Woda – poznaj jej tajemnice

Jedni naukowcy odkrywają kolejne tajemnice najpowszechniejszej cieczy na Ziemi, inni próbują zarobić na jej „magicznych” właściwościach. Czy czysta woda faktycznie może być lekarstwem?

Wszystko w płynie

Z pozoru wydaje się to niemożliwe. Cóż może być niezwykłego w płynie – luźnym zbiorze cząsteczek „obijających” się bezładnie o siebie? Woda nie jest jednak zwykłą cieczą. Pozostaje płynna w warunkach, w których większość podobnych do niej substancji jest gazem, dlatego może służyć jako uniwersalne środowisko dla niemal wszystkich procesów biologicznych. Gdy zamarza, zwiększa swą objętość, a więc zmniejsza gęstość – wskutek tego lód tworzy się na powierzchni zbiorników wodnych, co pozwala żyjącym w nich stworzeniom przeczekać chłody w głębszych warstwach. Doskonale magazynuje energię cieplną, chroniąc naszą planetę przed gwałtownymi zmianami klimatu.

Gdyby nie te niezwykłe właściwości wody, na Ziemi nie byłoby życia. Odpowiadają za nie przede wszystkim tzw. wiązania wodorowe – słabe przyciąganie między cząsteczkami H2O, dzięki któremu potrafią one łączyć się w większe grupy. Mogą składać się z bardzo różnej liczby elementów – od dwóch do 280 – i przyjmują najrozmaitsze kształty, od „piramidy” przez łańcuchy i kręgi aż po bryły takie jak dwudziestościan. To, co nam wydaje się jednorodnym płynem, jest w rzeczywistości mieszaniną złożonych struktur i sieci, które cały czas się zmieniają.

Pamięć homeopatii

Nie jest to wyłącznie chemiczna ciekawostka. Takie właściwości wody wzbudziły bowiem zainteresowanie tych naukowców, którzy próbują wyjaśnić mechanizm działania homeopatii. Ta metoda, opracowana pod koniec XVIII w. przez Samuela Hahnemanna, zakłada, że substancja lecznicza może pozostawić po sobie „ślad” w wodzie, do której zostanie dodana. Im większe rozcieńczenie, tym działanie lecznicze ma być silniejsze. Gdy ten proces zostanie powtórzony wielokrotnie, w roztworze nie zostaje ani jedna cząsteczka substancji, a jedynie „lecznicza informacja”, która korzystnie wpływa na pacjenta.

Sceptycy twierdzą, że to niemożliwe, ponieważ według współczesnej nauki nic takiego nie istnieje. Ale grupa uczonych kierowana przez nieżyjącego już prof. Rustuma Roya ogłosiła kilka lat temu, że to właśnie wiązania wodorowe mogą wyjaśnić działanie homeopatii. „Substancja dodana do wody miałaby zmieniać jej strukturę na zasadzie mechanizmu zwanego epitaksją. Sprzyjać mają temu kolejne rozcieńczenia i wstrząsanie roztworu, stosowane przez homeopatów” – pisze Michael Brooks w książce „13 rzeczy, które nie mają sensu”.

Głównym argumentem przeciwko tej hipotezie jest jednak nietrwałość wiązań wodorowych. Układ cząsteczek mający odzwierciedlać ślad homeopatycznej substancji nie ma prawa przetrwać, bo molekuły wody nieustannie łączą się i rozdzielają – biliony razy na sekundę. To samo dotyczy preparatów homeopatycznych, które pod tym kątem przebadano rezonansem magnetycznym. Okazało się, że nie zawierają one stabilnych grup cząsteczek H2O (tzw. klastrów), które byłyby w stanie przetrwać dłużej niż milisekundę.

Magiczne nawodnienie

Homeopatia to bodaj najlepiej sprzedająca się „wodna terapia” na świecie, ale bynajmniej nie jedyna. Coraz więcej firm oferuje wynalazki w rodzaju „wody alkalicznej, która usuwa reaktywny tlen i chroni DNA przed uszkodzeniami”, „najbardziej korzystnej dla komórek żywego organizmu wody o strukturze heksagonalnej pierścieniowej” czy też „wody jonizowanej, w której naturalne minerały nie uległy zniszczeniu i która występuje w wioskach na całym świecie, znanych z długowieczności ich mieszkańców”.

Założenie jest takie, że dla człowieka najlepsza miałaby być H2O rozbita na pojedyncze cząsteczki – fachowo mówiąc, zdeklastrowana. Ma ona szybciej przenikać do organizmu, lepiej nawadniać komórki, skuteczniej usuwać toksyny, a także łatwiej transportować substancje odżywcze i tlen. „Wszystko to jest, niestety, czysta pseudonauka. Jako emerytowany chemik i wielbiciel wody z kranu nie mogę patrzeć, jak różne firmy próbują naciągnąć ludzi na coś takiego” – zżyma się kanadyjski uczony Stephen Lower, prowadzący stronę internetową Chem1.com.

Sęk w tym, że „zwykła” woda znakomicie sobie radzi ze wszystkimi zadaniami, jakie pełni w naszych ciałach. Ewolucja przez miliardy lat dopracowała mechanizmy jej transportu i wykorzystywania. Nie jest więc potrzebne żadne „rozbijanie” klastrów. Przykładowo, do nawadniania komórek służą białka zakotwiczone w ich błonie – tzw. akwaporyny. Działają one jak kanały, przez które pobierana jest woda, podczas gdy większe cząsteczki pozostają na zewnątrz. Proces ten odbywa się w tempie kilku miliardów molekuł H2O na sekundę niezależnie od tego, jak układają się między nimi wiązania wodorowe.

Dlaczego więc „modyfikowana woda” znajduje nabywców, którzy nie mogą się nachwalić jej skuteczności? Prawdopodobnie działa tu ten sam mechanizm, co w przypadku homeopatii czy innych pseudoterapii – placebo. Wystarczy sama wiara w skuteczność leku, by pacjent poczuł się lepiej (a im bardziej „naukową” oprawę ma taka terapia, tym efekt jest silniejszy).

Kosmetyki, jogurty, beton…

Istnieje jednak niezwykła forma H2O, z którą naukowcy wiążą duże nadzieje. To tzw. woda w stanie nadkrytycznym – coś pośredniego między płynem a parą. Zachowuje się jak gaz, ale nadal mogą się w niej rozpuszczać różne substancje, także takie, które normalnie by tego nie potrafiły. Dlatego taka woda jest stosowana w przemyśle, m.in. zamiast organicznych, toksycznych rozpuszczalników.

Wodę w stanie nadkrytycznym uzyskuje się stosując wysoką temperaturę i ciśnienie, ale polscy uczeni twierdzą, że jest to możliwe także w zwykłych warunkach. „Wytworzona przez nas nanowoda jest o wiele lepszym rozpuszczalnikiem niż zwykła woda. Rozpuszczalność gazów i soli jest w niej aż o ponad 50 proc. większa” – mówi prof. Wiesław Stręk z Instytutu Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN we Wrocławiu. Tę formę H2O wykorzystuje się już przy produkcji kosmetyków, ale potencjalnych zastosowań jest znacznie więcej. Prof. Stręk wymienia m.in. produkcję bardzo stabilnych odmian betonu, jogurtów o  zwiększonej zawartości dobroczynnych bakterii czy wreszcie nowych leków.

Niewykluczone też, że sama H2O stanie się lekiem. Woda w stanie nadkrytycznym znana jest ze swych właściwości bakteriobójczych. Nanowoda z kolei jest testowana jako potencjalny środek przeciw nowotworom. Badania takie prowadzi Uniwersytet Medyczny w Białymstoku. Trudno dziś przewidzieć, jakie dadzą efekty, ale na pewno woda jeszcze nieraz nas zaskoczy.

Wodne zagadki

H2O bardzo różni się od innych występujących na Ziemi cieczy. Oto kilka jej niezwykłych właściwości, wynikających z działania wiązań wodorowych (choć naukowcy nadal spierają się, co sprawia, że woda ma wymienione niżej cechy):

• Największą gęstość osiąga w temp. 4 st. C, a nie wtedy, gdy zamarza.
• Bardzo trudno jest ją ścisnąć, przy czym najmniejsza ściśliwość występuje w temperaturze około 46 st. C.
• Ma dużą pojemność cieplną – trzeba zużyć bardzo dużo energii, by ją podgrzać.
• W miarę wzrostu ciśnienia woda jest coraz mniej lepka i coraz silniej zdysocjowana (odwrotnie niż w przypadku większości cieczy).

Nabijanie w butelkę

W internecie można znaleźć zarówno gotowe produkty, jak i urządzenia, które przerabiają zwykłą wodę na „niezwykłą”. Na czym polegają te pseudonaukowe cuda?

• woda „alkaliczna” czy „zjonizowana” – ma odkwaszać organizm i zwalczać szkodliwe wolne rodniki. Brak jednak dowodów na jej skuteczność – zwłaszcza że wszystko, co pijemy, trafia najpierw do żołądka, gdzie i tak jest zakwaszane przez obecny tam kwas solny. Na „kwaśność” (czyli pH) krwi i innych płynów ustrojowych większy wpływ wywiera dieta i stan zdrowia niż to, jaką wodę pijemy.
• woda „natleniona” – reklamowana jako środek dla sportowców, ponieważ dzięki nasyceniu tlenem ma poprawiać wydolność organizmu. Jednak zawartość tego gazu w niej jest niewielka (ok. 8 miligramów na litr), większość ulatnia się po otwarciu butelki, a to, co trafi do żołądka, raczej nie zostanie w nim wchłonięte. Znacznie łatwiej – i taniej – można dostarczyć sobie tlen przez głębokie oddychanie.
• woda „namagnesowana” – pod wpływem pola magnetycznego (stałego bądź zmiennego – są różne szkoły) ma uzyskiwać specjalną energię życiową, ułatwiać oczyszczanie organizmu, obniżać ciśnienie krwi i leczyć różne choroby. Jednak od dawna wiadomo, że woda nie ma właściwości magnetycznych, więc takie zabiegi nic nie dają. Owszem, magnesy są stosowane do „zmiękczania” wody (usuwania z niej nadmiaru jonów wapniowych), ale nawet co do skuteczności tej metody uczeni mają poważne wątpliwości.