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INTRODUCCIÓN
El agua es el principal nutriente de la dieta humana y el mantenimiento de su equilibrio es decisivo en el rendimiento de cualquier tipo de actividad; las pérdidas de agua deben ser compensadas con un aporte adecuado1,2,3.
La energía producida por la contracción muscular se libera en forma de calor que debe eliminarse rápidamente1. El mecanismo corporal para regular la temperatura es la sudoración, pero produce la pérdida de líquidos y minerales que deben reponerse para recuperar la homeostasis2,3. El volumen de sudor variará según las condiciones ambientales, tipo e intensidad de actividad física.
Son numerosos los estudios relacionados con los efectos de la deshidratación en el deporte, pero su influencia no ha sido tratada con la misma profundidad en el caso del personal militar o aquéllos que llevan a cabo tareas de rescate, seguridad o salvamento, cuya actividad se realiza con el empleo de indumentarias especiales (cascos, chalecos anti-fragmento, trajes que les protegen del fuego, máscaras, etc.) y/o que pueden estar sometidos a elevadas temperaturas.
Los deportistas y profesionales (militares, bomberos, etc.) sometidos a condiciones desfavorables del entorno (indumentarias incómodas, pesadas o que reducen la transpiración, trabajo en entornos muy calurosos, acarreo de equipo personal, etc…) pueden exponerse fácilmente a procesos de deshidratación7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20.
Se han descrito diversos síntomas ligados al proceso de deshidratación (Tabla 1). Entre los efectos de la deshidratación también deben destacarse los relacionados con afectación de las facultades cognitivas e intelectivas del sujeto, que pueden incidir en la utilización de armamento y equipos, conducción de vehículos, naves y aeronaves, estados de vigilancia, atención y alerta o toma de decisiones16,17.
Los efectos más estudiados de la deshidratación se relacionan con el denominado golpe de calor; donde la rehidratación con soluciones de agua y sodio (Na), resulta más eficaz que el empleo único de agua. El temor a la producción del golpe de calor, puede conducir al consumo de elevadas cantidades de agua, dando lugar a hiponatremia con cuadros severos de edema cerebral y muerte18.
Se han estudiado los beneficios de las proteínas, como las obtenidas del suero de leche, en la rehidratación y recuperación muscular tras el ejercicio físico, aunque todavía no está muy definido el impacto positivo de este nutriente. Respecto a la incorporación de vitaminas en bebidas para no existen datos concluyentes sobre sus ventajas relacionadas con el rendimiento deportivo o en actividades que requieran esfuerzos prolongados, su presencia puede ayudar a reducir el estrés en situaciones de metabolismo oxidativo elevado y juegan un importante papel a la hora de resultar atractivos al consumidor20,21.
Bebidas con aportes calóricos superiores a 350 Kcal/litro y otros factores pueden retrasar el vaciamiento gástrico22 (Tabla 2), determinando la eficacia hidratante de las bebidas.
Numerosos autores coinciden en la necesidad de añadir al consumo de agua determinadas cantidades de hidratos de carbono de alta disponibilidad (dextrosa, sacarosa, fructosa) y electrolitos que aporten Na y potasio (K) y también magnesio (Mg) debido a su influencia en la contracción muscular23,24,25,26,27,28.
El estado fisiológico definido como “estrés por deshidratación o estrés hídrico”, es consecuencia de la conjunción de una actividad física intensa, prolongada, con sudoración importante y circunstancias que dificulten la rehidratación. Provoca una situación semejante al sobreesfuerzo muscular con roturas masivas de fibras musculares esqueléticas y alteraciones del filtrado glomerular (rabdomiolisis), impide el normal ejercicio de la actividad realizada, con la aparición de errores o fallos en su ejecución y la inadaptación del organismo a los procesos de entrenamiento. Esta situación debe ser evitada debido a los riesgos que supone29,30,31.32,33,34,35,36,37,38,39,40,41.
Para paliar los efectos negativos de la deshidratación, han surgido numerosas bebidas que cuentan en su composición con hidratos de carbono, electrolitos, minerales y saborizantes33,34. Los electrolitos sodio, cloro y potasio ayudan a mejorar el sabor y favorecen la hidratación pues contribuyen a la retención de líquidos35,36. La regulación de estas bebidas está definida por el Reglamento (CE) Nº 1169/201137, sobre la información alimentaria facilitada al consumidor, el Reglamento (CE) N.º 1924/200638, relativo a las declaraciones nutricionales y de propiedades saludables en los alimentos y el Reglamento (UE) N.º 432/2012 de la Comisión de 16 de mayo de 201239 por el que se establece una lista de declaraciones autorizadas de propiedades saludables de los alimentos40.
La utilización de bebidas hidratantes como las disponibles actualmente en el mercado, para su empleo por los colectivos especiales descritos pueden presentar ciertos inconvenientes como su elevado volumen y peso con una influencia negativa en su logística, así como una reducida versatilidad, ya que no permiten modificar la concentración de la solución empleada.
OBJETIVOS
Formular un prototipo de mezcla pulverulenta, envasada en sobres estancos para su reconstitución con agua que contenga electrolitos, carbohidratos y otros posibles nutrientes (proteínas). La composición de la fórmula estará basada en una revisión bibliográfica y de productos del mercado.
Se evaluará el comportamiento farmacotécnico de las formulaciones y se propondrán acciones de mejora a partir de los resultados obtenidos.
MATERIAL Y MÉTODOS
Se ha empleado los siguientes compuestos químicos: Cloruro sódico (ClNa) Calidad farmacéutica. Solvay. Cloruro potásico (ClK) Calidad farmacéutica. Solvay. Hidrato de Carbono (Dextrosa-CelutabR/EmdexR- o Sacarosa-calidad alimentaria). Esencia.
Se han utilizado estos equipos: Mezcladora Glatt bicónica, de 14 litros. Equipo para medición densidad aparente y golpeada Erweka s/rfa. Equipo automático para medición de velocidad de flujo y ángulo de reposo Pharmatest Type PTG.
La metodología seguida ha sido la siguiente:
Desarrollo de diversas formulaciones variando sus componentes y proporción basado en los siguientes criterios: Aporte de hidratos de carbono (HC) alto índice glucémico (glucosa, sacarosa, maltrodextrinas)41,42. Reposición de electrolitos: Na, entre 20 y 50 mEq (450 - 1.150 mg) por litro y K (2-6 mmol/L)41. Aporte energético: entre 80 kcal/L y 350 kcal/L. Incorporación de proteínas (PRO) en proporción 1:4 PRO: HC53.
Valoración de parámetros relacionados con la fluidez de las mezclas obtenidas: Angulo de reposo (º), Índice CARR (%) [reducción porcentual de la densidad de un material pulverulento después de golpear un volumen determinado 50 veces] y Velocidad de Flujo (s).
Comparación con otras bebidas del mercado.
RESULTADOS
Se diseñan prototipos de bebida (Tabla 3), las formulaciones “R” se aplican como prototipo para actividades de elevada intensidad y/o duración relacionadas con situaciones de estrés por deshidratación. En Tabla 4 se incluye la adición de proteína.
Tabla 3 Formulación de componentes.
| COMPONENTE | Dextrosa | R-dextrosa | Sacarosa | R-sacarosa |
|---|---|---|---|---|
| Na (ClNa) | 1.117 mg (20 mEq de Na) | 2.800 mg (50 mEq de Na) | 1.117 mg (20 mEq de Na) | 2.800 mg (50 mEq de Na) |
| K (ClK) | 151 mg (2 mEq de K) | 378 mg (5 mEq de K) | 151 mg (2 mEq de K) | 378 mg (5 mEq de K) |
| Cl (ClNa+ClK) | 21,6 mEq de Cl | 55,1 mEq de Cl | 21,6 mEq de Cl | 55,1 mEq de Cl |
| Hidrato de Carbono (Dextrosa o Sacarosa) | 60.000 mg | 80.000 mg | 60.000 mg | 80.000 mg |
| Esencia | Csp. | Csp. | Csp. | Csp. |
El ajuste de la carga calórica (Máximo 350 Kcal), que evite enlentecimiento del vaciamiento gástrico, se recoge en Tabla 5.
La fluidez de las mezclas se evalúa mediante medición de ángulo de reposo de la mezcla, velocidad de flujo e Índice de Carr. Los resultados obtenidos se recogen en la Tabla 6 y Figura 1.
Los resultados de la Tabla 7 permiten comparar la composición de la BEBIDA HIDRATANTE, BEBIDA HIDRATANTE-PRO y varias bebidas isotónicas de amplio uso, atendiendo a los parámetros del etiquetado52.
DISCUSIÓN
Los resultados recogidos permiten establecer una composición de referencia (Tabla 5), para una bebida hidratante aplicable a ciertas situaciones en las que pueden provocarse fenómenos de estrés hídrico. Esta composición se fundamenta en las demandas de nutrientes y agua establecidas para determinadas situaciones de deshidratación, relacionadas con ejercicios intensos y/o de larga duración, consensuadas por la comunidad científica, teniendo como objetivo evitar la producción del estado fisiológico conocido como estrés hídrico. Así mismo, se han tenido en cuenta diversas propiedades galénicas de las mezclas que faciliten su envasado industrial en sobres, para posterior reconstitución del contenido. Los valores de estos parámetros se recogen en la Tabla 6.
Todas las formulaciones realizadas resultan aptas para su ensobrado, aunque las preparadas con dextrosa granulada presentan una capacidad de deslizamiento superior (p<0,05), lo que supone mejores características para su desarrollo y envasado a nivel industrial (Tabla 6 y Figura 1).
En el estudio comparativo entre diversas bebidas (Tabla 7), destacamos una menor concentración de Na en Aquarius©, Gatorade© y Powerade©, frente a BEBIDA HIDRATANTE e BEBIDA HIDRATANTE-PRO (20 - 50 mEq de Na (450 - 1.150 mg) por litro.), cuyos valores están en consonancia con las recomendaciones de diversos grupos de investigación53,54. Consideramos esta particularidad como un hecho diferenciador importante de la bebida formulada respecto a las bebidas estudiadas. También destacamos la presencia de Magnesio (Mg) en cuatro de ellas; su inclusión mejorará la bebida diseñada.
Tanto BEBIDA HIDRATANTE como BEBIDA HIDRATANTE-PRO incluyen 2 - 5 mEq de potasio (80 - 200 mg) por litro, valores recomendados por la comunidad científica, a pesar de no existir unanimidad en la influencia decisiva del potasio en los procesos de rehidratación.
Ante la posibilidad de incorporar proteínas a la mezcla, se establece una nueva fórmula Tabla 4, siguiendo las indicaciones mayoritarias de la comunidad científica, con una proporción de proteínas de suero de leche en su composición (1:4 PRO: HC). El aporte calórico de esta formulación resulta elevado (400 Kcal) y puede dar lugar a retraso en el vaciamiento gástrico, con los consiguientes inconvenientes derivados de una reducida disponibilidad de agua consecuencia de este enlentecimiento en el vaciado. Con el fin de evitar los inconvenientes reseñados se efectúa un ajuste de la formulación, mediante la reducción de la cantidad de Hidratos de Carbono presentes, manteniendo la proporción 1:4 PRO: HC. Se consigue con ello dos formulaciones tipo con 280 y 340 Kcal respectivamente.
El ajuste calórico para evitar el enlentecimiento del vaciamiento gástrico resulta también de interés por la influencia adversa que sobre esta característica producen una elevada presencia de electrolitos y la intensidad del ejercicio llevado a cabo (Tabla 1). Factores derivados tanto de la formulación del preparado (alta concentración de Na) como de los ejercicios de elevada intensidad que forman parte de la actividad de los colectivos estudiados.
CONCLUSIONES
La composición de la bebida diseñada trata de evitar la generación de un estado de estrés hídrico.
Se han confeccionado varias formulaciones basadas en la siguiente composición: 1.150 mg de sodio, 200 mg de potasio y 70 g de hidratos de carbono de fácil absorción por litro de solución.
Se considera un prototipo alternativo de formulación con una proporción Proteína, Hidrato de Carbono de 1:4, que deberá ser evaluado. Se propone el uso de proteínas de suero de leche.
La incorporación de Magnesio influirá positivamente sobre la contractilidad muscular en periodos de ejercicio intenso y prolongado.
El uso de dextrosa granulada, como fuente de hidratos de carbono, mejora la capacidad de deslizamiento y fluidez de las mezclas favoreciendo su envasado industrial.
El prototipo de la formulación propuesta puede constituir el inicio de una línea de investigación para la obtención de preparados de fácil preparación y utilización, especialmente destinados a colectivos que lleven a cabo actividades en condiciones extremas y requieran una rehidratación en un corto periodo de tiempo.
