Inlägg märkta ‘basal kemi’

Dietister och andra med konventionella kunskaper om mat förfasar sig ofta och gärna över att LCHF-are ”utesluter en hel näringsgrupp” och därför äter ”ensidigt och näringsfattigt.”*

Fettsyror är mycket varierade i sin sammansättning, för att inte tala om fetter och ämnen de bildar i kroppen.

Har du inte läst #1, introduktionen till fettsyror, så föreslår jag att du börjar där.

Mättade fettsyror, SFA (Saturated Fatty Acid)

De kännetecknas av en kolkedja där alla bindningar mellan kolatomer är enkelbindningar och alla kolatomer har vardera två väteatomer är fullbesatt, mättad med väte.

Bilden visar en mättad fettsyra med 4 kolatomer, butansyra 4:0, även kallad smörsyra. 4 står för antal kol och 0 antal dubbelbindningar. Metylgruppen CH3 längst till vänster inleder den feta delen av molekylen, här 3 kol lång, medan karboxylgruppen COOH till höger kan koppla till andra molekyler. Den färgmarkerade väteatomen sitter rätt löst och kan spontant falla bort, binda till en vattenmolekyl och bildar då en H3O+, en oxoniumjon (även kallad hydroniumjon) som kännetecknar syror vilket motiverar beteckningen fettsyra.

Enkelomättade fettsyror, MUFA (Mono Unsaturated Fatty Acid)

En kolkedja med exakt en dubbelbindning innebär även ett par väteatomer färre och kallas enkelomättad.

Bilden visar ett annat sätt att illustrera molekyler, lite mer som de faktiskt ser ut i extrem närbild. Här syns att den har volym och inte är platt som mina schematiska teckningar.

Fleromättade fettsyror, PUFA (Poly Unsaturated Fatty Acid)

Fettsyror med två eller fler dubbelbindningar kallas fleromättade. En logisk följd är att för var och en försvinner dessutom ett par väteatomer med konsekvenser vi berör senare. För att underlätta förståelsen kommer jag att försöka placera karboxyländen till höger i bilden så långt det är möjligt.

 

Cis och Trans-former

En kolkedja har en mycket strukturerad uppbyggnad och den överlägset vanligaste omättnaden i en naturligt förekommande kolkedja innebär att de två väteatomer som saknas har suttit jämte varandra ”på samma sida”, kolkedjan kröker sig då i Cis-form. Om det finns fler omättnader i kedjan sitter de vanligen med två enkelbindningar emellan. En mindre vanlig variant, där dubbelbindningarna sitter med en enda enkelbindning emellan kallas konjugerade fettsyror.

Om de saknade väteatomerna i en dubbelbindning kommer parvis från vardera sidan kallas det trans-form och kedjan får en knick snarare än en krök. I naturen är transfettsyror förhållandevis ovanliga men bakterier hos idisslare gör just den sortens kolkedjor efter speciella mönster.

 

Industrier försöker ”förädla” rinniga vegetabiliska oljor så att de blir mer tjockflytande och härmar smör. De har under lång tid tillsatt nickelspån som katalysator, hettat upp oljan under högt tryck samtidigt som man tillför vätgas. Trycket och värmen gör att väteatomer formligen tvingas in i omättnader. Samtidigt rör sig kolatomer i dubbelbindningar sinsemellan och ren slump gör att naturligt krökta Cis-bindningar kan vridas om till förhållandevis rak Trans-form. Båda effekterna gör oljorna gradvis mer trögflytande och till slut fasta. De växtoljor man använder är långkedjiga och för att de inte ska bli stenhårda redan vid rumstemperatur avbryts härdningsprocissen i förtid vilket lämnar kvar en blandning av cis- och transdubbelbindningar.

Gemensamt för dubbelbindningar är att kolatomerna dras något tätare tillsammans men även att vardera bindningen är ”svagare” än en enkelbindning. Den ”öppna” Cis-formen är känsligare för angrepp utifrån av fria radikaler något som knappt händer enkelbindningar och förhållandevis sällan för transdubbelbindningar. I atom- och molekylskala är de enskilda bindningarnas form och placering helt avgörande för hur en fettsyra beter sig. En fettsyra med en trans-bindning är stelare och kortare än en mättad fettsyra med samma antal kol, den kan ”lura sig in” men aldrig ersätta en mättad fettsyra.

Den ökade mättnadsgraden och de stela trans-formerna bidrar båda till att rinniga och billiga växtoljor blir fastare fetter som kan säljas som smörsurrogat och med högre vinst. Tidigare var det mycket vanligt med transfetter i industritillverkade smörsurrogat, men massiv kritik resulterade i att tillverkarna självmant minskade användningen i sutanvändarprodukter.

Livsmedelsverket, som borde ha varit självklara att rensa upp i röran, har mesigt stått vid sidan och knappt deltagit i debatten. De fick utstå mycket förlöjligande när man, för att alls kunna redovisa skadliga effekter, talade om ”transfetter och mättade fetter” som en sammanhållen grupp. Lika fel som man numera gör genom att tala om ”frukt och grönt”.


*) Energin i kolhydrater kommer uteslutande från monosackarider, glukos, fruktos och galaktos. I mat kan de finnas i väsentligt olika sammansättningar, men för att alls absorberas måste de först spjälkas till just de monosackariderna. Det betyder att den som äter enligt konventionella rekommendationer får hälften eller mer av sin energi från enbart de tre monosackariderna. Dessa är renons på egentlig näring och kan med goda skäl kallas tomma kalorier. Hur ”varierat” och ”närande” är det på en skala?

Oavsett om du är positivt eller negativt inställd till fett som del i mat eller kropp så är det en fördel att känna till den kemiska bakgrunden.

Jag hatar kemi, värsta ämnet i skolan!

Helt säkert är det onödigt många som tycker så eller åtminstone något liknande. Då är det definitivt dags att tänka om, särskilt om du vill göra något åt en övervikt. Kroppen ”vet” definitivt allt om sin fettkemi, den tillverkar och lagrar ur det du äter. Kan du tillåta att kroppen är så överlägsen din hjärna?

Om du tar till dig eller själv använder påståenden som ”undvik mättade fetter, de är farliga” och ”ät mer fleromättade fetter, de är jättenyttiga” så är jag övertygad om att du kan vidga dina perspektiv avsevärt. Det sker inte i en handvändning, därför blir det flera inlägg.

Grundläggande kemi om vårt garanterat största energilager

Endast tre grundämnen bygger samtliga fettsyror, nämligen väte, syre och kol. De kan binda till många andra ämnen, men i detta sammanhang fokuserar jag enbart på deras inbördes umgänge.

Kemister talar om bindningar mellan atomer, de kan ha flera betydelser som jag inte går närmare in på. Betrakta dem för enkelhets skull som utsträckta händer, beredda att ta andra i hand. Snart nog slutar jag att referera till ”händer” och ”greppa” och övergår till det mer traditionell ”binda” och ”bindningar”.

  • Väteatomen (H) kan ”hålla sin enda hand” med andra väteatomer (blir vätgas, H2) men även med kol och syre (t.ex. en syre + två väte, H2O = vatten).
  • Syreatomen (O) har två ”händer”. När syre ”håller varandra med båda händer” bildas syrgas (molekylen O2).  När syre reagerar med kol i metabolismen (ämnesomsättningen) ger det koldioxid (CO2). Det krävs två syreatomer med vardera två ”händer” för att ”greppa” de fyra som en ensam kolatom har.
  • Kolatomer (C) är unika då de kan bilda kedjor. En kolatom är ”fyrhänt” och kan ”hålla hand” med upp till 4 atomer samtidigt. Inte så sällan greppar två kolatomer varandra med dubbelfattning, en dubbelbindning. Självklart blir det då färre händer/bindningar över till annat. En dubbelbindning är dessutom ”stelare” än en enkel bindning, testa gärna skillnaden genom att hålla en annan person med två händer istället för en.
Kolkedjan

Den enklaste varianten är en rad kolatomer med enkelbindningar emellan och varje kol dessutom binder till två väteatomer. Här är alla atomer angivna med bokstäver och de linjer som slutar i tomma intet antyder att kedjan ansluter till något annat.

 

Det finns andra sätt att illustrera kolkedjor, till vänster finns kolen där linjerna korsar varandra och där linjerna slutar finns alltid en väteatom. Denna är C3H8, propangas.

 

Ytterligare ett sätt med annorlunda regler. Här finns det en kolatom vid varje ände av strecken, dessutom en i varje knick, sammanlagt 6 st. En tilläggsregel är att kolatomerna binder till 4 andra atomer om inget annat anges. Kolen i de 4 knickarna har underförstått 2 väteatomer vardera och i ändarna finns det 3 väte, alltså  C6H14, hexan, en komponent i bensin.

Metyländen

En kolatom har 4 möjliga ”händer” och om vardera greppar var sin väte bildas gasen metan (CH4).

 

 

När en kolatom binder tre väte kallas det en metylgrupp (CH3) Minustecknet betyder att gruppen som helhet har ett elektronöverskott, men kan även betraktas som att den har ”en hand över” som kan binda till något annat. Den finns inte som en fristående molekyl utan alltid som en del i ett annat ämne. En metylgrupp kan kemiskt betraktas som ett ordnat avslut på en kolkedja. Metyländen avslutar den feta delen av en fettsyra och kallas även omega-änden, mer om detta senare.

Karboxyländen

Detta är den andra änden av en fettsyra, det flertalet kemister betraktar som början, alfaänden. Alfa är den första bokstaven i det grekiska alfabetet, de följande kolatomerna kan numreras men vid namngivning används gärna det grekiska alfabetet. Skrivet på ett mycket kompakt men oöverskådligt sätt: COOH– Det är heller inte en fullständig molekyl, den har ett elektronöverskott och därmed en ”ledig hand” där den binder till resten av kolkedjan i en fettsyra. Mycket generellt kan det skrivas R-COOH där R** kan tolkas som ”Resten av molekylen”

Karboxyländen kan koppla vidare till andra molekyler, dess OH-grupp (hydroxylgrupp) har den förmågan.

  • OH-grupper i molekyler ”umgås” gärna  med vatten och är de tillräckligt många i förhållande till molekylen i övrigt så kan molekylen som helhet transporteras i blodet utan hjälp.
  • Finns rätt enzymer tillgängliga när två lämpliga molekyler med OH-grupper på rätt ställen träffs så drar enzymet de två molekylerna intill varandra, i skarven plockar det bort två väte och ett syre (som bildar vatten), kvar återstår en syreatom som fungerar som ”koppel”. Processen kallas förestring.
  • Om det går åt andra hållet, ett annat enzym försedd med en vattenmolekyl kommer till samma bindning så kan den ”peta in” den i bindningen så den faller isär, hydrolyseras***

Fettsyra

När man kopplar samman en metylände med en kolkedja och en karboxylände blir slutresultatet en fettsyra som får sitt grundläggande namn av antal kol i hela molekylen. Den till vänster heter butansyra, även känd som smörsyra. Väteatomen, H i karboxylgruppens OH sitter lite ”halvlöst” och under vissa omständigheter lossnar den och bildar en H+-jon (egentligen en hydroniumjon, H3O+), just det som kännetecknar en syra, se där skälet till att det heter fettsyra. Alla organiska syror räknas som svaga även om det finns några med få kolatomer som överraskar.

Grattis, redan nu vet du långt mer om fettsyror än de flesta, men vi stannar inte där, fortsättning följer.


*) Du kanske har hört talas om metylering, ” kemiska” för att ”sätta punkt” i t.ex. en kolkedja eller DNA.

**) En del molekylgrupper kan koppla upp sig åt mer än ett håll och därför ser man förutom R även R’

***) Hydrolysera: Hydro står för vatten och lysera för att upplösa, sära på.

”Alla vet” att fett innehåller 9 och kolhydrater 4 kcal/gram. Men hur många vet vad det beror på? Båda består enbart av grundämnena kol (C), väte (H) och syre (O) men i olika proportioner och strukturell uppbyggnad.

Glukos

Kolhydrater, monosackarider, som har betydelse för oss ur energisynpunkt har summaformeln C6H12O6. De kan uppträda ensamt eller i  kombinationer som är väsentligt olika varandra. De tre grundläggande enkla sockerarterna glukos, fruktos och galaktos kan bilda så olika kombinationer som t.ex. cellulosa, fibrer och vanligt vitt socker.

Varje kryss och vinkeln representerar kolatomer även om de inte är utskrivna. Underlättar för de som förstår grundläggande ”kemiska”, strular till det för resten. En stor del av ett yrkes kompetens består i en terminologi som håller oinvigda på avstånd.

Hexansyra

De neutrala fetter, triglycerider, som vi både äter och kan lagra är långt mer varierande. De byggs av tre fettsyror, sinsemellan lika eller olika, bundna till en glycerolmolekyl, en slags bärare som håller samman och organiserar dem. Praktiskt taget all energi i en triglycerid finns att hämta från fettsyrorna, glycerolens bidrag är obetydligt och kompenseras mer än väl av att ny glycerol hela tiden måste nybildas när fettsyror ska återkombineras till triglycerider, något som sker flera gånger i en fettsyras ”liv”. För att göra en rättvisande jämförelse väljer jag en okomplicerad fettsyra med 6 kolatomer, den mättade hexansyran (hexan betyder 6). Dess summaformel är C6H12O2, märk likheten med monosackariden ovan!

Den övre av de båda framställningarna i bilden används gärna av kemister, de har kommit överens om att i varje ”vinkel” och änden av strecken finns en kolatom. Varje kolatom i vinklarna har sällskap av ett par väteatomer. Kolatomen i änden till vänster skiljer sig från de andra, den har tre väteatomer som sällskap. Den kallas metyländen och är en slags kemisk ”punkt”, ett avslut. Läser du om metylering i t.ex. DNA är det nästan samma sak, något som sätter in ett avslutande skiljetecken i den långa mening som kallas DNA.

Nu kan du ana vari skillnaden i energiinnehåll består, särskilt om du tänker på att all energimetabolism i slutändan bildar vatten (H2O) och koldioxid (CO2).

Att räkna mängder av ämnen i gram känns vardagligt och naturligt, men inte för kemister. Eftersom de ofta betraktar molekyler och deras inbördes reaktionen mycket närsynt väljer de ett helt annat mått, mol*. Avogadros tal** är en konstant som binder samman antalet atomer/molekyler av ett ämne med dess atom/molekylvikt.

Varje grundämne har en atomvikt som i huvudsak beror på atomkärnans massa, elektronernas bidrag är oftast försumbart. För kol använder vi talet 12, väte har 1 och syre 16. Då atomer i naturen visar små skillnader i sina atomkärnor så är dessa tal inte exakta utan varierar något men är alltid något större än de jag angett. (Irriterande fråga: Varför är de större?)

När vi adderar atomvikterna i en glukosmolekyl blir det (6×12 + 12×1 + 6×16) = 180. Nu är det så finurligt bestämt att 180 gram glukos innehåller 6,02 x 1023 ** molekyler och därför är 1 mol. Vid samma uträkning på hexansyra, den mättade fettsyra som har 6 kol, blir molvikten 116 gram.

I Review of Medical Physiology av William F. Ganong, 20de upplagan, finns ytterligare uppgifter vi behöver.

  • 1 mol hexansyra (116 gram) ger 44 mol ATP*
  • 1 mol glukos (180 gram) ger 38 mol ATP

100 gram glukos ger alltså ungefär 21,1 mol ATP medan samma massa av hexansyra presterar inte mindre än 37,9 mol ATP.

När vi utvinner energi ur glukos resp. hexansyra sker det genom lång rad reaktioner som resulterar i ATP, vatten och koldioxid. Både glukos och hexansyra har samma antal kol och väte men olika antal syre, glukosen har tre gånger så många. Det betyder att den redan är avsevärt mer oxiderad redan från start.

  • Som regel kan man betrakta andelen ”rena” kol-väte-bindningar som mått på det utvinningsbara energiinnehållet i en molekyl.
  • Alla fettsyror innehåller alltid exakt 2 syre, vilket innebär att energibidraget från en lång fettsyra är större än från en kortare.

Till detta kommer att enskilda glukosmolekyler aldrig kan uppträda koncentrerat i kroppen utan att skada oss. I hela blodmängden på 5-6 liter bör det inte varaktigt finnas nämnvärt mer än 5 gram glukos, 1 gram per liter = 1 promille. En fiktiv person på 70 kg skulle, givet att glukosen kan slås ut över hela kroppsmassan, kunna lagra 70 gram glukos.

Turligt nog är verkligheten annorlunda, glukos kombineras till långa grenade kedjor, glykogen, som lagras i muskler och levern, sammanlagt cirka 500 gram/2000 kcal. Koncentrationen kan ökas avsevärt utan att skada våra celler då det är ändarna på glykogenkedjorna som kan ställa till problem, och de är långt färre än antalet glukosmolekyler. Trots allt kräver detta glykogen en del vatten för att späda ut det till ofarliga koncentrationer. Ett komplett glykogenförråd väger då ungefär 2 kilo.


*) Mol är inte bundet till enbart atomer och molekyler utan kan användas för att räkna t.ex. antalet fotoner, ATP och annat som finns i oerhört stora antal.

**) Avogadros tal = 6,02 x 1023 = 602 000 000 000 000 000 000 000

***) ATP, adenosintrifosfat, är en grundläggande energibärare som produceras i cellernas mitokondrier ursprungligen från den mat vi äter eller återvinner från diverse lager i kroppen. ATP är en gemensam energivaluta som våra celler använder.

Jag har hittat en studie som fascinerar mig. Den är intressant och, som jag ser det, logisk och faktarik. Den kan inte kallas lättillgänglig, man bör vara en nörd och ha gott om tid för att uppskatta den. För att försöka göra innehållet någorlunda tillgängligt planerar jag att dela upp innehållet i flera blogginlägg, hur många får vi se.

När kolhydrater av någon anledning hamnar i tjocktarmen är det bakterier som tar hand om dem. Bland annat producerar de tre korta mättade fettsyror, 60% blir ättiksyra, 25% propionsyra och 15% smörsyra (n-butansyra, butyrate). Det finns mängder av studier som höjer den sistnämnda till skyarna som oerhört hälsosam.

The multiple beneficial effects on human health of the short-chain fatty acid butyrate, synthesized from non- absorbed carbohydrate by colonic microbiota, are well documented.

Min tolkning: De många fördelaktiga effekterna av den kortkedjiga fettsyran butyrat som syntetiseras av tjocktarmens bakterieflora är väl dokumenterade.

Källa: Potential beneficial effects of butyrate in intestinal and extraintestinal diseases

N-butansyraBilden till vänster visar en tvådimensionell skiss av den mättade smörsyran. Vill du se en tredimensionell bild följer du Wikipedialänken nederst.

På ”kemiska” kan smörsyra kallas butyrat. Namnet är logiskt om man tänker på att det engelska ordet för smör är butter. En av de fettsyror som finns i smör är just smörsyran, faktiskt den som ger härsket smör dess obehagliga lukt.

CH3 längst till vänster kallas metylgrupp och finns alltid i ena änden av en fettsyra. Kemister anser, med goda skäl, att metylgruppen är slutet av en fettsyra och kallar den omega-änden. Biokemister anser med andra, men även de goda skäl, att omega-änden är oerhört viktig för att beskriva fettsyror/fett.  Metyländen och de följande CH22--grupperna ger en fettsyra deras ”feta” egenskaper.

I andra änden finns det kemisterna anser vara den viktiga alfa-änden, COOH. Jo, den är viktig även för biokemister också, det är här fettsyran kopplar till andra ämnen genom förestring. Det är när fettsyran förenas med ett annat ämne genom att ett lämpligt enzym för dem samman och plockar bort två väte- och en syreatom (H2O, vatten) så att de hakar samman. Andra enzymer kan göra tvärtom, peta in en vattenmolekyl i skarven så att de kopplas isär, detta kallas hydrolys.

At the intestinal level, butyrate plays a regulatory role on the transepithelial fluid transport, ameliorates mucosal inflammation and oxidative status, reinforces the epithelial defense barrier, and modulates visceral sensitivity and intestinal motility.

Min tolkning: I tarmarna reglerar n-butyrat vätsketransport genom cellskikt, dämpar inflammationer i slemskikt och minskar oxidativ stress, förstärker cellytors försvarsbarriärer, anpassar invärtes känslighet och tarmens rörlighet.

Intressant nog sker detta av ett ämne som produceras på plats, där det behövs!

In addition, a growing number of studies have stressed the role of butyrate in the prevention and inhibition of colorectal cancer.

Min tolkning: Till detta har ett växande antal studier påvisat att n-butyrat skyddar mot och motverkar tjock- och ändtarmscancer.

Det sista citatet är intressant då det sannolikt bygger på samma egenskaper som gör att en glukosfattig och ketonrik kost missgynnar cancerceller.

Fortsättning följer


Läs mer: Nordic Nutrition Council,  Wikipedia

Båda jämför/mäter substansmängder. Den ena, ppm, är lätt att förstå, den andra (mol) avsevärt tydligare för den som lägger jobb på att förstå dess innebörd.

  • Om du har tillgång till en våg med godtyckligt hög precision kan du mäta massan/vikten av substanser och ange deras inbördes förhållanden i ppm (parts per million). Det är alltså förhållanden (koncentration) mellan vikter/massor man mäter vilket inte i sig säger något bestämt om t.ex. deras reaktionsförmåga.
  • Vattenblandningar av silverprodukter värderas vanligen som masssan (”vikten”) av dess silver i förhållande till vattnet. Ion Silver anger att IONOSIL har koncentrationen 10 ppm varav 90% är joner, Ag+. Det innebär 9 viktdelar silverjoner per 999 991 delar vatten.
  • Atomen silver (Ag) och jonen (Ag+) har praktiskt taget samma massa, en enda elektron av 47 skiljer dem åt.

Allt omkring oss byggs av atomer, flertalet inte i grundform utan som molekyler. Långt innan den moderna uppfattningen av atomer och molekyler tog form på 1800-talet hade experimentalfysiker insett att ämnen reagerar med varandra i mycket bestämda proportioner och Amadeo Avogadro postulerade redan 1811 att

  • …givet samma temperatur, tryck och volym innehåller alla gaser samma antal molekyler.

Begreppet utvecklades, förfinades och i kombination med atom– och molekylvikter blev det grunden till SI-enheten* mol som definierar substansmängder i ett ämne. Jean Baptiste Perrin (Nobelpris i fysik 1926) utnyttjade andra forskares rön (t.ex. Einsteins teori om Brownsk rörelse) och beräknade Avogadros tal.

  • En mol av ett ämne är samma antal gram som ett ämnes atom- alternativt molekylvikt.
  • I en mol av ett ämne finns då cirka 6 * 1023 atomer alternativt molekyler.

Definitionen av mol utgår numera från massan av en kolatom 12C med exakt 12 nukleoner i kärnan (6 protoner och 6 neutroner) och därmed atomvikten 12. Ur detta följer att väteatomens (H) atomvikt är 1, syreatomens (O) är 16 samt silver (Ag) 108. **

  • Ämnens reaktioner beror av deras inbördes egenskaper samt antal atomer/molekyler/joner som deltar i reaktionen, inte deras massor.

Låt oss betrakta IONOSIL som den deklareras på dess hemsida, 10 ppm silver varav 9 ppm Ag+. Av skäl som kommer att framgå anger jag dess massa av Ag+ i 18 gram Ionosil (1 mol vatten).

  • 18 gram IONOSIL innehåller (18 * 10-3) * (9 * 10-6)  => 1,62 * 10-7 gram Ag+
  • Det motsvarar 1 gram silverjoner per 6,2 kubikmeter vatten.
  • När IONOSIL späds 100 gånger för att användas vid vattenrening räcker 1 gram silverjoner för 620 kubikmeter vatten!

Om vi väljer att beräkna förhållanden mellan antal Ag+ och antalet molekyler av lösningsmedlet blir resultatet riktigt intressant.

  • 18 gram av vätskeblandningen är nästan uteslutande 1 mol vatten. (Atomvikten för väte är 1 och för syre 16, tillsammans blir då molekylvikten för H2O (1+1+16 = 18)
  • 1 mol (18 gram) vatten innehåller 6 * 1023 molekyler H2O.
  • Silver har atomvikten 108, i jonform praktiskt taget samma.
  • Angivet i mol blir det (1,62 *10-7) / 108 => 1,5 * 10-9 mol Ag+ i 18 gram IONOSIL
  • Antal Ag+ i dessa 18 gram IONOSIL är då 9 * 1014, ett gigantiskt antal men försvinnande liten andel av vätskan.

Antalet vattenmolekyler i IONOSIL i förhållande till antalet silverjoner är då (6 * 1023) / (9 * 1014) cirka 6,7 * 108. Om och när vi späder ut den i vattenreningssyfte (10 ml per liter vatten som skall behandlas = 100 gånger), antalet vattenmolekyler är då 6,7 * 1010 per silverjon.

För att få en känsla för detta tal kan vi jämföra med världens sammanlagda befolkning, runt 7,3 * 109, som är ungefär 1/9!

Om det krävs så lite som en silverjon per 67 000 000 000 vattenmolekyler alternativt 1 gram silverjoner i 620 kubikmeter vatten för att på 15 minuter rena vatten från bakterier så att det blir drickbart, är då silverjoner farliga eller ofarliga?

Källa: Silver – del 5, Är det ”farligt”?

Den som upptäcker fel i det jag skriver kan kommentera eller maila 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?,  Silver – del 9, några av silverjonens egenskaper,  Silver – del 10 – en potent virusdödare?,  Silver – del 11, begreppsförvirring?,  Silver – del 12, Harmlöst eller farligt?,  Silver – del 13, silvernanopartiklar i blod in vivoSilver – del 14, Gramnegativa och grampositiva bakterier

Fortsättning följer, var så säker…


*) Alla i fysik och kemi förekommande enheter kan härledas ur de sju grundenheterna i SI-systemet. När jag gick i gymnasiet användes en tidigare variant, MKSA, som stod för meter, kilo, sekund och ampere.

**) De atom- och molekylvikter jag använder, utöver för 12C, är närmevärden, avrundade till närmaste heltal. Utmaning till nördar: 108Ag är mycket sällsynt och instabilt med en halveringstid 418 år men trots det anger jag silvers atomvikt till 108. Hur kommer det sig?

Att diskutera kroppens funktioner, matens egenskaper och toxiska ämnen utan grundläggande kunskaper om kemi är onödigt svårt och ger närmast oändligt utrymme för missförstånd. Jag vill försöka lära mig något om grundläggande kemi som är viktig för mat och metabolism, ämnesomsättning. Ett sätt är att försöka förklara för mig själv så att jag tror att jag förstår. För att öka insatsen avsevärt väljer jag att utmana genom skriva mina tankar här.

Det man inte på ett sammanhängande sätt kan beskriva har man inte greppat!

  • Atomer är mycket små unika element som allt i och omkring oss består av. Vi kan inte se enskilda atomer, men via kluriga experiment och mätningar går det att med god precision ta reda på deras egenskaper. Jag kommer att lägga tyngdpunkten på atomers inbördes samspel (kemi) och lämnar merparten av atomkärnornas kvantfysik och liknande fix till andra att beskriva.

electron_clouid

En vanlig atommodell* bygger på en kärna av minst en proton (en positivt laddad nukleon**) dessutom, i alla ämnen utom den allra enklaste väteatomen (1H), en eller flera elektriskt neutrala neutroner. Atomer i grundtillstånd har samma antal negativt laddade elektroner som det finns protoner i kärnan. Ofta uppfattar man elektronerna som att de cirklar runt kärnan likt planeter runt en stjärna men de beter sig snarare som lager av diffusa ”moln”, man kan räkna dem, vet i vilket molnlager de hör hemma men inte var de för ögonblicket finns. Tätheten i molnen (de kan finnas i flera lager) beskriver sannolikheten var de kan påträffas. För att ytterligare komplicera det uppträder elektroner nästan uteslutande parvis i orbitaler och har då alltid olika spin. Bildens proportioner är felaktiga, om protonen får bestämma skalan borde elektronen vara 50 – 100 meter bort.

Ger man en elektron en lagom knuff (t.ex. lyser på den) kan den hoppa ut från sitt ordinarie moln och kallas då exciterad, det varar mycket kort tid och när den faller tillbaka ger den ifrån sig energi i form av en foton, några synliga medan andra kan vara UV eller IR (värmestrålning). Varje grundämne avger ett noga definierat mönster av sådana spektrallinjer och man kan därför med god precision bestämma sammansättningen av kroppar både nära och långt borta som t.ex. stjärnor, dessutom hur hastigt stjärnor/galaxer rör sig i förhållande till oss.

Om kärnan vore stor som en ärta så finns elektronmolnen i storleksordningen 500 meter bort. Elektronens massa är oerhört liten,  1/1800 av en nukleon (proton eller neutron). Allt i och omkring oss är därför i huvudsak tomrum och det vi kan förnimma är det yttersta eller de två yttersta elektronmolnen. När vi rör någon/något är det ”våra” elektroner mot ”deras”. När blickar möts är det fotoner som överför ögonens färg och glans från och till elektronmoln.

Det verkar lite si och så med pyttigt små elektroner långt ut i diffusa moln, men ta en slägga och damma den med kraft i ett städ så ser du förmodligen inga nämnvärda märken i vare sig slägga eller städ. Städets och släggans elektronmoln bryr sig inte tillräckligt länge för att det ska synas. Samma sak gäller även för atomer i gaser och grundämnen som är lätta att bearbeta, det är inte atomer i sig som ger vika, de flyttar sig inbördes. Men om du slår tillräckligt många gånger och sedan känner på släggans slagyta så är den varmare än förut. Vi har gett dess atomer/molekyler lite extra rörelseenergi, det vi uppfattar som och kallar värme.

Varje grundämne har ett unikt antal protoner i kärnan och (i det oladdade grundtillståndet) precis samma antal elektroner fördelade i ett eller flera moln utanför. Omvänt kommer varje antal protoner att motsvara ett unikt grundämne. Hos alla grundämnen utom den enklaste varianten av väte (det finns två till, deuterium*** och tritium) finns även neutroner, ofta samma eller större antal än protonerna. Antalet neutroner kan variera och de resulterande ämnena kallas isotoper. Ur vår kemiska synvinkel är de näst intill likvärdiga.

Mellan kärnpartiklarna finns ett par krafter som verkar på olika avstånd, både attraherande och repellerande. Trots en stark kärnkraft**** mellan nukleoner så spelar den betydligt svagare repellerande kraften mellan positivt laddade protoner en avgörande roll, dess verkan når nämligen så mycket längre. För att tillföra mer sammanhållande attraktion i kärnan i form av mer stark kärnkraft ökar antalet oladdade neutroner i kärnan i minst samma takt som antalet protoner, men ett ”misslagomt” antal neutroner gör kärnorna instabila, de faller isär i diverse partiklar och strålning, de är radioaktiva.

Om det blir fel eller överförenklat bortom räddning så hoppas jag att eventuella läsare påpekar och rättar så snart som möjligt i kommentarer eller via mail, adressen finns uppe till vänster.


*) I naturvetenskapliga sammanhang använder man begreppet modell, ofta en visualisering av sådant som annars är svårt att föreställa sig. En bra modell ska motsvara verkligheten så långt vi känner den, men mycket är fortfarande oupptäckt.

**) Nukleoner är samlingsbeteckning på kärnpartiklarna protoner och neutroner.

***) Deuterium med två nukleoner plus syre ger tungt vatten. Ungefär 1 väteatom av 7000 i våra kroppar är 2H, Deuterium. Iskuber av deuterium sjunker i vanligt vatten. Tritium (3H) är instabilt, radioaktivt, och faller isär med en halveringstid på dryga 12 år. Har du en klocka med ständigt ”självlysande” siffror och visare så är sannolikheten stor att det är tritium som exciterar elektroner i fosfor att avge ljuset. Tidigare användes radium.

****) Den starka kärnkraften verkar mellan atomkärnans nukleoner men bara på mycket korta avstånd i storleksordningen en femtometer (10-15 meter = 1/1 000 000 000 000 millimeter). På närmare avstånd än så blir den snabbt repulsiv (frånstötande) och på längre avstånd upphör den snabbt. Det blir lite som om nukleonerna är sammanbundna med något som samtidigt är starkt, föga elastiskt och skört. För nukleoner som befinner utom den starka kärnkraftens räckvidd kommer Coulombkraften (repulsion mellan laddningar med samma tecken) omgående att ta överhanden. Det är därför radioaktivt sönderfall resulterar i ”snabb energi”. (Egentligen exergi.)

Till att börja med; människor har, såvitt känt, inget behov av silver, vare sig som makro- eller mikromineral.

Är rent silver giftigt?
Rent silver är ett ogiftigt mineral som varken är cancerogent eller mutagent för däggdjursceller. De som hävdar motsatsen klarar tyvärr inte av att skilja rent silver från de silversalter som framställs genom att man löser silver i salpetersyra. Slutresultatet blir då silvernitrat och det är en giftig, färgande och frätande produkt. Effekten kommer av naturlig förklaring från syrakomponenten. Elektrokolloidalt silver innehåller inte någon syra, utan tillverkas med hjälp av en elektrisk process.

och

Det är en milsvid skillnad på de ogiftiga silverjonerna (genererade på elektrisk väg) – och de giftiga silverjonerna som kommer ur salpetersyralöst silver – mer känt som silvernitrat. De som påstår att elektrokolloidalt silver är giftigt -har inte förstått skillnaden på dessa två tillverkningsprocesser.

Källa: http://www.ion-silver.com/allt.om.silver.html

silver_crystalRent metalliskt silver är ofarligt för människor, möjligen med undantag för små kluster om några få silveratomer vardera (<10 – 100 st/kluster, uppgifterna varierar). Ju fler silveratomer som exponeras mot omgivningen (vid samma massa ger mindre partiklar långt större yta* mot omgivningen) desto större sannolikhet (fortfarande låg i absoluta tal) att någon/några av dem förlorar sin valenselektron** och blir en (kemiskt och därmed biologiskt aktiv) positiv jon. Detta är en följd av att händelser i den lilla skalan i stor utsträckning styrs av sannolikheter. Även det med låg sannolikhet händer någon gång. Klicka på bilden och se den i full skala, den är oerhört fascinerande.

  • Med tanke på att 108 gram silver (1 Mol) innehåller 6,02 * 1023 atomer (se Avogadros tal) så finns många chanser för även det med låg sannolikhet att hända. Enligt Ion Silver*** ger en årsdos av deras produkt 0,1 gram (cirka 0,001 Mol), i storleksordningen 6 * 1020 atomer/joner. (600 000 000 000 000 000 000 st)

I citatet nämns silvernitrat (AgNO3) och salpetersyra (HNO3). Båda ämnena är, helt riktigt, frätande i tillräckligt höga koncentrationer. Silvernitrat i torr form är vita kristaller medan salpetersyran alltid är en vattenlösning. I vatten delar båda ämnena upp sig i joner; Ag+ + NO3 respektive H+ + NO3 Du ser alldeles säkert likheten mellan de två ämnena, den positiva silverjonen (Ag+) och den likaledes positiva vätejonen (H+). Båda ämnena är frätande då dessa joner ”bränner” vävnad de kommer i kontakt med, oavsett om det är en silver- eller en vätejon som ”gör jobbet”.

  • Silvernitrat är enormt lättlösligt, 1,22 kg/L i nollgradigt vatten och ända upp till 9,12 kg per liter vatten vid 100C! Den 1% silvernitratlösning som under många år användes som ögondroppar till nyfödda för att undvika gonorrésmitta hade koncentrationen 10 000 ppm varav 6350 ppm Ag+!
  • Att på elektrisk väg renframställda silverjoner är ”ofarliga” beror uteslutande på att dessa lösningar aldrig kan göras särskilt koncentrerade, förmodligen ligger gränsen vid eller i storleksordningen 10 ppm, i vart fall långt under 100 ppm.
  • Salpetersyra utspädd i samma utsträckning (till 10 ppm H+) är inte farligt.****
  • Då silvernitratets molekylvikt är cirka 180 (silverdelen är tung) och salpetersyrans motsvarande formelvikt (salpetersyra kan aldrig bilda molekyler!) är cirka 63 (väte är den lättaste av alla grundämnen) så måste man vid jämförelser av effekter matcha antalet aktiva joner snarare än viktandelen av respektive kemikalie. Av den anledningen använder kemister mol till skillnad från ppm.

Mina åsikter, i sammanfattning

  • Metalliskt silver är i praktiskt förekommande mängder ofarligt.
  • Nanosilver och silverjoner i tillåtna och officiellt rekommenderade doser (10 ml av 10 ppm lösning per liter vatten) är ofarligt.
  • Skillnader i farlighet/effekt mellan silvernitrat och ”elektrokolloidalt silver” är dosberoende och skild från framställningsmetod.
  • Den som har skrivit texterna i citaten har inte greppat den grundläggande kemin. Om det sker av okunnighet, god tro eller i avsikt att missleda kan jag inte avgöra.

Den som upptäcker fel i det jag skriver kan kommentera eller maila 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?,  Silver – del 9, några av silverjonens egenskaper,  Silver – del 10 – en potent virusdödare?,  Silver – del 11, begreppsförvirring?

Fortsättning följer.


*) Se https://en.wikipedia.org/wiki/Nanoparticle eller Silver – del 11, begreppsförvirring? för en bild som tydligt illustrerar vilken enorm betydelse partikelstorleken har på ytan mot omgivningen.

**) Den eller de yttersta elektronerna runt en atom kallas valenselektroner och bestämmer stora delar av atomens egenskaper. De kan variera mellan 1 – 8 i antal. Om en eller flera av dem av olika anledningar försvinner eller ökar i antal bildas en elektriskt laddad partikel, en jon.

***) Ion Silver anger att Ionosil innehåller 10 ppm silver, varav 80% i form av silverjoner.

****) Absolut rent vatten har pH 7,  vilket innebär 10-7 = 0,1 ppm H+. Som jämförelse har vinäger pH 3,1 (måttligt sur) och äppelcidervinäger pH 4-5 (svagt sur).

Varje enhet i pH förändrar vätejonkoncentrationen 10 gånger. En syra med pH 5 innebär innebär då 10 * 10 * 0,1 ppm = 10 ppm H+, pH 4 ger 100 ppm och pH3 1000 ppm H+.