ........................ 13 1. LA CULTURA DEL AGUA EN EUROPA Y CUENCA MEDITERRÁNEA A LO LARGO DE LA HISTORIA ........................ 15 Santiago Navas-Carretero Resumen........................................................................................................ 15 Civilizaciones antiguas y Egipto................................................................... 16 Grecia, Roma y el Islam................................................................................ 18 De la Edad Media al siglo XIX ...................................................................... 25 Siglos XX y XXI .............................................................................................. 27 Retos para el siglo XXI, el agua de consumo ................................................ 30 Bibliografía.................................................................................................... 31 2. PROPIEDADES Y FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA ................................................................................................. 33 Ángeles Carbajal Azcona y María González Fernández Resumen........................................................................................................ 33 Introducción ................................................................................................. 34 Composición y estructura............................................................................. 36 Características físicas y químicas. Funciones biológicas ............................. 39 Bibliografía.................................................................................................... 44

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3. INGESTAS RECOMENDADAS DE AGUA....................................... 47 Rosa María Ortega Anta Resumen........................................................................................................ 47 Introducción ................................................................................................. 48 Balance hídrico ............................................................................................. 49 Recomendaciones de ingesta de agua .......................................................... 50 Guías alimentarias ....................................................................................... 52 Consideraciones finales ................................................................................ 52 Bibliografía.................................................................................................... 53 4. LA IMPORTANCIA DEL AGUA EN LAS DISTINTAS ETAPAS DE LA VIDA............................................................................... 55 Ruth Blanco-Rojo y M.ª Pilar Vaquero Resumen........................................................................................................ 55 Introducción ................................................................................................ 56 El agua durante la gestación y lactancia ...................................................... 56 El agua en la infancia.................................................................................... 59 El agua en la edad adulta.............................................................................. 61 El agua en las personas de edad avanzada................................................... 63 Bibliografía.................................................................................................... 65 5. HIDRATACIÓN DEL DEPORTISTA ................................................. 67 Nieves Palacios Gil de Antuñano y Ana María Ribas Camacho Resumen........................................................................................................ 67 Hidratación: cantidad de agua corporal ...................................................... 68 Agua y ejercicio físico ................................................................................... 69 Regulación del balance hídrico, ingresos y pérdidas de agua, durante el ejercicio físico........................................................................... 72 Deshidratación y rendimiento deportivo..................................................... 74 Pautas de hidratación para el deportista: manejo de la bebida del deportista antes, durante y después del ejercicio físico...................... 77 Características e importancia de la bebida para el deportista en la hidratación ........................................................................................ 80 Prácticas de riesgo de los deportistas en relación con la hidratación ......... 82 Recomendaciones generales de hidratación para el deportista................... 83 Bibliografía.................................................................................................... 83

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6. PAPEL DEL AGUA EN LA PREVENCIÓN DE ENFERMEDADES .............................................................................. 87 Ana M.ª Pérez-Granados Resumen........................................................................................................ 87 Papel del agua en los regímenes de adelgazamiento ................................... 88 Papel del agua en las litiasis renales ............................................................. 88 Papel del agua en la osteoporosis................................................................ 92 Papel del agua en las enfermedades cardiovasculares ................................ 96 Bibliografía.................................................................................................... 99 7. AGUA MINERAL BICARBONATADA SÓDICA EN LA REDUCCIÓN DEL RIESGO CARDIOVASCULAR............................................................................... 103 M.ª Pilar Vaquero y Laura Toxqui Resumen...................................................................................................... 103 Introducción ............................................................................................... 104 Efectos de un agua mineral bicarbonatada sódica sobre la salud............. 105 ¿Posibles efectos secundarios?................................................................... 110 Conclusiones............................................................................................... 112 Bibliografía.................................................................................................. 112 8. METODOLOGÍA GENÉTICA Y APLICACIÓN EN NUTRIGENÉTICA ........................................................................... 115 Ana M.ª López Parra Resumen...................................................................................................... 115 Introducción ............................................................................................... 116 Polimorfismos genéticos............................................................................. 117 Estudios asociación frente a familias ......................................................... 120 Estrategias para el genotipado ................................................................... 120 Diseño de un estudio.................................................................................. 122 Ejemplos de nutrigenética.......................................................................... 124 Bibliografía.................................................................................................. 126 GLOSARIO DE TÉRMINOS ................................................................. 129 SOLUCIÓN ADIVINANZA.................................................................... 131

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ADIVINANZA Si tuviera agua bebería vino, pero como no tengo agua, tengo que beber agua (solución en página final)

SIGLAS, ACRÓNIMOS Y SÍMBOLOS EMPLEADOS

ADH: hormona antidiurética AESAN: Agencia Española de Seguridad Alimentaria y Nutrición Apo: apolipoproteína, proteína que forma parte de una lipoproteína ATP: trifosfato de adenosina o adenosín trifosfato CCK: hormona colecistoquinina CNV: variación en el número de copias de un gen EFSA: European Food Safety Authority FNB: Food and Nutrition Board HDL (High density lipoprotein): lipoproteína de alta densidad HDL-colesterol: colesterol unido a lipoproteínas de alta densidad; «colesterol bueno» HOMA (Homeostasis Model Assesment): índice de resistencia a la insulina IA: ingesta adecuada Kw: constante de ionización del agua LDL (Low density lipoprotein): lipoproteína de baja densidad LDL-colesterol: colesterol unido a lipoproteínas de baja densidad; «colesterol malo» NAOS: Nutrición y Alimentación Saludable PTH: hormona paratiroidea SNP (Single Nucleotide Polimorphism): polimorfismo de un solo nucleótido STR (Short Tandem Repeats): repeticiones cortas en tándem VO2 máx.: consumo máximo de oxígeno

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1 LA CULTURA DEL AGUA EN EUROPA Y CUENCA MEDITERRÁNEA A LO LARGO DE LA HISTORIA Santiago Navas-Carretero Departamento de Ciencias de la Alimentación y Fisiología Universidad de Navarra, Pamplona

Resumen El agua es elemento esencial para la vida. De hecho, el desarrollo evolutivo, social, económico y cultural del hombre ha girado en torno a ella. Los primeros asentamientos humanos se situaron en riberas y cauces de los ríos, del mismo modo que las primeras guerras tenían entre otros motivos el control del agua de abastecimiento. Tanto en regiones de Europa, como de América, Asia y África, se produjeron grandes avances tecnológicos con el único fin de optimizar la utilización del agua disponible. Las religiones politeístas en todo el mundo también atribuyen al agua propiedades divinas y existen uno o varios dioses cuyo hogar y elemento de fuerza es este elemento. En tiempos de la antigua Grecia y Roma aparecen las primeras termas y baños públicos, y al igual que en el Islam el agua pasa a ser no solo un elemento vital, sino también ornamental y de ocio. Después de un tiempo de oscuridad que coincide con la Edad Media, la importancia del agua re15

surge en torno al Renacimiento y perdura hasta nuestros días. Este capítulo revisa todos estos aspectos históricos y culturales referidos especialmente a Europa y el área mediterránea. En la actualidad, el agua, además de elemento indispensable, tanto en la vida cotidiana como en los momentos de ocio, toma cada vez más importancia en las ciencias de la alimentación, de modo que se han llegado a describir propiedades beneficiosas en diferentes aguas dependiendo de su origen y composición mineral, y se la ha considerado alimento fundamental en una dieta saludable y equilibrada. Civilizaciones antiguas y Egipto El agua es vida. Cualquier ser vivo, precisa de este elemento para subsistir, y específicamente, la evolución del ser humano ha girado en torno al agua. Desde el Pleistoceno hasta el comienzo del sedentarismo, dos razones principales hacían al homo sapiens desplazarse: la caza y la presencia de agua. Concretamente en Europa, una vez que se retiraron los glaciares continentales, el hombre se movía en grupos reducidos por las recién creadas praderas, cazando los grandes animales (mamuts y grandes osos de las cavernas) y en una zona abundante en charcas de agua dulce y ríos. La reforestación posterior a la glaciación hizo que el modo de vida nómada de nuestros ancestros se reorientara durante el Mesolítico a las zonas costeras y fluviales, adaptándose también a las zonas boscosas. Su principal fuente de abastecimiento era la caza, la pesca y la recolección. Durante el Neolítico, el homo sapiens comienza a desarrollar nuevos métodos de trabajo de la piedra y de producción de alimentos. Se sientan las bases para el desarrollo de la ganadería y la agricultura gracias a la evolución de los métodos de reproducción de plantas y animales, y se desarrollan las primeras técnicas de alfarería (Figura 1) (1). En estos comienzos el agua es un elemento esencial, estableciéndose los primeros grandes asentamientos sedentarios del homo sapiens en zonas que garantizan el acceso a la tierra, al agua y otros recursos básicos. Debido al crecimiento de los poblados sedentarios, la dificultad de expandirse en zonas cercanas a los lechos de los ríos comienza a ser un problema, y hacia el año 5500 a.C. se comienza a utilizar el regadío, con el fin de ampliar las zonas de cultivo y los asentamientos. El uso del 16

FIG. 1. Vasija neolítica.

FIG. 2. Diosa Egipcia Isis.

FIG. 3. Dios Egipcio Sobek.

agua en esta época era relevante no solo como elemento necesario para el cultivo y la cría de animales domésticos, sino también para el desarrollo de nuevas artes y oficios, como la cerámica y la alfarería. También se empiezan a explotar los ríos y mares como medios para desplazamientos y comienza la construcción de embarcaciones (1). En ciudades del Oriente Medio y Mesopotamia, la carencia de agua hizo que los habitantes de estas zonas desarrollaran de un modo rápido y eficaz técnicas de regadío para el cultivo de cereales. Se consiguió un importante desarrollo de la edificación de viviendas y templos con ladrillos de adobe, así como la construcción de murallas. En paralelo a la aparición de ciudades y grandes poblaciones estables, comienzan los conflictos bélicos entre pueblos, además de producirse una jerarquización de la sociedad que lleva a distinguir diferentes clases sociales, desde los gobernantes hasta los campesinos. Uno de los elementos que proporcionaban poder era precisamente el agua, dada su escasez en Mesopotamia, y comienzan las luchas entre poblaciones, e incluso dentro de una misma población, por el control de este elemento, tan vital para el regadío. En el año 7000 a.C. el agua no solo era esencial para la vida, sino también símbolo y razón de poder. Uno de los puntos de referencia histórica en la cultura del agua es Egipto y su cultura. El agua fue tan importante para Egipto que un pueblo, una religión y una cultura nacieron de este elemento, concretamente de un río, el Nilo. Gracias a este río, los egipcios tenían agua para beber y para la agricultura, y las crecidas anuales del mismo depositaban sobre la tierra estéril de esta zona una importante cantidad 17

de limo que hacía los terrenos útiles para el cultivo. La religión en Egipto también estaba estrechamente vinculada al agua y al Nilo, con varios dioses que jugaron un importante papel en distintas épocas de los tres mil años de mitología egipcia representando este elemento, como Isis (Figura 2) y Osiris, símbolos de fertilidad y de la crecida y regeneración del Nilo, o Hapy, Sobek (Figura 3) y Anuket, dioses del Nilo (2). El agua era, por tanto, un elemento vital para la vida y la mística de Egipto, al tener un importante papel como elemento purificador de los dioses, tanto en ritos funerarios como en los templos, donde se construían fuentes y canales, a imagen de los campos de Ialu, el lugar al que se aspiraba llegar una vez muertos. Grecia, Roma y el Islam El uso del agua como elemento decorativo y social comienza a tomar fuerza en paralelo a las tres grandes culturas que coexistieron durante dos mil años (1000 a.C. – siglos IX-X): Grecia, Roma y el Islam. Tales de Mileto (625 a.C. – 546 a.C.) fue fundador de la Escuela Jónica y de lo que hoy identificamos como Filosofía griega. También está considerado como uno de los Siete sabios de Grecia y el iniciador del pensamiento científico, al ser quien establece una de las primeras teorías de la sustancia física básica del mundo. Esta sustancia básica es precisamente el agua, de la que todo procede y hacia la que todo vuelve otra vez. En la Antigua Grecia se comienzan a desarrollar pensamientos algo alejados de la religión, pero donde un elemento sigue teniendo una importante presencia, el agua. La calidad del agua para esta civilización es de gran interés. El crecimiento de las ciudades hizo necesario el desarrollo de sistemas de almacenamiento y distribución, a través de canalizaciones subterráneas excavadas a gran profundidad y de una complejidad enorme. Sin embargo, estos ingenios del antiguo imperio griego son menos conocidos que los de los romanos. El agua fecal también se retiraba mediante sistemas de aguas residuales (5). La Antigua Grecia tiene su alma física y espiritual en las islas, y por eso el mar también es parte fundamental de esta cultura, al ser la vía por la que llegan a Grecia ideas, culturas, la escritura fenicia y las influencias orientales, que ayudaron al crecimiento intelectual de sus 18

habitantes, pero también fue el mar su medio de expansión y comercio, que se extendió por todo el arco mediterráneo. Otro legado de la Antigua Grecia en relación con el agua son las termas, que aún hoy están vigentes. Inicialmente, las termas no eran más que unas dependencias de los gimnasios con agua fría y se desarrollaron posteriormente sistemas de calefacción del agua. Más o menos a partir del siglo V a.C. estos baños comienzan a desarrollarse y pasan a ser instalaciones más completas, destinadas a usos rituales, medicinales o deportivos. Las termas pasan a ser casi un rito, donde se practicaba ejercicio, se realizaban masajes con aceites y esencias, baños con contrastes de temperaturas, el uso de cremas y aceites, etc. En definitiva, no solo se utiliza el agua con fines higiénicos, sino como parte de la búsqueda del bienestar individual y como tratamiento medicinal (5). La importancia del agua en la religión sigue existiendo con esta civilización, siendo la misma un elemento esencial de las libaciones a los dioses así como para la realización de las tareas diarias. Entre las numerosas divinidades griegas consideradas como sanadoras, el principal dios curador fue Asclepios, padre a su vez de las diosas Panacea, personificación de la salud, e Higia, de la cual procede la palabra Higiene. Los centros de medicina teúrgica (espiritual) eran los templos dedicados a Asclepio (asklepieia) y estaban normalmente construidos en lugares rodeados de paisajes bellos, con abundante agua y frecuentemente erigidos alrededor de manantiales y fuentes minero-medicinales, que se consideraban fuentes milagrosas (4). Otro ejemplo del uso del agua en la terapia medicinal nos lo proporciona Hipócrates (460 a.C.), que recomendaba los baños fríos, seguidos de ejercicio físico, para proporcionar calor al cuerpo, como una mejor alternativa a los baños de agua caliente (4). Un último aspecto relevante de la relación entre el agua y la civilización de la Antigua Grecia es la muerte. Cuando alguien fallece es habitual en casi todas las culturas y sociedades humanas la existencia de senderos, pasos y tránsitos al más allá. En el caso de Grecia, este paso tiene relación con el agua, pues el viaje final del difunto se realiza en una barca, llevada por Caronte el barquero, a través de la laguna Estigia, cuyas aguas equivalen al Juicio Divino. En las corrientes de la laguna de Estigia se produce la transformación del alma, que será luego transportada por Hermes el mensajero (Figura 4) (4). El agua es para los romanos el símbolo mismo de su existencia desde que Rómulo, el fundador de Roma, fue salvado de las aguas del 19

FIGURA 4. La Barca de Caronte, por Luca Giordano.

Tíber, y es la que les otorga su poder sobre las fuerzas naturales y sobre los hombres. Roma ha sido bautizada como la «Ciudad del Agua», ya que hasta once acueductos se usaban en esta antigua ciudad para abastecer de agua a la población hacia el final del imperio (Figura 5) (6). Los romanos se sirvieron de los conocimientos de civilizaciones coétaneas y de culturas conquistadas por el Imperio para convertirse en los mayores arquitectos en la construcción de redes de distribución de aguas, utilizando las aguas subterráneas, de escorrentía y de los ríos para su aprovisionamiento, pero también construyeron presas para su almacenamiento artificial y los acueductos, imponentes construcciones de piedra que facilitaban el abastecimiento de agua a los habitantes de la ciudad. Los acueductos se construían partiendo de puntos donde se accedía fácilmente al agua, como ríos y lagos, y se construían tuberías, generalmente subterráneas con una pendiente adecuada para que el curso del agua se desviara hacia las mismas (Figura 6). A intervalos regulares, en las tuberías se realizaban cajas de agua que eran pequeños estancamientos que facilitaban la regulación del caudal, además de ayudar a que elementos arrastrados desde las fuentes (arena y piedras principalmente) sedimentaran, y mejorara la calidad del agua que

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FIGURA 5. Escultura de Rómulo y Remo amamantados por la loba.

FIGURA 6. Acueducto de Segovia (España).

llegaba a los habitantes. La civilización romana también elaboró sistemas de canalización y tuberías de mayor duración y eficacia para el transporte de agua de consumo a las ciudades, así como para la eliminación de aguas residuales y fecales (6). Otros ingenios tecnológicos romanos son el molino hidráulico, que ya en esta época se utilizaba para la molienda de grano y la obtención de harinas, y lo que sería el precursor de la calefacción central, ya que fue la primera cultura en idear sistemas para caldear estancias. El hipocausto era el sistema de calefacción del suelo empleado en las termas y casas ricas del Imperio romano. En el exterior del edificio se construía un horno y el aire caliente producido se llevaba por canalizaciones situadas bajo el suelo, cuyas baldosas se sustentaban sobre pilas de ladrillos (Figura 7). En cuanto a la religión y la mitología romanas, antes de la llegada del cristianismo, se nutrieron casi exclusivamente de la mitología griega; así, los dioses del mar romanos, Neptuno y Salacia, equivalen a Poseidón y Anfitrite. Con la llegada del emperador Constantino al poder, llega el cristianismo y la religión monoteísta en la época final del Imperio romano, de modo que se perdieron los ritos y cultos a los dioses, aunque el agua no pierde su importancia. En la Biblia el agua es un elemento fundamental, a través de la cual se ejerce el castigo o la salvación divina (el diluvio universal, la separación del mar Rojo, el Bautismo, etc.). Aunque de origen griego, el mayor desarrollo y evolución de las termas corren a cargo de Roma, ya que uno de los derechos exigibles 21

FIGURA 7. Hipocausto romano.

por los habitantes de las ciudades era el acceso a termas y baños públicos donde, como en otras culturas, la limpieza del cuerpo se acompañaba de una limpieza ritual, del espíritu. Las termas romanas constituyen lugares ideales para la conversación relajada, el recreo y las relaciones sociales, llegando incluso a ser salas de poder. En muchos casos, las termas se construían alrededor de un manantial natural, por lo que los baños en sus aguas se aprovechaban también como remedios, dadas sus propiedades curativas (aguas silicadas, sulfuradas, etc.) (Figura 8). A partir del siglo I d.C., las termas adquieren un carácter suntuoso que las aleja de su función inicial de baños públicos y las convierte en estancias semejantes a palacios dedicados al baño (6). El agua en la cultura islámica, además de ser utilizada para consumo doméstico, el cultivo y la higiene, cumplía una función religiosa y social. Desde el punto de vista religioso, aparece una vez más como elemento purificador. Antes de realizar el rezo o salâ, se efectúa el rito del wudu, que es una ablución ritual para limpiar el cuerpo en sentido 22

FIGURA 8. Ruinas de las termas de Caracalla (Roma).

físico y espiritual, y así llegar a la oración libre de impurezas. La importancia de este elemento en la religión está patente en los numerosos pasajes (hadices y aleyas) del Corán en el que se cita el agua; es el «don de Allah». En el Islam se distingue entre el agua purificante (tahûr) y el agua pura, pero no purificante (tâhir), sirviendo esta última para usos cotidianos como cocina, consumo e higiene, pero no para la realización del wudu antes del rezo. También existe un tercer tipo de agua, el agua contaminada con alguna sustancia impura (mutayânis), que queda invalidada para su uso ya sea en prácticas rituales o para la vida cotidiana. Los ulemas (expertos en ciencias islámicas) solo justifican su uso cuando la vida de un musulmán está en peligro (7). En las ciudades hispano-musulmanas el agua está presente en casas, palacios, fuentes públicas, hammams (baños), depósitos y canalizaciones. La presencia de fuentes en ciudades musulmanas era abundante y se localizaban principalmente en los alrededores de las mezquitas y las madrasas, donde servían para el consumo de personas que carecían de ella en sus hogares y para la realización de las abluciones antes del rezo.

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FIGURA 9. Sala fría del hammam.

FIGURA 10. Ruinas de un qanat en Siria.

Ya entrados en el siglo X d.C., en la cultura islámica comienzan a aparecer los hammams o baños turcos, auténticos lugares de ocio y descanso (Figura 9). Estos baños, públicos y privados, combinaban cuatro elementos: el calor seco, el calor húmedo, el frío y el masaje. Los musulmanes también consideraban el agua elemento esencial para la salud. El médico, poeta y sabio Ibn al-Jatib describe el agua, en su tratado Libro del cuidado de la salud durante las estaciones del año (siglo XIV) (8) como uno de los pilares del cuerpo. Este tratado de medicina preventiva y dietética es un compendio sobre cómo vivir de una forma equilibrada y con hábitos de vida saludables. Asimismo, se indica cuáles son las clases de agua que hay que utilizar para fabricar bebidas y se especifica cuáles son las mejores en calidad, así como cuáles son las más adecuadas para el baño y cómo se debe realizar este. El Islam también ha sido receptor de tecnologías e hitos de otras culturas, como los qanats, canales de irrigación subterráneos, que los musulmanes aprendieron a construir en Persia, Mesopotamia y Siria, y que desarrollaron y extendieron por todo el norte de África y Al-Andalus (Figura 10). Estos canales podían llegar a convertirse en verdaderos laberintos subterráneos, donde cada cierta distancia tenían salidas verticales al exterior destinadas a cumplir tres funciones principales: facilitar la entrada de aire, mantener el flujo de agua y evitar su estancamiento y, por último, permitir la salida de agua cuando las corrientes eran demasiado fuertes. En otras culturas han existido también importantes tradiciones y ritos muy arraigados relacionados con el agua; por ejemplo, en las culturas inca, azteca y en el antiguo Japón, aunque por limitaciones de espacio no se tratan en este capítulo. 24

De la Edad Media al siglo XIX La época que tercia entre la caída del Imperio romano y el Renacimiento fue oscura para la cultura del agua. El agua deja de tener esa capacidad de reunión, y las termas y los baños públicos pierden importancia durante la Edad Media en Occidente. También desde el punto de vista tecnológico, el agua pierde relevancia y hasta los sistemas de desagüe de las ciudades caen en desuso y las fuentes pierden su función como elementos decorativos, pasando a ser simples abastecimientos. El rápido crecimiento de las ciudades europeas trajo como consecuencia que se formaran asentamientos fétidos e insalubres que fueron caldo de cultivo de catastróficas epidemias, como la peste negra que diezmó la población. No obstante, los baños públicos se difundieron con éxito a partir del siglo XIII con el fin de atenuar los problemas higiénicos y sus consecuencias en la sociedad medieval (9, 10). Uno de los elementos que se hace habitual e indispensable para la Edad Media es el molino de agua, que servía para abastecer de agua a las zonas de cultivo más elevadas y para facilitar tareas como la molienda, mantener los fuegos en las fraguas, picar pólvora, compactar el esparto, etc. (Figura 11). En resumen hacía la vida más fácil, aunque no muy entrada la Edad Media vería una gran competencia en los grandes molinos de viento. En el plano político el agua sigue significando poder, y en cierto modo se «retrocede hasta la prehistoria», ya que los poderosos son los que controlan el agua, y no solo la controlan para regadíos o utilizando los ríos como fortalezas naturales, sino también para el enriquecimiento, cobrando peajes por cruzar puentes, etc. Las guerras de poder entre reyes y emperadores comienzan a centrarse en el control, uso y explotación de los mares y la navegación. Los ejemplos más claros en Europa son las guerras por el control del comercio en el Mediterráneo, entre Génova y Venecia, o por el control del canal de la Mancha, entre Inglaterra, Francia y Flandes. En cuanto a la relación del agua con la religión, tal y como sucede en otras religiones anteriores y paralelas, el agua es un elemento repetidamente utilizado. Además del uso en el cristianismo del agua como elemento purificador, a través del bautismo, en la Edad Media fue habitual utilizar el agua en juicios por brujería, siendo habituales las ordalías del agua (ordalía: Juicio de Dios). En las ordalías del agua el acusado era atado de pies y manos con cuerdas y se le arrojaba al agua; 25

FIGURA 11. Molino de la Albolafia, Córdoba (España).

si era inocente el individuo se hundiría, mientras que si era culpable, flotaría. Esto se dictaminaba así porque se consideraba que el agua era un elemento divino que siempre estaba dispuesto a acoger al inocente, pero que rechazaba al culpable. La Edad Media comienza su declive mediado el siglo XV, y a partir del siglo XVI Europa entra en una nueva era, la del Renacimiento. Esta época se marcará principalmente por un importante auge del arte y el sentido estético, donde el culto al individuo prima sobre la religión. Con este aumento del humanismo, el embellecimiento de las ciudades es prioritario y prueba de ello son los grandes palacios y catedrales que se construyen y que también se refleja en la profusión 26

FIGURA 12. Balneario Kurhaus, La Haya (Holanda).

de jardines, plazas y fuentes. Y para el embellecimiento del entorno un elemento vuelve a tomar su protagonismo en el plano del ocio, el agua. De hecho, la naturaleza marca una pauta en el arte, pues era vista como la perfección de Dios (11). Los baños termales vuelven también a surgir en esta época, principalmente como complemento de los tratamientos médicos. Los balnearios de aguas medicinales toman protagonismo entre las clases altas, siendo centros de recreo y vacaciones. Sin embargo, las «estaciones termales» y los balnearios no comienzan a evolucionar de forma imparable hasta bien entrado el siglo XVII, incluso algunos no se describen hasta el siglo XIX (Figura 12). Siglos XX y XXI Desde mediados del siglo XIX y sobre todo durante el siglo XX, la gestión del agua como recurso indispensable y bien fundamental para el desarrollo y prosperidad de las sociedades adquiere un importante protagonismo. Concretamente en España, en 1864 se redacta un primer acuerdo para el estudio hidrológico de las cuencas de los ríos, el cual desembocará en la creación de las diez Divisiones Hidrológicas en España (1865). El control y la gestión de las divisiones hidrológicas transcurren sin apenas cambios hasta bien entrado el siglo XX, cuando se crean las Confederaciones Sindicales, germen de las futuras Confederaciones Hidrográficas, las cuales a día de hoy siguen funcionando tras diversos ajustes y modificaciones (12). 27

FIGURA 13. Imagen de planta depuradora de agua.

Ya dentro del ámbito europeo, en el año 2000 se aprueba la Directiva Marco del Agua (Directiva 2000/60/CE), en la cual la Unión Europea establece un marco comunitario para la protección y la gestión del agua. En una primera etapa, los estados miembros deben identificar y analizar las aguas europeas, por cuencas y demarcaciones geográficas. A continuación, deben adoptar planes de gestión y programas de medidas adaptados a cada masa de agua. Estas y otras medidas tomadas a nivel europeo y nacional no han impedido, sin embargo, la continua utilización política del agua como elemento de poder, lo cual queda patente en España en las recientes disputas de diferentes comunidades autónomas por la gestión de los ríos que pasan por su territorio; son especialmente notables las disputas respecto a los ríos Ebro, Duero, Tajo y Guadalquivir (13). Sin embargo, es reconocible el gran esfuerzo de las sociedades por optimizar los recursos hídricos e intentar proporcionar a sus habitantes un agua salubre, apta para el consumo humano. Durante el siglo XX se han incrementado el número de presas y pantanos creados con el fin de almacenar agua, así como la creación e instalación de plantas depuradoras y potabilizadoras del agua (Figura 13). Durante el siglo pasado y en estos comienzos del siglo XXI, si algo cabe destacar del uso de agua ha sido sin duda su enorme auge como elemento lúdico. Un claro exponente es la gran cantidad de parques temáticos con el agua como elemento de atracción y diversión. 28

FIGURA 14. Imagen de una bañera de balneario.

La proliferación de balnearios, spas y centros de talasoterapia es otro claro ejemplo de esta utilización lúdica; destaca al mismo tiempo la mayor accesibilidad de los mismos. Los balnearios y los centros de aguas termales ya no son «solo para las clases altas», debido entre otras razones a la aparición de una clase media con suficiente poder adquisitivo como para disfrutar de este elemento de placer y relajación (Figura 14). Cabe destacar igualmente la influencia notable de la investigación sobre las propiedades minero-medicinales de las aguas procedentes de manantiales. El mayor conocimiento de la composición de las aguas minero-medicinales y su valor terapéutico, aunque en numerosas ocasiones ya se conocía, actualmente está avalado por estudios científicos, los cuales comienzan a reconocer el agua mineral como alimento funcional dentro de la dieta habitual. Actualmente, se mantienen muchas tradiciones desde la antigüedad, y aunque esta revisión se ha centrado especialmente en los países europeos y de la cuenca mediterránea, en las culturas orientales, como la japonesa, la china o la hindú, en los pueblos indígenas del Pacífico 29

FIGURA 15. Imágenes de una bomba manual en Mali y de una niña con una botella de agua en África.

y en África, se mantienen muchas costumbres desde tiempos inmemoriables. Así, como anécdota, cabe indicar que el año del Dragón de Agua chino se ha celebrado en el año 2012. Retos para el siglo XXI, el agua de consumo A modo de conclusión de este repaso por la cultura del agua a lo largo de la historia, el siglo XXI deja un reto pendiente, y es la «universalización» del agua de consumo. A pesar de los evidentes avances tecnológicos desarrollados durante el siglo XX para facilitar la llegada de agua potable a la población, alrededor de mil millones de personas en el mundo tienen un acceso limitado o dificultado al agua potable, elemento vital para la supervivencia, lo cual se hace intolerable e inadmisible. Este hecho además se ve agravado por el consumo de agua en malas condiciones sanitarias, lo cual provoca la proliferación de enfermedades y epidemias. La OMS estima que la adopción de políticas de agua segura podría evitar la muerte de 1.400.000 niños al año, víctimas de diarrea (14). La contaminación, por otra parte, no solo alcanza el agua de ríos y mares, sino los recursos hídricos subterráneos que sirven de abastecimiento del consumo humano.

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Ciertamente, el agua en nuestros días sigue siendo un bien escaso y también una fuente de poder. Se extienden por todo el globo las conferencias sobre sostenibilidad y responsabilidad sobre la utilización de los recursos naturales, que ayudan a la regulación y concienciación de la sociedad de consumo. Paralelamente, la creación de plantas potabilizadoras de agua de mar, la obtención de nuevos alimentos de origen marino, etc., son una pujante industria importante para la mejora de la calidad de vida. En el lado opuesto, el factor limitante para que millones de personas tengan acceso al agua potable es el económico, y claramente la crisis económica actual de los países occidentales afecta más a los países que se encuentran en vías de desarrollo (Figura 15). En definitiva, el ser humano vive en el planeta azul y su existencia está íntimamente ligada al agua, por lo que deberá aprender a convivir respetando los recursos marinos y al mismo tiempo saber explotarlos. El agua seguirá siendo, en suma, parte de la cultura de los pueblos.

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2 PROPIEDADES Y FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA Ángeles Carbajal Azcona y María González Fernández Departamento de Nutrición, Facultad de Farmacia, Universidad Complutense de Madrid

Sin oro podemos vivir, sin agua no (dicho popular)

Resumen El agua es una sustancia de capital importancia para la vida con excepcionales propiedades consecuencia de su composición y estructura. Es una molécula sencilla formada por tres pequeños átomos, uno de oxígeno y dos de hidrógeno, con enlaces polares que permiten establecer puentes de hidrógeno entre moléculas adyacentes. Este enlace tiene una gran importancia porque confiere al agua propiedades que se corresponden con mayor masa molecular. De ahí sus elevados puntos de fusión y ebullición, imprescindibles para que el agua se encuentre en estado líquido a la temperatura de la Tierra. Su alto calor específico la convierte en un excepcional amortiguador y regulador de los cambios térmicos, gracias a lo cual mantiene la temperatura corporal constante. El alto valor del calor de vaporización permite eliminar, por medio del sudor, grandes cantidades de calor preservándonos de los «golpes de 33

FIGURA 1. El agua en la vida cotidiana.

calor». Otra propiedad que hace que esta molécula sea única es su amplia capacidad como disolvente de sustancias polares. Teniendo en cuenta que somos mayoritariamente agua, la casi totalidad de las reacciones químicas producidas en nuestro interior se realizan en medio acuoso. El transporte de nutrientes y metabolitos y la excreción de sustancias de desecho también se realiza a través del agua. Introducción El agua, un compuesto extraordinariamente simple, es sin embargo una sustancia de características tan excepcionales y únicas que sin ella sería imposible la vida. El hombre tiene necesidad de agua para realizar sus funciones vitales, para preparar y cocinar los alimentos, para la higiene y los usos domésticos, para regar los campos, para la industria, para las centrales de energía: en una palabra, para vivir (Figura 1).

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El agua es el líquido en el que se produce el proceso de la vida y, de hecho, la supervivencia de las células depende de su capacidad para mantener el volumen celular y la homeostasia. Es fundamental para prácticamente todas las funciones del organismo y es también su componente más abundante (1). Sin embargo, aunque dependemos de ella, nuestro organismo no es capaz de sintetizarla en cantidades suficientes ni de almacenarla, por lo que debe ingerirse regularmente. Por ello, el agua es un verdadero nutriente que debe formar parte de la dieta en cantidades mucho mayores que las de cualquier otro nutriente. Existen organismos capaces de vivir sin luz, incluso sin oxígeno, pero ninguno puede vivir sin agua. Tal y como escribió Hildreth Brian (2), «un hombre puede vivir días sin comer, pero sólo unos 2-5 días sin agua». Podemos perder casi toda la grasa y casi la mitad de la proteína de nuestro cuerpo y seguimos vivos, pero la pérdida de tan solo un 1-2% del agua corporal afecta a la termorregulación y a los sistemas cardiovascular y respiratorio, y limita notablemente la capacidad física y mental; una hipohidratación mayor puede tener consecuencias fatales (3). Además, tampoco debemos perder de vista que en la naturaleza no se encuentra nunca el agua de los químicos, es decir, el agua pura, inodora, incolora e insípida. El agua de los ríos, el agua subterránea, el agua de lluvia y el agua que bebemos contiene siempre otras sustancias disueltas que, aun en cantidades reducidas, aportan cualidades organolépticas y nutritivas, por lo que el agua también debe considerarse un alimento, un componente más de nuestra dieta, un ingrediente fundamental en la cocina, contribuyendo al aporte de algunos nutrientes y mejorando también el valor gastronómico de las recetas culinarias (4). Conocida la dependencia que los seres vivos tienen del agua y la impronta que ha tenido en la historia de la humanidad, cabe preguntarse qué es lo que hace de ella una sustancia tan especial y tan diferente de otras. El «secreto» de sus excepcionales características está precisamente en su composición y estructura, que le confieren el mayor número de propiedades físicas y químicas «anómalas» entre las sustancias comunes, y esta «personalidad» es la responsable de su esencialidad en la homeostasis, estructura y función de las células y tejidos del organismo. Cuando se compara con moléculas de similar peso molecular y composición, el agua tiene propiedades físicas únicas, consecuencia de su naturaleza polar y de su capacidad para formar enlaces por puente de hidrógeno con otras moléculas (5). 35

Fueron Lavoisier (1743-1794) y Cavendish (1731-1810) quienes demostraron que el agua estaba formada por hidrógeno y oxígeno. Años más tarde (1913) el bioquímico y fisiólogo Henderson (18781942), en su libro The Fitness of the Environment, explicó por primera vez cómo sus peculiares propiedades hacían del agua un constituyente esencial de todas las formas de vida conocidas: «Thus water, because of its remarkable heat capacity, heat conductivity, its expansion on cooling near the freezing point, its reduced density as ice, its heat of fusion, heat of vaporization, its vapor tension and freezing point, its unique solvent properties, its dielectric constant and ionizing power, and its surface tension, render it in certain respects maximally fit for living beings. Thereby it assures conditions for constancy of temperature, richness of the organism in chemical constituents, variety of chemical processes, electrical phenomena and the functions of colloids» (6). Composición y estructura El agua es una molécula sencilla formada por átomos pequeños, dos de hidrógeno y uno de oxígeno, unidos por enlaces covalentes muy fuertes que hacen que la molécula sea muy estable. Tiene una distribución irregular de la densidad electrónica, pues el oxígeno, uno de los elementos más electronegativos, atrae hacia sí los electrones de ambos enlaces covalentes, de manera que alrededor del átomo de oxígeno se concentra la mayor densidad electrónica (carga negativa) y cerca de los hidrógenos la menor (carga positiva). La molécula tiene una geometría angular (los dos átomos de hidrógeno forman un ángulo de unos 105º) (Figura 2a), lo que hace de ella una molécula polar que puede unirse a otras muchas sustancias polares (4). La atracción electrostática entre la carga parcial positiva cercana a los átomos de hidrógeno de una molécula de agua y la carga parcial negativa cercana al oxígeno de otra permite la unión de moléculas de agua vecinas mediante un enlace químico muy especial y de excepcional importancia para la vida y que explica el amplio abanico de sus propiedades físicas y químicas: el puente de hidrógeno (Figura 2b). El enlace solo requiere que el átomo electronegativo (el oxígeno en el caso del agua) que atrae al hidrógeno sea pequeño, posea un par de electrones no enlazantes y una geometría que permita que el hidrógeno 36

zonas parcialmente positivas Enlace de hidrógeno zonas de electrones no compartidos

(a) Geometría angular Ángulo de 105º

(b) Puente de hidrógeno entre moléculas de agua Molécula de agua Enlace de hidrógeno

(c) Estructura tetraédrica reticular

FIGURA 2. Agua. Estructura (7).

haga de puente entre los dos átomos electronegativos (7). Cada molécula de agua puede potencialmente formar 4 puentes de hidrógeno con otras tantas moléculas de agua dando lugar a una estructura tetraédrica reticular relativamente ordenada, responsable de sus peculiares propiedades físico-químicas (8) (Figura 2c). Esta atracción es fuerte porque las moléculas de agua, siendo pequeñas, pueden acercarse mucho más que moléculas mayores y quedan firmemente atraídas por su gran polaridad. La energía de un puente de hidrógeno agua-agua es de unas 5,5 kcal/mol; además, hay que tener en cuenta las interacciones de Van Der waals entre moléculas próximas. Por consiguiente, es difícil que se separen y así se evita que escapen como vapor. Esto hace que el agua posea una gran cohesividad intermolecular, lo que condiciona su alto punto de ebullición, de fusión y su elevado calor específico. Romper estos puentes, que en una masa de agua son muchos, requiere mucha energía y por ello el agua tiene un punto de ebullición tan alto. Esta es la razón por la que el agua es líquida en el amplio rango de temperaturas en las que se producen las reacciones de la vida y no un gas como le correspondería por su bajo peso molecu37

100

(H2O)n PM: (18)n

ºC

+100 ºC

80 60 40 20

+37 ºC H2Po PM: 211

0 –20 –40 –60 –80 –100

H2Te PM: 129,6

– 4 ºC – 41 ºC H2Se PM: 80,9

– 60 ºC H2S PM: 34 H2O PM: 18

–100 º C

FIGURA 3. Temperatura de ebullición (ºC) y peso molecular (PM) de los hidruros del grupo 6A.

lar (9). El punto de ebullición de un compuesto es función de su masa molecular. Según esto y atendiendo a la secuencia de la Figura 3, el agua tendría un punto de ebullición de unos –100 ºC (173 K) (línea roja punteada) y, por tanto, no encontraríamos agua líquida en la naturaleza, solo en estado gaseoso. Sin embargo, la temperatura de ebullición del H2O es de +100ºC (373 K). La explicación de este valor aparentemente «anómalo» reside en el hecho de que las moléculas de agua, gracias a los puentes de hidrógeno, se atraen tan fuertemente que no se comportan como moléculas aisladas, sino como moléculas mucho más grandes, de manera que tienen una «masa molecular aparente» más alta. El carácter transitorio de los puentes de hidrógeno, que se están formando y rompiendo continuamente, permite la movilidad de las moléculas, contribuyendo a que el agua sea líquida a temperatura ambiente (10). Los puentes de hidrógeno son esenciales para la vida pues no solo confieren una resistencia estructural al agua sino también a otras muchas mo38

léculas. Por ejemplo, juegan un papel crucial en la estructura del ADN, uniendo las bases nitrogenadas y, en las proteínas, permiten los cambios reversibles que hacen posible sus funciones (8). Características físicas y químicas. Funciones biológicas Esta singular composición y estructura confieren al agua unas características físicas y químicas de gran trascendencia en sus funciones biológicas, sobre todo en las relacionadas con su capacidad solvente, de transporte, estructural y termorreguladora. Recordemos que las funciones de los sistemas biológicos pueden explicarse siempre en términos de procesos físicos y químicos. El comportamiento térmico del agua es único y gracias a ello el agua es el principal responsable del sistema termorregulador del organismo, manteniendo la temperatura corporal constante, independientemente del entorno y de la actividad metabólica. Esta es una de sus funciones más importantes. Tiene una alta conductividad térmica que permite la distribución rápida y regular del calor corporal, evitando gradientes de temperatura entre las diferentes zonas del organismo y favoreciendo la transferencia de calor a la piel para ser evaporada. Su alto calor específico [1 kcal/kg ºC = 4180 J/kg∙K], consecuencia de la gran capacidad para almacenar energía en los puentes de hidrógeno, la convierte en un excepcional amortiguador y regulador de los cambios térmicos. Aunque acepte o ceda una gran cantidad de calor, su temperatura se modifica muy poco, gracias a su gran capacidad para almacenar calor. El aparato metabólico del hombre para la digestión y procesado de nutrientes y para la contracción muscular es altamente endergónico, por lo que libera grandes cantidades de calor que deben ser disipadas para mantener la homeotermia. Por ejemplo, el efecto termogénico de la digestión de los alimentos es de 10-15% del contenido calórico de una dieta mixta. La contracción muscular es incluso un mayor contribuyente a la carga de calor del organismo, pues la transformación de energía química (ATP) en energía mecánica es muy poco eficaz y se libera el 70-75% de la energía como calor (11). Así, durante el ejercicio, cuando la necesidad de utilizar energía mecánica aumenta, la producción de calor también es mayor. En estos casos, para prevenir un peligroso aumento de temperatura, el agua absorbe el calor allí donde es generado y lo disipa en los compartimentos líquidos del organismo, minimizando el riesgo de daño localizado por calor a en39

zimas o estructuras proteicas. De ahí la importancia de la gran cantidad de agua que tiene el cuerpo y también de que esta cantidad no disminuya por debajo de ciertos límites. Su función termorreguladora está también relacionada con otra de sus características físicas que le confiere su efecto refrigerante: su alto calor de vaporización [a 25 ºC es de 540 kcal/L], consecuencia de la atracción entre moléculas de agua adyacentes («fortaleza de los puentes de hidrógeno»), que dan al agua líquida una gran cohesión interna. El agua, para evaporarse, absorbe más calor que ninguna otra sustancia (7). Por cada litro de sudor o agua respiratoria que el cuerpo vaporiza se disipan unas 540 kcal de calor corporal, con lo que se consigue un eficaz enfriamiento. Así, ante una carga extra de calor, este se disipa evaporando cantidades relativamente pequeñas de agua, lo que nos protege de la deshidratación (11). Es importante tener en cuenta que, aunque el sudor es una forma muy eficaz para eliminar calor, puede dar lugar, cuando es prolongado, a una excesiva pérdida de agua que, si no se reemplaza, puede causar graves problemas. De hecho, el organismo necesita equilibrar mediante la ingestión de líquidos las pérdidas para poder seguir manteniendo la capacidad de regular la temperatura corporal. Cuando las pérdidas de sudor exceden peligrosamente a la ingesta, el sistema circulatorio no es capaz de hacer frente a la situación y se reduce el flujo de sangre a la piel. Esto da lugar a una menor sudoración y, por tanto, a una menor capacidad para perder calor. En estas condiciones se produce un aumento de la temperatura corporal que puede tener consecuencias fatales. El agua tiene un alto valor de tensión superficial, con lo que quedan las moléculas de la superficie fuertemente atraídas, aunque algunas sustancias pueden romper esta atracción. Este es el caso del jabón que forma espuma o de las sales biliares que facilitan la digestión de las grasas. Las gotitas de grasa emulsionadas se organizan después en micelas que aumentan la absorción (crean un mayor gradiente de difusión) y facilitan la entrada de otros nutrientes. En el intestino se observan las gotitas de grasa en forma de emulsión, pero también como micelas, de tamaño mucho mayor que las gotitas emulsionadas y siempre en mayor cantidad, que acercan los lípidos que transportan al enterocito para ser absorbidos. De esta manera, las sales biliares mejoran la digestibilidad y también la absorción de la grasa y de otros nutrientes. Tiene también unas excepcionales y únicas propiedades solventes. Debido a su pequeño tamaño, a la naturaleza polar de sus enlaces H – O, 40

a su estructura angular y a su capacidad para formar puentes de hidrógeno, el agua es una molécula altamente reactiva que puede disolver una gran variedad de sustancias (hidrófilas) iónicas y moleculares, pero también evita la disolución de otras apolares (hidrófobas), efecto igualmente muy importante para la vida. El cuerpo es esencialmente una solución acuosa en la que gran cantidad de solutos (proteínas, vitaminas, glucosa, urea, sodio, cloro, potasio, O2, CO2, etc.) están distribuidos en los diferentes compartimentos. Gracias a su capacidad disolvente, a su elevada constante dieléctrica y a su bajo grado de ionización (Kw=10–14), el agua es el medio en el que se producen todas las reacciones del metabolismo y participa en muchas de ellas como sustrato o como producto. Un ejemplo son las reacciones de hidrólisis que se producen en la digestión o en la oxidación de los macronutrientes (12). En las disoluciones iónicas, el elevado calor de hidratación (energía que se desprende cuando los iones se rodean de moléculas de agua) proporciona gran estabilidad a la disolución. Además, por su alta constante dieléctrica (K=80 a 20 ºC) las disoluciones iónicas conducen la corriente eléctrica; de ahí su importancia, por ejemplo, en la transmisión nerviosa. La interacción hidrofóbica es la responsable de diversos procesos biológicos importantes (10). En medios acuosos, la interacción con moléculas anfipáticas (aquellas con grupos polares y apolares, como los detergentes o las sales biliares) determina la formación de estructuras ordenadas. Este es el caso de las membranas celulares, que forman bicapas lipídicas (las moléculas de carácter anfifílico que forman las membranas celulares son los fosfolípidos —doble capa fosfolipídica—); de las micelas (importantes en la digestión intestinal de lípidos, mediada por las sales biliares) o de los liposomas. Todos ellos —membranas, micelas y liposomas— son estructuras muy estables mantenidas por las fuerzas hidrofóbicas de las cadenas hidrocarbonadas y las interacciones iónicas de las cabezas cargadas con el agua: el agua «arrincona» a las moléculas no polares y las mantiene juntas (7). El efecto hidrófobico del agua, consecuencia de su gran cohesión, resultó esencial para la formación y posterior evolución de las células (13). El agua también contribuye a la organización macromolecular (bounded water). El efecto hidrofóbico de muchos de los 20 aminoácidos que forman las proteínas contribuye al plegamiento rápido de las cadenas polipeptídicas y también a la agregación de las subunidades proteicas para formar la estructura cuaternaria tridimensional que 41

es la forma activa. «Este prodigioso proceso está dirigido por el agua cuya alta cohesividad empuja a los aminoácidos hidrófobos de cada proteína a reunirse, forzando la compactación de la proteína» (13). Se estima que la hidratación de las proteínas es de 1,4 a 4 g de agua por gramo de proteína, de manera que, por ejemplo, el 81% del agua de los glóbulos rojos está encapsulada en la hemoglobina. Se ha observado que la mayoría de las células de los mamíferos tienen un rango de hidratación de 58-80% de agua, y la mayor parte de la misma está «secuestrada» por sus componentes macromoleculares (14). De igual manera, la estructura en doble hélice del ADN depende en buena medida del efecto hidrofóbico ejercido por el agua (13). Sin agua para separar las repulsiones electrostáticas entre los grupos fosfato, la doble hélice no existiría (10). El agua no solo mantiene la estructura macromolecular, también media en el reconocimiento de moléculas, proporciona canales de comunicación a través de las membranas y entre el interior y el exterior de las proteínas y aumenta la movilidad o flexibilidad de los enzimas facilitando el ataque enzimático (15, 16). Por ejemplo, cada gramo de glucógeno muscular se almacena con 2,7 g de agua y esto permite que el glucógeno sea fácilmente atacado por enzimas hidrolíticas que liberan rápidamente glucosa, el combustible del músculo en el ejercicio. Por su elevada cohesión molecular, el agua es imprescindible para mantener el volumen celular, un requisito importante para la vida. Tal y como señala Sancho (13): «Lo más singular es que [el agua] otorga forma a cada proteína, a los ácidos nucleicos y a cada una de nuestras células. Y la forma es la función». Las células han desarrollado poderosos mecanismos para estabilizar su volumen, que puede cambiar por alteraciones en la osmolaridad, por estrés oxidativo, por entrada de nutrientes, hormonas... Estos mecanismos permiten fluctuaciones en la hidratación de la célula que son importantes señales en el metabolismo celular y en la expresión genética. En general, una célula hidratada favorece las rutas anabólicas y protege del daño oxidativo, mientras que una célula hipohidratada dispara vías catabólicas. Por ejemplo, las hormonas son potentes modulares del volumen celular. En el hígado, la insulina estimula sistemas de transporte de iones reguladores de volumen que conducen a la acumulación intracelular de K+, Na+ y Cl-, y consecuentemente a la entrada de agua y a la hinchazón de la célula, lo cual es una señal que dispara las rutas anabólicas (síntesis de proteínas y glucógeno). El glucagón tiene el efecto contrario (12). 42

El agua (aceptando o donando protones) también contribuye en el mantenimiento del pH, esencial para la vida, ya que la actividad de muchos procesos, como por ejemplo la actividad enzimática, es pH dependiente. Mantiene el volumen vascular y permite la circulación de la sangre. Es el medio en el que funcionan todos los sistemas de transporte, lo que permite el intercambio de sustancias. Es el río fisiológico en el que navegan los nutrientes de la vida, que transporta también hormonas, metabolitos y otras muchas sustancias necesarias para la célula, así como los productos de desecho a los pulmones, riñones, intestino o piel para ser eliminados. Esta es el agua extracelular. La importancia del agua extracelular la puso de manifiesto el reconocido fisiólogo francés Claude Bernard (1813-1878) quien en 1865, en su obra Introduction à l’étude de la médicine expérimentale, acuñó el concepto de milieu intérieur [el líquido que baña todas las células, de composición muy constante —«constancia del medio interno, homeostasis»— y que asegura las condiciones físicas y químicas estables para el funcionamiento de las células] para referirse a la internalización del milieu extérieur, es decir, a la internalización del mar de la vida, aquel en el que probablemente empezó el proceso de la vida. Esta emergió en nuestro planeta hace más de tres mil millones de años de un caldo nutritivo que probablemente contenía concentraciones de sodio y otros electrolitos similares a las de los líquidos extracelulares de los mamíferos. De hecho, la vida de los mamíferos solo fue posible después de un largo proceso evolutivo que condujo a la internalización de este mar original, a la aparición de las membranas (17). «El medio interno tiene que ser líquido porque el agua es indispensable para las reacciones químicas, así como para la manifestación de las propiedades de la materia viva...». «Entre los animales, unos tienen un medio interno de temperatura variable, que sigue las oscilaciones de la temperatura exterior: los animales de sangre fría. Otros están provistos de un medio interno que posee en general una temperatura más elevada que la del medio externo, pero prácticamente fija e independiente de las variaciones atmosféricas: son los animales de sangre caliente. Esta simple circunstancia de temperatura fija o variable lleva, desde el punto de vista fisiológico, a una diferencia radical entre los seres vivos. Todos aquellos cuyo medio interno mantiene una temperatura variable no poseen ninguna manifestación vital idéntica y constante en su actividad; están sometidos a las vicisitudes climatológicas, aletargándose durante el invierno y despertándose durante el verano. Los animales de sangre caliente, por el contrario, se muestran inaccesibles a las variacio43

nes de temperatura del medio externo y poseen una vida libre e independiente. Esta libertad no es más que una perfección del medio interno que permite que los organismos superiores se encuentren mejor protegidos contra las variaciones de temperatura. En estos animales, los elementos histológicos están encerrados en el organismo como en un invernadero; no sufren las influencias de los fríos exteriores, pero no por ello son independientes. Si funcionan de modo constante y no se aletargan, es porque la temperatura constante y elevada del medio interno mantiene incesantemente las condiciones físicas y químicas indispensables para la actividad vital» (C. Bernard. De la fisiología general, 1872, 17, pp. 82 y 83). Creemos que no se puede expresar mejor la importancia del agua para la vida del hombre. El agua, junto con sustancias viscosas, actúa como lubricante: la saliva lubrica la boca y facilita la masticación y la deglución, las lágrimas lubrican los ojos y limpian cualquier impureza; el líquido sinovial baña las articulaciones; las secreciones mucosas lubrican el aparato digestivo, el respiratorio, el genito-urinario. Mantiene también la humedad necesaria en oídos, nariz o garganta. Proporciona flexibilidad, turgencia y elasticidad a los tejidos. El líquido del globo ocular, el cefalorraquídeo, el líquido amniótico y en general los líquidos del organismo amortiguan y nos protegen cuando andamos y corremos (15). Y finalmente, también el feto crece en un ambiente excepcionalmente bien hidratado, de manera que, como decía Paracelso (1493-1541), «el agua es el origen del mundo y de todas sus criaturas». Bibliografía (1) BOSSINGHAM, M. J., CARNELL N. S., CAMPBELL, w. w. «water balance, hydration status, and fat-free mass hydration in younger and older adults», en Am J Clin Nutr, 81(6) (2005): 1342-1350. (2) BRIAN, H. How to Survive in the bush, on the coast, in the mountains of New Zealand. wellington, Government Printer, 1962. (3) GRANDJEAN, A. C., REIMERS, K. J., BUYCKX, M. E. «Hydration: issues for the 21st century», en Nutr Rev., 61(8) (2003): 261-271. (4) CARBAJAL, A. y GONZÁLEZ, M. «Funciones biológicas del agua en relación con sus características físicas y químicas», en Agua. El arte del buen comer, Barcelona, Academia Española de Gastronomía, 2003, pp. 249-256.

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3 INGESTAS RECOMENDADAS DE AGUA Rosa María Ortega Anta Departamento de Nutrición, Facultad de Farmacia, Universidad Complutense de Madrid

Resumen Hace algún tiempo se ha puesto de relieve la importancia de establecer ingestas recomendadas para el agua, pues se ha constatado que un elevado porcentaje de los individuos tienen, de manera habitual, un aporte insuficiente y que la deshidratación (incluso muy ligera y que puede pasar desapercibida) tiene gran impacto en la salud, capacidad funcional y bienestar de los afectados por el problema. Estos hechos unidos al desconocimiento de la población respecto al consumo aconsejado han llevado a establecer y difundir la ingesta mínima de líquido que debe ser tomado cada día (unos 2,5-3 L/día), siendo necesario aumentar el aporte cuando se tiene fiebre, diarrea, en ambientes calurosos, si se hace ejercicio, o si se aumenta la ingesta de nutrientes (por ej. cloruro sódico, proteínas...) cuyo catabolismo y/o eliminación arrastra mayor cantidad de agua. Se ha comprobado que la sensación de sed no es suficiente como para conseguir una reposición hídrica adecuada, pues cuando se manifiesta el organismo ya suele tener un grado de deshidratación perjudicial para diversas funciones, por ello se pone de relieve la importancia de un orden y una pauta reglada respecto a la ingesta diaria de agua.

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Esta necesidad ha llevado a introducir en la mayor parte de las guías de alimentación, información relativa a la ingesta diaria de líquido que resulta aconsejable, reseñándose con frecuencia la conveniencia de tomar un mínimo de 8 vasos grandes de agua cada día. Sin embargo, el Food and Nutrition Board (FNB) ha establecido unas ingestas adecuadas de agua total (procedente de agua de bebida, bebidas y alimentos) que oscilan entre 0,7 L/día (en bebés) y 3,8 L/día (en varones jóvenes y mujeres lactantes). Teniendo en cuenta que la dieta media española aporta gran cantidad de sodio y proteínas y que muchas personas tienen un consumo hídrico justo, o insuficiente, es necesario mayor control y difusión de pautas que ayuden a conseguir una adecuada hidratación, por el beneficio que esto supone en la salud y calidad de vida de la población. Introducción El agua es, con mucho, la sustancia más abundante sobre la Tierra, así como en nuestros cuerpos. De hecho, en un bebé prematuro el 80% de su peso es agua, en un nacido a término el agua supone el 75% del peso y este porcentaje disminuye con la edad hasta llegar a ser de aproximadamente un 60% del peso en población masculina y del 45-50% en la femenina, ya que las mujeres al tener más grasa corporal siempre tienen menos agua que los varones. El líquido no solo es abundante, sino que resulta esencial para la vida pues todos los procesos metabólicos ocurren en un medio acuoso (véase capítulo 2), siendo imprescindible el agua para: –El transporte de sustancias (nutrientes, hormonas, enzimas...) y células sanguíneas. –Eliminación de productos de desecho y toxinas por orina. –Regulación de la temperatura del cuerpo. –Mantenimiento de la forma celular y las estructuras del cuerpo. –Además, el agua se combina con moléculas viscosas para formar fluidos lubricantes de las articulaciones, tractos digestivo y genitourinario, y forma parte de la saliva y otras secreciones que lubrican los alimentos al pasar por el tracto digestivo (1). El contenido total de agua en el cuerpo está estrictamente regulado y solo se altera en un porcentaje de ±0,2% cada día (2). Modifi48

caciones ligeras de 1-2% tienen gran impacto en el rendimiento y bienestar del individuo y pérdidas de agua de un 10% pueden llegar a ser incompatibles con la vida (3). En este contexto, considerando que un elevado porcentaje de individuos tienen ingestas de agua inferiores a las recomendadas, que no se puede almacenar agua en nuestro organismo y es necesario ingerirla cada día, teniendo en cuenta que existe un desconocimiento respecto a la cantidad que conviene consumir cada día y dados los graves riesgos sanitarios y funcionales asociados a un consumo insuficiente, se pone de relieve la importancia de precisar cuáles son las ingestas adecuadas, como un primer paso encaminado a mejorar el balance hídrico de la población. Balance hídrico El balance hídrico se mantiene mediante la modificación de la ingesta y eliminación de líquido (1, 2). –El aporte se consigue a partir del agua y bebidas, alimentos y producción de agua en el metabolismo (2). Los datos de encuestas nacionales en Estados Unidos muestran que, aproximadamente, del 20 al 25% del agua ingerida cada día proviene de los alimentos y entre el 75 al 80%, de las bebidas (4). Sin embargo, existe una importante variabilidad (1). La producción de agua metabólica se puede estimar conociendo la ingesta de macronutrientes, asumiendo que la oxidación de 100 g de proteínas, hidratos de carbono y grasas genera 41, 55 y 107 g de agua, respectivamente, aunque puede haber pequeñas variaciones en función de la dieta consumida; por término medio se obtiene por esta vía una cantidad de 0,2 a 0,3 L/día (5). –Las pérdidas se producen por orina, heces, sudor, más las perdidas insensibles por la piel y en la respiración (2). Es preciso reponer las pérdidas diarias de líquido, que pueden presentar amplias oscilaciones dependiendo de las condiciones ambientales, fisiológicas y de la actividad física. La sed y los mecanismos hormonales son responsables del mantenimiento del contenido de agua del cuerpo dentro de los valores normales. La sed se ve estimulada por un incremento en la osmolalidad 49

plasmática, un descenso en el volumen plasmático o en la presión arterial. En concreto la vasopresina ayuda a mantener el balance hídrico y la osmolalidad del plasma rara vez varía más de +2%, con 280 a 290 de mOsm/kg como «punto de ajuste». Sin embargo, con el envejecimiento se da un incremento en este «punto de ajuste» y la variabilidad entre las personas también aumenta (1). Recomendaciones de ingesta de agua Igual que sucede con otros nutrientes, cuyo aporte insuficiente o excesivo puede perjudicar la salud, también en relación con el agua necesitamos una referencia respecto a la ingesta más conveniente. El aporte recomendado es la cantidad orientativa de líquido a ingerir cada día para mantener la hidratación corporal normal. Las ingestas recomendadas de nutrientes se establecen sumando a la media de los requerimientos dos veces la desviación estándar de esa media para asegurar que se cubren los requerimientos de la mayor parte (97,5%) de los individuos de una población (6). Sin embargo, los datos sobre requerimientos de agua se consideran insuficientes o inadecuados para establecer ingestas recomendadas (1, 4). Los requerimientos de agua están determinados por el metabolismo del individuo, las condiciones ambientales y el grado de actividad. Por lo tanto, son extremadamente variables y no solo cambian de un individuo a otro, sino que pueden variar para una misma persona al comparar diferentes días. No hay un nivel único de consumo de agua que pueda asegurar la hidratación adecuada y la salud óptima para la mitad de todas las personas aparentemente sanas en todas las condiciones ambientales, por ello no se pueden establecer los requerimientos, ni las ingestas recomendadas; la incertidumbre sobre el tema hace que solo se puedan marcar ingestas adecuadas (IA) que representan el aporte medio de una población sana, de características concretas, que mantiene una hidratación aparentemente correcta y saludable (1,4). El método utilizado para determinar las IA para bebés se basa en la cantidad media de leche consumida por niños: –Nacidos a término. –Con madres sanas y bien alimentadas. –A los que solo se les proporciona leche materna (87% agua) (1). 50

Edad 0-8 meses 8-12 meses 1-3 años 4-8 años

Mujeres

9-13 años

Varones

14-18 años >19 años Embarazo Lactancia 1

2

3

4

L/día

FIGURA 1. Ingesta adecuada de agua total (procedente de agua de bebida, bebidas y alimentos) (4).

El volumen medio de leche materna consumida durante los primeros seis meses se estima en 0,78 L/día y sirve como base para marcar la IA de agua de 0,7 L /día. En relación con el peso, el aporte aconsejado sería de 150 ml/kg/día (7), que es superior en bebés, respecto a niños de mayor edad y adultos (en los que se aconseja 30 ml/kg/día) pues: –Los niños tienen mayor superficie de contacto con el exterior, respecto a su masa corporal. –Su riñón está más inmaduro y tienen menor capacidad para eliminar solutos y para concentrar la orina. –La producción de la hormona antidiurética vasopresina por la glándula pituitaria es limitada. –La tasa de intercambio de líquido es siete veces mayor en los lactantes que en los adultos. En tanto que la tasa de metabolismo es el doble respecto al peso corporal (1). En niños de 6 meses a 1 año el aporte adecuado de agua pasa a ser de 0,8 L/día. En la figura 1 se presentan las ingestas adecuadas de agua total (procedente de agua de bebida, bebidas y alimentos) para los distintos grupos poblacionales.

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Los requerimientos de líquido en adultos físicamente activos y/o aquellos expuestos a estrés ambiental merecen consideración especial y están muy condicionados por la tasa de sudoración; pueden oscilar entre 2 y 6 litros/día dependiendo de la carga de trabajo y el grado de sudoración (1,8). La toxicidad aguda por agua (o intoxicación con agua) puede ocurrir cuando el consumo de líquidos sobrepasa la capacidad de los riñones para eliminar el exceso. La tasa de excreción máxima de los riñones varía de 0,7 a 1,0 L/hora (4,8), por lo que podría observarse intoxicación hídrica con ingestas de 17-24 litros/día, pero no es frecuente observar un consumo de líquidos tan elevado como el mencionado, mientras que un aporte insuficiente es mucho más frecuente (4). Guías alimentarias Las pautas sobre consumo aconsejado de fluidos han llevado a incluir en las guías de alimentos un mensaje que recuerda la necesidad de tomar agua, que hasta hace unos años no se detallaba, o se daba por supuesta o resuelta. Una de las guías pioneras en este tema fue la de Russell y cols. (9) dirigida a personas de edad avanzada. En ella se establece, en la base de la pirámide, la conveniencia de consumir 8 vasos/día, o más, de agua; sin embargo, las pautas de la FNB (4) establecen como conveniente para adultos y ancianos el consumo de 9 vasos/día o más en mujeres y 13 vasos/día o más en varones, por lo que las guías que se han difundido hasta el momento pueden ser algo restrictivas y posiblemente modificables en un futuro, respecto al consumo de agua que resulta conveniente. En este sentido, es muy correcto el mensaje difundido por la pirámide de la alimentación saludable utilizada dentro de la estrategia NAOS (Nutrición y Alimentación Saludable) (10), que destaca la conveniencia de beber más agua (Figura 2). Consideraciones finales La deshidratación es un importante problema para la salud pública e individual, pues condiciona un perjuicio en el rendimiento, eficacia funcional y capacidad, se asocia con mayor riesgo de caídas y accidentes, con 52

FIGURA 2. Pirámide NAOS (Nutrición y Alimentación Saludable) (10) (AESAN).

un mayor padecimiento de infecciones y enfermedades, y es un precursor, independiente, de mortalidad en personas de edad avanzada. Dado que el aporte de agua suele ser inferior al aconsejado, la difusión de las guías que aconsejan un consumo mínimo aproximado de 9 vasos de líquido en mujeres y 13 en varones es un objetivo prioritario encaminado a mejorar la hidratación de la población. Bibliografía (1) GRANDJEAN, A. C. y CAMPBELL, S. M. «Hidratación: Líquidos para la vida». ILSI Norteamérica / ILSI de México, AC, México, 2006. (2) BOSSINGHAM, M. J., CARNELL, N. S. y CAMPBELL, w. w. «water balance, hydration status, and fat-free mass hydration in younger and older adults». Am J Clin Nutr. 2005; 81(6): 1342-1350.

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(3) VAQUERO, M. P., PéREZ-GRANADOS, A. M. y NAVAS-CARRETERO, S. «Agua y electrólitos». En M. T. García y M. C. García, Nutrición y Dietética. Universidad de León, 2003. (4) Food and Nutrition Board (FNB). «Dietary Reference Intakes for water, potassium, sodium, chloride and sulfate. Panel on Dietary Reference Intakes for Electrolytes and water». Standing Committee on the Scientific Evaluation of Dietary Reference Intakes, washington DC: Institute of Medicine of the National Academies Press, 2005, www.nap.edu (último acceso, julio2010). (5) wHITMIRE, S. J. «Líquidos, electrólitos y equilibrio ácido-base». En L. E. Matarese y M. M. Gottschlich (eds.), Nutrición Clínica Práctica. Madrid, Elsevier, 2004, pp. 132-156. (6) NAVIA, B. y ORTEGA, R. M. «Ingestas recomendadas de energía y nutrientes». En A. M. Requejo y R. M. Ortega (eds.), Nutriguía. Manual de Nutrición Clínica en Atención Primaria. Madrid, Editorial Complutense, 2006, pp. 3-14. (7) HEIRD, w. C. «Nutritional Requirements». En R. E. Behrman, R. M. Kliegman y H. B. Jenson (eds.), Nelson Textbook of Pediatrics, 17th ed. Philadelphia, Saunders, 2004. (8) SAwKA, M. N. y MONTAIN, S. J. «Fluid and Electrolyte Balance: Effects on Thermoregulation and Exercise in the Heat». En B. A. Bowman y R. M. Russell (eds.), Present Knowledge in Nutrition, 8th ed. washington, DC: ILSI Press, 2001, pp. 115-124. (9) RUSSELL, R. M., RASMUSSEN, H. y LICHTENSTEIN, A. H. «Modified Food Guide Pyramid for people over seventy years of age». J Nutr. 1999; 129: 751753. (10) Agencia Española de Seguridad Alimentaria y Nutrición (AESAN). Ministerio de Sanidad y Política Social. CALAñAS, A., COS, A. I. de, LÓPEZ-NOMDEDEU, C., ORTEGA, R. M., PALACIOS, N. y VÁZQUEZ, C. (eds.), «Come sano y muévete: 12 decisiones saludables». AESAN (MSC) Estrategia NAOS, Madrid, 2008.

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4 LA IMPORTANCIA DEL AGUA EN LAS DISTINTAS ETAPAS DE LA VIDA Ruth Blanco-Rojo y M.ª Pilar Vaquero Departamento de Metabolismo y Nutrición, Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición, Consejo Superior de Investigaciones Científicas

El agua es el elemento y principio de las cosas (Tales de Mileto)

Resumen El agua es el principal componente de las células, tejidos y órganos y es imprescindible para la vida. Se conocen sus innumerables funciones y, sin embargo, aún se minusvalora la influencia que tiene en la salud y la calidad de vida una correcta hidratación en las distintas etapas de la vida. La fisiología del ser humano cambia a lo largo de su vida, para ir adaptándose a las distintas situaciones de crecimiento, desarrollo muscular, formación de nuevas estructuras fetales, etc. Esto va a condicionar el mantenimiento del balance hídrico, siendo más vulnerables a la deshidratación los niños durante el primer año de vida y los ancianos. Además, y según la etapa en que nos encontremos, pequeños desequilibrios en el balance hídrico en el día a día aparentemente sin importancia pueden suponer mayores riesgos durante el embarazo, limitación en el des55

arrollo cognitivo en niños, peor rendimiento en el trabajo, aumento en el riesgo de accidentes laborales o agravamiento de determinadas enfermedades crónicas. Todo ello hace evidente que, diariamente, el mantenimiento del balance hídrico sea extremadamente importante, con el fin de mantener buenas condiciones de salud y calidad de vida, así como para la prevención de enfermedades crónicas. Introducción El agua representa el medio originario en el cual surgieron los primeros seres vivos y es imprescindible para la vida. Es el principal componente del cuerpo humano y constituye el medio en el que transcurre el transporte de nutrientes, las reacciones del metabolismo y la transferencia de energía. El hecho de que no exista un almacén de agua en el cuerpo obliga a ingerirla regularmente a lo largo del día, por lo que su ingesta adecuada es fundamental para mantener las funciones vitales y asegurar el correcto desarrollo del organismo en las distintas situaciones fisiológicas. El agua corporal total se distribuye en dos compartimentos fundamentalmente: líquido intracelular y líquido extracelular. Este último incluye el plasma, el líquido intersticial, la linfa y cantidades menores en el tubo digestivo y las articulaciones. En la edad adulta, por término medio el agua representa 2/3 del peso corporal en el varón y aproximadamente la mitad en la mujer; si bien el contenido varía a lo largo de la vida y disminuye progresivamente desde el nacimiento, cuando puede constituir el 75% del peso corporal, hasta la vejez; reducción que es más pronunciada en los primeros 10 años de vida. También disminuye con la obesidad y aumenta en personas delgadas, ya que representa aproximadamente el 73% del peso libre de grasa. En la figura 1 se indican los cambios en el agua corporal que se producen a lo largo de la vida. El agua durante la gestación y lactancia La gestación y la lactancia son situaciones fisiológicas donde la correcta hidratación tiene especial importancia. Durante el embarazo la retención de agua se incrementa considerablemente, siendo 2/3 del peso 56

100 90 % Peso corporal

80

Agua corporal total

70 60 50

Agua intracelular

40

Agua extracelular

30 20 10 0 Feto

Primer año de vida

Niños

Adultos Ancianos

Nacimiento

FIGURA 1. Cambio en el porcentaje de agua corporal en las distintas etapas de la vida. Modificado de D’Anci et ál., 2006.

total ganado durante las 40 semanas de gestación. En el caso de la lactancia, una correcta hidratación influirá en el volumen de leche producido y, por tanto, condicionará el estado nutricional del niño y de la madre. Gestación El incremento de peso total al cabo del embarazo en una mujer sana se sitúa en torno a 12 kg, aunque existe un rango de incrementos de peso muy amplio. De este aumento, aproximadamente 8 kg corresponden a agua, situada fundamentalmente en el espacio extracelular, unos 3 kg a grasa y 1 kg a proteína. Esta retención de líquido se debe fundamentalmente a la expansión del volumen sanguíneo hasta en un 50%, lo que conlleva una disminución en las concentraciones de hemoglobina, albúmina, proteínas y vitaminas hidrosolubles. La reducción de la albúmina contribuye a la acumulación de líquido extracelular, necesario para asegurar el transporte de nutrientes al feto y a determinados órganos maternos, y para hidratar el tejido conectivo y facilitar el parto. Igualmente, el agua extracelular va a transportar los productos metabólicos de desecho para su expulsión a través de riñón y pulmones. 57

La importante retención de líquido que se produce durante el embarazo es posible gracias a los cambios producidos por diversos estímulos hormonales en la función renal. La mujer embarazada forma una mayor cantidad de orina, debido por un lado al aumento de productos metabólicos de desecho y, por otro, al aumento de la filtración glomerular, hasta un 50%, a causa del incremento del volumen sanguíneo. Contrarrestando este efecto, aumenta considerablemente la reabsorción renal de sodio, cloro y agua, por acción fundamental de la aldosterona, glucocorticoides y estrógenos. Ello se produce asegurando también una correcta retención de potasio (1). El balance neto es un incremento sustancial de la retención de líquido, especialmente en el último trimestre del embarazo. En ocasiones, la retención fisiológica del agua y electrolitos durante el embarazo está alterada. La deshidratación puede producirse sobre todo durante el primer trimestre, cuando son frecuentes las náuseas y vómitos repetidos. El mayor peligro se presenta si hay una disminución del líquido amniótico, siendo necesaria la reposición por vía intravenosa de agua y electrolitos para asegurar el crecimiento del feto. Durante el segundo y tercer trimestre, la deshidratación puede aparecer por enfermedad de la madre, o si está sometida a altas temperaturas, lo que puede dar lugar a partos prematuros. Por el contrario, la retención anómala por encima de las necesidades propias de la gestación condiciona la aparición de edema. Lactancia No hay evidencias que sugieran que la función renal y el balance hídrico sufran cambios durante la lactancia. Sin embargo, si tenemos en cuenta que aproximadamente un 87-90% de la composición de la leche materna es agua, resulta obvio la importancia de mantener una ingesta hídrica adecuada si se quiere preservar la calidad y cantidad de la leche y, por tanto, el estado nutricional del niño y de la madre. La calidad y cantidad de la leche producida por las madres se pueden ver afectadas por la dieta de la madre, así como por situaciones de estrés, infecciones o factores psicológicos. La deshidratación puede afectar de forma significativa al acopio de agua en el cuerpo, y como consecuencia podría afectar al volumen de leche producido, siendo una situación de especial importancia en países en desarrollo. Sin em58

bargo, en los países desarrollados, en los que la ingesta hídrica habitual ya es adecuada, no se ha demostrado que el aumento de la ingesta hídrica en la lactancia conlleve cambios significativos en la cantidad o calidad de la leche (2). El agua en la infancia Durante los primeros años de vida una hidratación adecuada es esencial para un correcto desarrollo corporal y psicomotor. Además, los niños, en general, tienen unas necesidades hídricas por kilo de peso superiores a las de los adultos y un mayor riesgo de deshidratación. Lactantes Al nacimiento, el agua corporal supone aproximadamente el 75% del peso corporal total y disminuye hasta alcanzar el 70% a los 12 meses de edad. Esta disminución se debe fundamentalmente a cambios en el porcentaje de agua extracelular, mientras que el agua intracelular permanece más o menos estable, incluso aumenta en porcentaje (Figura 1). El balance hídrico del lactante se ve influenciado por las características fisiológicas propias de los recién nacidos: mayor superficie por kg de masa corporal, limitada habilidad para excretar solutos y concentrar orina, menor desarrollo de los mecanismos de sudoración y una menor capacidad para expresar la sed. Las necesidades de agua del lactante son tres veces superiores a las del adulto en relación con su peso, debido fundamentalmente a que las pérdidas de agua por evaporación en los pulmones y por la piel pueden alcanzar hasta un 40-50%; el otro 50% se pierde fundamentalmente por orina. Las pérdidas de agua pueden aumentar en caso de fiebre elevada, diarreas o vómitos, siendo necesario un incremento de la ingesta de agua para evitar la deshidratación. Está bien establecido que las necesidades de agua del lactante se cubren con la lactancia materna. Sin embargo, uno de los principales riesgos de deshidratación durante los 6 primeros meses de vida es una inadecuada ingesta de leche materna por disminución del volumen de producción de leche de la madre. Esto, unido al desconocimiento de los padres sobre los signos de deshidratación de los niños, puede pro59

longar y agravar esta situación, dando lugar a consecuencias importantes para la salud y el desarrollo del niño. Los síntomas clínicos asociados a la deshidratación en lactantes van desde los síntomas sutiles ocurridos en la deshidratación media (pérdidas 10% del peso corporal), que puede llegar a la muerte si no se actúa reponiendo los líquidos, por vía intravenosa inicialmente y después por vía oral. Es de relevancia también las consecuencias para la salud que pueden tener periodos largos de deshidratación leve, difícilmente detectable en los primeros meses de vida. La motilidad digestiva se ve disminuida, lo que aumenta el riesgo de estreñimiento; el riñón tiene que aumentar la capacidad de filtración glomerular para excretar el exceso de solutos, y la presión y el flujo sanguíneo se reducen (3). Además, algunos estudios sugieren que periodos repetidos de deshidratación en los primeros años de vida pueden producir daños cognitivos a largo plazo, independientemente de la educación, infecciones por parásitos y otras variables, asociados fundamentalmente a los cambios fisiológicos en el cerebro debidos a la deshidratación (4). Niños y adolescentes Durante la niñez el porcentaje de agua corporal total disminuye levemente hasta la pubertad, etapa en la que se mantiene estable hasta la vejez, siendo aproximadamente el 65% en chicos y el 60% en chicas (Figura 1). Los niños tienen un mayor riesgo de deshidratación que los adultos. Durante el crecimiento, los niños tienen una mayor relación superficie-masa, lo que aumenta las pérdidas de agua por traspiración. Además, existe un mayor riesgo de «deshidratación voluntaria», definida como un estado en el que la ingesta de líquidos es suficiente como para calmar la sed, pero no para reponer las pérdidas hídricas. Esta situación se da sobre todo en niños que practican deporte de forma regular o que viven en sitios muy calurosos, y que además puede que no conozcan, ni ellos ni sus cuidadores, la importancia de reponer los fluidos. Por ello, en los programas escolares y deportivos, deben realizarse instrucciones para beber agua regularmente. 60

Un estudio reciente sobre deshidratación voluntaria en niños entre 10 y 12 años indicó que la ingesta insuficiente de líquidos producida durante el día podía influir negativamente en su función cognitiva, y disminuir así la memoria a corto plazo, la concentración y la atención, sobre todo al final del día (5). Observaciones realizadas por profesores en Reino Unido indicaron que los programas que invitan a los estudiantes a beber agua mejoran la atención y concentración de los mismos, aunque por el momento no se dispone de ninguna referencia científica. Por todo ello, en numerosos países, incluidos los Estados Unidos y el Reino Unido, han comenzado a ganar importancia las campañas para animar a los niños y adolescentes a beber agua, con el fin de promover hábitos saludables y mejorar el rendimiento escolar. El agua en la edad adulta En los adultos, el contenido de agua corporal total es aproximadamente 60%, siendo inferior en las mujeres y en las personas con sobrepeso y obesidad por tener mayor contenido de masa grasa (Figura 1). Está bien documentado que la deshidratación, cuando la pérdida de agua es superior al 3% de la masa corporal, juega un papel en el desarrollo de numerosas enfermedades crónicas, como la urolitiasis, estreñimiento, asma, infecciones del tracto urinario, hipertensión e incluso enfermedad cardiovascular (6). Además, déficits de agua del 2% pueden ocasionar efectos adversos sobre el rendimiento físico, la tolerancia ortostática y la función cognitiva. Estas consecuencias, llevadas al día a día del trabajador, pueden tener una gran importancia. Por un lado, mientras que las ingestas recomendadas de agua permiten mantener el balance hídrico en personas sedentarias o con actividad ligera, la homeostasis del agua corporal es más difícil de mantener en personas dedicadas a trabajos que requieren un gran esfuerzo físico y/o están expuestas a elevadas temperaturas, los cuales pueden sufrir muy fácilmente deshidratación durante la jornada laboral. Por otro lado, los síntomas producidos por una deshidratación a nivel medio, explicados anteriormente, y llevados al ámbito del lugar de trabajo toman un nuevo cariz; ya que la deshidratación puede afectar a la productividad y la seguridad en el trabajo, con consecuencias a nivel económico y social (7). 61

Existen numerosos estudios que han demostrado la dificultad de mantener una correcta hidratación durante la jornada laboral. Bishop et ál. (8) observaron en trabajadores industriales que la ropa protectora aumentaba las pérdidas por el sudor hasta 2,25 L/h, dificultando además la ingesta de fluidos por las máscaras de protección, lo que contribuía aún más a la deshidratación. ésta es una situación bastante común en otras profesiones, como bomberos, soldadores o mineros. Además, está bien documentado que una gran parte de los trabajadores no sólo se deshidrata durante la jornada laboral, sino que ya llega al trabajo en estado de deshidratación. El efecto de la deshidratación ha sido estudiado tanto en la capacidad psíquica como en la productividad manual. wasterlund y Chaseling (9) observaron en leñadores que cuando los sujetos presentaban deshidratación tan solo del 1%, la productividad disminuía en un 12%. Existen muchos más ejemplos de cómo la deshidratación a nivel moderado puede afectar a la capacidad cognitiva, medida como capacidad visual, memoria a corto plazo, atención, concentración y eficiencia aritmética (10). Además, los sujetos deshidratados presentan mayores niveles de fatiga y menores niveles de alerta, lo que ya no solo podría estar relacionado con un declive en la productividad del trabajador, sino con un aumento en el riesgo de sufrir un accidente laboral. Este hecho ya fue observado desde principios del siglo XX; se mostró entonces que los accidentes laborales aumentaron en un 30% cuando la temperatura pasaba de 20 a 24 ºC, lo que se relaciona con lo explicado anteriormente acerca de mayores riesgos de deshidratación en ambientes calurosos. Una comparativa interesante es la representada en la Figura 2, donde se muestra la reducción de los niveles de alerta (en % de aumento de tiempo de respuesta) por deshidratación y por niveles de alcohol en sangre. Como se puede observar, niveles de alcohol en sangre de 0,03 g/mL (tasa máxima de alcohol permitida en sangre para conducir en España) reducen el tiempo de respuesta de manera similar que un 2% de deshidratación, lo que podría indicar que esos niveles de deshidratación pueden, al igual que el consumo de alcohol, multiplicar por 2 el riesgo de sufrir un accidente de tráfico. Además, la intolerancia ortostática asociada a la deshidratación puede aumentar el riesgo de accidentes laborales. Este síndrome puede definirse como la imposibilidad de estar de pie por inadaptación al cambio de presión sanguínea que debe realizar el organismo debido a 62

20 15 10 5 0 0

1

2

3

4

Deshidratación (% de peso corporal)

5

% aumento del tiempo de respuesta

% aumento del tiempo de respuesta

25

25 20 15 10 5 0 0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

Niveles de alcohol en sangre (% g/mL)

FIGURA 2. Comparación del % de disminución del tiempo de respuesta según niveles de deshidratación y niveles de alcohol en sangre. Modificado de Kenefick et ál., 2007.

la gravedad. En el caso de la deshidratación, la disminución de flujo sanguíneo causada por esta dificulta la función de los sistemas sanguíneos autónomos y compensatorios, lo que puede causar pequeños síncopes o mareos, que pueden llegar a desmayos. Todo ello hace bastante evidente la necesidad de establecer campañas de educación para una correcta ingesta de agua, especialmente en trabajadores que tengan que realizar intenso esfuerzo físico y/o trabajar en ambientes con altas temperaturas. De hecho, se ha observado que cuando los trabajadores han sido informados sobre los riesgos que conlleva la deshidratación, han prestado más atención a la ingesta de líquidos durante la jornada laboral. Aspectos más prácticos han de ser tenidos en cuenta también por parte de las empresas, como la instalación de fuentes o dispensadores de agua de fácil acceso para el trabajador, o el correcto mantenimiento de los grifos de agua en los aseos y áreas de higiene del trabajador. El agua en las personas de edad avanzada Es conocido que al envejecer, disminuye la proporción de agua del organismo, por la pérdida de tejidos ricos en agua (músculo) y el aumento en tejidos pobres en esta (grasa), y existe una relación inversa entre la proporción de agua y grasa del cuerpo. Ello provoca que en los mayores represente tan solo el 55% en hombres y el 45% en mujeres (Figura 1).

63

Este grupo poblacional es especialmente sensible a la deshidratación, tanto por los cambios fisiológicos que se producen en el organismo, debidos al propio envejecimiento, como por la presencia de patologías asociadas como la hipertensión arterial, enfermedades cardiovasculares o por el consumo de fármacos. En relación con la función renal, está bien establecido que durante la vejez no solo se produce un declive en la filtración glomerular, sino también una menor capacidad para concentrar orina, conservar el sodio y excretar grandes cantidades de agua. A los setenta años, la capacidad de los riñones de filtrar y eliminar sustancias es aproximadamente la mitad que a los treinta años, por lo que una persona mayor necesitará más agua para excretar la misma cantidad de urea, sodio, etc. También las personas mayores presentan menor sensación de sed, pese a la necesidad constatada de líquidos por el organismo. El umbral osmolar para la sed es mayor que en los adultos, por lo que requieren estímulos más intensos para sentir sed y, además, una vez que han sentido sensación de sed, la respuesta o cantidad de agua que ingieren es menor. Estos efectos generan diferencias ostensibles respecto a los adultos. Así, tras una hora de privación de agua, el adulto consumirá unos 10 ml/kg de peso, mientras que los mayores solo unos 3 ml/kg de peso. También puede haber modificaciones en los receptores orofaríngeos (por ejemplo, en los relacionados con el sabor) que pueden hacer que disminuya el placer asociado a la ingesta de fluidos en este grupo de población (11). Las necesidades de agua en una persona mayor también pueden estar influenciadas por la medicación que esté tomando, ya que esta puede tener efectos secundarios como aumento de la diuresis, ser laxante o provocar la formación de edemas, lo que aumentaría el riesgo de padecer deshidratación. Otro factor a tener en cuenta son las dificultades que muchas veces tienen los ancianos para cubrir sus necesidades hídricas, como incapacidad física o dificultad para moverse, enfermedades asociadas a la degeneración cognitiva como Alzheimer o demencia, o la incontinencia urinaria, la cual provoca que muchos ancianos restrinjan la ingesta de líquidos. Los signos de deshidratación en el anciano son la hipotensión, el aumento de la temperatura corporal, la confusión mental, el dolor de cabeza y la irritabilidad. Además, la falta de líquido puede ser el principal factor del estreñimiento, muy común entre las personas mayores 64

y, como hemos visto anteriormente, puede agravar la sintomatología de diversas enfermedades crónicas. Es por ello muy importante prestar especial atención a la hidratación de las personas mayores; hay que recomendarles ingerir bebidas a intervalos regulares de tiempo, incluso aunque no tengan sed. La ingesta ha de efectuarse gradualmente a lo largo de todo el día, más por la mañana y menos al final del día, para evitar los despertares y la incontinencia nocturna. Bibliografía (1) VAQUERO, M. P. y SARRIÁ, B. «El agua y la mujer embarazada». En N. Piernas et ál. (eds.), Font D’or. L’aigua per naturaleza. Barcelona, Columna, 2000, pp. 221-223. (2) DUSDIEKER, L. B., BOOTH, B. M., STUMBO, P. J. y EICHENBERGER, J. M. «Effect of supplemental fluids on human milk production». J Pediatr. 1985; 106(2): 207-211. (3) POPKIN, B. M., D’ANCI, K. E. y ROSENBERG, I. H. «water, hydration, and health». Nutr Rev. 2010; 68(8): 439-458. (4) D’ANCI, K. E., CONSTANT, F. y ROSENBERG, I. H. «Hydration and cognitive function in children». Nutr Rev. 2006; 64: 457-464. (5) BAR-DAVID, Y., URKIN, J. y KOZMINSKY, E. «The effect of voluntary dehydration on cognitive functions of elementary school children». Acta Paediatr. 2005; 94(11): 1667-1673. (6) MANZ, F. y wENTZ, A. «The importance of good hydration for the prevention of chronic diseases». Nutr Rev. 2005; 63(6 Pt 2): S2-5. (7) KENEFICK, R. w. y SAwKA, M. N. «Hydration at the work site». J Am Coll Nutr. 2007; 26(5 Suppl): 597S-603S. (8) BISHOP, P. A., PIERONI, R. E., SMITH, J. F. y CONSTABLE, S. H. «Limitations to heavy work at 21 degrees C of personnel wearing the U.S. military chemical defense ensemble». Aviat Space Environ Med. 1991; 62(3): 216-220. (9) wASTERLUND, D. S., CHASELING, J. y BURSTROM, L. «The effect of fluid consumption on the forest workers’ performance strategy». Appl Ergon. 2004; 35(1): 29-36. (10) SZINNAI, G., SCHACHINGER, H., ARNAUD, M. J., LINDER, L. y KELLER, U. «Effect of water deprivation on cognitive-motor performance in healthy men and women». Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2005; 289(1): R275-280. (11) ARBONES, G., CARBAJAL, A., GONZALVO, B., GONZALEZ-GROSS, M., JOYANES, M., MARQUES-LOPES, I. et ál. «Nutrición y recomendaciones dietéticas para personas mayores: Grupo de trabajo “Salud pública” de la Sociedad Española de Nutrición (SEN)». Nutr Hosp. 2003; 18(3): 109-137.

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5 HIDRATACIÓN DEL DEPORTISTA Nieves Palacios Gil de Antuñano y Ana María Ribas Camacho Servicio de Medicina, Endocrinología y Nutrición, Centro de Medicina del Deporte, Consejo Superior de Deportes

Resumen El aumento de la realización de actividad física se ha convertido en un aspecto importante de la vida, dado que cada vez se tienen más datos de la amenaza que supone para la salud el llevar una vida sedentaria. Hoy en día existe una demanda creciente de información sobre las pautas de hidratación correctas y necesarias durante la realización de ejercicio físico (tanto antes, como durante y después del mismo). Es importante distinguir entre las personas que aumentan su actividad diaria cotidiana o realizan un programa de ejercicio a intensidades moderadas y las personas que entrenan de una forma mucho más intensa y prolongada o practican algún deporte con el fin de competir, ya que las necesidades de líquidos son diferentes. Los dos hechos demostrados que más contribuyen al desarrollo de fatiga durante el ejercicio físico son la disminución de los hidratos de 67

carbono almacenados en forma de glucógeno en el organismo y la aparición de deshidratación por la pérdida por el sudor de agua y electrolitos. Las bebidas para deportistas se consideran dentro de los preparados alimenticios para regímenes especiales, en el epígrafe de alimentos adaptados a un intenso desgaste muscular. Estas bebidas presentan una composición específica para conseguir una rápida absorción de agua y electrolitos, y prevenir la fatiga. Hidratación: cantidad de agua corporal El agua es un nutriente esencial para la vida, ya que es el principal componente de los seres vivos y tiene un destacado papel en numerosas funciones fisiológicas, y contribuye al equilibrio vital (1). Su proporción en el cuerpo humano no es constante y puede oscilar entre el 50 y el 80% del peso corporal total, según diferentes circunstancias (2), como son: —Edad: con el paso de los años se pierde parte del agua del organismo,

de manera que los niños tienen más agua que las personas mayores. —Composición corporal: el tejido adiposo apenas contiene agua en su

composición, por lo que el contenido hídrico estará en relación inversa con este tejido: cuanta más grasa, menos agua, y cuanto más músculo, más agua. —Sexo:

los varones tienen más agua en su composición corporal que las mujeres, ya que poseen una proporción de músculo más alta.

—Situación fisiológica: durante la gestación y lactación aumenta la can-

tidad de agua corporal. —Factores

orgánicos: procesos inflamatorios, trastornos circulatorios, enfermedades de ciertos órganos (hígado, riñón, corazón, etc.), pueden producir un desequilibrio en el balance hídrico.

Del agua total corporal, el 50% se encuentra en el músculo, el 20% en la piel, el 10% en la sangre y el resto en otros órganos (vísceras, hueso, etc.). 68

TABLA 1. Proporción de agua en el organismo según la edad (1). Población

Agua corporal total (% peso)

Recién nacido-6 meses

74 (64-84)

6 meses-1 año

60 (57-64)

1-12 años

60 (49-75)

12-18 años (varones)

59 (52-66)

12-18 años (mujeres)

56 (49-63)

19-50 años (varones)

59 (43-73)

19-50 años (mujeres)

50 (41-60)

>50 años (varones)

56 (47-67)

>50 años (mujeres)

47 (39-57)

Agua y ejercicio físico Durante la realización de ejercicio físico, el agua está implicada de forma directa en numerosas funciones (3), entre las que destacan: —Refrigeración, ayudando a liberar el exceso de calor producido en el

interior de nuestro cuerpo. —Aporte de nutrientes a las células musculares. —Eliminación de sustancias de desecho. —Lubricación de las articulaciones.

Si además se tiene en cuenta su papel en el mantenimiento de la concentración de los electrolitos, el agua también estará involucrada en funciones como la transmisión nerviosa, contracción muscular, cambios en el gasto cardiaco, regulación de los niveles de pH, etc. El agua como refrigerante Para poder actuar como refrigerante, el agua debe ser capaz de evaporarse, lo cual depende de una serie de condiciones: temperatura del aire, humedad relativa, indumentaria (hay ropas que dificultan la evaporación del sudor), cremas de protección solar (las resistentes al

69

agua dificultan la eliminación del sudor), etc. En climas húmedos la tolerancia al calor disminuye considerablemente debido a la dificultad para la evaporación del sudor por lo que, a pesar del aumento en su producción, el cuerpo no se estará enfriando de forma correcta. Una adecuada hidratación es fundamental para mantener los mecanismos de refrigeración durante el ejercicio (aumento del flujo sanguíneo periférico y sudoración) (4). Con la deshidratación progresiva, se produce una hipertonía del plasma que dificulta la producción de sudor, por lo que la temperatura del organismo comenzará a incrementarse paulatinamente. Mecanismos de pérdida de calor durante el ejercicio físico La temperatura corporal tiende a conservarse dentro de límites estrechos (entre 36,5 ± 0,5 ºC) a pesar de las condiciones ambientales o de la actividad física, gracias al sistema de termorregulación del organismo, cuyo principal objetivo es mantener un equilibrio entre la pérdida y ganancia de calor. El buen funcionamiento de este sistema es esencial, sobre todo cuando se unen ejercicio físico intenso y temperaturas externas elevadas, ya que en estos casos una termorregulación deficiente puede llegar a ser muy peligrosa para la salud. Existen diferentes procesos físicos que están relacionados directamente con el equilibrio entre producción y eliminación de calor. El organismo puede perder calor a través de cuatro mecanismos: —Radiación:

es el intercambio neto de calor a través del aire hacia los objetos sólidos, más frescos, del ambiente. Cuando la temperatura de los objetos en el ambiente excede la temperatura de la piel, se absorbe la energía del calor radiante desde el ambiente a la superficie corporal y viceversa. Para evitar este proceso de absorción de calor del exterior, se debe tener en cuenta la importancia de utilizar ropas de tejidos ligeros y colores claros.

—Conducción: se trata del intercambio de calor entre dos cuerpos con

diferentes temperaturas al entrar en contacto entre sí. Este intercambio depende del grado de diferencia de temperaturas y de la conductividad térmica de cada uno de los cuerpos. El ritmo de pérdida de calor por conducción depende del gradiente de temperatura entre 70

la piel y las superficies circundantes y sus cualidades térmicas. Así, la pérdida de calor en el agua es mucho más rápida aunque el agua tenga la misma temperatura que el aire. —Convección: este proceso de intercambio de calor se produce cuando

un fluido o un gas en movimiento entra en contacto con otro cuerpo. El medio en movimiento es denominado corriente de convección y el calor pasa del objeto caliente al frío. —Evaporación: proporciona la mayor defensa fisiológica en contra del

exceso de calor. Cuando el sudor se pone en contacto con la piel ocurre un efecto refrigerador al evaporarse y la piel refrescada a su vez sirve para disminuir la temperatura de la sangre que ha sido desplazada del interior hacia la superficie. A altas temperaturas ambientales, la eficacia de la pérdida de calor por conducción, convección e irradiación disminuye, y la única manera de disipar calor es por la evaporación del sudor. El total de sudor evaporado de la piel depende de tres factores: superficie expuesta al ambiente, temperatura y humedad del aire ambiental y corrientes convectivas del aire alrededor del cuerpo (5). Aproximadamente, el 80% de la energía producida para la contracción muscular se libera en forma de calor en nuestro organismo, que debe eliminar rápidamente para no provocar un aumento de la temperatura corporal por encima de un nivel crítico, que tendría consecuencias muy negativas para la salud. Durante el ejercicio, el organismo pone en marcha todos los mecanismos mencionados destinados a disipar el calor acumulado (6). Por un lado, se produce una redistribución del flujo sanguíneo hacia los tejidos periféricos (piel y mucosa respiratoria), con lo que se consigue una eliminación de calor por conducción y convección, pero el mecanismo más importante es la sudoración. El sudor es hipotónico con respecto al plasma, esto quiere decir que tiene una menor concentración de electrolitos que este. El sudor contiene fundamentalmente agua, sodio (unos 50 mEq/L) y pequeñas concentraciones de otras sustancias como potasio, hierro y calcio. Un deportista bien entrenado en un entorno cálido y húmedo puede perder hasta 3 L/h de líquido a través del sudor y de la eliminación de vapor de agua por los pulmones (7). 71

Regulación del balance hídrico, ingresos y pérdidas de agua, durante el ejercicio físico En el organismo humano, el balance correcto entre la ingesta y la pérdida de líquido tiene una gran importancia y cualquier alteración del mismo puede poner en peligro la salud de las personas. El aporte de agua al organismo procede de tres fuentes principales: —Consumo

de líquidos (agua y otras bebidas como infusiones, refrescos, caldo, zumo, leche, etc.). —Contenido hídrico de los alimentos sólidos, que en algunos casos es muy elevado (frutas, hortalizas y sus preparaciones). —Pequeñas cantidades de agua que se producen en los procesos metabólicos de proteínas, lípidos e hidratos de carbono (unos 300 mL diarios) (8). Las pérdidas de agua incluyen la eliminada por orina, heces, por traspiración cutánea y a través de la respiración. Estas pérdidas aumentan considerablemente cuando se produce una mayor sudoración como consecuencia del calor ambiental o de la realización de ejercicio físico prolongado y/o intenso (como ya se ha comentado), y en ciertas situaciones patológicas como en cuadros de gastroenteritis, vómitos y diarrea importantes, fiebre elevada, etc. De este modo, la pérdida neta diaria de agua puede oscilar entre 1 y más de 3 litros al día, mientras que la ganancia hídrica derivada del metabolismo apenas llega a un cuarto de litro por día, de aquí la importancia del aporte externo de líquidos (9). El balance entre la ingesta y las pérdidas de líquidos que se producen en el organismo debe mantenerse constante. Para ello existen diferentes mecanismos que regulan los procesos de incorporación y eliminación de líquidos; entre ellos el más importante es el mecanismo de la sed, que es la necesidad o deseo natural de beber, originada por la disminución del agua contenida en los tejidos. Ante una pérdida de agua corporal y a través del proceso de la sed, el individuo aumenta la cantidad de agua que ingiere, en función de su nivel de hidratación corporal (Figura 1). En condiciones habituales es una buena señal para anunciar grados más o menos importantes de disminución de la hidratación. No obstante, existen situaciones en que este mecanismo no funciona o no 72

TABLA 2. Estimación de pérdidas mínimas y producción de agua diaria (9). Fuente

Pérdida (mL/día)

Pérdida respiratoria

Producción (mL/día)

250-350

Pérdida urinaria

500-1000

Pérdida fecal

100-200

Pérdida insensible (por la piel)

450-1900

Producción metabólica

250-350

Total

1300-3450

Pérdida neta

1050-3100

250-350

TABLA 3. Comparación de la pérdida de agua del cuerpo en reposo en ambiente frío y durante ejercicio exhaustivo prolongado (10). Procedencia de la pérdida

Reposo mL/hora % total

Ejerc. prolongado mL/hora % total

Pérdida insensible: –Piel

14,6

15

15

1,1

–Respiración

14,6

15

100

7,5

Sudor

4,2

5

1200

90,6

Orina

58,3

60

10

0,8

Heces

4,2

5

0

0,0

Total

95,9

100

1325

100

lo hace de forma adecuada (niños lactantes, personas de edad avanzada, pacientes en situación comatosa, etc.), lo que conduce a una falta de agua y, por tanto, al peligro de deshidratación (11). Cuando se pierde mucho líquido, como durante la realización de ejercicio físico prolongado y/o intenso, la desaparición de la sed no significa que el organismo haya alcanzado el estado de equilibrio entre las pérdidas y ganancias de agua (euhidratación): el deportista puede dejar de beber sin haber completado su rehidratación (recuperación del agua perdida hasta conseguir su normalización en el organismo) (12). Por tanto, la sed no es un indicador fiable de la necesidad de líquidos del cuerpo en una persona que realiza ejercicio intenso, y esta es la razón por la que deben fomentarse unas pautas correctas de hi-

73

FIGURA 1. Las pérdidas corporales de agua desencadenan el proceso de la sed.

dratación (adaptándose a las necesidades individuales) y que formen parte del programa de entrenamiento («entrenamiento invisible») del deportista. TABLA 4. Equilibrio hídrico en un sujeto adulto sano, con actividad física moderada (13). Entradas (mL) Bebidas (1100-1200) Alimentos (900-1000) Agua metabólica (300)

Salidas (mL) Orina (1200-1400) Heces (100-200) Transpiración (300-900) Pérdida pulmonar (300)

Total: 2300-2500

Total: 2300-2500

Deshidratación y rendimiento deportivo La deshidratación durante el ejercicio físico se produce cuando hay una pérdida dinámica de líquido corporal, debida a la producción

74

de sudor durante la actividad sin reposición de líquidos, o cuando esta reposición no compensa la cantidad perdida (14). Durante el ejercicio la sed no constituye un estímulo suficiente para prevenir la deshidratación. La reducción del líquido extracelular, junto con el incremento de la osmolaridad plasmática, estimula los osmorreceptores hipotalámicos cuando ya se ha perdido casi el 2% del peso corporal y, en este momento, la termorregulación ya está comprometida. Esta situación tiene un impacto negativo tanto en la salud como en el rendimiento físico. La deshidratación produce disminución del volumen plasmático e incremento de la viscosidad de la sangre, con lo que disminuye el retorno venoso y el volumen sistólico (hasta en un 35%). El corazón intenta mantener el gasto cardiaco (GC=volumen sistólico x frecuencia cardiaca) a costa de un aumento de la frecuencia cardiaca, pero fracasa, lo que produce el consiguiente perjuicio para la capacidad de resistencia. El ejercicio aeróbico de larga duración es el más afectado por la deshidratación, ya que pérdidas de líquido del 2-4% originan grandes reducciones del VO2 máx. debido a disminución del GC. Por cada litro de agua perdido disminuye el GC 1 L/min, aumenta 8 latidos por minuto la frecuencia cardiaca y 0,3 ºC la temperatura interna. Se ha descrito un descenso del rendimiento con porcentajes de pérdida de líquido de tan solo el 2%, siendo la disminución del rendimiento del 25-35% cuando la deshidratación alcanza el 5% (Tabla 5). También hay que tener en cuenta la velocidad con la que se pierde el líquido: las pérdidas lentas se toleran mejor. El estrés térmico en sí mismo puede disminuir la potencia aeróbica máxima en un 7% en sujetos bien hidratados. Esto se debe a la necesidad de desplazar un mayor volumen de sangre hacia la piel con el objeto de incrementar la disipación del calor, en detrimento del riego del músculo. El estrés térmico y la deshidratación actúan de forma paralela e independiente, limitando el aporte de O2 a los músculos, por lo que el rendimiento se ve afectado ya que disminuye la obtención de energía aeróbica por el músculo, el ácido láctico no puede ser transportado lejos del músculo y disminuye la fuerza de contracción. En principio, la capacidad anaeróbica no se vería afectada por la disminución del flujo sanguíneo (no interviene en la degradación de ATP y fosfocreatina), por lo que no bajaría el rendimiento en pruebas de menos de 30 segundos de duración. Sin embargo, la repetición de 75

TABLA 5. Los efectos adversos asociados a la deshidratación varían en función del porcentaje de peso perdido (15). % Pérdida peso corporal

Efecto observado

1%

Umbral sensación de sed. Si termorregulación alterada, disminución de rendimiento físico.

2%

Mucha sed. Pérdida de apetito. Descenso de la capacidad termorreguladora.

3%

Boca seca. Aumento de la concentración de la sangre. Reducción de la excreción renal. Disminución de la resistencia al ejercicio, calambres, mareos, aumento del riesgo a sufrir lipotimias e incremento de la temperatura corporal hasta 38 ºC.

4%

Reducción (20-30%) del rendimiento físico. Disminución de la fuerza muscular, contracturas.

5%

Dificultad de concentración, dolor de cabeza, impaciencia y sueño.

6%

Alteración grave de la termorregulación. Incremento ritmo respiratorio durante el ejercicio. Hormigueo y adormecimiento de extremidades.

7-8%

Contracturas graves, agotamiento, parestesias. Posible colapso si el ejercicio se combina con calor.

series con un corto período de recuperación sí estarían afectadas, debido a un agotamiento de los depósitos de glucógeno. El aumento progresivo de la deshidratación puede manifestarse inicialmente como calambres y desorientación. Si el ejercicio continúa, se producirá agotamiento, colapso y golpe de calor (incremento de la 76

temperatura del núcleo corporal, falta de sudoración e inconsciencia). Se cree que el golpe de calor conduce a la muerte por un fallo circulatorio y un daño permanente del sistema nervioso central. Los síntomas iniciales de lesión térmica que deben alertar al sujeto y a quienes le rodean son: alteración en la sudoración, cefalea, náuseas, sensación de inestabilidad y afectación progresiva del nivel de consciencia. Otra patología consecuencia de una mala estrategia de hidratación es la intoxicación acuosa o hiponatremia (descenso de sodio en sangre): se ha descrito en competiciones de larga duración (>4 h) en las que los participantes ingieren exceso de líquido, sin suficiente aporte de sodio. Los síntomas consisten en: cefalea, náuseas, vómitos, debilidad, calambres, desorientación, lenguaje incomprensible, confusión mental, aletargamiento, convulsiones, edema pulmón y coma. Pautas de hidratación para el deportista: manejo de la bebida del deportista antes, durante y después del ejercicio físico Dadas las características diferentes de los distintos deportes, algunos con sus correspondientes disciplinas, es imposible establecer unas recomendaciones específicas para cada uno en este capítulo, por lo que se darán consejos de forma general. Es conveniente recordar que las necesidades de líquidos dependen de una gran cantidad de factores, como pueden ser el tipo de deporte practicado, las horas de entrenamiento al día, el horario, la temperatura y humedad ambiental, el nivel de entrenamiento del deportista, etc. Hidratación antes del ejercicio Se debe conseguir que los deportistas estén bien hidratados antes del comienzo de los entrenamientos o competiciones (Figura 2A). Se puede emplear la variación del peso corporal como indicador de una hidratación adecuada. Se considera que un sujeto está correctamente hidratado si su peso por la mañana en ayunas es estable: varía menos del 1% día a día. En las mujeres hay que tener en cuenta la fase del ciclo menstrual, ya que en la fase lútea el peso puede ser mayor por retención hídrica. 77

FIGURA 2A. Hidratación antes del ejercicio. Foto cedida por Javier Madera Milla.

FIGURA 2B. Hidratación durante el ejercicio. Deporte 2000. Archivo CSD. Alba Adriática. Eddy Merckx.

Si se ingieren suficientes bebidas con las comidas y existe un periodo de descanso adecuado (8-12 horas) desde la última sesión de entrenamiento, es muy probable que el deportista esté normo hidratado. Recomendaciones generales de hidratación antes del ejercicio (16): —Beber

lentamente de 5 a 7 mL/Kg en las 4 horas anteriores a iniciar la actividad deportiva. Si el individuo no puede orinar o si la orina es oscura o muy concentrada se debería aumentar la ingesta, añadiendo de 3 a 5 mL/Kg más en las últimas 2 horas antes de ejercicio.

—Las

bebidas con 20-50 mEq/L de sodio y comidas con sal suficiente pueden ayudar a estimular la sed y a retener los fluidos consumidos.

—En

ambientes calurosos y húmedos, es conveniente tomar cerca de medio litro de líquido con sales minerales durante la hora previa al comienzo de la competición, dividido en cuatro tomas cada 15 minutos (200 mL cada cuarto de hora). Si está previsto que el ejercicio

78

dure más de una hora, también es recomendable añadir hidratos de carbono a la bebida, especialmente en las dos últimas tomas. —Mejorar

el sabor de los fluidos es una forma de promover su consumo. La apetencia a la bebida va a depender en gran medida de la temperatura (15-21ºC), de la cantidad de sodio que contenga y del tipo de hidrato de carbono utilizado.

Hidratación durante el ejercicio El objetivo es conseguir que los deportistas ingieran la cantidad de líquido suficiente que permita mantener el balance hidroelectrolítico y el volumen plasmático adecuados durante el ejercicio. A partir de los 30 minutos del inicio del esfuerzo empieza a ser necesario compensar la pérdida de líquidos, y después de una hora esto se hace imprescindible (Figura 2B). Se recomienda beber entre 6 y 8 mililitros de líquido por kilogramo de peso y hora de ejercicio (aproximadamente 400 a 500 mL/h o 150-200 mL cada 20 minutos). No es conveniente tomar más fluido del necesario para compensar el déficit hídrico. La temperatura ideal de los líquidos debe oscilar entre 15-21 grados. Bebidas más frías enlentecen la absorción y en ocasiones pueden provocar lipotimias y desvanecimientos, mientras que las bebidas más calientes no son apetecibles, por lo que se beberá menos cantidad (17). Rehidratación después del esfuerzo La rehidratación debe iniciarse tan pronto como finalice el ejercicio. El objetivo fundamental es el restablecimiento inmediato de la función fisiológica cardiovascular, muscular y metabólica, mediante la corrección de las pérdidas de líquidos y solutos acumuladas durante el transcurso del ejercicio. Si la disminución de peso durante el entrenamiento o la competición ha sido superior al 2% del peso corporal, conviene beber aunque no se tenga sed y salar más los alimentos. Se recomienda ingerir como mínimo un 150% de la pérdida de peso en las primeras 6 horas tras el ejercicio, para cubrir el líquido eliminado tanto por el sudor como por la orina y de esta manera recuperar el equilibrio hídrico. Los sujetos mejor preparados desarrollan sistemas de refrigeración (sudoración) más efi79

cientes, por lo que deberán consumir más líquido (18). El aumento del volumen plasmático es directamente proporcional con el volumen de líquido ingerido y con la concentración de sodio. La nueva síntesis del glucógeno hepático y muscular (gastado durante el ejercicio) es mayor durante las dos primeras horas después del esfuerzo. Por todo esto, las bebidas de rehidratación post-ejercicio deben llevar tanto sodio como carbohidratos, y hay que empezar a tomarlas tan pronto como sea posible. Características e importancia de la bebida para el deportista en la hidratación Según la legislación española, Real Decreto 1444/2000 de 31 de julio (19), las bebidas para deportistas se consideran dentro de los preparados alimenticios para regímenes dietéticos y/o especiales, en el epígrafe de alimentos adaptados a un intenso desgaste muscular, sobre todo para deportistas. Estas bebidas presentan una composición específica para conseguir una rápida absorción de agua y electrolitos, y prevenir la fatiga, siendo tres sus objetivos fundamentales (20, 21): 1. Aportar hidratos de carbono que mantengan una concentración adecuada de glucosa en sangre y retrasen el agotamiento de los depósitos de glucógeno. 2. Reposición de electrolitos, sobre todo del sodio. 3. Reposición hídrica para evitar la deshidratación. Estas bebidas deben tener muy buena palatabilidad, por lo que es razonable pensar que se consumirán más fácilmente que el agua sola. La bebida deportiva debe suministrar hidratos de carbono como fuente fundamental de energía y debe ser eficaz en mantener la óptima hidratación o rehidratar; son recomendables los siguientes márgenes en la composición de las bebidas durante la práctica deportiva (20, 21): —Energía:

no menos de 80 kcal y no más de 350 kcal por litro. Al menos el 75% de las calorías provendrán de los hidratos de carbono con un alto índice glucémico (glucosa, sacarosa, maltodextrinas). —Hidratos de carbono: no más de 90% de hidratos de carbono: 90 gramos por litro. 80

–Sodio: no menos de 460 mg de sodio por litro (46 mg por 100 mL / 20 mmol/L) y no más de 1150 mg de sodio por litro (115 mg por 100 mL / 50 mmol/L) (7). –Osmolaridad: entre 200 y 330 mOsm/Kg de agua. Este tipo de preparados, especialmente adaptados, ayudan a solucionar problemas específicos para que se pueda alcanzar un balance nutricional óptimo. Los efectos beneficiosos no están limitados solo a deportistas que realizan un ejercicio muscular regular e intenso, sino también a aquellas personas que por sus trabajos hacen esfuerzos importantes o en condiciones adversas, y a aquellas personas que durante su tiempo de ocio hacen ejercicio físico y entrenan. Datos a tener en cuenta sobre la composición de la solución para rehidratar: —Que aporte energía en forma de hidratos de carbono de absorción rá-

pida. —Que reponga los electrolitos y el agua perdidos durante la actividad. —Que se absorba bien en el intestino. —Que tenga buen sabor. —Que mantenga el volumen plasmático. —Que no tenga alcohol.

Otros componentes de las bebidas de reposición Antioxidantes: la ingesta de antioxidantes para minimizar el daño provocado por las especies reactivas generadas en la cadena transportadora de electrones ha dado distintos resultados a la hora de valorar un aumento del rendimiento, por lo que se concluye que su presencia en las bebidas para deportistas no es imprescindible (22). Aminoácidos ramificados: los aminoácidos ramificados no provocan cambios en la percepción de fatiga ni en el desempeño del deportista.. La presencia de aminoácidos ramificados en la bebida para el deportista no está consensuada. Proteínas: hay estudios que demuestran el efecto anabólico del suero lácteo tras un esfuerzo prolongado. Otro efecto muy importante de las 81

proteínas del suero de leche es el incremento del depósito de glucógeno, fundamental para acelerar la recuperación tras la realización de ejercicios de larga duración. También se han realizado investigaciones que han confirmado un menor daño muscular cuando se toman bebidas con proteína durante el esfuerzo (23). Grasas: no es conveniente incluir grasas en las bebidas de reposición, debido al aumento calórico que representan y a la disminución del vaciamiento gástrico que conllevan. Prácticas de riesgo de los deportistas en relación con la hidratación 1. En algunos deportes, en los que se compite por categoría de peso, no es extraño encontrar sujetos deshidratados, que han seguido regímenes de restricción hídrica y alimenticia, además de utilizar otros procedimientos para perder peso (saunas, diuréticos, entrenamiento con plásticos...) los días previos al pesaje con el fin de competir en una categoría de peso inferior. Luego tratan de recuperar esta deshidratación en 24 horas, antes de competir. Esta práctica es peligrosa para la salud, y puede perjudicar el rendimiento. 2. Otros deportistas (ultrarresistencia) tienden a iniciar la competición en un estado de hiperhidratación. Para contrarrestar el aumento de la producción de orina que se asocia a la superhidratación, se utiliza el consumo de sustancias como el glicerol [1-1,2 g/Kg de glicerol junto con un gran volumen de agua (25-35 mL/Kg) antes de la competición] que retienen el agua en el organismo (actúa como expansor del plasma). Esta sustancia se ingiere por vía oral, se absorbe rápidamente y se distribuye por todos los compartimentos de líquido del organismo. Es metabolizada lentamente por el hígado y los riñones. Provoca un aumento de la presión osmótica, que disminuye la eliminación de orina y aumenta la retención hídrica del organismo (600 mL más que si se diera solamente líquido). En la actualidad está dentro de la lista de sustancias prohibidas en el deporte. Este mismo efecto, más suave, se puede conseguir tomando bebidas con sodio o alimentos salados.

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Recomendaciones generales de hidratación para el deportista 1. Es muy importante que el deportista esté adecuadamente hidratado durante todo el día, es decir, antes, durante y después del esfuerzo físico que realice. 2. Las bebidas para deportistas utilizadas durante los entrenamientos o en la propia competición deben tener un nivel calórico de entre 80 kcal/1000 mL y 350 kcal/1000 ml, de las cuales, al menos el 75% deben provenir de una mezcla de carbohidratos de alta carga glucémica como glucosa, sacarosa o maltodextrinas. Las diferencias de rango se establecen en función de las características del deporte, de las condiciones ambientales y de la propia individualidad del deportista (tolerancia, etc.) (24). 3. Las bebidas de reposición, utilizadas después del entrenamiento o la competición, deben tener un nivel calórico mayor (entre 300 kcal/1000 mL y 350 kcal/1000 mL), de las cuales, al menos el 75% deben provenir de una mezcla de carbohidratos de alta carga glucémica (20, 21, 25, 26). 4. Las bebidas para deportistas utilizadas inmediatamente después del ejercicio deben tener un contenido de ion sodio en el rango de 40 mmol/L (920 mg/L) y 50 mmol/L (1150 mg/L). Asimismo, deben aportar ion potasio en el rango de 2-6 mmol/L. La temperatura de la bebida también tiene su importancia (4).

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6 PAPEL DEL AGUA EN LA PREVENCIÓN DE ENFERMEDADES Ana M.ª Pérez-Granados Departamento de Metabolismo y Nutrición, Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición, Consejo Superior de Investigaciones Científicas

Resumen El agua es un bien muy preciado a nivel mundial y su relevancia y propiedades se conocen desde antiguo. En los países en desarrollo su máxima importancia se centra en cuestiones de hidratación y de enfermedades relacionadas con el uso de aguas contaminadas con microorganismos y sustancias químicas que pueden poner en peligro la salud. Pero en nuestra sociedad occidental tenemos una concepción muy distinta del agua. El agua es el principal constituyente del cuerpo humano y está implicada prácticamente en todas las funciones del organismo. Existe como H2O en combinación con una serie de electrolitos que pueden desempeñar una gran variedad de funciones y que por tanto pueden intervenir en la prevención o en el desarrollo de determinadas patologías. Su uso en balnearios y curas termales desde la antigüedad da una idea sobre sus propiedades. Su papel en diversas patologías es indiscutible, y en función de su composición en electrolitos puede ejercer efectos beneficiosos en nuestro organismo. Existen evidencias científicas de que determinados iones presentes en las distin-

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tas aguas de bebida, tales como calcio, magnesio, flúor, silicio, bicarbonato, etc., pueden actuar de forma favorable sobre nuestra salud. En este capítulo intentaremos abordar algunos de los beneficios que el agua y sus distintos componentes pueden ejercer. Papel del agua en los regímenes de adelgazamiento Existen multitud de mitos respecto al agua en la alimentación. Muchos de los regímenes de adelgazamiento conducen a una pérdida rápida de peso, que en realidad es pérdida de agua. ¿Beber agua con la comida engorda más que comer sin beber agua?, ¿el agua engorda?, ¿la cantidad de agua ingerida modifica la absorción de los nutrientes? Para responder a estas preguntas, nuestro grupo de investigación llevó a cabo un estudio en voluntarias jóvenes sanas, en el que comparó la influencia del volumen de agua ingerido, 500 ml o 1000 ml, y del momento en que se consume, con la comida o 2 h después de comer, sobre la absorción de la grasa durante la digestión (medida a través de los lípidos postprandiales) y la excreción urinaria de electrolitos. Los resultados del estudio muestran que la absorción de la grasa se produce de igual forma independientemente del volumen de agua ingerido y de si se bebe o no agua mientras se come (1). Así mismo, el riñón asegura el balance hídrico y ajusta la ingesta de líquido al volumen de orina excretado; por ello las cantidades de orina se ajustaron al volumen de ingesta. Papel del agua en las litiasis renales La cantidad y la calidad del agua ingerida influye en la composición de la orina y en la función renal. Así, una mayor ingesta de agua condiciona un mayor volumen de orina y una menor concentración de solutos. Por el contrario, cuando la ingesta líquida es deficiente o se elevan las pérdidas de agua (por sudoración, diarrea, vómitos, etc.), el riñón produce menor cantidad de orina pero más concentrada. Es decir, existe un paralelismo entre la cantidad de líquido que se ingiere y el volumen urinario, ya que el riñón es el principal responsable del mantenimiento del balance externo de agua. La naturaleza del agua y su mineralización también puede variar los volúmenes de orina excretados y por supuesto modificar su composición electrolítica. 88

A través de la dieta, incluyendo la ingesta líquida, se puede prevenir la aparición de determinadas patologías renales como las litiasis, de la que tenemos evidencias de su existencia desde la época de los griegos. La litiasis renal, también denominada urolitiasis o nefrolitiasis es una enfermedad causada por la presencia de cálculos o piedras en el interior de los riñones o de las vías urinarias (uréteres, vejiga). En el último siglo, la frecuencia de esta enfermedad ha aumentado 10 veces. Esta patología afecta aproximadamente al 12% de la población europea y al 4% de la población española; es tres veces más común en hombres que en mujeres; entre los 30 a los 50 años es el intervalo de edad más común para su aparición; y es recurrente, se calcula que existe una posibilidad de un 44-75% de volver a aparecer en un periodo de 5 años. Es una dolencia multifactorial, entre cuyas causas se encuentran alteraciones metabólicas de diversa índole, trastornos en el transporte iónico en el tracto gastrointestinal y en los riñones, hábitos dietéticos incorrectos, etc., todos ellos factores que a nivel renal favorecen la cristalización. En la formación de los cálculos renales van a influir varias condiciones: escaso volumen de orina, aumento de la excreción urinaria de calcio, oxalato y ácido úrico, sobresaturación de la orina con las sales que forman los cristales (oxalato cálcico, fosfato cálcico, etc.), baja concentración o ausencia de sustancias inhibidoras (magnesio, pequeños iones, citrato, etc.) y cambios en el pH de la orina. Otros factores como la edad, el sexo, la genética, la raza, el clima, la ocupación, la clase social y la dieta también juegan un papel importante. De todos ellos, la dieta, incluida la bebida, es la que puede ser más fácilmente modificada y la que ejerce un marcado efecto sobre todos los factores de riesgo de la litiasis. En sociedades occidentales como la nuestra, convendría moderar la ingesta de proteína animal, calcio, oxalato, alcohol y sal, e incrementar la ingesta de fibra y agua. El consumo elevado de sal aumenta la eliminación urinaria de calcio, disminuye el pH de la orina y su concentración de citrato, por lo que se reduce la capacidad urinaria de inhibir la cristalización (2). Pero el objetivo fundamental es diluir la orina, que reduce el riesgo de formación de cálculos en un 50%, lo que se consigue aumentando la ingesta líquida. El efecto preventivo que supone el incremento de la ingesta de agua es la única recomendación dietética ampliamente aceptada y aplicable a todas las formas de litiasis, sea cual sea la causa. De hecho, Hipócrates ya recomendaba a sus pacientes que bebieran más agua. También la ingesta de zumos de cítricos es recomendable, ya que 89

aportan citrato, que es un inhibidor de la cristalización que disminuye la saturación de sales cálcicas en la orina al formar complejos solubles con el calcio. Aunque los cítricos contienen vitamina C, que es un precursor del oxalato, el efecto beneficioso de la ingesta líquida supera al de la ingesta de oxalato. De todos modos la ingesta de vitamina C no debe superar 1 g/día (3). Ingerir al menos 2 litros de agua produce una disminución de las sales litogénicas, de la concentración de microorganismos y un aumento de la motilidad del uréter, lo que favorece la expulsión de arenilla. Pero existen distintos tipos de litiasis, y si se conoce la composición del cálculo renal podría recomendarse beber un tipo de agua en concreto, en función de sus características: Litiasis oxalocálcica Es la más frecuente, aproximadamente el 75% son litiasis de este tipo. Su formación depende más de la presencia de oxalato en orina que de la ingesta de calcio; por tanto, a no ser que la persona tenga alguna alteración que se caracterice por una hiperabsorción de calcio, no hay por qué restringir la ingesta de este mineral, y en el caso de que se limite deberá obligatoriamente ir acompañada de una disminución de la ingesta de oxalato. Además, la restricción de la ingesta de calcio ha de ser rigurosamente controlada, ya que si es excesiva puede conducir a un balance negativo del mineral y aumentaría el riesgo de osteoporosis. De hecho, incluso algunos autores (4, 5) opinan que para este tipo de litiasis un agua rica en calcio ejercería un efecto beneficioso, ya que el calcio se uniría al ácido oxálico en el intestino, ambos se eliminarían por las heces y quedaría menos oxálico libre para absorberse y eliminarse por orina. Sin embargo, una ingesta excesiva de vitamina C no sería recomendable ya que, como se ha indicado, es un precursor del oxalato. En la Tabla 1 se muestran algunos de los alimentos más ricos en este compuesto. Litiasis de fosfato cálcico Constituye aproximadamente el 5 al 15% del total y se caracteriza por una pérdida de bicarbonato en orina. El pH de la orina suele estar elevado, la excreción urinaria de calcio se incrementa y disminuye la 90

eliminación de citratos que son inhibidores de la cristalización. En este caso está indicada un agua con alto contenido en bicarbonato y frutas ricas en citratos. Litiasis de fosfato amónico magnésico Se produce en un 15-28% de los casos. La orina de los pacientes es alcalina y suele ser de etiología infecciosa, originada principalmente por microorganismos productores de ureasa. Se da sobre todo en mujeres por su mayor predisposición a sufrir infecciones urinarias. Se recomienda tratamiento antibiótico, en ocasiones también quirúrgico, y evitar el consumo de aguas bicarbonatadas porque aumentan la alcalinidad de la orina. Litiasis úrica La causa más frecuente es la ingesta de alimentos precursores de purinas, aunque en un 30% de los pacientes se produce por una producción endógena elevada de ácido úrico. El factor más importante en el tratamiento es la alcalinización de la orina, para neutralizar el exceso de ácido úrico. Además se recomienda aumentar el volumen de orina mediante una ingesta elevada de líquidos, utilizando un agua bicarbonatada y zumos con citrato, así como evitar una elevada ingesta de proteína de origen animal y reducir la ingesta de sal. TABLA 1. Contenido de ácido oxálico de diversos alimentos. Alimento Remolacha

mg/100 g 72

Perejil

166

Espinacas

570

Acelgas

650

Cacao Té negro (1 bolsita)

623 25-30

Nueces

200-600

Café instantáneo

230-650

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Papel del agua en la osteoporosis Según la Organización Mundial de la Salud, la osteoporosis es uno de los principales problemas de salud pública, que afecta principalmente a las mujeres y que en los próximos años irá en aumento paralelamente al envejecimiento de la población. Es una enfermedad multifactorial en la que la dieta a lo largo de la vida, la situación hormonal, la herencia genética y el estilo de vida intervienen de forma conjunta. Se trata de una alteración del metabolismo óseo en la que la cantidad de hueso por unidad de volumen disminuye y el hueso se hace poroso, se produce una desorganización de la estructura ósea y un incremento del riesgo de fracturas. El hueso es un tejido activo que está constantemente remodelándose. Consta de una matriz orgánica formada por colágeno y células activas, osteoclastos y osteoblastos, y de minerales, principalmente calcio y fósforo. En la población española, el máximo de densidad ósea se produce en torno a los treinta años. A partir de ese momento la resorción predomina sobre la formación de hueso y se comienza a perder masa ósea. Cuanto mayor sea el pico de masa ósea en la juventud, mayor protección se tendrá frente a la osteoporosis en el futuro. La osteoporosis se considera «la epidemia silenciosa del siglo XXI» porque la pérdida de hueso es gradual y no se detecta hasta que está muy avanzada o se ha producido la primera fractura, que se manifiesta principalmente en muñeca, vértebras y cuello de fémur. Entre los factores que aumentan el riesgo de osteoporosis se encuentran (Figura 1): —Herencia

genética: determina el 50-75% del pico de masa ósea. De hecho se han encontrado polimorfismos asociados con pérdida de masa ósea en la perimenopausia y postmenopausia que no responde a tratamiento hormonal (6). También se sabe que la raza caucásica, frente a la negra, tiene mayor predisposición a presentar osteoporosis.

—Peso

corporal: el riesgo de osteoporosis es mayor en personas de bajo peso. Cuanto mayor peso tenga que soportar el hueso, menor es el riesgo.

—Edad: a partir del momento en el que se alcanza el pico de masa ósea,

empieza a predominar en mayor o menor grado la resorción sobre la formación ósea. 92

Peso corporal Edad

Genética

OSTEOPOROSIS

Ejercicio físico (sedentarismo)

Menopausia

Alcohol / Tabaco

Algunos medicamentos

FIGURA 1. Factores que aumentan el riesgo de osteoporosis.

—Ejercicio

físico: contribuye al mantenimiento de la masa ósea, al contrario que el sedentarismo, que aumenta la resorción del hueso. Se recomienda al menos 30 minutos de actividad física regular de intensidad moderada 5 días por semana para reducir el riesgo, sobre todo ejercicios de resistencia que requieren fuerza muscular, y aquellos en los que los músculos y los huesos trabajan contra la gravedad (andar, subir escaleras, bailar, correr, gimnasia, fútbol, etc.). Por el contrario, la natación y el ciclismo no están recomendados para incrementar la masa ósea. Tampoco se aconseja la práctica de deportes que impliquen un ejercicio demasiado intenso o un estrés en exceso, ya que puede interferir con la función ovárica y la producción de estrógenos, lo que está relacionado con la aparición de osteoporosis.

—Menopausia:

la pérdida de masa ósea es muy elevada cuando se produce pérdida de estrógenos, lo que ocurre en la época de la perimenopausia y durante los 5 años que siguen a la menopausia. Los estrógenos participan en el transporte de minerales como calcio, fósforo y magne-

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sio en las membranas celulares del hueso, riñón e intestino. De esta forma, cuando disminuyen los estrógenos disminuye también la absorción intestinal de estos minerales y aumenta su excreción urinaria. —Alcohol: una ingesta moderada de alcohol se ha relacionado positiva-

mente con la densidad ósea en mujeres postmenopáusicas y en mujeres de edad avanzada. Sin embargo, no debe estimularse a la población menopáusica a consumir alcohol por otros efectos dañinos que puede tener su uso excesivo, particularmente el riesgo de alcoholismo. —Medicamentos:

los corticosteroides son los fármacos cuyos efectos incrementando la resorción ósea, son los más conocidos. También perjudican al hueso los tratamientos excesivos de tiroxina, metotrexato, heparina, anticonvulsionantes y ciclosporina C.

—El

tabaquismo tiene efectos perjudiciales sobre el hueso, lo que podría deberse a un efecto antiestrogénico. Las mujeres fumadoras tienen una menopausia más temprana, mayor riesgo de enfermedades cardiovasculares y mayor riesgo de osteoporosis.

En esta enfermedad, como en muchas otras, es fundamental la prevención, que ha de comenzar en la infancia y en la adolescencia, aunque se ha visto que en mujeres adultas y de edad madura también es posible actuar para detener la pérdida de hueso. En la prevención es muy importante la dieta, incluida el agua de bebida. En los últimos años se ha demostrado que el consumo de frutas y vegetales está relacionado con una mayor densidad ósea en mujeres postmenopáusicas, e incluso en mujeres y hombres de edad avanzada. Las frutas y verduras aportan sobre todo proteína vegetal, magnesio, potasio y vitamina K; incluso hay algunos vegetales como el brócoli y el repollo que son ricos en calcio. Además, se ha observado que una ingesta alta de frutas y verduras disminuye la excreción urinaria de ácidos y calcio. Todo ello tiene un efecto beneficioso en el metabolismo óseo, ya que existe la teoría de que una dieta alcalina protege el hueso equilibrando los metabolitos ácidos producidos principalmente por la proteína ingerida, pues reduce la necesidad del hueso de ejercer su función amortiguadora y liberar fosfato cálcico. En la Tabla 2 se muestran los componentes de los alimentos que influyen en la salud ósea. 94

TABLA 2. Componentes de los alimentos que influyen en la salud ósea. Componente

Efecto

Calcio

Mineral constituyente del hueso

Vitamina D

Favorece la absorción y retención cálcica

Proteína animal

En exceso incrementa la carga ácida renal y la excreción de calcio

Sal (cloruro sódico)

Aumenta las pérdidas de calcio por orina

Cafeína

Aumenta las pérdidas de calcio por orina

Oxalatos, fitatos

Inhiben la absorción cálcica

Potasio, magnesio

Efecto alcalinizante en el riñón. Reducen las pérdidas de calcio por orina

Vitamina K

Favorece la formación ósea

La leche y en general los productos lácteos deben estar presentes en la dieta de la mujer de cualquier edad incluyendo la edad de la menopausia, ya que proporcionan calcio de alta biodisponibilidad y vitamina D, pero se recomienda no abusar de ellos para no olvidarse de otros alimentos necesarios para equilibrar la dieta y que también influyen positivamente en la salud ósea. En definitiva, la prevención a través de la dieta de la salud del hueso es compleja y engloba la actuación de muchos nutrientes y constituyentes de los alimentos. En cuanto al papel del agua de bebida, su contenido en iones como bicarbonato, calcio, magnesio y sodio tiene un papel importante en una dieta osteosaludable. El calcio del agua es muy biodisponible, prácticamente igual o superior que el contenido en los productos lácteos (7). La ingesta de agua con alto contenido en calcio disminuye los niveles en suero de la hormona paratiroidea (PTH), lo que provoca un descenso de la resorción ósea (8, 9). También se ha observado este efecto de reducción en mujeres que consumían un agua mineral cálcica (386 mg/l) rica en bicarbonato (1385 mg/ml) (10). El aporte de calcio a partir del agua es una importante herramienta nutricional en grupos de población como las mujeres postmenopáusicas, sobre todo cuando las ingestas de calcio a través de la dieta son deficientes.

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Buclin et ál. (11) demostraron en varones jóvenes que el consumo de una dieta alcalinizante, rica en frutas y verduras, junto con un agua mineral rica en bicarbonato, disminuía la excreción de calcio por orina, cuando se comparaba con la ingesta de una dieta acidificante, rica en proteína de origen animal, y de un agua mineral rica en ácidos. Nuestro equipo de investigación ha observado en mujeres postmenopáusicas que el consumo de un agua carbónica rica en sodio y en bicarbonato, reduce las pérdidas urinarias de calcio sin modificar el remodelado óseo (12). El resultado parece deberse al efecto alcalinizante de dicha agua que compensaría el posible efecto calciúrico del sodio, ya que es conocido que el NaCl aumenta la eliminación de calcio por orina, produciendo un efecto negativo sobre la salud ósea, mientras que el bicarbonato sódico o el potásico contrarrestan dicho efecto (13). También hay estudios que demuestran que el magnesio es beneficioso para la salud ósea, ya que ejerce un efecto alcalinizante en el riñón reduciéndose las pérdidas de calcio por orina. Una ingesta de magnesio baja prolongada puede contribuir al desarrollo de osteoporosis. La biodisponibilidad del magnesio contenido en las aguas es también elevada, alrededor de un 50% cuando se consume sola, e incluso superior si se toma con la comida (14), por lo que beber aguas minerales magnésicas puede contribuir de manera importante a la ingesta total de magnesio. Papel del agua en las enfermedades cardiovasculares Más de 50 estudios epidemiológicos llevados a cabo en distintos países relacionan el consumo de aguas duras, ricas en sales cálcicas y magnésicas, con una menor incidencia de enfermedades cardiovasculares. Sin embargo, no está claro si el papel protector se debe exclusivamente a un mineral o a un conjunto de ellos. En este sentido, los contenidos de calcio, magnesio, alcalinidad y sulfato pueden intervenir sinérgicamente (15). Otros estudios realizados con aguas minerales alcalinas, ricas en bicarbonato, magnesio, sodio y silicio, han puesto de manifiesto un efecto favorable en la salud cardiovascular (16-18). Calcio Según algunos autores, una ingesta adecuada de calcio controla la hipertensión arterial. En una revisión de 22 artículos de intervención 96

nutricional se encontró que la suplementación de calcio reducía la presión sistólica de forma modesta en sujetos hipertensos, pero no tenía efectos significativos en normotensos (19). También se ha asociado menor mortalidad por isquemia coronaria con un mayor consumo de este mineral en mujeres postmenopáusicas (20). Magnesio Respecto a este catión, estudios epidemiológicos sugieren que también existe una relación inversa entre su contenido en el agua y la enfermedad cardiovascular y cerebrovascular, pero no todos los estudios que han intentado demostrar dicha asociación lo han logrado. En animales de experimentación niveles bajos de magnesio en suero se asocian con mayor riesgo de aterosclerosis, aumento del colesterol total y del colesterol «malo», LDL-colesterol (colesterol unido a lipoproteínas de baja densidad) y descenso de colesterol «bueno» HDL-colesterol (colesterol unido a lipoproteínas de alta densidad) (21). Potasio Este ión, también presente en gran número de aguas, se puede definir como un nutriente cardioprotector. Actúa directamente sobre la contracción del corazón. Se han observado asociaciones inversas tanto entre la ingesta de potasio y la hipertensión como entre el potasio y el accidente cerebrovascular. El efecto hipotensor de este elemento es más acusado en sujetos hipertensos con altas ingestas de sodio. Entre los mecanismos implicados se incluyen: mayor eliminación urinaria de sodio, efecto vasodilatador y acciones en el sistema renina-angiotensina-aldosterona. Sodio Aunque numerosos estudios han asociado una ingesta elevada de sodio con un aumento de la presión arterial, tanto en humanos como en animales de experimentación, la respuesta a un exceso de cloruro sódico es heterogénea en los pacientes hipertensos, debido a un fenómeno conocido como «sensibilidad a la sal» (22). Está claro que el consumo de 97

sodio o sal hay que considerarlo en el conjunto de la dieta. En este conjunto de factores, se incluyen también otros iones acompañantes del sodio. Hay estudios que apuntan a que el cloruro sódico y el bicarbonato sódico no tienen el mismo efecto sobre la tensión arterial. Se sabe que el cloruro sódico ejerce un efecto negativo en los enfermos hipertensos, pero el bicarbonato sódico podría ser incluso beneficioso. Luft et ál. (13) observaron que el bicarbonato sódico administrado a sujetos hipertensos disminuía la presión sistólica. Esta diferencia de efectos de estas dos sales parece ser que es debida a la diferente influencia que ejercen los iones Cl- y HCO3- sobre la reabsorción renal de sodio. En este sentido, se ha observado que la ingesta de 1 litro de un agua carbónica rica en bicarbonato sódico (en la que abundan también otros iones como el flúor, cloro, silicio, potasio, litio, etc.) no modifica la presión arterial en mujeres postmenopaúsicas (17) y disminuye la presión sistólica en hombres y mujeres jóvenes moderadamente dislipémicos (18). También se ha observado en sujetos con una restricción severa de sodio, un aumento del colesterol total y de LDL-colesterol (23, 24). De todo ello se deduce que el aporte de este elemento a través del agua de bebida ha de contemplarse en el conjunto de la dieta y de los hábitos de vida general. Flúor El agua de bebida es una de las fuentes fundamentales de ingesta de flúor. En general puede decirse que la biodisponibilidad del flúor es elevada, de hecho la absorción del fluoruro sódico presente en el agua de bebida es prácticamente completa. En cuanto a su papel en las enfermedades cardiovasculares, existen evidencias que apuntan a que el ion fluoruro puede inhibir la calcificación de los tejidos blandos, tales como la aorta. Esta acción la ejerce aisladamente o junto con el magnesio, caso en el que la acción se potencia. Estudios epidemiológicos muestran que la mortalidad estándar debida a enfermedad coronaria isquémica en ciudades con una fluoración del agua a niveles óptimos (1,0 mg/l) era inferior si se comparaba con zonas en las que el agua de bebida contenía menores concentraciones del elemento (25). De todos modos, los datos son aún insuficientes para tener en cuenta este efecto y establecer unos niveles de ingesta adecuada de flúor. 98

Luoma et ál. (26) encontraron que la prevalencia de enfermedades cardiovasculares y el riesgo de infarto de miocardio eran inferiores en hombres que consumían aguas con contenidos elevados de flúor y magnesio. Otros estudios realizados en animales de experimentación afirman que el flúor juega un importante papel en los lípidos séricos. En ratas hipercolesterolémicas, se ha observado que una suplementación de la dieta con flúor y magnesio (12 mg/kg) disminuye el colesterol, los triglicéridos y los fosfolípidos (27). Silicio Al parecer el silicio tiene también un papel en la prevención de enfermedades cardiovasculares. Este mineral interviene en el metabolismo del tejido conectivo, en la formación del colágeno y en la matriz ósea. Su contenido en el agua de bebida muestra variaciones geográficas, siendo mayor en zonas de aguas duras y menor en zonas donde existen aguas blandas. Gran parte del silicio presente en la dieta se encuentra en forma de silicatos de aluminio y sílice, que son prácticamente insolubles; sin embargo, el ácido silícico de alimentos y bebidas sí que se absorbe rápidamente. La relación entre el consumo de silicio y las enfermedades cardiovasculares se estudió en dos grupos de población finlandesa y se comprobó que cuando se incrementaba al doble el silicio en el agua de bebida se reducía a la mitad la incidencia de enfermedades cardiovasculares (28). Otros trabajos (29) han demostrado que la administración de silicatos con el agua de bebida reduce la cantidad total de lípidos en plasma. Por último, un descenso del contenido en silicio en la pared vascular se asocia con un mayor grado de aterosclerosis (28). Bibliografía (1) PéREZ-GRANADOS, A. M., SCHOPPEN, S., NAVAS-CARRETERO, S., SARRIÁ, B. y VAQUERO, M. P. «Influence of the volume of water ingested and its consumption with a meal or between meals on postprandial lipaemia and urinary electrolyte excretion». Public Health Nutrition 2006; 9: 91-92. (2) TANAGHO, E. A, y MCANINCH, J. w. Urología general de Smith. Méjico, Manual Moderno, 1997.

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(15) TOUSSAINT, C., PEUCHANT, E., COURTES, C., JENSEN, R. y CANELLAS, J. «Effect of water containing calcium and magnesium sulphates on the elimination of cholesterol in the rat». Arch Int Physiol Biochim 1988; 96: 89-100. (16) CAPURSO, A., SOLFRIZZI, V., PANZA, F., MASTROIANNI, F., TORRES, F., PARIGI, A. del, COLACICCO, A. M., CAPURSO, C., NICOLETTI, G., VENEZIANI, B., CELLAMARE, S. y SCALABRINO, A. «Increased bile acid excretion and reduction of serum cholesterol after crenotherapy with salt-rich mineral water». Aging (Milano) 1999; 11: 273-276. (17) SCHOPPEN, S., PéREZ-GRANADOS, A. M., CARBAJAL, A., OUBIñA, P., SÁNCHEZMUNIZ, F. J., GÓMEZ-GERIQUE, J. A. y VAQUERO, M. P. «A sodium-rich carbonated mineral water reduces cardiovascular risk in postmenopausal women». J Nutr 2004; 134: 1058-1063. (18) PéREZ-GRANADOS, A. M., NAVAS-CARRETERO, S., SCHOPPEN, S. y VAQUERO, M. P. «Reduction in cardiovascular risk by sodium-bicarbonated mineral water in moderately hypercholesterolemic young adults». J Nutr Biochem 2010; 21: 948-953. (19) MCCARRON, D. A. y REUSSER, M. E. «Finding consensus in the dietary calcium-blood pressure debate». J Am Coll Nutr 1999; 18: 398S-405S. (20) BOSTICK, R. M., KUSHI, L. H., wU, Y., MEYER, K. A., SELLERS, T. A. y FOLSOM, A. R. «Relation of calcium, vitamin D, and dairy food intake to ischemic heart disease mortality among postmenopausal women». Am J Epidemiol 1999; 149: 151-161. (21) O’BRIEN, K. «Magnesium. Phisiology, Dietary sources and Requirements». En M. J. Sadler, J. J. Strain y B. Caballero (eds.), Encyclopedia of Human Nutrition. San Diego, CA, Academic Press, 1999, pp. 1226-1231. (22) MUNTZEL, M. y DRüEKE, T. «A comprehensive review of the salt and blood pressure relationship». Am J Hypertens 1992; 5: 1S-42S. (23) wEDER, A. B. y EGAN, B. M. «Potential deletereous impact of dietary salt restriction on cardiovascular risk factors». Klin Wochenschr 1991; 69: 45-50. (24) SHARMA, A. M., ARNTZ, H. R., KRIBBEN, A., SCHATTENFROH, S. y DISTLER, A. «Dietary sodium restriction: adverse impact on plasma lipids». Klin Wochenschr 1990; 68: 664-668. (25) TAVES, D. R. «Fluoridation and mortality due to heart disease». Nature 1978; 272: 361-362. (26) LUOMA, H., HELMINEN, S., RANTA, H., RYTöMAA, I. y MEURMAN, J. H. «Relationships between fluoride and magnesium concentrations in drinking water and some components in serum related to cardiovascular diseases in men from four districts in Finland». Scand J Clin Lab Invest 1973; 32: 217-224. (27) LUOMA, H., ALAKUIJALA, P., KORHONEN, A., NEVALAINEN, T., KURONEN, M. y JAUHIAINEN, M. «Serum lipoprotein levels in genetically hypercholestero-

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7 AGUA MINERAL BICARBONATADA SÓDICA EN LA REDUCCIÓN DEL RIESGO CARDIOVASCULAR M.ª Pilar Vaquero y Laura Toxqui Departamento de Metabolismo y Nutrición, Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición, Consejo Superior de Investigaciones Científicas

Resumen El binomio agua-salud es reconocido universalmente. Desde el punto de vista de la nutrición, el agua se incluye en los tratados de nutrición como un nutriente indispensable, pero dado que algunos de los electrolitos que contiene son a su vez nutrientes, puede considerarse también un alimento. Por otro lado, se denomina alimento funcional aquel alimento que forma parte de la dieta habitual y que puede ejercer funciones beneficiosas diferentes a las nutricionales tradicionalmente conocidas. Por tanto, todas las aguas de bebida tienen la función conocida de hidratar y mantener la salud, pero es posible que algún agua tenga propiedades específicas adicionales. En este capítulo, se presentará la potencialidad de un agua mineral natural bicarbonatada sódica como alimento funcional. Esta agua

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de mineralización fuerte tiene gas carbónico y es rica en bicarbonato (2 g /L), sodio (1 g/L), cloruro (0,5 g/L), litio y contiene cantidades apreciables de silicio, pero no se caracteriza por los iones calcio y magnesio, cuyo papel en la prevención de enfermedades es bien conocido. Los distintos ensayos en humanos que nuestro grupo de investigación ha realizado en la última década indican que dicha agua reduce el riesgo cardiovascular y se observa de forma consistente una reducción del colesterol total, colesterol-LDL, índices de riesgo colesterol total/colesterol-HDL y colesterol-LDL/colesterol-HDL, así como reducción de la lipemia postprandial. Respecto a posibles efectos adversos, en contra de lo esperado, no afecta al remodelado óseo ni a la presión arterial. Introducción Como es bien sabido, el agua es imprescindible para la vida, de modo que todos los seres vivos dependemos de un aporte diario de agua (1). El hecho de que no exista un almacén de agua en el cuerpo obliga a ingerirla regularmente a lo largo del día. Es importante ingerir una cantidad adecuada de agua y también merece especial atención su composición mineral. El agua en la naturaleza es H2O y electrolitos, que el organismo absorbe de forma muy eficaz. Por tanto, determinadas aguas pueden constituir una buena fuente alimentaria de minerales (2). Asimismo, el agua interviene en multitud de funciones metabólicas. En general, el aporte hídrico favorece la solubilidad de los productos de la digestión y puede mejorar la fisiología intestinal en función del tipo de mineralización del agua. Otro beneficio atribuido al agua es que facilita la absorción de diferentes componentes de los alimentos que se ingieren con ella. Por otro lado, la acción beneficiosa de la fibra dietética sobre el tránsito intestinal se incrementa en presencia de agua (3). Además, otra importante ventaja del agua es que no presenta interacciones con otros componentes de los alimentos o medicamentos, por lo que es compatible con cualquier tratamiento farmacológico y dietético. Un alimento funcional es aquel que forma parte de la dieta habitual y que puede ejercer funciones beneficiosas diferentes a las nutricionales tradicionalmente conocidas. En este sentido, determinadas aguas con composición química perfectamente conocida y estable, y con ciertas propiedades sobre la salud, podrían encuadrarse en esta categoría (4). 104

La mayoría de las aguas envasadas que se consumen son aguas minerales naturales, pero, ¿qué ventaja tiene para el consumidor beber agua mineral respecto a otras aguas envasadas o al agua potable de la red pública? La principal característica de las aguas minerales naturales es que su composición es prácticamente constante, como se reconoce en su definición oficial (Real Decreto 1164/1991 de 26 de Julio de 1991, modificado en el BOE de 21 de Mayo de 1998). Debido a que la composición mineral específica de cada agua es la que determina sus propiedades, el consumidor, en función de su situación fisiológica o predisposición a determinadas enfermedades, podrá elegir la que más le beneficie (5). Efectos de un agua mineral bicarbonatada sódica sobre la salud Desde hace tiempo, se conoce que las aguas minerales bicarbonatadas, fundamentalmente las alcalinas, tienen efectos digestivos (6, 7). Existe abundante información a este respecto, pero los estudios realizados con método científico son escasos. Se atribuye a las aguas bicarbonatadas (HCO3- > 600 mg/L) los siguientes efectos: efecto vasodilatador en el estómago e intestino que favorece la absorción del agua mineral y de los nutrientes; neutralización de la acidez del estómago sin presentar efecto rebote de hipersecreción ácida; acortamiento del tiempo de vaciado gástrico; estimulación de la secreción pancreática y biliar; aumento de la acción de las lipasas y poder saponificante de la bilis (6, 7). Considerando estos antecedentes, nuestro grupo de investigación ha estudiado en la última década los efectos en la salud de un agua mineral natural carbónica rica en bicarbonato sódico. Dicha agua se caracteriza por ser de mineralización fuerte, con anhídrido carbónico libre, bicarbonatada, clorurada y sódica. En la Tabla 1 se presenta la composición iónica detallada. Efectos del consumo crónico de agua bicarbonatada sódica sobre el metabolismo lipídico Se han realizado diferentes estudios en adultos sanos con riesgo cardiovascular elevado, mujeres postmenopáusicas y jóvenes varones y 105

TABLA 1. Composición de las aguas minerales empleadas en el estudio mg/L (mmol/L). Ión Agua control Bicarbonato, HCO3– 104 (1,70) Cloruro, Cl– 11 (0,31) Sulfato, SO42– 15,6 (0,16) Fluoruro, F– 200 mg/día), de edades entre 18-35 años. Se excluyeron aquellos con enfermedades relacionadas con los parámetros del estudio: obesidad, hiperglucemia, hipertensión, enfermedades renales y trastornos del comportamiento alimentario (11). El diseño experimental fue idéntico al utilizado anteriormente en las mujeres postmenopáusicas (9) y consistió en 8 semanas de consumo de 1 L/día de agua control seguido de 8 semanas de consumo 1 L/día del agua bicarbonatada, como parte de su dieta habitual. Se observó que esta agua también era capaz de reducir significativamente los niveles de colesterol total (6,3%), LDL-colesterol (10%), Apolipoproteína B (Apo B) e índices de riesgo cardiovascular. Es importante destacar que la disminución de los niveles de LDLcolesterol y de Apo B se produjo sin modificación de la relación LDL-colesterol/Apo B, lo que sugiere que hay un menor número de partículas de LDL circulantes, pero su composición no cambia. Es sabido que un aumento del número de partículas de LDL pequeñas y densas incrementa el riesgo de aterogénesis. Los resultados de ambos estudios sugieren que el consumo del agua bicarbonatada rica en sodio puede tener un papel beneficioso en la prevención de la enfermedad cardiovascular. 107

Efectos del consumo de agua bicarbonatada sódica sobre la absorción de los lípidos Para profundizar en los efectos cardiosaludables de esta agua y conocer los posibles efectos en el metabolismo lipídico postprandial, se realizaron otros ensayos clínicos de intervención nutricional de tipo cruzado aleatorizado. El primer estudio se realizó en mujeres postmenopáusicas con las mismas condiciones que las voluntarias del ensayo crónico indicado anteriormente. El estudio consistió en un ensayo postprandial de 7 h de duración en el que se consumió, junto con un desayuno estándar, 0,5 L del agua mineral carbonatada o 0,5 L del agua control de mineralización débil. El desayuno consistía en café con leche, bizcocho, ensalada de aguacate, surimi y mayonesa y 2 biscotes de pan (Figura 1). Se eligió este desayuno porque, en cuanto a la composición de la grasa, reproduce el perfil de la dieta mediterránea y permite detectar cambios en la lipemia postprandial en función del agua empleada. Se observó que el consumo del desayuno con el agua mineral carbonatada disminuía las concentraciones de triglicéridos postprandiales en comparación con el agua control (10). Este resultado refuerza los hallazgos anteriores dado que una menor concentración de lípidos circulantes durante la digestión se relaciona con menor riesgo de aterogénesis. Además, una menor lipemia postprandial está relacionada con mayores concentraciones de HDL-colesterol (13). De igual forma, se estudiaron los efectos postprandiales del consumo del agua bicarbonatada con el desayuno estándar sobre los cambios en las concentraciones de glucosa e insulina. El tipo de agua no modificó los niveles de glucosa; sin embargo, se observó un aumento de la sensibilidad a la insulina tras el consumo del agua bicarbonatada, en comparación con el agua de mineralización débil. Se observó que dicho aumento en la sensibilidad a la insulina fue más marcado en aquellas mujeres con mayores valores de resistencia a la insulina (valorado por el índice HOMA) y mayor índice de masa corporal (14). Recientemente se ha elaborado otro estudio de tipo postprandial en jóvenes, hombres y mujeres para estudiar los efectos del agua bicarbonatada sódica, consumida sola o con el desayuno estándar (Figura 1), sobre el metabolismo lipídico, glucosa e insulina. Además, se 108

FIGURA 1. Desayuno estándar.

han determinado los cambios en el volumen de la vesícula biliar y la secreción de la hormona colecistoquinina (CCK) con el fin de profundizar en los mecanismos de acción digestiva de esta agua (15). Para ello, se seleccionaron jóvenes sanos, hombres y mujeres de entre 18-40 años. Se trató de un ensayo de intervención nutricional postprandial cruzado aleatorizado. Los factores diferenciales fueron el tipo de agua y la ingesta o no de alimentos junto con el agua. Los resultados obtenidos (15) indican que se produce una menor elevación de los triglicéridos postprandiales cuando se consume el agua bicarbonatada sódica con el desayuno (Figura 2), lo que corrobora los resultados obtenidos anteriormente en mujeres postmenopáusicas (10). Con lo anterior, concluimos que el mecanismo de acción hipolipemiante del agua bicarbonatada sódica podría explicarse por ejercer una acción alcalinizante en el organismo y por su composición iónica específica. Los cambios en el pH gastrointestinal implicarían una disminución de la absorción de la grasa y el colesterol. 109

300

Triglicéridos (mg/dL)

250

p=0,03

p=0,01

200

150

100

50 0

30

60

120

Tiempo (minutos) Agua control

Agua bicarbonatada

Agua control con desayuno

Agua bicarbonatada con desayuno

FIGURA 2. Cambios en los triglicéridos postprandiales. Valores expresados en media ± error estándar. No se observaron diferencias entre las aguas cuando se consumen sin comida. Menor elevación de los triglicéridos a los 30 minutos y 60 minutos después de consumir el agua bicarbonatada sódica con un desayuno estándar. Fuente: Toxqui et ál., 2011 (15).

¿Posibles efectos secundarios? En todos los estudios anteriores, se ha valorado la posible existencia de efectos secundarios del consumo del agua carbónica ensayada, dado que el agua proporciona 1 g de sodio por litro (en forma de bicar110

bonato sódico). Para ello, se recogieron datos cuantitativos sobre la excreción urinaria de electrolitos, el remodelado óseo y la presión arterial. Se observó que el volumen de orina excretado en 24 h no se modificaba por la ingesta de esta agua. Respecto a la excreción urinaria de minerales, destaca el incremento en la eliminación de sodio en comparación con el agua control (12). Esto se explica por un correcto funcionamiento del eje renina-angiotensina-aldosterona. Se ha observado una disminución en la aldosterona postprandial a los 120 minutos con el consumo del agua bicarbonatada sódica y el desayuno estándar, con respecto al agua control (16). Así, la respuesta metabólica a la ingesta extra de sodio es una disminución de la aldosterona circulante, lo que favorece la eliminación de sodio por orina. Al contrario de lo que se piensa, se demostró que este consumo, que implicó un aporte extra de sodio, no modificó la presión arterial, e incluso la presión sistólica disminuyó en los jóvenes tras el consumo durante dos meses de dicha agua (11). La ausencia de efectos adversos sobre la presión arterial coincide con la disminución de las concentraciones circulantes de aldosterona después de la toma de agua, ya que, como es bien conocido, un hiperaldosteronismo conduce a hipertensión. A diferencia de la sal común (cloruro sódico), este efecto debe explicarse teniendo en cuenta el conjunto de iones presentes en el agua. Así, el bicarbonato sódico y el cloruro sódico tienen efectos diferentes sobre el riesgo cardiovascular, el metabolismo óseo y la presión arterial, y se ha demostrado que el bicarbonato tiende a reducir algunos de los efectos negativos del sodio en el organismo (17). Respecto a la excreción de otros minerales, el consumo prolongado de esta agua ocasionó una reducción del calcio en orina de 24 h (18), posiblemente por una menor absorción de calcio debido al efecto alcalinizante de esta agua a nivel digestivo. Lo que sí es importante es que no se produjeron variaciones en el remodelado óseo (valorado por análisis de marcadores bioquímicos de formación y resorción) (12). En este aspecto, esta agua bicarbonatada sódica también se comporta de forma diferente al cloruro sódico puro (sal común), cuyos efectos estimulando la resorción ósea están ampliamente demostrados, y ha de interpretarse nuevamente por su naturaleza alcalinizante, que ejerce un papel protector del hueso. Debido a esto, es importante destacar que los efectos sobre la presión arterial, el metabolismo lipídico y óseo son muy diferentes entre el cloruro sódico y el bicarbonato sódico. 111

Todo lo anterior revela una marcada reducción del riesgo cardiovascular por el agua bicarbonatada sódica sin existir efectos adversos por su consumo. Conclusiones Las investigaciones presentadas anteriormente demuestran que el consumo del agua bicarbonatada sódica, cuya composición se ha detallado, ejerce los siguientes efectos: reduce el colesterol total, LDL-colesterol, índices de riesgo cardiovascular (colesterol-total/HDL-colesterol y LDLcolesterol/HDL-colesterol) y lipemia postprandial, en mujeres postmenopáusicas y en jóvenes con moderado riesgo cardiovascular. A pesar del contenido de sodio, no aumenta la presión arterial (baja la presión sistólica en jóvenes) y no afecta el remodelado óseo. El mecanismo de acción se relaciona con su poder alcalinizante y su carga iónica, que parecen determinar una reducción de la absorción de los lípidos. Es importante desmitificar la «maldad» del sodio, ya que sus efectos varían en función del ión que lo acompañe, predominando el bicarbonato frente al cloruro en el caso de esta agua. Finalmente, resaltar que este tipo de agua podría considerarse como un alimento funcional, debido a sus propiedades hipocolesterolemiantes y a la reducción del riesgo cardiovascular. Bibliografía (1) PETRACCIA, L., LIBERATI, G., GIUSEPPE MASCIULLO, S., GRASSI, M. y FRAIOLI, A. «water, mineral waters and health». Clin Nutr. 2006; 25(3): 377-385. (2) MARKTL, w. «Health-related effects of natural mineral waters». Wien Klin Wochenschr. 2009; 121(17-18): 544-550. (3) ANTI, M., PIGNATARO, G., ARMUZZI, A., VALENTI, A., IASCONE, E. y MARMO, R. et ál. «water supplementation enhances the effect of high-fiber diet on stool frequency and laxative consumption in adult patients with functional constipation». Hepatogastroenterology. 1998; 45(21): 727-732. (4) HASLER, C. M., BLOCH, A. S., THOMSON, C. A., ENRIONE, E. y MANNING, C. «Position of the American Dietetic Association: Functional foods». J Am Diet Assoc. 2004; 104(5): 814-826.

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8 METODOLOGÍA GENéTICA Y APLICACIÓN EN NUTRIGENéTICA Ana M.ª López Parra Laboratorio de Genética Forense y Genética de Poblaciones, Departamento de Toxicología y Legislación Sanitaria, Facultad de Medicina, Universidad Complutense de Madrid

Resumen Los SNP (Single Nucleotide Polymorphisms) constituyen el tipo más frecuente de variación genética y se encuentran ampliamente representados en el genoma, pero solo una parte de ellos constituyen auténticos polimorfismos. Su estudio resulta particularmente interesante debido a: a) su ubicuidad, ya que aparecen a lo largo de todo el genoma; b) su variación puede alterar la función de la proteína codificada y dar paso a patologías y otras diferencias fenotípicas; c) pueden constituir marcadores de parámetros cuantitativos o cualitativos, y d) se pueden utilizar para el estudio de los niveles de mutación y la historia evolutiva de las poblaciones humanas. Un importante avance en el estudio de los SNP ha sido la identificación de bloques de estos dentro del genoma humano que permitan simplificar el análisis genético utilizando tag SNP, SNP que recogen la variación en cada bloque, y establecen asociaciones y zonas críticas entre diferentes regiones de los cromosomas. La posibilidad de analizar miles de SNP mediante Genome-Wide Association Studies 115

(GwAS) asociando genotipos a fenotipos, patológicos o no, ha favorecido su empleo desde distintas áreas. Además existen metodologías, sencillas y económicas, que permiten replicar los resultados obtenidos en los GwAS para el análisis de aquellos SNP más interesantes en la población elegida. Entre las muchas aplicaciones, cabe destacar su análisis en el campo de la nutrición. Actualmente se están llevando a cabo estudios de asociación entre marcadores genéticos y estados y/o patologías nutricionales de diferente tipo, dentro de la disciplina de la nutrigenética, entendida como el estudio de la distinta respuesta fenotípica a la dieta en función del genotipo de cada individuo. Introducción El 26 de junio del año 2000 es una fecha clave en la historia de la ciencia. Ese día el expresidente de EE.UU., Bill Clinton, junto con Craig Venter, director de Celera Genomics, y Francis Collins, codescubridor de la estructura de doble hélice del ADN, presentaron el primer borrador del genoma humano. Aunque no fue hasta el año 2003 cuando se finalizó el Proyecto Genoma Humano, la información aportada y la tecnología desarrollada continúan siendo claves en los avances llevados a cabo en la última década, y es directamente responsable del desarrollo de nuevas disciplinas. El análisis del genoma humano está resultando sumamente sorprendente por el número de genes que se han obtenido, menos de lo esperado, y la enorme variabilidad en los tipos de secuencias presentes. La información que se está obteniendo está permitiendo relacionar el efecto de los cambios en la secuencia respecto a distintas alteraciones o a la diferente respuesta a fármacos o incluso dependencias a drogas. Entre las disciplinas que se han beneficiado de la información aportada por este proyecto se encuentra la nutrición, ya que ha favorecido el desarrollo de la nutrigenética y la nutrigenómica. La genómica nutricional o nutrición molecular comprende tanto la nutrición clásica como la información genética. Dentro de este campo se encontrarían la nutrigenética y la nutrigenómica. La nutrigenética se ocupa del estudio de la distinta respuesta fenotípica a la dieta en función del genotipo, mientras que la nutrigenómica estudia los mecanismos moleculares que explican la distinta respuesta fenotípica a la dieta en función del genotipo, interrelacionando estos cambios con aspectos proteómicos y metabolómicos (1). 116

Polimorfismos genéticos La cantidad total de ADN en una célula es de alrededor de 3080 millones de pares de bases. Aproximadamente el 98% del ADN es no codificante, al cual se le atribuye, entre otras, una función estructural y reguladora pese a que su función no está totalmente determinada. El 2% restante es codificante y es en esta porción donde se localizan los genes. En el ADN no codificante se concentra la mayor parte de la variabilidad genética entre los individuos. La gran mayoría del ADN (sobre el 99,7%) no varía entre las personas; sin embargo, solo con las variaciones encontradas en el 0,3% restante (aproximadamente 10 millones de nucleótidos) se puede diferenciar a las personas, siendo así cada individuo único (2). Entre las variaciones genéticas que más se han estudiado en el genoma se encuentran los SNP. También se les conoce con el nombre de marcadores bialélicos, marcadores binarios, dialélicos o polimorfismos de eventos únicos (Unique Event Polymorphisms, UEP), e incluyen tanto las sustituciones de una base en el ADN (Single Nucleotide Polymorphisms o SNP) como pequeñas inserciones o deleciones (indels o DIP) (3). Según datos del International HapMap existen alrededor de 10 millones de SNP en las poblaciones humanas (http://www.hapmap.org/abouthapmap.html). El Proyecto HapMap, además de establecer un mapa de los SNP presentes en el genoma humano y conocer su distribución entre los principales grupos poblacionales, tiene como principal objetivo estudiar los bloques de haplotipos. Se ha observado que el genoma humano está constituido por segmentos de ADN, de decenas a cientos de kilobases, que se heredan en bloque, es decir, que no sufren recombinación, y por lo tanto se encuentran en desequilibrio de ligamiento, formando haplotipos (4). La identificación de Tag SNP, es decir, SNP que definen la variación en cada bloque, permite reducir drásticamente el número de SNP necesarios para estudiar la variabilidad presente en un fragmento de ADN. Se calcula que hay entre 300.000 y 600.000 tag SNP, que es considerablemente menos que los 10 millones de SNP que se estima que están presentes en el genoma. Sin embargo, la principal fuente de variedad genética no son los cambios de una única base en el ADN, sino variaciones estructurales como duplicaciones, inversiones y deleciones de pequeños y grandes segmentos de ADN, que pueden ser entre un pequeño número de bases a miles de bases. Este último tipo se conoce como variaciones en 117

SNP: Single Nucleotide Polymorphism Cromosoma 1 Cromosoma 2

CNV: Copy Number Variants Cromosoma 1 Cromosoma 2

FIGURA 1. Variaciones de polimorfismos de 1 nucleótido (SNP) y polimorfismos en el número de copias (CNV).

el número de copias (CNV, Copy Number Variation) (Figura 1). Los CNV se caracterizan por presentar secuencias entre 1000 bases y 3 Mb, que son delecionadas o duplicadas en un número variable, y están siendo minuciosamente estudiados dada su aparente ubicuidad y potencial dosis efecto en la expresión génica (5). Recientemente, el consorcio del Wellcome Trust Case Control ha publicado un artículo en que han estudiado 3432 CNV en 19000 individuos analizando su asociación con 8 enfermedades comunes, como por ejemplo la artritis reumatoide o la enfermedad de Crohn (6). Todos los marcadores comentados anteriormente se caracterizan por ser polimorfismos, es decir, sus variantes presentan una frecuencia superior al 5 o al 1% en la población. La asociación de estos marcadores con enfermedades se basa en la hipótesis de que las enfermedades comunes deben ser causadas, en parte, por variantes alélicas presentes en más del 1-5% de la población («Common Disease/Common Variant hypothesis») (7). Sin embargo, dados los resultados obtenidos en la mayoría de las enfermedades complejas en que las variantes comunes, individuales o combinadas, confieren un incremento relativamente pequeño (1,1 a 1,5 veces) en el riesgo de padecer la enfermedad, y explican tan solo un pe118

Efecto de las variantes Elevado

Variantes comunes con grandes efectos Pocos ejemplos

Alelos raros que causan enfermedades mendelianas

Alelos de baja frecuencia y con efecto intermedio

Intermedio

Modesto

Bajo

Variantes raras con pequeño efecto y difíciles de identificar

Muy bajo

Raro

Alelos frecuentes muy empleados en GwAS

Baja frecuencia

Común

Frecuencia alélica FIGURA 2. Representación gráfica del efecto de las variantes más analizadas sobre las enfermedades. En la mayoría de los estudios de genotipado masivo (GwAS) se emplean variantes frecuentes o comunes y se obtiene, en la mayoría de los casos, que esas variantes tienen un pequeño efecto en las enfermedades. Manolio et ál. (2009) propone que una parte del efecto en las enfermedades puede ser causada por variantes raras que normalmente no se analizan en los genotipados masivos (imagen modificada de Manolio et ál., 2009).

queño porcentaje de la heredabilidad (porcentaje de la varianza fenotípica en la población atribuible a factores genéticos) (8), desde algunos foros, como el grupo de Manolio del National Human Genome Research (9), proponen el análisis de variantes que presentan muy baja frecuencia (