Concentraciones de calcio, magnesio, sodio y potasio en leche materna y fórmulas de inicio

E.M. Rodríguez Rodríguez, M. Sanz Alaejos y C. Díaz Romero

Departamento de Química Analítica, Nutrición y Bromatología. Universidad de La Laguna, La Laguna,Tenerife, España

RESUMEN.

    Se han determinado las concentraciones de calcio, magnesio, sodio y potasio en 55 leches de madres canarias y en 5 marcas de fórmulas infantiles en polvo. Los datos obtenidos estaban dentro de los intervalos normales de cada tipo de leche. Las concentraciones medias de Ca, Mg, Na y K de las fórmulas infantiles fueron mayores que las de las leches maternas. Se han detectado diferencias significativas entre las concentraciones medias de Ca, Mg y Na en las distintas muestras de leche materna. Sólo la ingesta de Ca, de niños alimentados con leche materna, fue inferior a lo recomendado por el Food and Nutrition Board. ⁽¹⁾ Sin embargo, los niños alimentados con fórmula comercial consumieron cantidades adecuadas de todos los metales estudiados. Se ha observado una disminución progresiva de las concentraciones de Na, K y Ca a lo largo del período de lactación. La edad materna, número y sexo de los hijos previos no afectaron significativamente a la concentración de los metales.

Palabras clave: Metales, leche materna, fórmulas de inicio.

SUMMARY.

    Concentrations of calcium, magnesium, sodium and potassium in human milk and infant formulas. Concentrations of calcium, magnesium, sodium and potassium were determined in 55 samples of mature human milk from Canary women and 5 samples of powdered infant formula. According to the literature our data fell within the normal intervals described for each kind of milk. The mean concentration of Ca, Mg, Na y K of powdered infant formula was higher than those concentrations found in the human milks. Significant differences among the concentrations of Ca, Mg and Na for the milks of the considered mothers were observed. Only the Ca intakes for infants fed with human milk were lower than those requirements recommended by the Food and Nutrition Board (1989). However, the infants fed with powdered infant formula had an adequate intake of all the studied metals. A progressive decrease of the Na, K and Ca concentrations with the lactation stage was observed. Maternal age, parity and sex of the newborns did not affect the metal concentrations significantly.

Key words: Metals, human milk, powdered infant formula.

Recibido: 27-02-2002 Aceptado: 14-08-2002

INTRODUCCION

    La leche materna y las fórmulas lácteas de inicio tienen gran importancia en nutrición infantil ya que son la única fuente de alimento para la mayoría de niños durante los primeros meses de vida. Hay un interés creciente por el estudio de los minerales en la nutrición humana, particularmente de niños. Así, es esencial determinar los contenidos de minerales en leche materna y en fórmulas infantiles, para que sabiendo la cantidad de leche ingerida poder determinar las ingestas de los elementos esenciales. También, es interesante considerar su diferente biodisponibilidad tanto en la leche materna como en las fórmulas comerciales, las cuales están basadas generalmente en leche de vaca modificada para asemejarse en la medida de lo posible a la leche humana. ^(2-4)

    Los minerales presentes en la leche se clasifican en macro-y micro-elementos. Entre los macroelementos se incluyen Na, K, Cl, Ca, Mg y P. El Ca es esencial para la construcción del esqueleto, por lo que tiene gran importancia durante toda la infancia y la adolescencia. También, muchos científicos parecen coincidir en que una ingesta adecuada de Ca durante las primeras etapas de vida es decisivo en la prevención de la osteoporosis. ⁽⁵⁾ Los cationes electrolíticos (Na y K) constituyen la bomba de Na-K en la membrana celular, la cual juega un papel importante en el metabolismo. También se ha sugerido que la ingesta precoz elevada de Na predispone a padecer hipertensión. ⁽⁶⁾ Por ello, la determinación de las concentraciones de Na y K en la leche materna y en las fórmulas infantiles es de gran interés médico.

    Tanto en la leche materna como en las fórmulas lácteas, el Na y el K están en la fracción acuosa. Sin embargo, la presencia de Ca y Mg en la leche materna difiere de la fórmula infantil, no sólo en las cantidades, sino también en las especies químicas constituyentes. Esto se debe a diferencias en la fracción proteica de la leche humana y la de vaca. Así, el Ca y el Mg de las leches infantiles se asocian principalmente a la caseína. ⁽⁷⁾ Sin embargo, en la leche humana una proporción relativamente elevada de Ca (» 16%) está formando parte de la fracción lipídica. En la fracción acuosa, la mayoría del Ca y el Mg están asociados con las proteínas del suero o con compuestos de bajo peso molecular. En la leche de humana hay poco Ca ligado a la caseína. ^(8-9) Estas diferencias en la estructura química de las especies constituyentes del contenido en Ca de las leches explican la elevada biodisponibilidad del Ca de la leche humana. Poiffait y Adrian ⁽³⁾ indican que el Ca de la leche humana es más biodisponible que el de la leche de vaca, debido probablemente al mayor contenido de Ca libre. Sin embargo, Shen et al. ⁽¹⁰⁾ encuentran que la biodisponibilidad del Ca no varía significativamente entre la leche de vaca, la humana y la de cabra, y que se encuentra entre 18% y 23%.

    En este trabajo, se determinan las concentraciones de Ca, Mg, Na y K en leche de madres canarias y en fórmulas infantiles. Se comparan las ingestas de los lactantes alimentados con leche materna y con las fórmulas infantiles. También se estudian las posibles influencias del estado de lactación, la estación del año, y las propias diferencias entre las madres sobre las concentraciones de estos metales en la leche.

MATERIAL Y METODOS

Aparatos

    Espectrofotómetro de absorción atómica Varian Spectra AA-10 Plus equipado con lámpara con sistema de corrección de fondo de D₂. El Ca y el Mg se determinaron por espectrofotometría de absorción atómica, utilizando una llama de acetileno-óxido nitroso y de aire-acetileno para Ca y Mg, respectivamente. El Na y el K se determinaron por espectrometría de emisión utilizando una llama de aire-acetileno. Las condiciones de trabajo fueron las adecuadas para cada técnica y cada elemento.

Reactivos y disoluciones

    Las disoluciones standard de Ca, Mg, Na y K (g/l) fueron suministradas por Panreac (Pro AAS). Los estándares de trabajo se prepararon por dilución de estas disoluciones con agua milli-Q (Milipore-Super-Q system). Los ácidos nítrico y perclórico fueron de calidad analítica. Todo el material de laboratorio se lavó con ácido nítrico al 10% y luego se enjuagó repetidas veces con agua milli-Q.

Muestras de leche

    Leche materna: Se recogieron muestras de leche de 11 madres sanas voluntarias (21-35 años de edad) residentes en Tenerife, durante el intervalo 1994-1996. Las muestras se recogieron a lo largo de un período de 2 semanas a 5 meses post partum (leche madura) cada 15 días si era posible. Cada muestra incluye una mezcla de las fracciones inicial y final de varias tomas representativas del día.

    Fórmula infantil en polvo: Se adquirieron tres muestras de 5 marcas diferentes de fórmulas infantiles en polvo para niños menores de seis meses, comercializadas en España, en supermercados en Tenerife. Los procedimientos de muestreo y almacenaje están descritos en un trabajo previo. ⁽¹¹⁾

Preparación de la muestra

    Tres ml de leche (o 0,39 g de fórmula infantil en polvo) y 10 ml de la mezcla ácida HNO₃:HClO₄ (9:1) se dispusieron en un vaso de precipitados tapado y se dejaron reposar toda la noche. A la mañana siguiente, se calentó lentamente esta mezcla ácida en una placa calefactora a 160-170° C hasta aparición de humos de HClO₄. Esta disolución se transfirió cuantitativamente a un matraz aforado y se aforó a 10 ml con agua milli-Q. Después esta disolución se diluyó diez veces con cloruro de lantano para obtener una concentración final de 10 g/l en lantano, con objeto de eliminar la interferencia causada por la ionización en la llama.

    La exactitud se comprobó analizando un suero de referencia certificado (Seronorm^TM Trace Elements Serum; SERO AS N-1375 Billingstad, Norway) que indicaba valores recomendados de 3200, 158, 89 y 20,0 mg/l para Na, K, Ca y Mg, respectivamente. Las recuperaciones obtenidas en nueve ensayos fueron 98,6±3,25% para Na, 100,7±3,05% para K, 99,7±3,9% para Ca, y 99.2±3.3% para Mg. La precisión se determinó analizando una mezcla de nueve muestras iguales de suero obteniendo coeficientes de variación de 4,1%, 3,1%, 3,9 y 33% (dentro de un día) para Na, K, Ca y Mg respectivamente.

Estudio estadístico

    Todos los análisis estadísticos han sido realizados usando el programa estadístico SPSS (Statistical Package for the Social Sciences) para Windows 10.0. Se aplicó el Test de Kolmogorov-Smirnov para evaluar si las variables tenían una distribución normal. A continuación se aplicó un análisis de varianza (ANOVA) a todas las variables cuantitativas estudiadas para comparar los valores medios obtenidos, considerando que existen diferencias significativas entre los valores medios cuando la comparación estadística daba valores de p<0,05.

RESULTADOS Y DISCUSION

    Las concentraciones medias de Ca, Mg, Na y K en leche materna y fórmula infantil de inicio para todas las muestras y de cada madre se recogen en la Tabla 1. Se detectan diferencias significativas (P<0.05) entre las concentraciones medias de Ca, Mg y Na para las muestras dadas por las 11 madres consideradas, lo cual está de acuerdo con Anderson ⁽⁵⁾ y Arnaud et al. ⁽¹²⁾ Sin embargo, no se encuentran diferencias significativas para el K.

TABLA 1

Concentraciones medias y desviaciones estándar de Na, Mg, Na y Mg

Leche	Edad	N	Na (mg/l)	K (mg/l)	Ca (mg/l)	Mg (mg/l)
A) Materna
1	29	2	92,65±5,02	503,9±21,7	372,6±59,0	39,65±0,35
2	21	2	292,9±111	682,3±16,9	315,0±2,0	35,40±3,25
3	33	11	109,4±27,7	647,7±73,2	317,2±37,8	49,78±6,06
4	31	8	130,5±21,8	645,5±115	291,0±21,8	48,69±2,67
5	32	8	116,5±37,7	570,0±151	312,2±42,3	34,48±9,70
6	35	7	135,5±60,8	641,0±146,9	320,5±38,5	37,80±7,70
7	26	6	147,4±71,2	524,3±106	308,8±28,8	31,58±6,22
8	28	5	277,7±44,7	550,0±65,1	372,2±28,8	37,62±3,81
9	30	2	198,6±37,5	578,0±39,7	220,1±10,2	21,95±2,05
10	32	3	412,4±66,8	555,1±183	242,4±67,1	40,03±12,6
11	27	1	338,8	756,7	414,2	42,80
Total		55	162,8±90,1 (49-906)	602,7±118,5 (323-864)	313,3±52,9 (196-414)	40,11±9,75 (21-60)
B) Fórmula infantil en polvo
1		1	274,1	777,2	735	36,3
2		1	296,3	866,3	789	71,8
3		1	153,7	741,5	524	12,1
4		1	213,0	663,1	848	51,9
5		1	178,7	787,9	445	33,7
Total		5	223,2±60,9 (153-296)	767,2±73,9 (663-866)	668,3±205,4 (445-848)	41,2±22,3 (2-72 )

Entre paréntesis, mínimo-máximo.

    Las diferencias individuales en la concentración de Ca, Mg y K en la leche humana no pueden explicarse como consecuencia de las diferencias en la ingesta materna. Se ha indicado que las ingestas de Na y Mg de la madre no afectan a la concentración de Na ^(13-15) y de Mg ^(16-18) en la leche. Análogamente, la concentración de Ca en la leche materna no depende de la ingesta de Ca en madres bien nutridas. ^(18-23) Así, los hijos de madres de Nepal, con ingestas insuficientes de Ca (» 40% de las recomendaciones dietéticas) ⁽¹⁾ tuvieron un crecimiento normal. La resorción ósea se produce en las madres para mantener la concentración láctea de Ca. ⁽²²⁾ Por el contrario, Greer et al. ⁽¹⁶⁾ encontraron una correlación positiva entre la ingesta materna de Ca y la concentración de Ca en la leche. La leche de madres africanas contiene concentraciones menores de Ca que las del Reino Unido, estas últimas con ingestas superiores de este elemento. ^(24,25) Por todo esto, deben existir otros factores no identificados que causan diferencias importantes entre la leche materna de distintas madres. ^(24-26)

    Comparando estadísticamente los valores de leche materna con los de las fórmulas infantiles en polvo, se observa que las concentraciones medias de Ca y K en las fórmulas son significativamente (p<0.05) mayores que las encontradas en la leche materna, lo cual es la consecuencia obvia de las mayores concentraciones de Ca y K en las leches de vaca empleadas en la elaboración de las fórmulas infantiles. También las concentraciones de Mg y Na en las fórmulas infantiles son mayores que en la leche materna, aunque en este caso las diferencias no son significativas. La concentración menor de Ca en leche humana con respecto a la leche de vaca puede explicar la mayor biodisponibilidad del Fe en la leche humana. ⁽²⁷⁾ Así, el marcado efecto inhibitorio del Ca sobre la absorción del Fe debería tenerse en cuenta al diseñar fórmulas lácteas infantiles para alcanzar un balance óptimo en los contenidos de Ca y Fe. ⁽²⁷⁾

    La mineralización ósea es similar en niños alimentados de modo natural o con fórmulas, como observan Hillman et al. ⁽²⁸⁾ y Mimouni et al. ⁽²⁹⁾ Así, la concentración de Ca en las fórmulas podría reducirse a niveles próximos a los de la leche humana comprobando que la homeostasis y la mineralización ósea sean adecuadas. ⁽³⁰⁾ Sin embargo, deben tener en consideración las posibles diferencias en la biodisponibilidad de las especies químicas de Ca presentes en las fórmulas lácteas con respecto a la leche materna.

    Las ingestas de Ca, Mg, Na y K de los bebés lactantes alimentados con leche materna y con fórmula infantil se calcularon suponiendo una toma de 750 ml de leche al día. Las fórmulas infantiles cubren las recomendaciones propuestas por Food and Nutrition Board ⁽¹⁾ para Ca, Mg, Na y K en niños entre 0 y 6 meses. También la leche materna cubre las ingestas recomendadas para Na, K y Mg. Sin embargo, la ingesta media de los niños canarios criados con leche materna (234 mg Ca/día) es mucho menor que la ingesta recomendada (400 µg Ca/día). ⁽¹⁾

    La Tabla 2 recoge datos sobre las concentraciones de Ca, Mg, Na y K en leche materna y en fórmulas infantiles publicados en otros países. Se observa una gran variación en los datos referidos a las fórmulas infantiles. Esto podría ser debido a procesos de elaboración o a la forma de expresión de los resultados según se considere en peso seco o en leche reconstituida. Las concentraciones de Na determinadas en leche materna en este trabajo son similares a los valores obtenidos en la misma etapa de lactación en otros países ⁽²³⁾ y son menores que los encontrados en USA (34) y Francia. ⁽³⁾ La mayoría de los datos referentes al K en leche materna madura publicados entran en el intervalo 450-550 mg/l. Los resultados obtenidos en este trabajo son similares o ligeramente mayores que los referidos por la mayoría de países (Tabla 2). Por otra parte, las concentraciones de los metales alcalinotérreos son similares o ligeramente superiores (Mg) que la mayoría de los datos encontrados en la literatura.

    No hay acuerdo sobre la evolución de la concentración de Na y K en la leche materna durante la lactación. Así, Keenan et al. ⁽⁴⁰⁾ y Nagra ⁽⁴¹⁾ indican que durante la lactancia normal madura, las concentraciones de Na y K en la leche materna varían poco o no varían con el estado de lactación. En contraste, Dewey y Lönnerdal ⁽³⁴⁾ y Poiffait y Adrian ⁽³⁾ observan una disminución de la concentración de estos metales con el tiempo de lactación. Las concentraciones de Na y K cambian inversamente con el volumen total de leche secretada; así, el bebé criado con leche materna es protegido de cambios en la cantidad de Na aportada que podrían causar hipo- o hipernatremia. ⁽³⁾

    Los cambios en las concentraciones medias y sus desviaciones estándar de Na y K en las muestras de leche materna con el tiempo de lactación se recogen en la Figura 1. Los valores expresados en esta figura representan un promedio de los valores obtenidos para cada uno de los tiempos considerados. Se observa que la concentración media de Na decae significativamente (P<0.05) desde la segunda semana de lactación (281±66 mg Na/l) hasta la semana décima (97±3 mg Na/l). Después, la concentración de Na se mantiene relativamente constante hasta la semana 21, observándose entonces una disminución importante en las semanas siguientes. Con respecto a la concentración de K, no se observan tendencias claras durante el tiempo de lactación, sólo un descenso significativo producido en el primer mes de lactación, coincidiendo con lo observado por Atkinson. ⁽⁴²⁾

    En la Figura 1 también se muestra la evolución de las concentraciones de Ca y Mg en la leche materna con el tiempo de lactación. En el caso del Ca se observan grandes variaciones en su concentración. Así, el contenido disminuye hasta la tercera semana, después de la cuarta semana, la concentración de Ca permanece constante hasta la semana 19 y finalmente vuelve a disminuir significativamente.

FIGURA 1

Cambios en las concentraciones de Na, K, Ca y Mg en la leche humana con el estado de lactación (semanas)

    Nuestros resultados son comparables a los obtenidos por Suzuki et al. ⁽⁴³⁾ Estos autores encuentran una disminución de la concentración de Ca en la leche de transición y posterior recuperación progresiva en la leche madura. Entre los días 150-200, la concentración de Ca disminuye otra vez. Análogamente, Greer et al. ⁽¹⁶⁾ y Karra et al. ⁽¹⁷⁾ observan un incremento desde el primer mes al segundo o tercero, y después, una disminución progresiva. También Karra et al., ^(17,44) Laskey et al., ⁽²⁶⁾ Prentice y Barclay, ⁽²⁵⁾ y Vaughan et al. ⁽¹⁸⁾ señalan que la concentración de Ca en la leche materna disminuye en estados más tardíos de lactación. Por el contrario, Dewey y Lönnerdal, ⁽³⁴⁾ Neville et al. ⁽⁴⁵⁾ y Poiffait y Adrian ⁽³⁾ no encuentran cambios en la concentración de Ca en la leche materna después del segundo mes de lactación. La concentración de Mg en la leche materna aumenta ligeramente después de la segunda semana de lactación hasta la semana décima, permaneciendo después relativamente constante. Resultados análogos fueron obtenidos por Dewey y Lönnerdal ⁽³⁴⁾ y Karra et al., ⁽¹⁷⁾ quienes observan un pequeño aumento en la concentración de Mg en la leche materna entre los meses primero y tercero, y después esta concentración se mantiene casi constante. También, Suzuki et al. ⁽⁴³⁾ señalan una disminución entre las semanas primera y tercera. Pero el aumento observado en la leche materna madura no coincide con los resultados obtenidos por los primeros autores y por nosotros.

    La edad materna, número de embarazos previos y sexo de los hijos no influyen significativamente en las concentraciones de Na, K, Ca y Mg de la leche materna. ^(25-26) Sin embargo, se observa una disminución de los contenidos de Ca y Na con el número de hijos previos. Las madres más jóvenes (<28 años) presentan concentraciones mayores de Na, K y Ca que las de edad superior a 28 años.

CONCLUSIONES

    Las concentraciones medias de Ca y K de las leches en polvo son significativamente mayores que las de las leches maternas. Las concentraciones medias de Mg y Na son ligeramente mayores en las fórmulas infantiles. Se han detectado diferencias significativas entre las concentraciones de Ca, Mg y Na en las muestras de leche materna. Se ha observado una disminución progresiva de las concentraciones de Na, K y Ca a lo largo del período de lactación.

AGRADECIMIENTOS

    Este trabajo se ha financiado en parte con ayuda del Gobierno Autónomo de Canarias (Proyecto de investigación No. 22/95). Elena Mª Rodríguez desea agradecer al Gobierno Autónomo de Canarias la concesión de una beca para realizar la parte experimental de su tesis doctoral. Los autores agradecen a Juan Carlos Guede (Centro de Salud La Vera) por suministrarles las muestras de leche materna.

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