Химия - Лёгкая вода - Свойства и эффекты лёгкой воды
01 марта 2011Оглавление:
1. Лёгкая вода
2. Международные стандарты на природные воды различного изотопного состава
3. Свойства и эффекты лёгкой воды
Изотопологи отличаются друг от друга по физическим, химическим и биологическим свойствам.
Таблица 4. Изменение физических свойств воды при изотопном замещении
| Физические свойства | H2O | D2O | H2O |
|---|---|---|---|
| Плотность при 20 °C, г/см3 | 0.9970 | 1.1051 | 1.1106 |
| Температура максимальной плотности, °C | 3.98 | 11.24 | 4.30 |
| Температура плавления при 1 атм, °C | 0 | 3.81 | 0.28 |
| Температура кипения при 1 атм, °C | 100 | 101,42 | 100,14 |
| Давление пара при 100 °C, Торр | 760,00 | 721,60 | 758,10 |
| Вязкость при 20 °C, сантипуаз | 1,002 | 1,247 | 1,056 |
Равновесное давление паров у изотопологов воды различается, и весьма существенно. Чем меньше масса молекулы воды, тем выше давление пара, а это означает, что пар, равновесный с водой, всегда обогащён лёгкими изотопами кислорода и водорода. Относительно малой массы элементов разница масс изотопов велика, поэтому они способны сильно фракционировать в природных процессах: D/H → 100 %, O/O →12,5 %. Изотопы водорода и кислорода наиболее эффективно фракционирует в процессах испарения-конденсации и кристаллизации воды.
Тяжёлые изотопологи в природной воде являются примесями по отношению к H2O, которые по некоторым исследованиям можно рассматривать как дефекты структуры .
Устранение гетерогенности воды по изотопному составу приводит к увеличению её гомогенности. Лёгкая вода является более однородной жидкостью. Тяжелоизотопные молекулы, содержащиеся в воде в природных концентрациях, практически не оказывают заметного влияния на неживые системы. В наибольшей степени эффекты лёгкой воды проявляются на биологических объектах, для которых характерны каскадные реакции.
Реакция биосистем при воздействии на них воды может изменяться в зависимости от количественных и качественных изменений её изотопного состава. В ходе эволюции живых организмов произошёл отбор биохимических процессов с настройкой их только на один изотоп, как правило, лёгкий . В организме человека происходит «фракционирование изотопов, сопровождающееся удалением тяжёлых стабильных изотопов водорода и кислорода воды». Применение воды с повышенной концентрацией тяжёлых изотопов, в частности, дейтерия, вызывает выраженные токсические эффекты на уровне организма . В то же время на разных объектах зарегистрирована положительная биологическая активность вод с пониженным, относительно природного, содержанием тяжелых изотопологов, в частности дейтерия и кислорода 18. Проводимые в ГНЦ РФ «Институт медико-биологических проблем» РАН систематические исследования по созданию среды обитания космонавтов с оптимальным изотопным составом биогенных химических элементов показали, что вода с пониженным по сравнению с природным содержанием тяжелоизотопных молекул является необходимым компонентом системы жизнеобеспечения космонавтов во время длительных полётов
Биологические свойства
В качестве универсальной среды, в которой идут все биологические реакции, лёгкая вода увеличивает скорость этих реакций по сравнению с водой природного изотопного состава. Этот эффект известен под названием кинетический изотопный эффект растворителя .
Наиболее сильное влияние очистка воды от тяжёлых изотопологов оказывает на энергетический аппарат живой клетки. Дыхательную цепь митохондрий отличают каскадные реакции. Тяжёлые изотопологи замедляют скорость реакций дыхательной цепи. На примере реакции генерации перекиси водорода митохондриями с янтарной кислотой в качестве субстрата экспериментально доказан общий ингибирующий эффект тяжёлых изотопологов воды. Снижение их содержания в воде до уровня ниже природных концентраций деингибирует и достоверно ускоряет исследованную реакцию .
Под влиянием лёгкой воды деингибируется инициируемый глюкозой выход инсулина из ткани поджелудочной железы и островков Лангерганса и увеличивается поглощение глюкозы клетками. Лёгкая вода увеличивает скорость метаболических реакций, например, при старении, метаболическом синдроме, диабете и т. п..
Лёгкая вода проявляет противоопухолевую активность, что показано в работах учёных, проводимых в исследовательских центрах разных стран . По данным Г.Шомлаи, результаты клинических испытаний, проведённых в 1994—2001 гг. в Венгрии, показали, что уровень выживаемости больных, употреблявших лёгкую воду в сочетании с традиционными методами лечения или после них выше, чем у больных, использовавших только химио- или лучевую терапию .
Токсикопротекторные свойства легкой воды подтверждены экспериментальными исследованиями , из которых следует, что легкая вода, очищенная от тяжелых изотопологов, за счет своих транспортных свойств эффективно выводит токсины и продукты метаболизма из организма.
Просмотров: 5106
|
|