堿性離子水的基礎(chǔ)與有效利用

1、第25屆日本醫(yī)學會總會“醫(yī)療上的電解功能水”（堿性離子水、堿性還原水）時間：1999年4月2日（周五）地點：東京國際會展中心（BIGSIGHT） 堿性離子水的基礎(chǔ)與有效利用 堿性離子水的功效驗證北洞哲治（國立大藏醫(yī)院消化器科） 堿性離子水的性質(zhì)與安全性小久見善八（京都大學大學院工學研究科） 菊地憲次（滋賀縣立大學工學部） 堿性離子水的臨床研究田代博一（國立大藏醫(yī)院消化器科） 北洞哲治（國立大藏醫(yī)院消化器科） 藤山佳秀（滋賀醫(yī)科大學第二內(nèi)科） 馬場忠雄（滋賀醫(yī)科大學第二內(nèi)科） 系川嘉則（京都大學/福井縣立大學） 堿性離子水對胃粘膜障礙的有效性論證吉川敏一（京都府立醫(yī)科大學第一內(nèi)科） 內(nèi)藤裕二（京

2、都府立醫(yī)科大學第一內(nèi)科） 近藤元治（京都府立醫(yī)科大學第一內(nèi)科） 堿性離子水對腸道發(fā)酵的影響早川享志（岐阜大學農(nóng)學部食品科學講座）拓植治人（岐阜大學農(nóng)學部食品科學講座） 堿性離子水對骨形成的影響高橋 玲（京都大學大學院醫(yī)學研究科） 張 震華（京都大學大學院醫(yī)學研究科） 系川嘉則（京都大學/福井縣立大學）堿性離子水的功效驗證北洞 哲治（國立大藏醫(yī)院消化器科）序言“醫(yī)療與水”，它們之間自古以來就保持著重要的關(guān)系，但卻很少被重新提出來。水在許多方面都與醫(yī)療有關(guān)，在此，我想從飲用水這個方面談一談。從前的飲用水大多數(shù)都采用的是河水或者地下水。作為飲用水，蘊藏量豐富、價格低廉是首要條件，這一點是符合的?？墒?/p>

3、，河水、地下水易受污染，以致于因飲水導致的食源性傳染病時有發(fā)生，成為一大問題。所以，為了對河水進行消毒，提高安全性，預(yù)防傳染病，于是對供水管網(wǎng)進行維護保養(yǎng)，許多食源性感染得到有效預(yù)防，因為水量豐富、廉價又安全，所以自來水作為飲用水的地位得到認同。近年來，水對生命體的影響，開始在各種場合成為人們議論的話題，雖說是飲用水，也不應(yīng)該只是滿足水量豐富、廉價和安全這三項條件，人們開始追求“好喝”“有益身體健康（無害）”等具有高附加值的水。其中，以自來水為水源的、顯示與健康相關(guān)的堿性離子水（電解功能水、堿性離子水、堿性還原水）成為人們關(guān)注的對象。我國獨自發(fā)明的堿性離子水是唯一一種對多種腹部不適均有功效的飲

4、用水，可望在維持及增進健康、疾病預(yù)防及改善方面也發(fā)揮作用。堿性離子水的優(yōu)異功效在過去曾有過幾個旁證，但因為當時的時代背景不同，于是質(zhì)疑它們論據(jù)不夠充分的呼聲甚高。因此，需要我們針對堿性離子水功效的可靠性方面的疑問做出回應(yīng)，同時作出現(xiàn)代的科學性論證。在這些背景下，平成5年（1993年）成立了堿性離子水機委員會，開始嘗試論證堿性離子水對生命體有什么影響。本次發(fā)表的內(nèi)容即為其研究成果，由三部分組成，第一是堿性離子水的臨床論證，第二是堿性離子水的物性分析，第三是堿性離子水對生命體造成的影響的基礎(chǔ)性論證。各項研究均逐漸顯現(xiàn)出顯著成果，大家正期待著電解功能水能在今后的醫(yī)療領(lǐng)域中發(fā)揮作用。在此，我介紹一下研

5、究工作的現(xiàn)狀，在展望電解功能水的功效的同時，希望研究工作能得到進一步的發(fā)展。所謂堿性離子水，堿性離子水是對在水中添加鈣劑后進行電解生成的堿性的水的一種稱呼。堿性離子水機分為兩大類，一類是直接連接自來水管道進行電解的流通式，另一類是每次注入一定量的自來水進行電解的貯槽式（間歇式），但兩者的電解槽構(gòu)造及電解原理均是相同的。電解槽如圖1所示由隔膜分割為兩部分，分別插入構(gòu)成陽極和陰極的電極板。隔膜只允許水中的離子自由通過，但卻阻止水本身自由通過。流通式的電解槽設(shè)有水的流入口和流出口，水從兩個電極間通過。把含有鈣離子的水注入電解槽，在通過兩個電極間時，向水通電（直流電）（實際產(chǎn)品中是把家用交流電整流變成

6、直流電），氯化物離子、碳酸離子、硫酸離子等陰離子（）被吸引到陽極，而鈣離子、鎂離子、鈉離子等陽離子（）則被吸引到陰極。兩極間的電壓足夠大的話，電極表面的水就被電解，在陰極一側(cè)，氫氧根離子（）、陽離子及溶水氫增多，生成較高的堿性離子水。堿性離子水的性狀如表1所示。 表1.生成水的性狀pH氧化還原電位原水中陽離子原水中陰離子溶解氣體堿性離子水9-10左右低增加減少氫酸性離子水4-6左右高減少增加氧堿性離子水的性質(zhì)與安全性小久見善八（京都大學大學院工學研究科）菊地憲次（滋賀縣立大學工學部）自來水或在其中添加了鈣鹽的“水”經(jīng)過陰極電解得到堿性離子水，這樣的制造裝置堿性離子水機，目前市售的主要是流通式（

7、連續(xù)式），使用方便。這種水機中也使用多種材料。于是，圍繞著以水機溶出的物質(zhì)及水機可能產(chǎn)生出的三鹵甲烷類有害物為中心，針對水機的安全性，對其物性進行了調(diào)查。1安全性市售的流通式堿性離子水機的大多數(shù)都是圖1所示的構(gòu)造。因為是對水進行電解來制造堿性的水，所以在陰極處發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫，水變成堿性的同時，在陽極處的水被氧化產(chǎn)生氧，生成酸性水。為了防止堿性水與酸性水混合又變成中性水，于是在中間設(shè)置了一層隔膜。此時，原水中如有氯化物離子，它就會在酸性水一側(cè)被氧化后變成氯。大多數(shù)流通式電解水機為了保養(yǎng)和清洗機器，會時不時地轉(zhuǎn)換電源接入方式而使電極反轉(zhuǎn)，使原本作為陰極工作的電極轉(zhuǎn)變?yōu)殛枠O，陽極轉(zhuǎn)變?yōu)殛帢O，進行

8、短時間電解工作。所以，我們也就這種反轉(zhuǎn)電極的影響進行了調(diào)查分析。電解水機所用材料我們選擇鉑鈦電極和部分使用鐵素體的電極為試驗對象。使用這類電極制作了圖1所示的實驗?zāi)Ｐ脱b置，對堿性離子水進行了分析化驗。鉑鈦電極未發(fā)現(xiàn)有重金屬等析出的問題。用鐵素體電極在制造堿性離子水時，也未出現(xiàn)重金屬析出問題。但是，在反轉(zhuǎn)電極進行清洗時卻觀察到有微量的重金屬析出現(xiàn)象。反轉(zhuǎn)電極完成后，只要通水沖洗一下，就能把析出的重金屬沖走掉，在正常制水時是沒有問題的。但為了安全起見，希望能改用鉑鈦電極等。除了電極試驗以外，我們還對軟管、墊片材料、殼體材料等主要部件進行了浸泡堿性離子水的試驗，并未發(fā)現(xiàn)有問題物質(zhì)析出。堿性離子水中的

9、副產(chǎn)物堿性離子水機使用的原水中含有氯化物時，擔心它在陽極被氧化變成氯，然后與水中微量的有機物等反應(yīng)生成有機氯化合物。特別是在堿基性條件下，有可能會通過鹵仿反應(yīng)而生成三鹵甲烷等。電解水機在一般情況下，鹵仿反應(yīng)是無法繼續(xù)進行的，但含有氯的酸性水穿過隔膜流到堿性水一側(cè)的話，有時就具備了鹵仿反應(yīng)的條件，產(chǎn)生出三鹵甲烷一類的物質(zhì)來。我們在圖1的試驗裝置上稍下工夫，人為制造出水流從酸性水一側(cè)流向堿性水一側(cè)，檢驗結(jié)果表明，三鹵甲烷類有所升高且超過了規(guī)定的有害濃度標準。電解時，根據(jù)使用的隔膜特性的不同，有時會出現(xiàn)電滲透導致酸性水流向堿性水一側(cè)。但是，實際檢測了幾款堿性離子水機，并未發(fā)現(xiàn)電滲透較大的產(chǎn)品，而且，

10、在水向電解部分流入和電解水的流出上下功夫，刻意使水從堿性水一側(cè)流向酸性水一側(cè)，使得鹵仿反應(yīng)的條件不具備，所以也未檢測到三鹵甲烷類物質(zhì)。為確保產(chǎn)品安全，已呈報工業(yè)協(xié)會，要求對產(chǎn)品安全標準進行了修訂。堿性離子水的特性關(guān)于堿性離子水的特性，雖有幾項與電氣化學完全不同的新學說被提出來，但試驗結(jié)果表明，它們并沒有超出傳統(tǒng)電氣化學的理論范疇。亦即，通過電解在陰極一側(cè)產(chǎn)生氫，同時陰極附近的水變成堿性。堿性離子水的pH 水被電解后，如下所示，產(chǎn)生氫，生成，在陰極附近變成堿性。為維持電中性，在等陽離子向陰極移動的同時，向酸性水一側(cè)移動。而且，酸性水一側(cè)的也相反移動過來。堿性離子水的pH就是由這些物質(zhì)移動所達成的

11、平衡所決定的。電解電流越大，的生成速度越快，只要減緩液體的流速，pH就會升高。堿性離子水中的氫濃度水被電解在陰極產(chǎn)生氫，它們最初是極為微小的氣泡。如圖2所示，它們在溶液中與其他小氣泡聚合后變成大氣泡。在陰極一側(cè)，氫原子變成氫分子，溶解在溶液中的氫分子聚集在一起變成微小的氣泡。而要變成這種氣泡則必需額外的能量，在電極附近，氫以比較平衡溶解度更高的濃度溶解于水。例如，氫氣直徑為nm時，其氣泡的氣壓為大氣壓，周圍的氫的溶解度也有大氣壓以保持平衡。曾有過報道稱氫的過飽和度甚至超過。由此推斷，堿性離子水中的氫的溶解度很高。氫的溶解度使堿性離子水的“氧化還原電位”降低，呈現(xiàn)出還原性。因此，堿性離子水中的氫

12、的溶解度影響其本身的特性。要測量氫的溶解度并非易事，而且，即使其過飽和，也會逐漸下降的。我們用幾個含鹽分的水制造堿性離子水，然后放置于攝氏度的條件下，其氫濃度的變化如圖3所示。在第2日曾急速下降，但仍能長期高濃度地保存。堿性離子水的臨床研究田代博一、北洞哲治（國立大藏醫(yī)院消化器科）藤山佳秀、馬場忠雄（滋賀醫(yī)科大學第二內(nèi)科）系川嘉則（京都大學/福井縣立大學）堿性離子水機制造的堿性離子水因為具有改善制酸、胃酸過多、消化不良、胃腸道異常發(fā)酵、慢性腹瀉等腹部不適的功效，于昭和41年（1966年）取得藥事認可，其后廣泛飲用至今。近年來，民眾越來越關(guān)心飲用水與健康，要求對堿性離子水功效做醫(yī)學性和科學性驗證

13、的呼聲日益高漲。作為其中一環(huán)，我們嘗試對堿性離子水做臨床驗證，試驗條件是，在多個醫(yī)療設(shè)施的多個病例，按統(tǒng)一標準，實際驗證堿性離子水的臨床功效。第一階段是開放試驗的初步臨床試驗，第2階段是雙盲試驗的比較臨床試驗，在多個醫(yī)療設(shè)施對多個病例展開，其結(jié)果報告如下：1. 初步臨床試驗1） 對象及方法：選擇患有消化不良、胃酸過多（燒心、胃部不適）、腸道異常發(fā)酵（屁多、腹鳴）、腹脹、慢性腹瀉及便秘等腹部不適，且同意參加本測試的志愿者25名。方法為開放試驗，把與市售堿性離子水機相同型號的產(chǎn)品設(shè)置于各受試人員家中，按照每天1,000ml，特別是早晨飲用200ml的標準，連續(xù)飲用兩周時間。我們對試驗前后的受試人員

14、進行常規(guī)血液檢查、血液生化指標檢查、驗?zāi)?、驗便。從受試人員的主觀癥狀、排便及伴隨癥狀方面的病歷日記和各項檢測的結(jié)果來看，試驗結(jié)束后，主治醫(yī)生從綜合改善度、概括改善度的角度進行打分，然后統(tǒng)計出來。2） 結(jié)果：飲用堿性離子水后腹部不適的綜合改善度中，顯著改善12%，改善24%，部分改善52%，一般12%。部分改善以上的有效例占88%，無惡化例。有意思的是，排便次數(shù)均有顯著改善。也為觀察到試驗前后的臨床檢測數(shù)據(jù)有異常的變動及副作用，表明它是安全的。2. 比較臨床試驗1） 對象及方法：對象是患有腹部不適且簽署知會同意書的患者。每天飲用500ml以上（早晨200ml）的試驗水，連續(xù)飲用1個月。試驗水是取

15、自外觀相同的電解水機制造的堿性離子水和凈化水（安慰劑），雙重盲檢比較臨床試驗中，由監(jiān)管人隨機分配，分配結(jié)果一直密封到全部試驗結(jié)束，在開始分析時才解封。調(diào)查內(nèi)容與初步臨床試驗相同，從綜合改善度、概括改善度的角度進行評價。2） 結(jié)果：分析病例共163人，堿性離子水組84例，安慰劑組79例，作為背景因素，性別、年齡、基礎(chǔ)疾患、之前的用藥、同時服用的藥物、并發(fā)癥、過去病史等各個方面均未發(fā)現(xiàn)有顯著差異。對腹部不適的綜合改善度進行評價時得知，堿性離子水組：顯著改善2.5%，改善32.1%，些微改善44.4%、沒變化16%、惡化4.9%，凈化水組則分別是5.2%、24.7%、35.1%、32.5%與2.6%

16、。對堿性離子水組和凈化水組的綜合改善度比較后發(fā)現(xiàn)，Wilcoxon檢測的結(jié)果雖然顯示在5%有效水準上沒有顯著差異，但這時的p-value在0.22的水準時，堿性離子水組較之于凈化水組而言，顯得更有功效（圖1）。把腹部不適的綜合改善度分析病例按照“有效例”和“非有效例”區(qū)分后發(fā)現(xiàn)，堿性離子水組有效例79%、非有效例21%，而凈化水組有效例64.9%、非有效例35.1%，做2檢測（無連續(xù)性補償）發(fā)現(xiàn)，在5%的有效水準時，堿性離子水組顯著比較凈化水組的有效癥例更多（圖2）。然后，我們進一步按照不同的基礎(chǔ)疾患類別，劃分出癥例較多的慢性腹瀉、便秘、腹部不適等項目，研究其有效性。在慢性腹瀉上，堿性離子水組

17、（n=17）有效率94.1%、非有效率5.9%，而凈化水組（n=17）有效率64.7%、非有效率35.3%，做2檢測（無連續(xù)性補償）在5%的有效水準時，堿性離子水組顯著比凈化水組的有效癥例更多（p=0.034、2檢測）。在便秘這個項目上，堿性離子水組（n=41）的有效率80.5%、非有效率19.5%，凈化水組（n=38）的有效率73.7%、非有效率26.3%，堿性離子水組稍稍優(yōu)異一些，兩組的改善都很明顯。在腹部不適項目上，堿性離子水組（n=14）的有效率85.7%、非有效率14.3%，凈化水組（n=17）的有效率47.1%、非有效率52.9%，堿性離子水組比凈化水組顯示更有效果（p=0.025

18、、 2檢測）。試驗前后的臨床檢測中，沒有發(fā)現(xiàn)堿性離子水組比凈化水組有顯著的異常變化。堿性離子水組并沒有出現(xiàn)因副作用而中止試驗的癥例，只是凈化水組出現(xiàn)1例因腹瀉加重而中止的癥例，結(jié)果表明飲用堿性離子水是安全的。3. 結(jié)論1） 初步臨床試驗顯示，飲用堿性離子水對腹部不適是有效且安全的。2） 堿性離子水與凈化水的雙盲比較臨床試驗證明，堿性離子水在減輕腹部不適方面，比凈化水更有效。而且，安全性也得到確認，表明堿性離子水是有作用的。堿性離子水對胃黏膜傷害的有效性檢討 吉川敏一、內(nèi)藤裕二、近藤元治（京都府立醫(yī)科大學第一內(nèi)科）    堿性離子水以做為改善腹部疾病及大便

19、異常的機能水而受到注目。目前在我國，正在進行以患有腹部疾病的過敏性腸癥候群為對象的比較臨床實驗。以下為除了報告本研究室就堿性離子水對老鼠胃機能的影響進行的實驗結(jié)果之外，也公布了堿性離子水對胃黏膜傷害的實驗結(jié)果的一部份。 1.就堿性離子水的直接性胃黏膜保護作用進行研究    以胃黏膜傷害的實驗?zāi)Ｐ蛠硌芯?，局部貧血再灌流性胃黏膜傷害及直接性胃黏膜培養(yǎng)細胞傷害。局部貧血再灌流性胃黏膜傷害是1989年以系雄性老鼠所制成的，此后，便有相關(guān)活性氧及脂質(zhì)過氧化反應(yīng)干與之報告。用血管夾阻斷老鼠的腹腔動脈30分鐘，然后再藉由開放60分鐘來制作再灌流性胃黏膜傷害。經(jīng)過研究之

20、后，堿性離子水的影響如表所示，單獨給予堿性離子水時，并不會出現(xiàn)任何胃黏膜障礙，但如果在局部貧血1小時前給予堿性離子水的話，則胃黏膜糜爛的面積會擴大。此外，制作急性胃黏膜傷害的1-2小時前，在胃內(nèi)給予堿性離子水時，則與其它實驗時一樣均沒有發(fā)現(xiàn)有保護作用。由上述in vivo結(jié)果可以得知堿性離子水并沒有直接性的胃黏膜保護作用。 表急性投予堿性離子水對虛血再灌流性胃黏膜傷害的影響群胃黏膜糜爛面積( mm2)對照水0.6±0.4對照水再灌流傷害37.6±14.0堿性離子水0.0±0.0堿性離子水再灌流傷害115.6±37.9#局部貧血1小時前給予胃內(nèi)對

21、照水（自來水）及PH值10.5、ORP-450mV的堿性離子水。            P<0.05 VS 對照水+再灌流傷害    此外，為了研究直接性的作用，所以使用胃黏膜培養(yǎng)細胞來研究直接性細胞保護作用。培養(yǎng)老鼠正常胃黏膜上皮細胞的RGM-1，然后再添加次黃嘌呤（hypoxanthine）黃嘌呤氧化酵素使其引起細胞障礙。結(jié)果不論是PH值8.5、9.5、10.5的那一種堿性離子水，都沒有發(fā)現(xiàn)有胃黏膜細胞保護作用。此外，也沒有發(fā)現(xiàn)堿離子單獨有直接性

22、的細胞障礙作用。另外用活性氧消去劑可以抑制虛血再灌流性胃黏膜傷害，但在堿性離子水（PH值8.5 - 10.5）中，因為會消去或抑制由次黃嘌呤嘌呤氧化酵素或活性化好中球所產(chǎn)生的活性氧，所以無法得到好的實驗結(jié)果。 由上述的in vivo及in vitro結(jié)果看來，堿性離子水的直接性胃黏膜保護作用是否定的，消去活性氧作用的成績也是否定的。 2. 慢性投予堿性離子水的老鼠的實驗性胃黏膜傷害    一般來說，慢性地飲用堿性離子水時臨床效果較為明顯。在以健康的人為對象的臨床實驗中，過敏性腸癥候群也可由慢性地飲用堿性離子水2-4星期后見到改善效果。所以，讓S

23、prague-Dawleg系雄性老鼠飲用200g的堿性離子水（PH值10.5，ORP-450mV），飼育兩星期。飼育后再絕食小時（可以飲水），然后制作實驗性胃黏膜傷害來研究其效果。虛血再灌流性胃黏膜傷害模型的胃糜爛面績結(jié)果如表所示。在虛血小時前投予時病情會惡化，但相反地，若是以兩個星期的慢性投予時，反而可得道到抑制病變的效果。所以，也使用阿司比靈鹽酸對傷害模型進行研究。根據(jù)報告是以在絕食小時的老鼠的胃內(nèi)投與200mg/kg阿司比靈及0.15N鹽酸，或以虛血再灌流處置的方法來制作模型。    給予阿司比靈小時后，在實體顯微鏡下觀察，30分虛血、60分再灌流后生成在腺

24、胃的出血糜爛，以糜爛直徑的總和為總糜爛（mm）量來測量。還有，剝離胃黏膜，用磷酸緩沖液制作均漿，當做胞質(zhì)分裂素（C1NC-2, TNF, 1L-1）及好中球潤濕的指標，用EL1SA法測定胞質(zhì)分裂素的myeloperoxidase (MPO)的活性、用H2O2再生利用法測定MPO。然后，再個自補正其濃度。其結(jié)果如表所示。給予阿司匹靈小時后，在老鼠的腺胃上會出現(xiàn)出血性糜爛的黏膜傷害，在給予堿性離子水群中則糜爛會被抑制。但給予阿司匹靈時MPO活性會上升，在給予堿性離子水群中則會被抑制。至于炎癥性胞質(zhì)分裂素C1NK-2，TNF及1L-1的胃黏膜中濃度，在給予阿司匹靈后會上升，但給予堿性離子水則會被抑制

25、。 表2慢性投予堿性離子水對虛血再灌流性胃黏膜傷害的影響群胃黏膜糜爛面積( mm2)對照水0.0±0.0對照水再灌流傷害37.6±14.0堿性離子水0.0±0.0堿性離子水再灌流傷害78.5±18.9#使其自由飲用對照水（自來水）及PH值10.5、VRP-450mV堿性離子水兩星期，再絕食18小時後，作為實驗之用。#P<0.05 VS 對照水+再灌流傷害    近年來的實驗顯示，阿司匹靈鹽酸的實驗性胃黏膜傷害，在好中球減少的老鼠群中會被抑制，在傷害機制中好中球所扮演的角色漸漸受到注目。投予以家兔制成的抗老鼠好

26、中球抗體時，即使前列腺素降低，阿司匹靈所引起的胃黏膜傷害也會被抑制。另外亦可得知，經(jīng)由投予阿司匹靈時會造成好中球附著在內(nèi)皮細胞、游走于血管外，或者是在in vitro的培養(yǎng)血管內(nèi)皮細胞好中球系中添加阿司匹靈的話、也會造成好中球附著在內(nèi)皮細胞。    NSAIDS所引起的好中球血管內(nèi)皮相互作用，有的是藉由存在于兩者細胞表面上的附著分子引起的，扮演重要角色的是，好中球上的CD11a/CD18、CD11b/CD18和血管內(nèi)皮細胞上的ICAM-1、配位體的接合。例如，對阿司匹靈惹起性胃黏膜傷害，投予相反于這些附著分子的單株抗體時，胃黏膜糜爛面積會減少，同時胃黏膜中的好中球的浸潤會明顯地減少。以上的結(jié)果足以說明，本模型的組織中浸潤的好中球所扮演的重要角色。就如同即使投予堿性離子水時，