碱性离子水的基础与有效利用Word文件下载.docx

碱性离子水的基础与有效利用Word文件下载.docx

《碱性离子水的基础与有效利用Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《碱性离子水的基础与有效利用Word文件下载.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

　近年来，水对生命体的影响，开始在各种场合成为人们议论的话题，虽说是饮用水，也不应该只是满足水量丰富、廉价和安全这三项条件，人们开始追求“好喝”“有益身体健康（无害）”等具有高附加值的水。

其中，以自来水为水源的、显示与健康相关的碱性离子水（电解功能水、碱性离子水、碱性还原水）成为人们关注的对象。

　我国独自发明的碱性离子水是唯一一种对多种腹部不适均有功效的饮用水，可望在维持及增进健康、疾病预防及改善方面也发挥作用。

碱性离子水的优异功效在过去曾有过几个旁证，但因为当时的时代背景不同，于是质疑它们论据不够充分的呼声甚高。

因此，需要我们针对碱性离子水功效的可靠性方面的疑问做出回应，同时作出现代的科学性论证。

　在这些背景下，平成5年（1993年）成立了碱性离子水机委员会，开始尝试论证碱性离子水对生命体有什么影响。

本次发表的内容即为其研究成果，由三部分组成，第一是碱性离子水的临床论证，第二是碱性离子水的物性分析，第三是碱性离子水对生命体造成的影响的基础性论证。

各项研究均逐渐显现出显著成果，大家正期待着电解功能水能在今后的医疗领域中发挥作用。

在此，我介绍一下研究工作的现状，在展望电解功能水的功效的同时，希望研究工作能得到进一步的发展。

　所谓碱性离子水，

碱性离子水是对在水中添加钙剂后进行电解生成的碱性的水的一种称呼。

碱性离子水机分为两大类，一类是直接连接自来水管道进行电解的流通式，另一类是每次注入一定量的自来水进行电解的贮槽式（间歇式），但两者的电解槽构造及电解原理均是相同的。

　电解槽如图1所示由隔膜分割为两部分，分别插入构成阳极和阴极的电极板。

隔膜只允许水中的离子自由通过，但却阻止水本身自由通过。

流通式的电解槽设有水的流入口和流出口，水从两个电极间通过。

把含有钙离子的水注入电解槽，在通过两个电极间时，向水通电（直流电）（实际产品中是把家用交流电整流变成直流电），氯化物离子、碳酸离子、硫酸离子等阴离子（Ｘ－）被吸引到阳极，而钙离子、镁离子、钠离子等阳离子（Ｍ＋）则被吸引到阴极。

两极间的电压足够大的话，电极表面的水就被电解，在阴极一侧，氢氧根离子（ＯＨ－）、阳离子及溶水氢增多，生成ｐｈ较高的碱性离子水。

碱性离子水的性状如表1所示。

表1.生成水的性状

pH

氧化还原电位

原水中阳离子

原水中阴离子

溶解气体

碱性离子水

9-10左右

低

增加

减少

氢

酸性离子水

4-6左右

高

氧

碱性离子水的性质与安全性

小久见　善八（京都大学大学院工学研究科）

菊地　宪次（滋贺县立大学工学部）

自来水或在其中添加了钙盐的“水”经过阴极电解得到碱性离子水，这样的制造装置——碱性离子水机，目前市售的主要是流通式（连续式），使用方便。

这种水机中也使用多种材料。

于是，围绕着以水机溶出的物质及水机可能产生出的三卤甲烷类有害物为中心，针对水机的安全性，对其物性进行了调查。

1．安全性

市售的流通式碱性离子水机的大多数都是图1所示的构造。

因为是对水进行电解来制造碱性的水，所以在阴极处发生还原反应产生氢，水变成碱性的同时，在阳极处的水被氧化产生氧，生成酸性水。

为了防止碱性水与酸性水混合又变成中性水，于是在中间设置了一层隔膜。

此时，原水中如有氯化物离子，它就会在酸性水一侧被氧化后变成氯。

大多数流通式电解水机为了保养和清洗机器，会时不时地转换电源接入方式而使电极反转，使原本作为阴极工作的电极转变为阳极，阳极转变为阴极，进行短时间电解工作。

所以，我们也就这种反转电极的影响进行了调查分析。

电解水机所用材料

我们选择铂钛电极和部分使用铁素体的电极为试验对象。

使用这类电极制作了图1所示的实验模型装置，对碱性离子水进行了分析化验。

铂钛电极未发现有重金属等析出的问题。

用铁素体电极在制造碱性离子水时，也未出现重金属析出问题。

但是，在反转电极进行清洗时却观察到有微量的重金属析出现象。

反转电极完成后，只要通水冲洗一下，就能把析出的重金属冲走掉，在正常制水时是没有问题的。

但为了安全起见，希望能改用铂钛电极等。

除了电极试验以外，我们还对软管、垫片材料、壳体材料等主要部件进行了浸泡碱性离子水的试验，并未发现有问题物质析出。

碱性离子水中的副产物

碱性离子水机使用的原水中含有氯化物时，担心它在阳极被氧化变成氯，然后与水中微量的有机物等反应生成有机氯化合物。

特别是在碱基性条件下，有可能会通过卤仿反应而生成三卤甲烷等。

电解水机在一般情况下，卤仿反应是无法继续进行的，但含有氯的酸性水穿过隔膜流到碱性水一侧的话，有时就具备了卤仿反应的条件，产生出三卤甲烷一类的物质来。

我们在图1的试验装置上稍下工夫，人为制造出水流从酸性水一侧流向碱性水一侧，检验结果表明，三卤甲烷类有所升高且超过了规定的有害浓度标准。

电解时，根据使用的隔膜特性的不同，有时会出现电渗透导致酸性水流向碱性水一侧。

但是，实际检测了几款碱性离子水机，并未发现电渗透较大的产品，而且，在水向电解部分流入和电解水的流出上下功夫，刻意使水从碱性水一侧流向酸性水一侧，使得卤仿反应的条件不具备，所以也未检测到三卤甲烷类物质。

为确保产品安全，已呈报工业协会，要求对产品安全标准进行了修订。

２．碱性离子水的特性

关于碱性离子水的特性，虽有几项与电气化学完全不同的新学说被提出来，但试验结果表明，它们并没有超出传统电气化学的理论范畴。

亦即，通过电解在阴极一侧产生氢，同时阴极附近的水变成碱性。

碱性离子水的pH

水被电解后，如下所示，产生氢，生成ＯＨ－，在阴极附近变成碱性。

为维持电中性，在Ｃａ＋等阳离子向阴极移动的同时，ＯＨ－向酸性水一侧移动。

而且，酸性水一侧的Ｈ＋也相反移动过来。

碱性离子水的pH就是由这些物质移动所达成的平衡所决定的。

电解电流越大，ＯＨ－的生成速度越快，只要减缓液体的流速，pH就会升高。

碱性离子水中的氢浓度

水被电解在阴极产生氢，它们最初是极为微小的气泡。

如图2所示，它们在溶液中与其他小气泡聚合后变成大气泡。

在阴极一侧，氢原子变成氢分子，溶解在溶液中的氢分子聚集在一起变成微小的气泡。

而要变成这种气泡则必需额外的能量，在电极附近，氢以比较平衡溶解度更高的浓度溶解于水。

例如，氢气直径为１００nm时，其气泡的气压为３０大气压，周围的氢的溶解度也有３０大气压以保持平衡。

曾有过报道称氢的过饱和度甚至超过１００。

由此推断，碱性离子水中的氢的溶解度很高。

氢的溶解度使碱性离子水的“氧化还原电位”降低，呈现出还原性。

因此，碱性离子水中的氢的溶解度影响其本身的特性。

要测量氢的溶解度并非易事，而且，即使其过饱和，也会逐渐下降的。

我们用几个含盐分的水制造碱性离子水，然后放置于２摄氏度的条件下，其氢浓度的变化如图3所示。

在第2日曾急速下降，但仍能长期高浓度地保存。

碱性离子水的临床研究

田代博一、北洞哲治（国立大藏医院消化器科）

藤山佳秀、马场忠雄（滋贺医科大学第二内科）

系川嘉则（京都大学/福井县立大学）

碱性离子水机制造的碱性离子水因为具有改善制酸、胃酸过多、消化不良、胃肠道异常发酵、慢性腹泻等腹部不适的功效，于昭和41年（1966年）取得药事认可，其后广泛饮用至今。

近年来，民众越来越关心饮用水与健康，要求对碱性离子水功效做医学性和科学性验证的呼声日益高涨。

作为其中一环，我们尝试对碱性离子水做临床验证，试验条件是，在多个医疗设施的多个病例，按统一标准，实际验证碱性离子水的临床功效。

第一阶段是开放试验的初步临床试验，第2阶段是双盲试验的比较临床试验，在多个医疗设施对多个病例展开，其结果报告如下：

1.初步临床试验

1）对象及方法：

选择患有消化不良、胃酸过多（烧心、胃部不适）、肠道异常发酵（屁多、腹鸣）、腹胀、慢性腹泻及便秘等腹部不适，且同意参加本测试的志愿者25名。

方法为开放试验，把与市售碱性离子水机相同型号的产品设置于各受试人员家中，按照每天1,000ml，特别是早晨饮用200ml的标准，连续饮用两周时间。

我们对试验前后的受试人员进行常规血液检查、血液生化指标检查、验尿、验便。

从受试人员的主观症状、排便及伴随症状方面的病历日记和各项检测的结果来看，试验结束后，主治医生从综合改善度、概括改善度的角度进行打分，然后统计出来。

2）结果：

饮用碱性离子水后腹部不适的综合改善度中，显著改善12%，改善24%，部分改善52%，一般12%。

部分改善以上的有效例占88%，无恶化例。

有意思的是，排便次数均有显著改善。

也为观察到试验前后的临床检测数据有异常的变动及副作用，表明它是安全的。

2.比较临床试验

对象是患有腹部不适且签署知会同意书的患者。

每天饮用500ml以上（早晨200ml）的试验水，连续饮用1个月。

试验水是取自外观相同的电解水机制造的碱性离子水和净化水（安慰剂），双重盲检比较临床试验中，由监管人随机分配，分配结果一直密封到全部试验结束，在开始分析时才解封。

调查内容与初步临床试验相同，从综合改善度、概括改善度的角度进行评价。

分析病例共163人，碱性离子水组84例，安慰剂组79例，作为背景因素，性别、年龄、基础疾患、之前的用药、同时服用的药物、并发症、过去病史等各个方面均未发现有显著差异。

对腹部不适的综合改善度进行评价时得知，碱性离子水组：

显著改善2.5%，改善32.1%，些微改善44.4%、没变化16%、恶化4.9%，净化水组则分别是5.2%、24.7%、35.1%、32.5%与2.6%。

对碱性离子水组和净化水组的综合改善度比较后发现，Wilcoxon检测的结果虽然显示在5%有效水准上没有显著差异，但这时的p-value在0.22的水准时，碱性离子水组较之于净化水组而言，显得更有功效（图1）。

把腹部不适的综合改善度分析病例按照“有效例”和“非有效例”区分后发现，碱性离子水组有效例79%、非有效例21%，而净化水组有效例64.9%、非有效例35.1%，做χ2检测（无连续性补偿）发现，在5%的有效水准时，碱性离子水组显著比较净化水组的有效症例更多（图2）。

然后，我们进一步按照不同的基础疾患类别，划分出症例较多的慢性腹泻、便秘、腹部不适等项目，研究其有效性。

在慢性腹泻上，碱性离子水组（n=17）有效率94.1%、非有效率5.9%，而净化水组（n=17）有效率64.7%、非有效率35.3%，做χ2检测（无连续性补偿）在5%的有效水准时，碱性离子水组显著比净化水组的有效症例更多（p=0.034、χ2检测）。

在便秘这个项目上，碱性离子水组（n=41）的有效率80.5%、非有效率19.5%，净化水组（n=38）的有效率73.7%、非有效率26.3%，碱性离子水组稍稍优异一些，两组的改善都很明显。

在腹部不适项目上，碱性离子水组（n=14）的有效率85.7%、非有效率14.3%，净化水组（n=17）的有效率47.1%、非有效率52.9%，碱性离子水组比净化水组显示更有效果（p=0.025、χ2检测）。

试验前后的临床检测中，没有发现碱性离子水组比净化水组有显著的异常变化。

碱性离子水组并没有出现因副作用而中止试验的症例，只是净化水组出现1例因腹泻加重而中止的症例，结果表明饮用碱性离子水是安全的。

3.结论

1）初步临床试验显示，饮用碱性离子水对腹部不适是有效且安全的。

2）碱性离子水与净化水的双盲比较临床试验证明，碱性离子水在减轻腹部不适方面，比净化水更有效。

而且，安全性也得到确认，表明碱性离子水是有作用的。

碱性离子水对胃黏膜伤害的有效性检讨

吉川敏一、内藤裕二、近藤元治（京都府立医科大学第一内科）

碱性离子水以做为改善腹部疾病及大便异常的机能水而受到注目。

目前在我国，正在进行以患有腹部疾病的过敏性肠症候群为对象的比较临床实验。

以下为除了报告本研究室就碱性离子水对老鼠胃机能的影响进行的实验结果之外，也公布了碱性离子水对胃黏膜伤害的实验结果的一部份。

1.就碱性离子水的直接性胃黏膜保护作用进行研究

以胃黏膜伤害的实验模型来研究，局部貧血再灌流性胃黏膜伤害及直接性胃黏膜培养细胞伤害。

局部貧血再灌流性胃黏膜伤害是1989年以ＳＤ系雄性老鼠所制成的，此后，便有相关活性氧及脂质过氧化反应干与之报告。

用血管夹阻断老鼠的腹腔动脉30分钟，然后再藉由开放60分钟来制作再灌流性胃黏膜伤害。

经过研究之后，碱性离子水的影响如表１所示，单独给予碱性离子水时，并不会出现任何胃黏膜障碍，但如果在局部貧血1小时前给予碱性离子水的话，则胃黏膜糜烂的面积会扩大。

此外，制作急性胃黏膜伤害的1-2小时前，在胃内给予碱性离子水时，则与其它实验时一样均没有发现有保护作用。

由上述invivo结果可以得知碱性离子水并没有直接性的胃黏膜保护作用。

表１　急性投予碱性离子水对虚血再灌流性胃黏膜伤害的影响

群

ｎ

胃黏膜糜烂面积（mm2）

对照水

７

0.6±

0.4

对照水＋再灌流伤害

37.6±

14.0

0.0±

0.0

碱性离子水＋再灌流伤害

115.6±

37.9#

局部貧血1小时前给予胃内对照水（自来水）及PH值10.5、ORP-450mV的碱性离子水。

＃P<

0.05VS对照水+再灌流伤害

此外，为了研究直接性的作用，所以使用胃黏膜培养细胞来研究直接性细胞保护作用。

培养老鼠正常胃黏膜上皮细胞的RGM-1，然后再添加次黄嘌呤（hypoxanthine）－黄嘌呤氧化酵素使其引起细胞障碍。

结果不论是PH值8.5、9.5、10.5的那一种碱性离子水，都没有发现有胃黏膜细胞保护作用。

此外，也没有发现碱离子单独有直接性的细胞障碍作用。

另外用活性氧消去剂可以抑制虚血再灌流性胃黏膜伤害，但在碱性离子水（PH值8.5-10.5）中，因为会消去或抑制由次黄嘌呤－嘌呤氧化酵素或活性化好中球所产生的活性氧，所以无法得到好的实验结果。

由上述的invivo及invitro结果看来，碱性离子水的直接性胃黏膜保护作用是否定的，消去活性氧作用的成绩也是否定的。

2.慢性投予碱性离子水的老鼠的实验性胃黏膜伤害

一般来说，慢性地饮用碱性离子水时临床效果较为明显。

在以健康的人为对象的临床实验中，过敏性肠症候群也可由慢性地饮用碱性离子水2-4星期后见到改善效果。

所以，让Sprague-Dawleg系雄性老鼠饮用200g的碱性离子水（PH值10.5，ORP-450mV），饲育两星期。

饲育后再绝食１８小时（可以饮水），然后制作实验性胃黏膜伤害来研究其效果。

虚血再灌流性胃黏膜伤害模型的胃糜烂面绩结果如表２所示。

在虚血１小时前投予时病情会恶化，但相反地，若是以两个星期的慢性投予时，反而可得道到抑制病变的效果。

所以，也使用阿司比灵－盐酸对伤害模型进行研究。

根据报告是以在绝食１８小时的老鼠的胃内投与200mg/kg阿司比灵及0.15N盐酸，或以虚血再灌流处置的方法来制作模型。

给予阿司比灵３小时后，在实体显微镜下观察，30分虚血、60分再灌流后生成在腺胃的出血糜烂，以糜烂直径的总和为总糜烂（mm）量来测量。

还有，剥离胃黏膜，用磷酸缓冲液制作均浆，当做胞质分裂素（C1NC-2β,TNFα,1L-1β）及好中球润湿的指标，用EL1SA法测定胞质分裂素的myeloperoxidase（MPO）的活性、用H2O2再生利用法测定MPO。

然后，再个自补正其浓度。

其结果如表３所示。

给予阿司匹灵３小时后，在老鼠的腺胃上会出现出血性糜烂的黏膜伤害，在给予碱性离子水群中则糜烂会被抑制。

但给予阿司匹灵时MPO活性会上升，在给予碱性离子水群中则会被抑制。

至于炎症性胞质分裂素C1NK-2β，TNFα及1L-1β的胃黏膜中浓度，在给予阿司匹灵后会上升，但给予碱性离子水则会被抑制。

表2　慢性投予碱性离子水对虚血再灌流性胃黏膜伤害的影响

78.5±

18.9#

使其自由饮用对照水（自来水）及PH值10.5、VRP-450mV碱性离子水两星期，再绝食18小时後，作为实验之用。

#P<

近年来的实验显示，阿司匹灵盐酸的实验性胃黏膜伤害，在好中球减少的老鼠群中会被抑制，在伤害机制中好中球所扮演的角色渐渐受到注目。

投予以家兔制成的抗老鼠好中球抗体时，即使前列腺素降低，阿司匹灵所引起的胃黏膜伤害也会被抑制。

另外亦可得知，经由投予阿司匹灵时会造成好中球附着在内皮细胞、游走于血管外，或者是在invitro的培养血管内皮细胞－好中球系中添加阿司匹灵的话、也会造成好中球附着在内皮细胞。

NSAIDS所引起的好中球－血管内皮相互作用，有的是藉由存在于两者细胞表面上的附着分子引起的，扮演重要角色的是，好中球上的CD11a/CD18、CD11b/CD18和血管内皮细胞上的ICAM-1、配位体的接合。

例如，对阿司匹灵惹起性胃黏膜伤害，投予相反于这些附着分子的单株抗体时，胃黏膜糜烂面积会减少，同时胃黏膜中的好中球的浸润会明显地减少。

以上的结果足以说明，本模型的组织中浸润的好中球所扮演的重要角色。

就如同即使投予碱性离子水时，MPO的活性也会降低一般，好中球浸润会受到抑制、或许这可用来说明胃黏膜伤害抑制机制的一小部份。

此外，测定作为好中球润湿的诱因的过炎症性胞质分裂素时，发现CINC-2β、TNFα、IL-1β等的炎症性胞质分裂素也会被抑制。

表3　慢性投予碱性离子水对阿司匹灵－盐酸惹起性胃黏膜伤害的影响

糜烂长（mm）

MPO活性（mU/mgprt）

0.025±

0.006

对照水＋阿司匹灵

45.8±

6.3#

0.066±

0.010#

0.029±

0.003

碱性离子水＋阿司匹灵

20.0±

6.1**

0.046±

0.006*

0.01VS对照水

*P<

0.05,**P<

0.01VS对照水+阿斯匹灵

综合上述结果可以得知，在慢性投予碱性离子水的胃黏膜中，有抑制以好中球为主的急性炎症的作用。

金後来会对此方进行近一步的研究。

3.慢性投予碱性离子水的影响

我们对两星期慢性投予碱性离子水的血液生化学、以及对胃黏膜所产生的影响进行研究。

饲育两星期后，两群在体重、血液生化学检查、抗氧化酵素系等方面并没有出现有意差，但是在碱性离子水摄取群中，末梢血白血球数稍微上升。

此外，在两群的胃酸分泌及胃内PH值中并没有出现任何差别，但是碱性离子水群的胃液量及酸分泌能却有增加。

上述结果明显地无法说明，在老鼠实验模型中所得到的胃黏膜保护作用。

4.结论

由上述结果可以确认，碱性离子水对藉由非类固醇抗炎症药及局部贫血再灌流性所引起的急性胃黏膜伤害有效。

这种黏膜保护作用，无法在碱性离子水的短期投予中观察到，必须以两星期的慢性投予方能观察到。

在这个作用机制中，可能与活性化好中球抑制作用、以及炎症性胞质分裂素之产生抑制作用有关，这另外还需进一步的探讨。