¿Son realmente isotónicas las bebidas isotónicas?
Introducción
Cuando dos disoluciones separadas por una membrana semipermeable (que deja pasar las moléculas de disolvente, pero no las de soluto) tienen la misma concentración efectiva de solutos, se dice que ambas disoluciones son isotónicas entre sí.
Así, la concentración de las disoluciones fisiológicas dentro y fuera de la célula es la misma (son isotónicas). Si no fuera así, dado que la membrana celular es una membrana semipermeable, se generaría una presión sobre la membrana celular. Esta presión que se establece sobre una membrana que separa dos disoluciones de distinta concentración se llama presión osmótica. Como resultado de esta presión osmótica, las moléculas de disolvente (agua) pasarían a través de la membrana desde la disolución más diluida a la más concentrada, hasta que las concentraciones se igualaran.
Generalmente, el término isotónico se aplica a aquellas disoluciones que tienen la misma concentración de solutos que las disoluciones fisiológicas. Si introducimos en el organismo disoluciones que van a estar en contacto directo con las células, es importante que sean isotónicas. Si ponemos una célula en contacto con una disolución de mayor concentración que el líquido intracelular, es decir hipertónica, el agua de la célula saldrá a través de la membrana celular y se producirá la crenación o encogimiento de la célula. Por el contrario, en contacto con disoluciones hipotónicas, el agua pasa al interior de la célula, produciendo su hinchazón y, finalmente, la ruptura de la membrana celular o hemólisis.
Definiciones
Según una definición, una disolución isotónica es aquella que tiene una concentración 285 mOsM.
Otra definición establece que una disolución isotónica es aquella que tiene la misma presión osmótica que una disolución de NaCl 0,92% (m/v).
Una tercera definición dice que una disolución isotónica es aquella que posee un punto de congelación de -0,52 ºC.
Se puede demostrar que estas tres definiciones son prácticamente equivalentes:
- En una disolución de NaCl 0,92%:
920 mg/0,1 L / 58,5 mg/mmol x 2 mosmol/mmol = 315 mOsM
- Una disolución con Tf= - 0,52 ºC :
ΔTf= - 0,52 ºC = - Kc · m = 1,86 · m; m = 0,279 ≈ MAmbos valores son cercanos a 285 mOsM.
Por otra parte, si calculamos la presión osmótica de las disoluciones correspondientes a cada una de las definiciones, obtendremos valores muy próximos entre sí:
- П = M·R·T = 0,285 mol/L · 0,082 atm·L/K·mol · 298 K = 7,0 atm
- П = M·R·T = 0,315 mol/L · 0,082 atm·L/K·mol · 298 K = 7,7 atm
- П = M·R·T = 0,279 mol/L · 0,082 atm·L/K·mol · 298 K = 6,8 atm
Bebidas isotónicas
Pero, intentemos contestar a la pregunta que da título a este post:
¿Son verdaderamente isotónicas las bebidas isotónicas?
Tomemos una bebida común como el Aquarius. Su lista de ingredientes incluye: agua, azúcar, correctores de acidez, aromas, sales minerales (cloruro sódico, fosfato potásico y fosfato cálcico, antioxidante, estabilizantes.
Por 100 mL Fructosa 1,3 g, glucosa 1,3 g, sacarosa 3,5 g, Sodio 23,2, Potasio 2,1, Magnesio 0,3, Calcio 2,2, Fosfatos 5,6, Cloruros 25,7.
El fabricante indica que tiene una osmolalidad de 317 mOsmol/kg.
Hagamos unos pequeños cálculos:
Aquarius, por cada 100 mL contiene:
Fructosa 1,3 g / 180 g/mol / 0,1 L = 72,22 mmol/L
Glucosa 1,3 g / 180 g/mol / 0,1 L = 72,22 mmol/L
Sacarosa 3,5 g / 342 g/mol / 0,1 L = 102,33 mmol/L
Na+ 23,2 / 23 g/mol / 0,1 L = 10,09 mmol/L
K+ 2,1 / 39 g/mol / 0,1 L = 0,54 mmol/L
Mg2+ 0,3 / 24 g/mol / 0,1 L = 0,13 mmol/L
Ca2+ 2,2 / 40 g/mol x / 0,1 L = 0,55 mmol/L
PO43- 5,6 / 95 g/mol / 0,1 L = 0,59 mmol/L
Cl- 25,7 / 35,5 g/mol / 0,1 L = 7,24 mmol/L
TOTAL = 265,91 mOsM
El valor es bastante próximo al que indica el fabricante, y cercano al establecido en la definición de disolución isotónica. Debemos tener en cuenta que no hemos considerado en el cálculo algunos ingredientes, como los correctores de acidez y aromas. Además, debe haber pequeñas desviaciones debidas al comportamiento no ideal de las sales en disolución.
La conclusión es que, al menos esta bebida, sí es isotónica.
Terapia de rehidratación oral (TRO)
Otra cuestión muy diferente es si pueden utilizarse las bebidas isotónicas para compensar las pérdidas de líquidos y electrolitos en el caso de deshidratación producida por vómitos o diarreas.En principio, las bebidas isotónicas están diseñadas para reponer los líquidos y electrolitos que se pierden al hacer deporte. En el caso de deshidratación, el contenido en sales de estas bebidas no es suficiente para reponer las pérdidas de electrolitos.
La fórmula recomendada por la OMS contiene 90 mmol/L de sodio, 20 mmol/L de potasio, 80 mmol/L de cloro, 30 mmol/L de bicarbonato y 111 mmol/L de glucosa, lo que proporciona una osmolaridad de 330 mOsm/L.
Para Europa, dado el mayor porcentaje de diarreas producidas por rotavirus, adenovirus y astrovirus, cuyas pérdidas de sodio son menores que las producidas por los microrganismos enteropatógenos, se recomienda una TRO con osmolaridad reducida, que contiene 60 mmol/L de sodio, 20 mmol/L de potasio, no menos de 25 mmol/L de cloro, de 74 a 111 mmol/L de glucosa y una relación hidratos de carbono/sodio <2, con una osmolaridad total de 200 a 250 mOsm/L.
