水和重水到底有什么不一樣？

（圖片來源：Shiuli Debnath/Pixabay）

從技術層面上來看，地球上的水并不都是同一個分子組成的。

不到一個世紀之前，人們發(fā)現(xiàn)了氫的同位素氘（也被簡寫作D），也揭示了另一種水的存在——重水。

這兩者間確有區(qū)別。一個普通的氫原子的原子核只是一個質(zhì)子，而其同位素氘的原子核則還包含一個中子，使得氘原子具有更大的質(zhì)量。也正因此，由這種更重的氫原子所構成的水通常也被稱為重水。

除了密度上10%的差別以外，水和重水并沒有太大差別。這兩種水具有一致的化學性質(zhì)，不過氘之間的化學鍵與普通的氫原子（氕）有細微不同。

正因為成鍵行為上的細微不同，通過喝重水攝入氘會影響體內(nèi)的化學反應?？茖W家們認為喝重水并不是個好主意，至少狂飲重水并不是個好主意。

但小劑量的攝入被認為對人體無害，事實上科學實驗經(jīng)常會給參與者發(fā)放重水。

由于這種偶然的攝入，近一個世紀以來，人們一直對重水與一般飲用水的味道異同存有疑問——同位素上的微小差異，人類的味覺能夠察覺嗎？

一個國際研究團隊在最新研究中指出：“自20世紀30年代以來，有傳聞稱重水的味道不同于水，通常被稱為‘甜味’?！痹撗芯坑蓛擅餐谝蛔髡摺⑸瘜W家Natalie Ben Abu和Philip E. Mason領導。

“但是，Urey（發(fā)現(xiàn)氘的化學家Harold Urey）和Failla在1935年針對這個問題給出了結論——‘我們兩人都無法發(fā)現(xiàn)普通蒸餾水與純重水之間味道的差別’。”

這個結論是否為時過早？Ben Abu和Mason說，Urey和Failla對這個話題的明確態(tài)度實際上扼殺了接下來一個世紀這一領域的研究，至少在人類味覺方面。

大鼠實驗表明，大量的重水攝入對動物是致命的，但對于大鼠是否能分辨出重水，尚沒有明確的線索。

在過去的二十年間，我們對人類味覺感受器的理解不斷進步，促使人們重新審視這些舊案。在Ben Abu與Mason最新的研究中，他們的團隊終于肯定，重水的味道確實有不同之處。

“盡管這兩種同位素名義上有著相同的化學性質(zhì)，但我們已經(jīng)表明，人類能夠通過（基于化學感知的）味覺分辨出水和重水，后者具有明顯的甜味?！毖芯抠Y深作者、捷克科學院（Czech Academy of Sciences）的物理化學家Pavel Jungwirth說。

圖片來源：Pixabay

在一個有28名參與者的味覺測試實驗中，大多數(shù)受試者都能夠區(qū)分水和重水，而將兩者混合的測試表明，重水比例越高，混合物嘗起來就越甜。

但在小鼠實驗中，小鼠原本偏愛糖水，但它們對重水并沒有表現(xiàn)出比普通水更多的偏愛——這意味著對小鼠而言，重水無法誘發(fā)人類感知到的甜味。

該團隊進行的其他味覺測試指出了其原因，表明人類對重水的味覺是由TAS1R2/TAS1R3受體介導的，該受體對天然糖和人造甜味劑均會產(chǎn)生響應。

實驗室使用HEK 293細胞進行的實驗也說明了同一點，表明TAS1R2/TAS1R3暴露于重水時會有明顯響應。

此外，基于分子動力學模擬的建模計算也揭示了蛋白質(zhì)與水和重水之間相互作用的細微差異。該團隊表示這需要進一步的研究來充分解釋，但目前的結果與先前的研究相符，提供了另一個化學系統(tǒng)（包括水）中的核量子效應的例子。

“我們的發(fā)現(xiàn)表明，人類的甜味受體TAS1R2/TAS1R3對于重水的甜味感知十分重要?！弊髡呖偨Y。

圖片來源：mohamed Hassan/Pixabay

“在分子層面上，這種一般行為可以被歸因為重水中的氫鍵比水中的氫鍵稍強，這是由于一種核量子效應，確切地說是零點能不同……雖然重水顯然不能作為甜味劑使用，但它使我們能夠一瞥甜味分子遼闊的化學世界?！?/span>

這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表于《通訊生物學》（Communications Biology）。

(撰文：Peter Dockrill 翻譯：武大可)