Arkiv för kategori ‘vatten’

silver_symbol_moon_crescent

Umgänget grundämnen emellan i kemins atom- och molekylskala är rätt ”ytligt”. Grundämnens ”ID-kort” är i första hand det yttersta elektronskalet, valensskalet. De allra stabilaste, ädelgaserna, har alla exakt de 8 elektroner som krävs för att skalet (och dess orbitaler) skall vara fullbesatt och stabilt. Alla övriga grundämnen har från 1 till 7 elektroner i valensskalet. Ädelgaserna är de högdragna atomerna, tar inte kontakt med och avvisar oftast andras inviter, även från likar.

Bilden visar nymånen, en symbol som alkemister använde för att beteckna silver.

Det finns alltså många ämnen med precis samma antal yttersta elektroner och för att skilja dem åt är nästa fråga ungefär ”hur stor är du”. I lite mer inlindade termer gäller det atomnumret och atommassan, antalet positiva laddningar i atomkärnan (protoner), antalet kärnpartiklar (inklusive neutroner) och hur ”tajt” den håller i sina elektroner.

Tips inför fortsättningen: repetera om fria radikaler här.

En kort sammanfattning:

En fri radikal är en atom eller molekyl med laddning!

En fri radikal är ständigt beredd att ersätta en förlorad elektron. Om den kommer i kontakt med en annan molekyl som inte ”håller i” sina elektroner tillräckligt hårt så stjäl den helt enkelt det den kan få tag i. Och nu är det ombytta roller, molekylen som nyss slarvade med sina tillgångar blir hux flux en fri radikal och börjar i sin tur gå på rövarstråt.

På det sättet kan elektronbristen vandra vidare tusentals steg till dess den inte hittar något vidare ”offer” eller stöter på en antioxidant som permanent sätter stopp för det kemiska elektronröveriet. Till dessa hör C– och E-vitamin.

En fri radikal är en simpel elektrontjuv.

En silverjon (Ag+) är positivt laddad på grund av sitt elektronunderskott, en elektrontjuv i vardande och fungerar därför på samma sätt som andra fria radikaler*!

  • Vårt immunförsvar använder faktiskt fria radikaler (ämnen med elektronunderskott) som vapen för att bekämpa inkräktare. I urinblåsan råder en ytterst näringsrik miljö för bakterier. Till all lycka är urinen ovanligt rik på fria radikaler vilka framgångsrikt bekämpar skadliga bakterier och gör urinen närmast steril.

Inom sjukvården används silverbehandlade instrument där risken för bakterier är förhöjd och försök med silverbehandlade förband görs. Detta är exempel på behandling där man, åtminstone i teorin, lätt når tillräckligt höga silverkoncentrationer under lång tid utan att behöva förlita sig på kroppens egna upptags- och transportmekanismer.

  • En sökning hos SBU, Statens beredning för medicinsk och social utvärdering, ger 9 träffar på ordet silverförband: ”Det vetenskapliga underlaget är otillräckligt för slutsatser om silverförbands effekt på andel läkta sår, sårstorlek, smärta, livskvalitet, antal infektioner och antibiotikaförbrukning vid behandling av kroniska sår.”
  • SBU: Silverförband vid behandling av kroniska sår, Sammanfattning och slutsatser. Ex: ”Syftet med silverförband är att minska mängden bakterier i såret och därmed påskynda läkningen. Men den samlade forskningen räcker inte för att avgöra om såren läker bättre med sådana förband, eller om de har effekt på bakterier i kroniska sår, konstaterar SBU.”

Hos entusiastiska silverförespråkare finns vanligen gott om hänvisningar till studier som menar att s.k. kollodialt silver/nanosilver är ofarligt, bland annat beroende på att 90 – 99% på kort tid passerar ur kroppen.

Hos samma entusiastiska silverförespråkare finns även gott om hänvisningar till studier som finner att kolloidalt silver/nanosilver visat sig begränsa och döda sjukdomsframkallande bakterier, till och med cancerceller. Den blotta mängden hänvisningar gör arbetet att läsa och bedöma alla avskräckande stort. För egen del har jag gjort några nedslag och funnit att försöken, vad gäller förment positiva effekter, utförts ”in vitro”, alltså i laboratoriemiljö och på objektglas eller liknande. Där är det oerhört enkelt att nå tillräcklig silverkoncentration (även som starkt reaktiva silverjoner) under tillräckligt lång tid och i direkt anslutning till celler man vill påverka. Den som finner publicerade ”vetenskapliga” försök som gjorts in vivo och i/på vävnader som inte är i anslutning till kroppens ”ytor” är välkommen att kommentera eller maila mig, adressen finns nedan.

Hur behandlar man bakterier/celler i kroppen (in vivo) som inte kan nås direkt via sår eller slemhinnor? Först några antaganden som känns rimliga men kan kompletteras och korrigeras om de visar sig vara ofullständiga eller felaktiga.

  1. För att vara kemiskt aktiv (jonen Ag+) måste den finnas i en vattenrik miljö (ex. blod/lymfa).
  2. För att vara verksamt måste (den fria radikalen) Ag+ nå minst samma koncentrationer vid målområdet in vivo (i levande vävnad) som krävs in vitro (i provrör/på objektglas) och under minst samma tid.
  3. För att vara ofarligt (få eller inga biverkningar) får behandlingen inte skada andra än målvävnaderna annat än i rimlig omfattning.

I ett försök med cancer i mänsklig vävnad** fann man att hälften av cancercellerna dödades inom 5 timmar av 3,5 ng/ml ”silver”. Koncentrationen är 0,0000000035 gram fördelat på 1 gram vätska, annorlunda uttryckt 3,5 ppm. Vi talar alltså om en oerhört potent gifteffekt av ett förment helt ofarligt ämne.

För att vara rimligt ofarligt under transporten till målvävnaden måste tillräckligt mycket av silvret i huvudsak vara inaktivt (oladdat silver/metalliskt nanosilver). Hur kan metalliskt, kemiskt näst intill inaktivt och därmed ofarligt silver, aktiveras till verksamt Ag+ på just på rätt ställe? Det kostar energi att avlägsna en elektron, varifrån kommer den?

En entusiastisk silverförespråkare hävdar att hans kollodiala silverprodukt till 90% utgörs av jonformen Ag+. Källa: http://www.ion-silver.com/allt.om.silver.html

Ionosil uppges ha koncentrationen 10 ppm (parts per million) vilket innebär 0,00001 gram silver per ml, med rådet att blanda två teskedar per liter dricksvatten för att döda bakterier i dricksvatten.

Från samma sida:

Gör vi ett snabbt räkneexempel på hur 10 ml 10 ppm starkt kolloidalt silver späs med blod (ca 5 liter hos en vuxen) enbart så får vi:

5 liter = 5000 ml = 500 gånger mer än 10 ml. Detta motsvarar 500 gångers utspädningseffekt enbart i blodet. Det gör att delar vi 10 ppm med 500 då får vi en blodkoncentration motsvarande 0.02 ppm. Hela kroppsvikten på säg 70 kilo motsvarar grovt räknat 70.000 ml. Slår vi ut utspädningseffekten på hela kroppen talar vi om koncentrationer om 0.001 ppm.

Dessutom:

90-99% är utrensat redan någon dag efter själva intaget.

Låt oss betrakta blodkoncentrationen 0.02 ppm = 20 ng/ml Ag. I studien om cancerceller fann man att 3,5 ng/ml efter 5 timmar dödat hälften av cancercellerna i studien. Vad hindrar att silver i jonform (beter sig som en fri radikal) från att ställa till skada under färden i blodet, alternativt neutraliseras av antioxidanter?

Då det (såvitt för närvarande känt) inte finns någon målinriktad transport av silver i kroppen kan det även vara intressant att citatet nämner att utspädningseffekten i hela kroppen ger 0.001 ppm (1 ng/ml), klart lägre än de 3,5 ng/ml som visats döda hälften av cancerceller i ”provrör”.***

Till det måste fogas att kroppen snabbt eliminerar 90 – 99% av tillfört kollodialt silver inom ett dygn. Det finns ingen större anledning att tro att detta silver varit ute i kroppen och gjort sin kur för att sedan rensas ut. Betydligt sannolikare är att silvret inte tas upp i nämnvärd omfattning under sin passage genom mag- och tarmkanalen utan hamnar i toaletten utan vidare spisning.

Om 90 – 99% rensas ut tämligen omgående krävs rimligen att doseringen är mycket högre än den silverentusiasten rekommenderar. Ta inte det som ett förslag att öka doseringen utan som ett skäl att kollodialt silver i doseringar som anses ofarliga också är meningslösa för att behandla kroppens inre!

Jag hoppas att den som upptäcker fel i det jag skriver kommenterar eller mailar till erik(dot)matfrisk(at)gmail.com.

Tidigare i ämnet: Silver – Del 1, grundläggande kemi,  Silver – del 2, hur farligt/ofarligt är ett ämne?,  Silver – del 3, utspädningseffekten,  Silver – del 4, Vad är en kolloid?,  Silver – del 5, Är det ”farligt”?,  Silver – del 6, passage genom hud,  Silver – del 7, metalloproteiner? Silver – del 8, vad är oligodynamisk effekt?

Fortsättning följer.


Info för nördar: Ett elektronpar är två elektroner som befinner sig i samma atomorbital i en atom. Eftersom de befinner sig i samma orbital måste de ha motsatt spinn. Elektronparsbegreppet är viktigt i diskussionen av kovalenta bindningar. Kovalent bindning kallas också elektronparbindning. Det är antalet fria elektronpar som avgör hur många andra atomer en atom kan binda med elektronparbindningar; till exempel kan kol binda fyra andra atomer, syre två andra och väte en annan atom.

En molekyl som har en eller flera oparade elektroner kallas radikal.

Källa: Wikipedia

Allmänt om ädelgaser: Andra gasatomer uppträder parvis (ex. H2, O2, N2). Ädelgaserna är ”singlar” och bara två, krypton och xenon, ingår alls i molekyler, vanligen där det ytterst reaktiva grundämnet fluor ingår, en slags ”medlare”.

*) Potenta producenter av fria radikaler är tobaksrök och överdrivet solande. I det senare fallet är det fotoner i UV-området som har tillräcklig energi för att permanent excitera elektroner så att de helt lämnar sin atom.

**) Jag ska återkomma till detta försök i ett senare inlägg. Den nyfikne kan redan nu söka på Antitumor activity of colloidal silver on MCF-7 human breast cancer cells.

***) Silver i den aktiva jonformen kan bara förekomma i vatten och då våra kroppar består av cirka 2/3 vatten så minskar den maximala utspädningseffekten något.

För överlevnad är biologiska system beroende av många samverkande mekanismer, sammanfattade i begreppet homeostas, detta innebär att kroppen som helhet är stabil trots varierande betingelser, här några viktiga exempel.

  • Vår kroppstemperatur är påfallande jämn i ett smalt intervall där våra enzymer arbetar effektivt, bara några få grader från nivåer som dödar oss.
  • Mer än två tredjedelar av vår kropp är vatten, det enskilt viktigaste ämne vi ständigt måste ha tillgång till för att övriga processer skall vara meningsfulla. Homeostasen ger oss törst som signal att dricka och urinen transporterar bort både vätska och avfall inklusive en del av det vi ätit/druckit i överskott.
  • Blodet bär runt energiråvaror till alla våra celler från maten men även från det vi sedan tidigare lagrat i olika förråd i form av fettsyror, aminosyror och glykogen. 

Hos en frisk person ger en fullt fungerande homeostas förmågan att anpassa sig till i stort sett alla Jordens miljöer så när som de med extrema temperaturer och syrebrist. Detta kallar jag metabol flexibilitet. Om sjukdom eller livsstil ständigt driver en eller flera av homeostasens ingående parametrar till eller nära sina ytterlägen blir vi metabolt inflexibla.

Figure-1-Metabolic-flexibility-and-metabolic-inflexibility-model-for-postabsorptive-and

Källa: researchgate.net

Homeostasen använder ett antal hormoner för att förse blodet med energibärande ämnen beroende på förutsättningarna. Dit hör glukagon, kortisol, adrenalin och tillväxthormon. Insulin samverkar med och motverkar effekterna av glukagon, men har även andra effekter inom homeostasens ramar.

  • Insulin ökar glukosupptag samt glykogensyntes (lagrar undan blodsocker) i muskler och lever.
  • Insulin sänker kroppens glukoneogenes (nyproduktion av glukos).
  • Insulin ökar fettsyrasyntesen i levern, möjligen även i fettväven.
  • Insulin ökar fettcellers upptag av blodsocker som bildar glycerol och binder tre fettsyror till en triglycerid, en fettmolekyl. Den senare processen kallas förestring och innebär att en vattenmolekyl avskiljs där fettsyrorna och glycerolen binder till varandra. Var gång det bildas en fettmolekyl i fettväven avges tre vattenmolekyler till blodet.
  • Insulin förhindrar fettcellernas triglycerider att spjälkas till sina beståndsdelar (lipolys) som förberedelse att transporteras i blodet.
  • Insulin förhindrar nedbrytning av protein. Detta innebär att skadade vävnader inte avlägsnas, redan insulinnivåer man når efter en vanlig måltid räcker.
  • Insulin ökar upptaget av cirkulerande aminosyror. Detta ger en anabol effekt (”byggande”).
  • Insulin ökar produktionen av magsyra.
  • Insulin minskar njurarnas avgivning av natrium.

Flera andra effekter av insulin finns.

Friska människor kan anpassa sig till mycket skilda livsbetingelser, detta beroende på en hög flexibilitet i homeostasen. Ett ständigt höjt insulin, oavsett om det beror på den mat vi äter, injicerat insulin eller på hög egen produktion, hämmar kroppens förmåga att hantera och mobilisera alternativa energikällor, vi blir metabolt inflexibla. Min övertygelse är att en artegen kost (det vi ätit under större delen av evolutionen) ger god, möjligen optimal, metabol flexibilitet.

Metabol inflexibilitet kan resultera i svajigt blodsocker och/eller oönskad kroppsmassa. Något du känner igen?


Vår kropp är ett nätverk av celler som kommunicerar med sin lokala omgivnining men även tar order från avlägsna källor via hormoner. Celler omges av dubbelväggiga membran för att skilja insidan från omgivningen. I membranen finns specialiserade portar som släpper in ämnen cellen behöver. Ut kommer dels avfall, dels ämnen som cellen producerar. Det finns vissa likheter med datorer (celler) i lokala nätverk (samverkande celler) och vidare till Internet (hormoner).

Ibland är konventionella beskrivningar så djupt rotade att det är svårt att ens ana alternativa synsätt. En majoritet av kost- och fysiologilitteratur beskriver vårt näringsbehov med kolhydrater i början och vatten sist, närmast som en kuriositet. Utan att gå in på vattnets roll, som gör att det ovillkorligen hamnar först i min beskrivning, så vill jag föreslå ett annat synsätt som rimligen bör ha varit giltigt under större delen av människans evolution*:

  • Fett och glukos är människans huvudsakliga energiråvaror. 
  • I rimlig utsträckning  kan kroppen anpassa sig till och använda  kolhydrater/glukos som energiråvara utan akuta hälsoproblem.
  • Glukosrik mat kommer att, indirekt via insulin, hämma några av homeostasens hormoner som glukagon, adrenalin inklusive övriga katekolaminerkortisol och tillväxthormon.
  • Under insulinets verkan lagras glukos, så långt utrymmet räcker, som glykogen. Vi kan inte lagra mer än ett dygns energibehov i form av glykogen, överskott omvandlas till fettsyror och lagras som väsentligt kompaktare fett.
  • Redan efter ett kortare ätuppehåll, t.ex. en natts sömn, börjar vi gradvis utnyttja fett från egna vävnader.

Runs on fatEtt kilo fettväv anses motsvara 7500 kcal medan 2000 kcal glykogen (ungefär normalt lager av glukos) väger 1,85 – 2,5 kg**. Låt säga att en person i vila behöver 2000 kcal/dygn, det kräver då 1,85 – 2,5 kg glykogen (hela lagret) alternativt 0,267 kg fettväv.***

Observera att jag medvetet inte nämner proteiner då de i sig inte ger energi. När kroppen tagit sitt behov av dess byggstenar, aminosyrorna, kommer överskottet att rensas på sitt kvävehaltiga innehåll, återstoden blir till större delen glukos, en mindre del ketoner.


*) Människan har evolverat under 2 miljoner år eller mer. Mindre än 100 000 år sedan, kanske bara halva den tiden, uppträdde den moderna människan. Det finns fossila och arkeologiska spår som visar att de var samlare och jägare, dock inga som visar förekomst av kylskåp, matvarubutiker eller snabbmatshak. Sannolikt var därför matordningen väsentligt annorlunda än det överflöd vi är vana vid.

**) Det finns många uppgifter om hur mycket vatten varje gram glykogen binder, mellan 2,7 och 3-4 gram.

***) Detta under den osäkra förutsättningen att energiråvaror är likvärdiga, som traditionalister uttrycker det; ”alla kalorier är lika”.

Vatten känns som ett odramatiskt ämne utan nämnvärd karaktär men tittar man lite närmare är det alldeles tvärtom. Våra kroppar är till mer än 2/3 vatten, H2O. Varje vattenmolekyl består av en syre– och två väteatomer.

  • Syre i gasform (O2) kan förenklat beskrivas som två kovalent* bundna syreatomer. Dessa har vardera 8 positivt laddade protoner och 8 elektriskt neutrala neutroner i atomkärnan. För att atomen skall bli elektriskt neutral omges den av 8 (negativa) elektroner i två ”moln”, ett inre med 2 och en yttre med resterande 6 elektroner.
  • Väte i gasform (H2) är två kovalent bundna väteatomer med vardera 1 proton och 1 elektron som normalt finns i sin lägsta ”bana”, den med lägst energi.

Vattenmolekylen får speciella egenskaper genom att väteatomerna binds hårt till syret (kovalent!) men lite osymmetriskt, de sitter som öronen på Musse Piggs huvud. vattenmolekyl bollbild

Detta beror på att vardera väteatomen delar ett par elektroner med syret, sammanlagt 4, medan syret fortfarande har 4 för egen del i yttre elektronmolnet (de inre 2 berörs inte). Eftersom alla elektroner repellerar varandra men ändå skall ”få plats” blir lösningen (med lägst energi) att vätemolekylerna hamnar lite på sned.

vattenmolekyl

Då syret har en massivare atomkärna med större positiv laddning kommer de delade elektronerna att tillbringa något mer tid nära syret, den sidan kantrar mot att vara negativ i kontrast till väteatomerna som förefaller mer positiva. Även om molekylen som helhet är elektriskt neutral kommer den vid mycket närgånget betraktande att ha en något mer negativt laddad sida och två lätt positiva ”väteöron”. Den har därför olika elektriska poler och vattenmolekylen kallas därför polär vilket ger vatten många unika egenskaper.

När två vattenmolekyler finns tillräckligt tätt intill varandra kommer den enas väteatom att attraheras av den andres syreatom. Detta är enbart en svag elektrostatisk attraktion, de delar aldrig elektroner och deras inbördes avstånd är dubbelt så stort som den kovalent bindningen mellan syre och väte i vattenmolekylen. Kraften är liten (ungefär 1/20) jämfört med en kovalent bindning och vid rumstemperatur varar den mindre än 20 picosekunder**. Om en bindning löses upp bildas en ny inom 0,1 picosekund. Detta gör att vatten är en vätska som mycket snabbt anpassar sig till omgivningen och är ytterst rörligt.

Vätebindningar i vatten

Har vi många vattenmolekyler tillsammans i rumstemperatur kommer deras inbördes rörelser oupphörligt att skapa och upplösa de enskilda elektrostatiska bindningarna (vätebindningar). En vattenmolekyl kan delta i allt mellan 0 till maximalt 4 vätebindningar men i det kaos som råder i rinnande vatten gäller i genomsnitt 3,4 bindningar.

När vattnets temperatur sjunker minskar de enskilda vattenmolekylernas rörelser och de tar lite mindre plats. Vattnets densitet är som störst vid cirka 4 grader och gör att tillräckligt djupa sjöars bottentemperatur är nära konstant året om.

Temperatur i sjö

Sjunker vattentemperaturen under 4 grader börjar enskilda vattenmolekylerna att anpassa sig till en struktur som tar mer plats, har lägre densitet. När vi begränsar vattenmolekylernas egenrörelser kraftigt genom att sänka rörelseenergin börjar de ordna sig så att var och en binder till 4 andra, de kristalliserar till is. Kristallformen av vatten tar mer plats än i vätskeform därför flyter is.

Density of ice and water

När vi når vattnets frystemperatur men innan alla vattenmolekyler ”lugnat ner sig” och binder till fyra andra måste vi avlägsna avsevärda mängder energi/värme.*** Detta märks tydligt när vi använder is för att kyla en dryck. Upptiningen tar rätt lång tid, men när isen är borta stiger temperaturen i resten mycket snabbt. Om det finns något kvar i glaset, vill säga.

Elektrostatiska vätebindningar är veka i jämförelse med kovalenta bindningar inom vattenmolekylen, men is är trots det starkt! Även om en enskild vätebindning är rätt svag så kommer blotta mängden och det faktum att de är välordnade och långtidsstabila i kristallmönster att ge den nödvändiga styrkan. Jag tror att det räcker med 60 cm kärnis för att köra en stridsvagn, men kolla först innan du provar.

Vatten har ytspänning, du kan försiktigt lägga en nål eller ett rakblad på vatten i ett glas och det flyter. Vi har alla sett hur de små skräddarna oförfärat springer på vattnet. Hur kan det gå till? Svaret finns hos vätebindningarna.

Skräddare

Just i vattenytan finns lika många potentiella vätebindningar som i resten av vattnet men inga vänds uppåt/utåt, där finns inget att binda till. Därför kommer fler att binda till vattenmolekylen intill vilket skapar en något högre kraft i sidled än inåt vattenmassan/droppen. Detta kallas ytspänning.

Vattnets temperatur är ett mått på vattenmolekylernas genomsnittliga vibration. I molekylskalan kan det skilja avsevärt mellan enskilda vattenmolekyler, allt mellan närmast orörlig och upp till mer än tillräckligt för att lösgöra sig från grannarnas vätebindningar. Att det är så märker vi om vi ställer fram ett öppet kärl med vatten. Efter några dagar har vattennivån minskat fullt märkbart även vid rumstemperatur. När vi var borta 5 veckor i sträck var till och med iskuberna i frysens -20 grader betydligt mindre än formen! Enskilda vattenmolekylers energi i kristallisk is kan alltså, slumpmässigt, bli så hög att de kan skaka sig loss och direkt övergå till vattenånga även i -20 grader, förmodligen lägre. Detta visar att effekter i atom- och molekylskala inte nödvändigtvis är desamma som vi upplever med våra sinnen. Och långt mer avvikande blir det i subatomära (kvant-) sammanhang.

Vattnets frystemperatur är tämligen konstant men koktemperaturen varierar kraftigt beroende på lufttrycket. Atomer och molekyler i luften motverkar vattenmolekylernas flyktförsök och riktar om dem så att många hamnar i vattnet igen. Först när man når den temperatur/rörelseenergi som gör att merparten vattenmolekyler klarar att lämna vattenytan för gott säger man att det kokar. Då vatten är polärt och domineras av vätebindningar hamnar kokpunkten högt och det går åt rejält med energi för att koka ”isär” en liter vatten.****

  • Att vatten är polärt ger det förmågan att lösa polära ämnen och interagera med andra molekyler i kroppen.
  • Att vatten är polärt gör det till ett fantastiskt effektivt kylmedel.

Vatten är tveklöst avgörande för liv som vi känner det och min plan är att framöver visa ytterligare några egenskaper som används i metabolismen.


*) Mer om kovalenta bindningar i Kemi 01: Kovalenta bindningar

**) En picosekund är 10-12 sekunder eller 0,000 000 000 001 sekund

***) Man måste avlägsna 80 kalorier (eller 334 Joule) för att omvandla 1 gram nollgradigt vatten till nollgradig is.

****) Man måste tillföra 540 kalorier (eller 2260 Joule) för att förånga 1 gram vatten.