Με το βαρύ ύδωρ εξετάζεται το νερό του σώματος

Από σελίδα του PhysicsWeb 1-Οκτωβρίου-2001

Οι φυσικοί ιατρικής έχουν επινοήσει μια νέα τεχνική που υπόσχεται να μετρήσει την περιεκτικότητα σε νερό του ανθρώπινου σώματος γρήγορα και ανώδυνα. Μέσα σε δύο ώρες από την κατανάλωση ενός διαλύματος του βαρέως ύδατος, η περιεκτικότητα σε νερό του ασθενούς, μπορεί να καθοριστεί από το ποσό του βαρέως ύδατος στην αναπνοή του, σύμφωνα με τον Simon Davies του Πανεπιστημίου Keele στο Ηνωμένο Βασίλειο και τους συναδέλφους του. Μια έλλειψη ή μια υπερβολή του νερού του σώματος είναι ένα σύμπτωμα ορισμένων ασθενειών, και οι ακριβείς μετρήσεις είναι κρίσιμες για θεραπείες, όπως στα νεφρά για να εργάζονται κατάλληλα.

Στις δοκιμές, οι ασθενείς ήπιαν μια ποσότητα του βαρέως ύδατος - το ακριβές ποσό εξαρτήθηκε από το βάρος τους - ανάμικτο με το νερό των βρυσών. Ο Davies και η ομάδα του συνέλεγαν έπειτα τα δείγματα της αναπνοής από τους ασθενείς, κάθε τέσσερα λεπτά για τις επόμενες δύο ώρες. Το βαρύ ύδωρ σχηματίζεται όταν αντικαθίστανται δύο άτομα υδρογόνου σε ένα μόριο του νερού, από δύο άτομα δευτερίου. Το δευτέριο είναι χημικά ίδιο με το υδρογόνο, αλλά είναι βαρύτερο επειδή περιέχει ένα πρόσθετο νετρόνιο.

Η υγρασία της αναπνοής αποτελέσθηκε από το συνηθισμένο νερό, το βαρύ ύδωρ, και ένα μικρό ποσό ύδατος που περιέχει το ισότοπο οξυγόνο-18 . Κάθε δείγμα αναμίχθηκε με το νερό για να δημιουργήσει ιόντα των τριών τύπων υδάτων, τα οποία έχουν όλα διαφορετικές αναλογίες του φορτίου προς τη μάζα. Οι σχετικές αφθονίες τους μετρήθηκαν χρησιμοποιώντας μια τεχνική, γνωστή σαν  χρησιμοποίηση μετρήσεων σε φασματογράφο μάζας ('flowing afterglow mass spectrometry') Επειδή το ποσοστό του οξυγόνου-18 στον συνηθισμένο υδρατμό είναι αρκετά γνωστό, ο Davies και η ομάδα του ήσαν ικανοί να υπολογίσουν την ποσότητα του δευτερίου στα δείγματα της αναπνοής τους.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα επίπεδα του δευτέριου στη αναπνοή των ασθενών έγιναν σταθερά δύο ώρες μετά από την πόση του βαρέως ύδατος, και αυτό δείχνει ότι το βαρύ ύδωρ διανέμεται ομοιόμορφα στο σώμα. Αυτή η μέτρηση, μαζί με τη δόση του βαρέως ύδατος του κάθε ασθενούς, χρησιμοποιείται για να υπολογίσει το συνολικό ποσό του ύδατος των σωμάτων. "Αναπτύσσουμε τώρα ένα φιλικό προς το χρήστη όργανο που πρέπει να είναι έτοιμο για τα νοσοκομεία το 2002", είπε το μέλος της ομάδας David Smith.

Μέχρι τώρα, οι γιατροί μετρούσαν το επίπεδο νερού στο σώμα ενός ασθενούς, χρησιμοποιώντας τις μεθόδους που απαιτούσαν δείγματα αίματος και διαρκούσαν αρκετές ημέρες για να ολοκληρωθούν. Άλλες τεχνικές είναι βασισμένες στις μετρήσεις της ηλεκτρικής αντίστασης των σωματικών ιστών, αλλά αυτές είναι αναξιόπιστες εν μέρει, επειδή οι τύποι που χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή των στοιχείων είναι βασισμένοι στους υγιείς ανθρώπους.