Investigación sobre hidratación
La reposición de líquidos promueve el rendimiento físico óptimo
La reposición adecuada de líquidos ayuda a mantener la hidratación y promueve la salud, la seguridad y el rendimiento físico óptimo de las personas que participan en actividad física regular. Med Sci Sports Exercise
Ene de 1996; 28(1): i-vii.
Declaración de posición del Colegio Americano de Medicina Deportiva. Ejercicio y reposición de líquidos.
Convertino VA, Armstrong LE, Coyle EF, Mack GW, Sawka MN, Senay LC Jr, Sherman WM.
- Es la posición del Colegio Americano de Medicina Deportiva que la reposición adecuada de líquidos ayuda a mantener la hidratación y, por lo tanto, promueve la salud, la seguridad y el rendimiento físico óptimo de las personas que participan en actividad física regular. Esta declaración de posición se basa en una revisión e interpretación exhaustivas de la literatura científica sobre la influencia de la reposición de líquidos en el rendimiento del ejercicio y el riesgo de lesión térmica asociado con la deshidratación y la hipertermia. Con base en la evidencia disponible, el Colegio Americano de Medicina Deportiva hace las siguientes recomendaciones generales sobre la cantidad y composición del líquido que debe ingerirse en preparación, durante y después del ejercicio o la competencia atlética: 1) Se recomienda que las personas consuman una dieta nutricionalmente equilibrada y beban líquidos adecuados durante el período de 24 horas antes de un evento, especialmente durante el período que incluye la comida previa al ejercicio, para promover una hidratación adecuada antes del ejercicio o la competencia.
- Se recomienda que las personas beban aproximadamente 500 ml (aproximadamente 17 onzas) de líquido aproximadamente 2 horas antes del ejercicio para promover una hidratación adecuada y dar tiempo para la excreción del exceso de agua ingerida.
- Durante el ejercicio, los atletas deben comenzar a beber temprano y a intervalos regulares en un intento de consumir líquidos a una tasa suficiente para reemplazar toda el agua perdida a través del sudor (es decir, pérdida de peso corporal), o consumir la cantidad máxima que se pueda tolerar.
- Se recomienda que los líquidos ingeridos estén más fríos que la temperatura ambiente [entre 15 y 22 grados C (59 y 72 grados F)] y tengan sabor para mejorar la palatabilidad y promover la reposición de líquidos. Los líquidos deben estar fácilmente disponibles y servirse en recipientes que permitan ingerir volúmenes adecuados con facilidad y con una interrupción mínima del ejercicio.
- Durante el ejercicio intenso que dure más de 1 hora, se recomienda que se ingieran carbohidratos a una tasa de 30-60 g.h(-1) para mantener la oxidación de los carbohidratos y retrasar la fatiga. Esta tasa de ingesta de carbohidratos se puede lograr sin comprometer el suministro de líquidos bebiendo 600-1200 ml.h(-1) de soluciones que contengan 4%-8% de carbohidratos (g.100 ml(-1)). Los carbohidratos pueden ser azúcares (glucosa o sacarosa) o almidón (por ejemplo, maltodextrina).
- La inclusión de sodio (0.5-0.7 g.l(-1) de agua) en la solución de rehidratación ingerida durante el ejercicio que dura más de 1 hora se recomienda ya que puede ser ventajosa para mejorar la palatabilidad, promover la retención de líquidos y posiblemente prevenir la hiponatremia en ciertos individuos que beben cantidades excesivas de líquido. Hay poca base fisiológica para la presencia de sodio en una solución de rehidratación oral para mejorar la absorción intestinal de agua, siempre y cuando el sodio esté suficientemente disponible de la comida anterior.
El agua electrolizada reducida elimina el oxígeno activo y protege el ADN del daño oxidativo
El agua electrolizada reducida elimina las especies reactivas de oxígeno y protege el ADN del daño oxidativo.
Biochem Biophys Res Commun. 8 de mayo de 1997; 234(1):269-74.
Shirahata S, Kabayama S, Nakano M, Miura T, Kusumoto K, Gotoh M, Hayashi H, Otsubo K, Morisawa S, Katakura Y.
Instituto de Tecnología de Regulación Celular, Escuela de Postgrado de Tecnología de Recursos Genéticos, Universidad de Kyushu, Fukuoka, Japón. sirahata@grt.kyushu-u.ac.jp
Se considera que las especies reactivas de oxígeno o radicales libres causan un daño oxidativo extenso a las macromoléculas biológicas, lo que provoca una variedad de enfermedades, así como el envejecimiento. El eliminador ideal de oxígeno activo debería ser el hidrógeno activo. El hidrógeno activo puede producirse en agua reducida cerca del cátodo durante la electrólisis del agua. El agua reducida exhibe un pH alto, bajo oxígeno disuelto (OD), hidrógeno molecular disuelto extremadamente alto (DH) y valores de potencial redox (RP) extremadamente negativos. El agua reducida fuertemente electrolizada, así como el ácido ascórbico, la (+)-catequina y el ácido tánico, eliminaron completamente el O.-2 producido por el sistema hipoxantina-xantina oxidasa (HX-XOD) en tampón de fosfato de sodio (pH 7.0).
La actividad similar a la superóxido dismutasa (SOD) del agua reducida es estable a 4 grados C durante más de un mes y no se perdió incluso después de la neutralización, la congelación y el derretimiento repetidos, la desgasificación con sonicación, la mezcla vigorosa, la ebullición, la filtración repetida o el autoclave cerrado, pero se perdió por autoclave abierto o por autoclave cerrado en presencia de trióxido de tungsteno que adsorbe eficientemente el hidrógeno atómico activo. El agua burbujeada con gas hidrógeno exhibió bajo OD, DH extremadamente alto y valores de RP extremadamente bajos, al igual que el agua reducida, pero no tiene actividad similar a la SOD.
Estos resultados sugieren que la actividad similar a la SOD del agua reducida no se debe al hidrógeno molecular disuelto, sino al hidrógeno atómico disuelto (hidrógeno activo). Aunque la SOD acumuló h3O2 cuando se añadió al sistema HX-XOD, el agua reducida disminuyó la cantidad de h3O2 producida por la XOD. El agua reducida, así como la catalasa y el ácido ascórbico, podrían eliminar directamente el h3O2. El agua reducida suprime la ruptura de una sola hebra del ADN por especies reactivas de oxígeno producidas por la oxidación catalizada por Cu(II) del ácido ascórbico de manera dependiente de la dosis, lo que sugiere que el agua reducida puede eliminar no solo O2.- y h3O2, sino también 1O2 y .OH.
Electroquímica ambiental del agua
Efectos del agua alcalina ionizada en la formación y mantenimiento de los tejidos óseos
por Rei Takahashi Zhenhua Zhang Yoshinori Itokawa
(Escuela de Postgrado de Medicina de la Universidad de Kyoto, Depto. de Patología y Biología Tumoral, Universidad Prefectural de Fukui)
Se examinaron los efectos del agua alcalina ionizada con calcio en la formación y el mantenimiento de los tejidos óseos en ratas. En ausencia de calcio en la dieta, no se observó calcificación aparente, siendo prominente solo la formación de osteoide. Se encontraron diferencias sorprendentes entre los grupos a los que se les administraron dietas con 30% y 60% de calcio. Las ratas criadas con agua ionizada con calcio mostraron la menor alteración osteogenética. Las tibias y los húmeros son más susceptibles a la deficiencia de calcio que los fémures. Estos resultados pueden indicar que el calcio en el agua potable complementa eficazmente la osteogénesis en caso de deficiencia de calcio en la dieta. Se investiga el mecanismo involucrado en la formación de osteoide, como la tasa de absorción de calcio del intestino y los efectos del agua potable alcalina ionizada con calcio en el mantenimiento de la estructura ósea en el proceso de envejecimiento o bajo la condición de deficiencia de calcio.
La osteoporosis, que últimamente ha atraído la atención pública, se define como "condiciones de fragilidad ósea causadas por la reducción de la cantidad de armazones óseos y el deterioro de la microestructura ósea". Se ha considerado que el metabolismo anormal del calcio es uno de los factores que contribuyen a este problema, lo que a su vez es causado por una ingesta insuficiente de calcio, una reducción en la tasa de absorción enteral de calcio y un aumento en la cantidad de calcio en la descarga urinaria. En condiciones normales, los huesos absorben huesos viejos mediante un metabolismo regular a través de la formación de osteoide para mantener su fuerza y función como estructura de soporte. Cada vez está más claro que la remodelación ósea a nivel tisular pasa por el proceso de activación, resorción, reversión, síntesis de la matriz y mineralización.
Otra función importante de los huesos es almacenar minerales, especialmente al coordinarse con los intestinos y los riñones para controlar la concentración de calcio en la sangre. Cuando algo sucede con este metabolismo óseo, resulta en cambios morfológicos anormales. Nuestros análisis se han centrado principalmente en los cambios en la cantidad de huesos para examinar los efectos del agua alcalina ionizada con calcio en el sistema de reacción del metabolismo óseo y su eficiencia. Sin embargo, en esta ocasión, lo estudiamos más a fondo desde el punto de vista de la histología. En otras palabras, realizamos estudios comparativos sobre los cambios morfológicos y cinéticos de la osteogénesis probando agua alcalina ionizada, agua del grifo y solución de lactato en ratas.
Agua reducida para la prevención de enfermedades
Dr. Sanetaka Shirahata
Escuela de Postgrado de Tecnología de Recursos Genéticos, Universidad de Kyushu,
6-10-1 Hakozaki, Higashi-ku, Fukuoka 812-8581, Japón.
Se ha establecido desde hace mucho tiempo que las especies reactivas de oxígeno (ERO) causan muchos tipos de daño a las biomoléculas y las estructuras celulares, lo que, a su vez, resulta en el desarrollo de una variedad de estados patológicos como la diabetes, el cáncer y el envejecimiento. El agua reducida se define como agua antioxidante producida por la reducción del agua. Se ha demostrado que el agua electrolizada reducida (ERW) es agua rica en hidrógeno y puede eliminar las ERO in vitro (Shirahata et al., 1997). La reducción de protones en el agua a hidrógeno activo (hidrógeno atómico, radical hidrógeno) que puede eliminar las ERO es muy fácil de causar por una corriente débil, en comparación con la oxidación del ion hidroxilo a molécula de oxígeno.
La activación del agua por campo magnético, colisión, minerales, etc. también producirá agua reducida que contenga hidrógeno activo y/o molécula de hidrógeno. Varias aguas naturales como el agua de Hita Tenryosui extraída de las profundidades subterráneas de la ciudad de Hita en Japón, el agua de Nordenau en Alemania y el agua de Tlacote en México son conocidas por aliviar diversas enfermedades. Hemos desarrollado un método sensible mediante el cual podemos detectar el hidrógeno activo existente en el agua reducida, y hemos demostrado que no solo la ERW, sino también las aguas naturales reducidas descritas anteriormente, contienen hidrógeno activo y eliminan las ERO en células cultivadas. Se sabe que las ERO causan la reducción de la absorción de glucosa al inhibir la vía de señalización de la insulina en células cultivadas.
El agua reducida eliminó las ERO intracelulares y estimuló la absorción de glucosa en presencia o ausencia de insulina tanto en células musculares esqueléticas L6 de rata como en adipocitos 3T3/L1 de ratón. Esta actividad similar a la insulina del agua reducida fue inhibida por la wortmannina, un inhibidor específico de la PI-3 quinasa, una molécula clave en las vías de señalización de la insulina. El agua reducida protegió a las células sensibles a la insulina de la toxicidad del azúcar y mejoró la tolerancia dañada al azúcar de los ratones modelo de diabetes tipo 2, lo que sugiere que el agua reducida puede mejorar la diabetes mellitus independiente de la insulina.
Las células cancerosas generalmente están expuestas a un alto estrés oxidativo. El agua reducida causa fenotipos tumorales alterados de células cancerosas humanas, como una tasa de crecimiento reducida, cambios morfológicos, capacidad reducida de formación de colonias en agar blando, acortamiento de telómeros dependiente del número de pasajes, capacidades reducidas de unión de proteínas de unión a telómeros y metástasis suprimida. El agua reducida suprimió el crecimiento de células cancerosas trasplantadas en ratones, lo que demuestra sus efectos anticancerígenos in vivo. El agua reducida será aplicable no solo en medicina, sino también en las industrias alimentaria, agrícola y manufacturera.
Productos farmacéuticos en nuestro suministro de agua
Desarrollados para promover la salud y el bienestar humanos, ciertos productos farmacéuticos están atrayendo ahora la atención como una clase potencialmente nueva de contaminantes del agua. Dichos medicamentos como antibióticos, antidepresivos, píldoras anticonceptivas, medicamentos para convulsiones, tratamientos contra el cáncer, analgésicos, tranquilizantes y compuestos para reducir el colesterol se han detectado en diversas fuentes de agua. ¿De dónde vienen? Las industrias farmacéuticas, los hospitales y otras instalaciones médicas son fuentes obvias, pero los hogares también contribuyen con una parte significativa. La gente a menudo desecha los medicamentos no utilizados tirándolos por el inodoro, y los excrementos humanos pueden contener varios medicamentos incompletamente metabolizados. Estos medicamentos pueden pasar intactos a través de las instalaciones de tratamiento de aguas residuales convencionales, a las vías fluviales, lagos e incluso acuíferos. Además, los productos farmacéuticos desechados a menudo terminan en vertederos y rellenos sanitarios, lo que representa una amenaza para las aguas subterráneas subyacentes.
Los animales de granja también son una fuente de productos farmacéuticos que ingresan al medio ambiente, a través de la ingestión de hormonas, antibióticos y medicamentos veterinarios. (Alrededor del 40 por ciento de los antibióticos producidos en EE. UU. se administran al ganado como promotores del crecimiento). El estiércol que contiene trazas de tales productos farmacéuticos se esparce en la tierra y luego puede arrastrarse hacia el agua superficial e incluso filtrarse en el agua subterránea. Junto con los productos farmacéuticos, los productos de cuidado personal también están apareciendo en el agua. Generalmente, estos químicos son los ingredientes activos o conservantes en cosméticos, artículos de tocador o fragancias. Por ejemplo, los nitro-almizcles, utilizados como fragancia en muchos cosméticos, detergentes, artículos de tocador y otros productos de cuidado personal, han generado preocupación debido a su persistencia y posibles impactos ambientales adversos. Algunos países han tomado medidas para prohibir los nitro-almizcles.
Además, se han detectado agentes de protección solar en lagos y peces. Los investigadores Christian G. Daughton y Thomas A. Ternes informaron en la edición de diciembre de Environmental Health Perspectives que la cantidad de productos farmacéuticos y de cuidado personal que ingresan al medio ambiente anualmente es aproximadamente igual a la cantidad de pesticidas utilizados cada año. La preocupación por los impactos de estos químicos en la calidad del agua cobró importancia por primera vez en Europa, donde durante más de una década los científicos han estado examinando lagos, arroyos y aguas subterráneas en busca de contaminación farmacéutica. Funcionarios y científicos estadounidenses están tomando nota, con dos organizaciones profesionales estadounidenses recientes, la Asociación Nacional de Aguas Subterráneas y la Sociedad Química Estadounidense, abordando el tema en sus reuniones anuales este verano.
El problema surgió en Europa hace unos diez años, cuando científicos ambientales alemanes encontraron ácido clofíbrico, un medicamento para reducir el colesterol, en las aguas subterráneas debajo de una planta de tratamiento de agua alemana. Posteriormente encontraron ácido clofíbrico en todas las aguas locales, y una búsqueda adicional encontró fenazona y fenofibrato, medicamentos utilizados para regular las concentraciones de lípidos en la sangre, y analgésicos como ibuprofeno y diclofenaco en las aguas subterráneas debajo de una planta de tratamiento de aguas residuales. Mientras tanto, otros investigadores europeos descubrieron medicamentos de quimioterapia, antibióticos y hormonas en fuentes de agua potable. En los Estados Unidos, el problema podría haber atraído una atención más temprana si los funcionarios hubieran seguido las observaciones hechas hace 20 años. En ese momento, científicos de la EPA encontraron que el lodo de una planta de tratamiento de aguas residuales de EE. UU. contenía aspirina, cafeína y nicotina excretadas.
En ese momento, no se le dio importancia a los hallazgos. En Phoenix, en esta misma época, ocurrió otro evento que también podría haber alertado a los funcionarios de que los productos farmacéuticos podrían representar una amenaza para la calidad del agua. Herman Bouwer, del Servicio de Investigación Agrícola de EE. UU. en Phoenix, recuerda que se encontró ácido clofíbrico en las aguas subterráneas debajo de las cuencas de infiltración que recargaban artificialmente las aguas subterráneas con efluentes de alcantarillado. Bouwer dice que se debería haber prestado más atención al hallazgo; si el ácido clofíbrico podía pasar por una planta de tratamiento de aguas residuales y filtrarse en las aguas subterráneas, también podrían hacerlo muchos otros medicamentos. Sin embargo, los europeos tomaron la delantera en la investigación del tema. A mediados de la década de 1990, Thomas A. Ternes, químico en Wiesbaden, Alemania, investigó qué sucede con los medicamentos recetados después de ser excretados.
Ternes sabía que se recetaban muchos de esos fármacos y que poco se sabía sobre los efectos ambientales de estos compuestos después de su excreción. Investigó la presencia de fármacos en aguas residuales, aguas tratadas y ríos, y sus hallazgos lo sorprendieron. Esperando identificar algunos compuestos medicinales, en cambio encontró 30 de los 60 fármacos comunes que examinó. Entre los fármacos que identificó se encontraban los reductores de lípidos, los antibióticos, los analgésicos, los antisépticos, los betabloqueantes, los residuos de fármacos para controlar la epilepsia, así como los fármacos que sirven como agentes de contraste para las radiografías de diagnóstico. Los resultados de investigaciones recientes en Norteamérica también indican el motivo de preocupación. En la conferencia de junio de la Asociación Nacional de Aguas Subterráneas, Glen R. Boyd, ingeniero civil de la Universidad de Tulane, informó haber detectado fármacos en el río Misisipi, el lago Pontchartrain y en el agua del grifo de Tulane.
Boyd y su equipo encontraron en las aguas analizadas bajos niveles de ácido clofíbrico, el analgésico naproxeno y la hormona estrona. Las muestras de agua del grifo de Tulane mostraron estrona con un promedio de 45 partes por billón y un máximo de 80 partes por billón. En la reciente conferencia de la Sociedad Química Americana, Chris Metcalfe de la Universidad de Trent en Ontario informó haber encontrado una gran variedad de fármacos saliendo de las plantas de tratamiento de aguas residuales canadienses, a veces en niveles más altos de lo que se informa en Alemania. Dichos fármacos incluían agentes anticancerígenos, fármacos psiquiátricos y compuestos antiinflamatorios. Las plantas de tratamiento de Norteamérica pueden mostrar niveles más altos de productos farmacéuticos porque a menudo carecen de la sofisticación tecnológica de las instalaciones alemanas. El U.S.G.S. está realizando actualmente la primera evaluación a nivel nacional de contaminantes emergentes encontrados en arroyos seleccionados, incluida la aparición de productos farmacéuticos humanos y veterinarios, hormonas sexuales y esteroideas y otros fármacos como antidepresivos y antiácidos.
Se identificaron cien sitios de arroyos, que representan una amplia variedad de entornos geográficos e hidrogeológicos. Cuatro de estos sitios están en Arizona: el río Santa Cruz en Cortaro Road; el río Santa Cruz cerca de Río Rico; el río Salado debajo de la planta de tratamiento de aguas residuales de la Avenida 91; y el río Gila por encima de las desviaciones en la presa Gillespie. Se eligieron sitios de arroyos que se esperaba que fueran altamente susceptibles a la contaminación por los compuestos objetivo. La prueba de los sitios proporcionará una indicación inicial del potencial de estos compuestos para ingresar al medio ambiente, así como una oportunidad para desarrollar métodos de laboratorio adecuados para medir compuestos en muestras ambientales a niveles muy bajos (sub-ppb). Los contaminantes detectados incluyen cafeína, que fue el contaminante de mayor volumen, codeína, agentes reductores del colesterol, antidepresivos y Premarin, un fármaco de reemplazo de estrógenos tomado por unos 9 millones de mujeres.
Además, se encontraron agentes de quimioterapia río abajo de los hospitales que tratan a pacientes con cáncer. Se espera que los resultados finales del estudio se publiquen en otoño. ¿Qué riesgo representa la exposición crónica a concentraciones traza de productos farmacéuticos para los humanos o la vida silvestre? Algunos científicos creen que los productos farmacéuticos no representan problemas para los humanos ya que se encuentran en bajas concentraciones en el agua. Otros científicos dicen que los efectos a largo plazo y sinérgicos de los productos farmacéuticos y químicos similares en los humanos no se conocen y aconsejan precaución. Les preocupa que muchos de estos fármacos tengan el potencial de interferir con la producción de hormonas. Los químicos con este efecto se llaman disruptores endocrinos y están atrayendo la atención de los expertos en calidad del agua.
Para algunos científicos, la liberación de antibióticos en las vías fluviales es particularmente preocupante. Temen que la liberación pueda provocar que las bacterias causantes de enfermedades se vuelvan inmunes al tratamiento y que se desarrollen enfermedades resistentes a los medicamentos. Los científicos generalmente están de acuerdo en que la vida acuática es la que corre mayor riesgo, ya que su ciclo de vida, desde el nacimiento hasta la muerte, ocurre dentro de aguas potencialmente contaminadas con medicamentos. Por ejemplo, los antidepresivos han sido culpados de alterar los niveles de esperma y los patrones de desove en la vida marina. La mayoría de los estudios sobre productos farmacéuticos y químicos farmacéuticamente activos en el agua se han centrado principalmente en animales acuáticos. Por ejemplo, una investigación británica reciente sugiere que el estrógeno, la hormona sexual femenina, es el principal responsable de la deformación de los sistemas reproductivos de los peces, señalando que el plasma sanguíneo de las truchas macho que viven debajo de las plantas de tratamiento de aguas residuales tenía la proteína del huevo femenino vitelogenina.
Este hallazgo parece ser consistente con lo que los investigadores estadounidenses sospechan que ha ocurrido río abajo de las plantas de tratamiento en Las Vegas y Minneapolis. Las carpas en estas áreas muestran los mismos efectos que los peces británicos. Algunos científicos creen que las regiones áridas del Oeste son especialmente vulnerables a los efectos de los efluentes contaminados con drogas. Es más probable que estas áreas tengan arroyos que dependen casi por completo de los efluentes para su caudal, especialmente durante los meses secos. Además, los efluentes se utilizan ampliamente en el riego e incluso para recargar acuíferos de agua potable. Además, las áreas del Oeste han atraído a un gran número de jubilados que probablemente utilizan más productos farmacéuticos que otros segmentos de la población; por lo tanto, hay más productos farmacéuticos en las aguas residuales.
