Originas para as actuais equações das necessidades de água

Localização das fontes originais das equações utilizadas para estimar as necessidades de água revelaram-se muito difíceis. Os primeiros estudos foram realizados nas décadas de 1920 e 1930, com pouca verificação posterior destes estudos preliminares nos últimos 80 anos. Foram identificadas cinco formas de estimar as necessidades de fluidos. Estas são apresentadas desde as primeiras estimativas até aos tempos mais recentes. As contas disponíveis e as origens dos métodos comuns de estimativas das necessidades de água são delineadas na Tabela 1 e discutidas abaixo.

Percentagem do peso corporal

A referência mais antiga localizada às estimativas das necessidades de água no homem foi como uma percentagem do peso corporal. Em 1930, Adolph21 apresentou a rotação diária da água numa variedade de espécies, incluindo o homem. Para os seres humanos, é relatada uma rotação diária de 3,4% da água,21 com um artigo de 1921 da Adolph22 referido como a fonte. Surpreendentemente, este valor é derivado de observações da rotatividade da água de apenas dois sujeitos em repouso (sendo um deles o autor, Quadro 2) durante os meses mais quentes de Janeiro e Novembro em Oxford (Reino Unido).22 Tentativas de obter mais detalhes e confirmação através de outros estudos referidos no artigo de Adolph21 não tiveram sucesso, uma vez que o foco destes artigos foi apenas a excreção renal.22, 23, 24, 25 Além disso, nota-se que apenas o resultado do autor (e não o do outro sujeito) foi citado em artigos subsequentes (Quadro 2). Consequentemente, a rotação de 24 h de água de 3,4% do peso corporal parece basear-se apenas num assunto.

Mais recentemente, os documentos indicam um valor de 4% de peso corporal como meio de avaliar a rotação da água em adultos.11 26 Em 1980 e 1989,16, 17 o Conselho Nacional de Investigação dos Estados Unidos declarou também uma rotação diária da água de 4% do peso corporal total em condições que impedem a transpiração, o que equivale a 2800 ml para um adulto de 70 kg.17 Isto não foi mencionado no seu documento posterior.27 Este valor não é diferente de outros autores28, 29 descrevendo 2532-2932 ml como necessidades médias de água calculadas utilizando outras equações.

Área de superfície (ml/m2)

Outros trabalhos iniciais estimaram as necessidades de água de acordo com a área de superfície em metros quadrados.12, 21, 30, 31 Foi considerado na altura que muitos processos fisiológicos eram mais constantes quando expressos como unidades de área de superfície.31 As estimativas de água em ml utilizando área de superfície foram então convertidas em unidades de base de ml/kcal (calculadas a partir da energia consumida12 ou gasta30) ou ml/kg.31

Em 1933, Adolph12 utilizou pela primeira vez a área de superfície corporal como base da estimativa de água para mamíferos (não humanos) que formaram a base para estimar as necessidades de água a 1 ml por kcal consumido (Tabela 2). Em estudos posteriores, Holliday e Segar30 e Wallace32 referem Crawford et al.31 como fonte para estimar as necessidades de água por cálculos de área de superfície (ml/m2). A consideração da área de superfície confirmou a existência de mais kg (e, portanto, necessidade de energia) para a área de superfície em crianças em comparação com os adultos.32 Holliday e Segar30 referem e parecem ter extrapolado estimativas de água com base em ml/m2 de Crawford et al.31 A maioria do trabalho de Crawford et al.31 está focada na dosagem de drogas com uma mera menção de que a dosagem de drogas na área de superfície poderia ser extrapolada para outras necessidades tais como água.31

Outros autores recentes 3334 também se referem a estimativas de água derivadas da área de superfície corporal. Alguns referem-se a pessoas idosas que requerem pelo menos 1600 ml/m2, mas as referências não substanciam a fonte.4, 35 Outros relatam estimativas de 1500 ml/m2 para utilização durante a nutrição parenteral total com adultos e adolescentes.33 Contudo, as fontes originais continuam a ser difíceis de verificar.

O gasto de ml/kcal

A equação de 1 ml/kcal gasto é citada por muitos autores.28, 29, 35, 36, 37 Documentos de ingestão de referência alimentar,27 Sawka et al.38 e a Biblioteca de Análise de Evidências da Associação Dietética Americana39 sugerem todos que a evidência que suporta esta figura é o trabalho de 1933 de Adolph12 (cujos cálculos foram baseados na energia consumida).

No artigo original de Adolph12 de 1933, a palavra mamífero, e não homem, é utilizada na soma do autor de 1 ml por kcal, aparecendo como uma estimativa liberal das necessidades de água (Tabela 2). Os comentários introdutórios de Adolph12 aconselham abertamente que existem diferenças suficientemente grandes entre espécies para impedir generalizações amplas Entre as suas 340 referências, os mamíferos estudados incluíam cães e coelhos.12 Noutros campos de estudo, tais como farmacologia, não se pode assumir que as dosagens por kg sejam extrapoladas entre espécies e peso.40 Como isto se aplica aos cálculos das necessidades de água com base na área de superfície e em diferentes animais não é conhecido. Contudo, apesar da advertência cautelosa de Adolph,12 a fórmula tem sido amplamente aplicada, aparentemente sem qualquer outro fundamento.

Overall, são fornecidas provas esparsas no documento de revisão de 1933 por Adolph.12 É um estilo narrativo comparado com o método científico moderno e incorpora estudos com animais devido aos dados humanos limitados disponíveis. A fonte dos cálculos das necessidades de água e a área de superfície corporal não são explícitos. O cálculo final das necessidades de água varia de 2100 ml (mínimo) a 3400-5000 ml (média a liberal). Registando a palavra “mamífero”, o autor declara então que um “padrão liberal conveniente de consumo total de água para qualquer mamífero é 1cc por Caloria”.

Em 1950, Darrow e Pratt41 estimaram as necessidades de água de um homem “normal” de 70 kg como sendo 126 ml/100 kcal metabolizados que aumentaram para 140 ml/100 kcal metabolizados se forem consideradas as perdas de água por suor e fezes. Isto pode fornecer uma fundamentação para o documento de 1989, declarando que as necessidades podem ser aumentadas para 1,5 ml/kcal para cobrir actividade, suor e carga de soluto,17 embora não tenha sido declarado na edição anterior de 1980.16

Em 1957, autores explorando a nutrição parenteral voltaram a determinar as necessidades de água por gasto de kcal, resumindo uma necessidade de 100 ml/100 kcal/dia.30 No entanto, esta fórmula foi declarada em relação a um bebé de 3 kg, embora uma combinação de adultos, crianças e bebés tenha sido discutida no documento. O documento afirma que são necessários 50 ml/100 kcal/dia para substituir perdas insensíveis e 66,7 ml/100 kcal/dia para substituir perdas de água renal.30 O total de 116,7 ml/100 kcal/dia é ajustado em 16,7 ml/100 kcal para compensar a água da oxidação, resultando num valor final de 100 ml/100 kcal/dia.30 Foi sugerida uma redução de 10% para perdas insensíveis para adultos. Outros autores30 consideraram também que quaisquer equações de necessidades de água adequadas para “todas as idades” (que se referiam a crianças de todas as idades, não adultos) precisavam de se basear no metabolismo energético. Consequentemente, a extrapolação para adultos parece ter ocorrido sem qualquer fundamentação específica.

O Conselho Nacional de Investigação16, 17 considera 1 ml/kcal para adultos (e 1,5 ml/kcal para bebés) uma provisão de água razoável em circunstâncias normais, reconhecendo-se que muitos factores impedem a utilização de um valor geral. Se não existir risco de intoxicação por água, sugere-se que a exigência pode ser aumentada para 1,5 ml/kcal para cobrir actividade, suor e carga de soluto.17 Não se indica explicitamente se os valores se baseiam na energia consumida ou na energia gasta. Não foram oferecidas referências, mas o número parece ser consistente com os relatados pelos autores originais, convertendo as necessidades de água por unidade de superfície em necessidades de água por kcal. Um recente estudo de consumo nacional de mais de 2000 adultos alemães fornece apoio a tais estimativas da adequação total da ingestão de água (incluindo humidade alimentar, bebidas e água metabólica), documentando 1,01 ml/kcal consumido para os homens e 1,06 ml/kcal consumido para as mulheres.42

ml/kg

De uma exploração de artigos é evidente que ocorreu uma conversão das necessidades de água de ml/kcal em ml/kg para facilidade de utilização, tanto para bebés30, 32, 41 e adultos.37, 41, 43, 44

Uma fórmula frequentemente utilizada de 35-45 ml/kg/dia para estimar as necessidades de água de adultos20 pode ter sido derivada do trabalho original de Holliday e Segar.30 É postulado pelo revisor que a gama em necessidades de água estimadas de 35-45 ml/kg/dia pode ser devida a necessidades específicas de género e não a maiores ou menores necessidades de água devido a factores ambientais ou outros. Utilizando 1 ml/kcal amplamente empregado na altura e as necessidades energéticas estimadas declaradas de 2500 kcal para os machos e 2000, kcal para as fêmeas30 resulta numa estimativa de 35,7 ml/kg para a média de 70 kg macho e 44,4 ml/kg para a média de 45 kg fêmea. Reconheceu-se na altura que 45 kg subestimaram a típica fêmea, mas os autores declararam ter em conta o menor peso metabólico por unidade de peso corporal.30

Baseado em princípios fisiológicos, Darrow e Pratt41 estimaram as necessidades de água semelhantes em 38 ml/kg para uma pessoa de 70 kg em condições médias. Os cálculos incluíram uma variedade de factores tais como a necessidade estimada de kcal, tipo de dieta, concentração urinária, 42 ml/100 kcal para perdas de água insensíveis e 12 ml/100 kcal para ajustar a água da oxidação. Tais estudos não explicam a fonte das estimativas de água tão baixas como 30 ml/kg.28, 29, 43

Muitos autores28, 29, 35 declararam 30 ml/kg para a estimativa das necessidades de água em adultos mais velhos. No entanto, a fonte original da fórmula não é oferecida. Hodgkinson et al.35 fonte Chidester e Spangler,29 que não fornecem a fórmula. Holben et al.28 afirmam que foi utilizado o peso corporal real, e a concessão de crédito e DeHoog como fonte para esta figura. Contudo, nem a utilização do peso corporal real nem a sua fonte para esta fórmula foi especificada por Grant e De-Hoog.37 Holben et al.28 credit Chernoff43 como fonte da fórmula adicional que propõe 30 ml/kg com um mínimo de 1500 ml, mas nenhuma fonte é fornecida para a referência. O valor de 35 ml/kg, conforme reportado por Austin36 foi fornecido a Zeman,34 onde 35 ml/kg é declarado como o limite inferior da gama para adultos jovens activos (35-40 ml/kg) e o limite superior da gama para adultos médios (30-35 ml/kg), mas mais uma vez não são oferecidas fontes originais.

Recentemente, técnicas mais avançadas utilizando água rotulada têm sido utilizadas em estudos de rotação e necessidades diárias de água. A divisão dos litros diários de volume de água por pesos médios revelou necessidades de água de ∼40-50 ml/kg em habitantes de comunidades ambulatórias, sem diferenças substanciais evidentes entre sexo ou idade (40-69 anos).45, 46, 47 Níveis de 75-100 ml/kg eram evidentes com elevada actividade física48, 49 e calor (combate a incêndios).50 Com excepção de um trabalho (n=458),45 estudos ainda envolvem números baixos (n=8-17) e predominantemente participantes masculinos (51 homens e 15 mulheres).46, 47, 48, 49, 50

Requisitos de água por categorias de peso de 10 kg

A fonte provável mais antiga localizada para esta fórmula é três equações separadas utilizadas para estimar as necessidades energéticas.30 As estimativas das necessidades de água expressas em 1 ml/kcal12, 30 permitem uma conversão directa das equações expressas em kcal (por exemplo, 100 kcal/kg) para as equações expressas em ml (por exemplo, 100 ml/kg). O cálculo um foi 100 kcal/kg se entre 0 e 10 kg.30 O cálculo dois foi 1000 kcal e depois 50 kcal/kg para cada kg entre 10 e 20 kg.30 O cálculo três foi 1500 kcal e depois 20 kcal/kg para cada kg acima de 20 kg.30 As estimativas das necessidades energéticas estão referenciadas no capítulo do livro didáctico pediátrico de 1949 do Talbot51 sobre “Metabolismo basal em crianças”. O gráfico30 refere-se a ‘várias idades’, mas no contexto, descreve kcal por kg de acordo com a idade e refere-se aos requisitos para crianças de Wallace.32 A justificação para a extrapolação e aplicação das equações de crianças a adultos é desconhecida.

Este cálculo sofreu outras alterações. O texto pediátrico52 ao qual Chidester e Spangler29 se referem indica 20 ml/kg como o valor final com água máxima por dia de 2400 ml em “pacientes de tamanho adulto”. Mais recentemente, Skipper 33, 53 documenta claramente este cálculo para utilização com crianças e mostra um cálculo ligeiramente diferente de 20 ml/kg entre 21 e 40 kg (o que equivale a 1900, ml para uma pessoa de 40-kg). No entanto, a equação é truncada, sem qualquer comentário oferecido relativamente a pesos superiores a 40 kg. As fontes originais alargaram o peso para 70 kg,30 apresentando o kcal por kg de um bebé de 4 meses de idade a jovens adultos com 20 e tal anos.32 A maioria dos participantes no estudo de Holliday e Segar30 eram crianças e bebés, sendo apenas 5 dos 61 estudados adultos (não foram indicadas idades). Estes factores levantam questões significativas relativamente à confiança com que a fórmula deve ser aplicada a adultos.

Outras alterações aquando da aplicação a adultos ocorreram.28, 29, 36 O ajustamento final para o peso restante superior a 20 kg varia desde os 20 ml/kg originais até 15 ml/kg28, 29, 35 ou 25 ml/kg36 sem explicação. A fórmula que utiliza 15 ml/kg para as estimativas finais foi explorada ao avaliar os consumos de água (de alimentos e bebidas) dos adultos mais velhos.28, 29, 35 Como o kcal por kg cai com a idade,32 pode haver uma maior justificação para um valor final mais baixo em vez de um valor final mais alto se aplicado a adultos. Se esta suposição de 1 ml/kcal for alguma vez posta em causa com sucesso, a estimativa das necessidades de água também mudaria.