ВЛИЯНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ИЗОТОПОВ ВОДОРОДА И КИСЛОРОДА НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ

Е.Н. Блудилин

В нашей стране уже практически нет природных источников, полностью отвечающих требованиям, предъявляемым к воде для питьевого и хозяйственного использования . Поэтому для получения воды такого качества, природную воду нужно не только очищать, но и корректировать ее состав с точки зрения физиологической пол­ноценности воды и улучшения ее биологических свойств. Безусловно, работы в этом направлении продолжаются и будут продолжаться во всем мире по мере развития соответствующих технологий и более глубокого понимания роли различных элементов в процессах жизнедеятельности организма человека.

Существующие в мире правила и нормы сегодня никак не учитывают изотопный состав воды. Однако, накопленные к настоящему времени научные данные позволяют утверждать, что изотопный состав питьевой воды может существенно влиять на состояние здоровья человека.

Изотопы – это разновидности химического элемента, различающиеся по массе ядра атома. Изотопы бывают стабильными и радиоактивными. В природных процессах участвуют в основном стабильные изотопы, которых известно около 270. Любой химический элемент, где бы он ни был получен, имеет одинаковый состав изотопов. Например, железо из любого месторождения на Земле или метеоритов имеет всегда 4 стабильных изотопа со следующими атомными массами и процентным содержанием 54Fe – 5,82%, 56Fe – 91,18%, 57Fe – 2,1% и 58Fe – 0,28%..

Водород и кислород в природе имеют по три изотопа со следующими атомными массами и процентным содержанием.

Водород: 1Н(протий) – 99,985%, 2H(D – дейтерий) – 0,015%, 3H(T – тритий) – следы.

Кислород: 16O – 99,76%, 17O – 0,048%, 18O – 0,20%.

Вода пресноводных источников содержит 18 молекул, различающихся изотопным составом:

H216O, D216O, T216O, HD16O, HT16O, DT16O,

H217O, D217O, T217O, HD17O, HT17O, DT17O,

H218O, D218O, T218O, HD18O, HT18O, DT18O.

Наиболее существенно присутствие в воде тяжеловодородной модификации HD16O и HD18O (0,015% = 150 ppm) и тяжелокислородной Н2О 18(0,205%). В абсолютных величинах это составляет около 150 мг/л и 2 г/л соответственно. Это сопоставимо или даже превышает допустимое содержание солей в питьевой воде.

Все применяемые методы химической очистки воды не меняют эти величины. Сейчас уже надежно установлено, что существует прямая связь изотопного состава человека с составом потребляемой воды и пищи. Понятно, что изменения этого состава могут самым непосредственным образом влиять на здоровье человека.

В первую очередь это касается тяжелой воды (HDО), поскольку известно, что в чистом виде она представляет собой яд не только для высших животных и человека, но даже для простейших микроорганизмов и растений. Многочисленные эксперименты показали (1), что замена 30% атомов водорода на дейтерий приводит к смерти высших животных из-за многочисленных нарушений в работе основных систем организма: центральной нервной системы, гормональной регуляции, ферментативных процессов, сердечной деятельности, водообмена (уменьшается потребление воды и выделение ее), работы почек, подавления углеводного обмена и синтеза нуклеиновых кислот. Каждое из этих нарушений само по себе не является летальным, однако одновременное сочетание их оказывается критичным для организма.

ЛЕГКАЯ ВОДА

Далее под “легкой водой” везде понимается вода с пониженным, по отношению к обычной воде, содержанием дейтерия (в западной литературе для обозначения такой воды используется аббревиатура DDW) и кислорода-18.

Ниже приведены данные, по легкой воде, определяющие возможность ее применения в пищевой, фармацевтической промышленности и медицине:

  • дейтерий накапливается в биологических системах и его концентрация в различных клетках организма со временем становится выше, чем в потребляемой воде, это приводит к нежелательным изотопным эффектам первого и второго рода, в частности, замедлению нервных реакций и скорости протекания важнейших энзимных реакций (1);
  • даже незначительное уменьшение содержания дейтерия в воде делает ее сильнейшим биологическим стимулятором (2-5);
  • чем ниже содержание дейтерия в воде, тем большей биологической активностью она обладает (3-6);
  • выводить дейтерий из организма можно только с помощью реакций изотопного обмена, для чего должна быть использована вода (напитки и пища) с пониженным содержанием дейтерия (1-71);
  • соотношение D/H в клетках организма существенно для процессов деления клетки: увеличение концентрации дейтерия в клетках приводит к увеличению вероятности заболевания раком, поскольку дейтерий особенно необходим для быстроразмножающихся раковых клеток (8-10, 15-17).

Первые исследования свойств “легкой воды” были проведены еще в СССР в 60-тые годы XX века (1, 2, 19). К сожалению, они не имели системного характера, а полученные данные не были обобщены с точки зрения практического использования легкой воды. Хотя уже в этих ранних работах была показана высокая биологическая активность легкой воды (2,19). В 90-е годы исследованиями свойств легкой воды наиболее активно занимались в Государственном Научном Центре РФ “Институте медико-биологических проблем” Минздрава РФ (3,4) в связи с созданием наиболее благоприятной среды обитания для космонавтов в длительных экспедициях (7,14). Было обнаружено стимулирующее воздействие легкой воды на развитие растений и животных. С уменьшением концентрации дейтерия в воде наблюдалось формирование растений с большими показателями массы, числа побегов, стручков и семян в них. Совокупная семенная продукция растения Арабидопоса, на котором проводился эксперимент, была в 2,5 раза больше в случае использования легкой воды с содержанием дейтерия 60 ррт, по отношению к воде с обычным содержанием дейтерия. В экспериментах на японском перепеле было обнаружено, что легкая вода способствует резкому росту (на 70%) выживаемости птенцов и оказывает положительное влияние на рост и развитие птиц.

В мире изучение свойств “легкой воды” активно ведется с начала 90-х годов, когда впервые на клетках было обнаружено противоопухолевое действие легкой воды с содержанием дейтерия 20 ррт и получена зависимость скорости размножения раковых клеток от содержания дейтерия в воде (8). Все эксперименты проводились на воде с нормальным (0,205%) содержанием кислорода-18. При этом было обнаружено и тормозящее действие легкой воды на процесс деления раковых клеток в начальный момент.

По гипотезе венгерского ученого Г. Сомлая “легкая вода” является исключительно оригинальным подходом к вопросу замедления скорости размножения раковых клеток в организме. В центре изобретения – новая терапевтическая форма, использующая Н20, обедненную по D, совершенно новый инструмент субмолекулярной медицины для лечения и предупреждения рака. Экспериментальные данные дают основание думать, что атомы D изменяют характер протекания биохимических реакций в зависимости от концентрации. Использование “легкой воды” позволяет уменьшить концентрацию D в клетках организма и тем самым, как оказалось, замедлить и остановить развитие рака не только у лабораторных животных (10-15), но и человека (16-17). Результаты клинических испытаний легкой воды на людях, начатые в 1994-1995 гг. в Венгрии, обобщены в монографии (4). Выживаемость больных, потреблявших легкую воду, в сочетании с традиционными методами лечения оказалась в три раза выше, чем у больных, использовавших только традиционные методы лечения. В настоящее время эти испытания продолжаются с участием 1300 больных различными видами рака (16).

В 1999 году появились первые исследования, продемонстрировавшие в экспериментах с лабораторными животными иммуностимулирующие и радиозащитные свойства бездейтериевой воды (18). Оказалось, что легкая вода оказывает прямой радиозащитный эффект на облученных животных, повышая уровень выживаемости в 2,5 раза. При этом у животных, потреблявших легкую воду, не было обнаружено снижения уровня лейкоцитов в крови и показателей, характеризующих иммунную систему. Аналогичные результаты были позднее получены группой Варнавского И.Н. в экспериментах на дрозофиле. Использование легкой воды позволило в два раза увеличить время жизни дрозофил после облучения их личинок, по сравнению с контролем, где использовали обычную воду (6).

В США ведутся исследования воды, очищенной от кислорода – 18, в связи с организацией системы оптимального жизнеобеспечения космонавтов при длительных полетах. При этом подразумевается, что такая вода позволит уменьшить радиационную нагрузку на организм космонавтов.

Проведенные на Западе исследования легкой воды запатентованы во всех развитых странах Европы, Японии, США и России (9-11).

В 2002 году в США Федеральная продовольственная комиссия (FDA) зарегистрировала и разрешила продажу частично бездейтерированной воды в качестве пищевой добавки (содержание дейтерия в ней снижено до 100 ррт), обладающей противоопухолевыми свойствами.

Обнаружено, что использование “легкой воды” для питья и приготовления пищи человеком позволяет улучшить обмен веществ и значительно снизить содержание холестерина в крови (5), улучшить общее самочувствие (сон, аппетит, работоспособность) и заметно улучшить состав крови, мочи и слюны (6).

Очевидно, что уникальные свойства “легкой воды” открывают широкие возможности ее использования в пищевой и косметической промышленности, фармакологии и медицине.

Это подтверждает зарубежный опыт использования “легкой воды” в этих областях промышленности. В настоящее время на Западе организовано производство и реализация:

  • противораковых средств для лечения животных под маркой VETERA – DDW – 25®, на базе “легкой воды” с остаточным содержанием дейтерия – 25 ррт;
  • защитных и профилактических средств в борьбе со злокачественными образованиями на коже человека под маркой YUVAN на базе “легкой воды”, при этом было обнаружено, что локальное снижение уровня дейтерия в организме может содействовать снижению вероятности нарушения синтеза протеина и препятствовать размножению пораженных клеток. Уменьшение локальной концентрации дейтерия в наружном слое эпидермиса помогает восстанавливать клетки кожи и оптимизировать обмен веществ в них, что, в свою очередь, способствует сохранению здоровья, красоты и молодости кожи;
  • средств защиты кожи от вредного воздействия солнца на базе “легкой воды”, при этом было установлено, что такие средства обеспечивают уникальную биологическую защиту от ультрафиолетового излучения и их применение препятствует началу вредных процессов в коже, которые могут привести к заболеванию раком;

питьевой воды, обедненной дейтерием.

Питьевая вода, обедненная дейтерием, позиционируется в качестве ежедневного напитка для профилактики онкологических заболеваний у человека. Выпускается в Венгрии под маркой Prevents® 105 с остаточным содержанием дейтерия в воде- 105 ррт. и в России под маркой “Лангвей”.

Получают легкую воду в ректификационных колонах , используя явление массообмена при противоточном движении поровой и жидкой фаз. Этот процесс требует больших затрат на испарение воды (свыше 2230 кДж/кг). Поэтому стоимость легкой воды высокая (15-20 у.е/л). В Украине построена и проходит испытания первая такая установка с производительностью 250 л/сутки.

Приведенные выше соображения убедительно, на наш взгляд, свидетельствуют об улучшении качества питьевой воды после ее очистки от дейтерия. Наряду с разработанной технологией производства воды с пониженным содержанием дейтерия, это открывает возможности для производства различных питьевых и минеральных вод более высокого качества

ЛИТЕРАТУРА:

  1. Лобышев В.Н., Калиниченко Л.П. Изотопные эффекты D2О в биологических системах. М.: Наука, 1978.
  2. Родимое Б.Н., Маршунина А., Ягофарова Н. Действие снеговой воды на живые организмы. Сельскохозяйственное производство Сибири и Дальнего Востока. Томск, 1965, №4, с. 56-57.
  3. Синяк Ю.Е., Григорьев А.И., Гайдадымов В.Б., Гурьева ТС., Ленинских М.А. Бездейтериевая вода в системах жизнеобеспечения: получение и исследование ее биологических свойств, 49-й Международный Астронавтический Конгресс, Мельбурн, Австралия, Тезисы докладов, IAF7IAA-98-G-4.04.1998.
  4. Синяк Ю.Е., Гурьева Т.О., Гайдадымов В.В, Мечникова Е.И., Лебедева З.Н., Гуськова Е.И. Метод получения бездейтериевой воды и исследование ее влияния на физиологический статус японского перепела. Космическая биология и авиакосмическая медицина, Материалы П Конференции, Москва, 1998, с.201.
  5. Мухачев В.М. “Живая вода”. М.:Наука, 1975,143с. 0) Варнавский И.Н. Новая технология и установка для получения очищенной биологически активной це лебной питьевой воды. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М.:2000г.
  6. Синяк Ю.Е., Григорьев А.И. Оптимальный изотопный состав биогенных химических элементов на борту пилотируемых космических аппаратов. Авиакосмическая и биологическая медицина, 1996, 30, №4, с. 26-31.
  7. Somlyai, G. Jancso at all, “Naturally occurring deuterium is essential for the normal growth rate of cells”, FEBS Lett. 317, (1973), 1-4
  8. Патент “Гигиенические и косметические препараты для профилактики и лечения заболеваний кожи и способ их получе­ния”, PCT/HU95/00007.
  9. Патент “Фармацевтические продукты для лечения опухолевых заболеваний и способ их получения”, PCT/HU/00036.
  10. Патент “Пищевые продукты для предотвращения развития болезней и способ их получения’ PCT/HU94/00001.
  11. Патент “Целебная пищевая добавка”, RU 2101982.
  12. Патент “Пищевой продукт для профилактики развития заболеваний и способ производства пищевых продуктов, пригодных для профилактики развития опухолевых заболеваний”, RU 2125817.
  13. Синяк Ю.Е., Гайдадымов В.Б., Покровский Б.Г. Получение и использование бездейтериевой воды в условиях длительных космических экспедиций. Авиакосмическая и экологическая медицина, М.:1999,№1.
  14. Антошина Е.Е. , Турусов B.C. ” Исследование медико-биологических свойств воды с измененным изотопным составом”. Отчет института Канцерогенеза Российского Онкологического Научного Центра им. Н.Н. Блохина РАМН, М., 2002.
  15. Somlyai and at The biological effect of deuterium-depleted water. A possible new tool in cancer therapy” Anticancer Research International Journal…. Volume 21. Number ЗА, May-June 2001.
  16. Somlyai “Defeating cancer”, Budapest,Akademiai Klado, 2002.
  17. WBild and at “Research concerning the radioprotective and immunostimulating effects of deuterium-depleted water”, Rom. J. Physiol., 1999.36, 3-4. p. 205-218.
  18. Торопцев И.В., Родимое Б.Н. и др. Биологическая роль тяжелой воды в живых организмах. Вопросы радиобиологии и гематологии. Издательство Томского университета, 1966.