人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)氫氣對(duì)疾病治療和健康促進(jìn)的神奇效應(yīng)，紐小編了解到含氫氣水能作為攝取氫氣的理想方法！

 

1932年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)對(duì)普通水進(jìn)行電解，氕優(yōu)先在電極上放出，因此在水被連續(xù)進(jìn)行電解時(shí)，氘會(huì)富集在電解液中，用適當(dāng)方法電解老電解槽中的富氘水溶液，就可以獲得純的氘氣。

 

由于原子能技術(shù)的需要，用鈾作為原料的原子反應(yīng)堆中，需要用重水作中子減速劑，這一技術(shù)需求促進(jìn)了濃縮氘的研究，后來(lái)發(fā)展出另外兩種方法。一種方法是水分級(jí)蒸餾。重水和輕水在沸點(diǎn)上有少許差別，重水沸點(diǎn)在常壓下是101.42度，但是這種方法需要深度蒸餾，需要的水蒸氣量非常大，能耗非常高。另一種方法是普通水通入氫氣進(jìn)行催化交換，可以使水中的氘濃度超過氫氣中氘濃度3倍。從重水中可以進(jìn)一步制備出氘氣。

 

認(rèn)識(shí)氘的生物學(xué)效應(yīng)首先要了解同位素效應(yīng)。同位素效應(yīng)是由同位素質(zhì)量差所引起的物理化學(xué)性質(zhì)的差異。同位素效應(yīng)是一種物理現(xiàn)象，它影響分子擴(kuò)散速率、化學(xué)反應(yīng)速度以及拉曼和分子紅外光譜的位移等。

 

經(jīng)典化學(xué)概念認(rèn)為，相同元素同位素核外電子數(shù)量和排布均相同，同位素及化合物的化學(xué)性質(zhì)應(yīng)該相同。但是，由于同一元素不同同位素之間存在質(zhì)量差異，它們的物理化學(xué)行為會(huì)表現(xiàn)出一定差異，這種差異被稱為同位素效應(yīng)。同位素效應(yīng)產(chǎn)生的根源是同位素在質(zhì)量和核自旋之間的差異造成的。不同同位素之間質(zhì)量相對(duì)差越大，同位素效應(yīng)越大。因?yàn)闅湓恿孔钚。渫凰刭|(zhì)量相差相對(duì)更大，其化學(xué)物理性質(zhì)差異也越大。例如重水和輕水在許多性質(zhì)存在微小但可察覺的差異。

 

關(guān)于同位素效應(yīng)產(chǎn)生的原因，最重要的理論解釋是零點(diǎn)能。零點(diǎn)能是指量子在絕對(duì)溫度的零點(diǎn)下仍會(huì)保持震動(dòng)的能量，這個(gè)振動(dòng)幅度會(huì)隨著溫度增加而加大。零點(diǎn)能是指原子處于最低能級(jí)時(shí)的能量。由于分子固有振動(dòng)頻率正比于（1/m）的平方根，所以同一元素，越重的同位素如氘的振動(dòng)頻率越小，零點(diǎn)能也就越低。因?yàn)榱泓c(diǎn)能更低，重同位素化合物更穩(wěn)定，或者說破壞重同位素形成的化合物需要較大能量。例如因?yàn)殡牧泓c(diǎn)能低，所以重水的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定。氘組成的其它化合物如蛋白質(zhì)等有機(jī)物也具有同樣的性質(zhì)。這大概是有人提出氘會(huì)影響生物功能的原因。

 

同位素效應(yīng)大致分為物理、熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)同位素效應(yīng)三個(gè)方面，熱力學(xué)同位素效應(yīng)主要研究化學(xué)平衡和相平衡過程的效應(yīng)。動(dòng)力學(xué)同位素效應(yīng)主要研究化學(xué)反應(yīng)速度方面的效應(yīng)。近年來(lái)，同位素效應(yīng)已經(jīng)深入氘生命過程的研究，形成生物學(xué)同位素效應(yīng)新領(lǐng)域。

 

1933年，當(dāng)時(shí)只有極微量重水，Lewis就研究了重水對(duì)煙草種子發(fā)芽的影響。他發(fā)現(xiàn)50%的重水能顯著抑制煙草種子發(fā)芽速度，在100%的重水則完全不能發(fā)芽。隨后他發(fā)現(xiàn)>30%重水對(duì)蝌蚪和金魚沒有明顯作用，但是在92%重水中1-2小時(shí)這些動(dòng)物就會(huì)死亡。用0.66g純重水分3此給小鼠喝，小鼠立刻表現(xiàn)為醉態(tài)。葡萄糖在重水重發(fā)酵為乙醇的速度比普通水慢9倍。

 

后來(lái)科學(xué)家研究過重水對(duì)各類物種的同位素效應(yīng)。許多單細(xì)胞生物如藻類和細(xì)菌在一定條件下可以在純重水中生存和繁殖，其中研究最多的是藍(lán)藻。把藍(lán)藻接種氘70-100%重水重，首先觀察到完全或部分休眠狀態(tài)。完全休眠階段不生長(zhǎng)不繁殖，部分休眠階段部分細(xì)胞生長(zhǎng)但都不分裂。部分休眠期生長(zhǎng)的細(xì)胞個(gè)頭會(huì)非常大，有的達(dá)到幾十上百倍，甚至變形破裂。經(jīng)過休眠期后，藍(lán)藻能適應(yīng)重水環(huán)境，停止休眠。休眠期可達(dá)數(shù)十?dāng)?shù)百小時(shí)，不同細(xì)胞類型休眠時(shí)間不同。過了休眠期，藍(lán)藻會(huì)突然恢復(fù)生長(zhǎng)分裂，但是生長(zhǎng)分裂的速度仍然低于正常50%。一些大型細(xì)胞經(jīng)過幾次分裂體積也恢復(fù)正常。把已經(jīng)適應(yīng)重水的藍(lán)藻放回普通水培養(yǎng)，細(xì)胞會(huì)再次經(jīng)歷一次休眠期，然后再正常生長(zhǎng)分裂。

 

重水對(duì)海膽卵受精也能產(chǎn)生影響，隨著重水比例增加，受精比例逐漸減少。重水對(duì)植物生長(zhǎng)也有影響，隨著重水濃度增大，植物發(fā)育就極不正常。例如隨著濃度增加，煙草生長(zhǎng)會(huì)逐漸緩慢。重水對(duì)動(dòng)物的影響更大。有人曾給小鼠從出生開始喂30%的重水，一年后，小鼠體液中重水比例達(dá)到25%，腦組織含量達(dá)到10%，雖然各方面表面上生長(zhǎng)正常，但小鼠喪失了生育能力。急性超過30%高濃度重水能使小鼠出現(xiàn)皮毛粗糙、易驚嚇、體重迅速下降和驚厥等表現(xiàn)。非常高濃度重水可以體溫下降和昏迷而死亡。

 

如果狗血中重水比例達(dá)到25%，會(huì)出現(xiàn)貧血、心衰等表現(xiàn)，重新飲用普通水，這些表現(xiàn)會(huì)很快消失。重水的生物學(xué)效應(yīng)主要表現(xiàn)為抑制代謝速度，生物個(gè)頭越小，越容易達(dá)到平衡，但對(duì)大型生物的影響往往存在部位的差別，也容易導(dǎo)致整體代謝不平衡，更容易導(dǎo)致病理改變。另外由于代謝速度的影響，重水往往更容易影響造血和生殖等代謝旺盛的系統(tǒng)。考慮到重水的代謝抑制效應(yīng)，很早就有學(xué)者開展用重水治療癌癥的研究。1936年，有學(xué)者開展用重水治療腫瘤的研究。分別給小鼠飲用15%和25%重水的水，發(fā)現(xiàn)飲用25%重水小鼠腫瘤生長(zhǎng)最慢，對(duì)照組生長(zhǎng)最快。

 

相對(duì)于重水的生物學(xué)效應(yīng)，現(xiàn)在也有人開展低氘水生物學(xué)效應(yīng)的研究，認(rèn)為低氘水對(duì)人好處主要的邏輯是，氘含量過高的水對(duì)代謝不利，特別高比例氘甚至能威脅生命，也就是說氘水是有毒的。既然氘水有毒那么，氘含量低的水或說低氘水可能對(duì)健康有利。而普通水的氘含量比較高，達(dá)到2.4g／L，如果把這個(gè)比例降低到某個(gè)水平，可能對(duì)身體帶來(lái)好處。這就是低氘水有利健康的最合理推測(cè)，不過推測(cè)需要用研究證據(jù)來(lái)確認(rèn)。

 

中國(guó)和匈牙利少數(shù)學(xué)者的一些研究發(fā)現(xiàn)，低氘水對(duì)人類腫瘤有一定抑制作用。關(guān)于低氘水對(duì)腫瘤治療作用存在兩個(gè)問題，一是高濃度有害不等于低濃度也有害，許多高濃度有害的物質(zhì)，低濃度是有利甚至有重要功能。例如高壓氧氣的毒性非常強(qiáng)，但正常情況下人類生存不能離開氧氣。另外，高濃度重水對(duì)腫瘤生長(zhǎng)也有抑制作用，那么低氘水對(duì)腫瘤的作用是什么道理。