Deuterium

Deuterium (²H), auch schwerer Wasserstoff genannt, ist das stabile schwere Isotop des Wasserstoffs: Neben dem Proton sitzt in seinem Atomkern ein Neutron, und das macht es rund doppelt so schwer wie gewöhnlicher Wasserstoff. Für Ihre Mitochondrien ist dieser Unterschied alles andere als klein, denn ihr Motor, die ATP-Synthase, ist auf leichten Wasserstoff gebaut, und aus Fett bilden sie besonders deuteriumarmes Stoffwechselwasser.

In der Schulmedizin wird über Deuterium kaum gesprochen, bei Mitochondriak® ist es ein Kernthema des Mitohackings. Jaroslav Lachký, Gründer von Mitochondriak® und Quantenbiologe, sieht die Aufgabe der Mitochondrien nicht in erster Linie im ATP: „Die Hauptaufgabe der Mitochondrie ist das Filtern von Wasserstoff, und zwar auf atomarer Ebene.“

Die Größenordnung: In der Natur kommt auf rund 6.600 Wasserstoffatome ein Deuterium, damit trägt etwa jedes 3.300. Wassermolekül ein schweres Atom. [Quelle] Im Blutplasma sind das rund 15 Millimol pro Liter, mehrfach so viel wie bei manchen gängigen Elektrolyten. [Quelle]

Was ist Deuterium und warum zählt es für Ihre Mitochondrien?

Deuterium ist Wasserstoff mit einem zusätzlichen Neutron: chemisch fast derselbe Stoff, physikalisch aber doppelt so schwer, und genau das spüren Enzyme und Motoren, die mit Wasserstoff arbeiten. Gewöhnlicher Wasserstoff, das Protium (¹H), hat nur ein Proton im Kern. Kein anderes Paar stabiler Isotope eines Elements unterscheidet sich so stark in der Masse, nämlich um rund 100 %, und das verändert physikalische und chemische Eigenschaften spürbar. [Quelle] Beschrieben hat Deuterium der US-Chemiker Harold Urey im Jahr 1932. [Quelle] Jaroslav Lachký vergleicht die beiden mit einem leichten Karateka und einem schweren Sumoringer: Protium ist schnell und beweglich, Deuterium doppelt so schwer und langsamer.

Wie bremst Deuterium die ATP-Synthase?

Die ATP-Synthase ist ein rotierender Motor, den Protonen antreiben; gerät statt eines Protons ein Deuteron in den Rotor, dürfte es sich nach den Berechnungen von Abdullah Olgun langsamer lösen und den Takt bremsen. Das Team um John Walker (MRC Mitochondrial Biology Unit, Cambridge) beschreibt den Motor so: Der Rotor dreht sich etwa 100-mal pro Sekunde, jede Umdrehung liefert 3 ATP, und sein Ring aus acht Untereinheiten befördert bei Wirbeltieren pro Umdrehung acht Protonen. [Quelle] Rechnerisch sind das rund 800 Protonen pro Sekunde und Motor.

Olgun (Gülhane School of Medicine, Ankara) rechnete 2007 vor: Weil schweres Wasser schwächer in Ionen zerfällt, ist in Körperflüssigkeiten etwa jedes 15.000. Wasserstoffion ein Deuteron, also ein Deuteriumkern, und ebenso oft besetzt ein Deuteron die Bindestelle im Rotor, aus der es sich langsamer lösen dürfte. Deuteronen können nach Olgun zudem den Elektronentransport verlangsamen, sodass sich Elektronen stauen und mehr freie Radikale entstehen; auch zum Altern kann die Deuteronierung beitragen. [Quelle]

In Simulationen von Hossein Lanjanian, Olgun und Kollegen veränderte schweres Wasser den Rotorbaustein, die c-Untereinheit, schon unterhalb der Hälfte seines natürlichen Anteils. [Quelle] Stephanie Seneff (Massachusetts Institute of Technology) und László Boros beschreiben die Folgen: Überschüssiges Deuterium schädigt die „Nanomotoren“ der ATP-Synthase, es entsteht weniger Matrixwasser, dafür mehr reaktive Sauerstoffspezies, und die ATP-Bildung wird ineffizient. [Quelle]

Jaroslav Lachký erklärt es mit einem Bild aus dem Alltag, in dem das Proton die Kreditkarte ist: „Deuterium ist in diesem Fall mit seinem Spin und dem zusätzlichen Neutron wie eine geliehene Debitkarte mit einem Limit von 20 Euro. Sie können sie zwar ähnlich benutzen, sie passt fast genauso ins Portemonnaie, doch ihr Einsatz ist umständlich (…). Brauchen Sie gerade mehr, gibt es eine ‚Sperre‘, so wie Ihre ATP-Synthase in der Mitochondrie blockiert, wenn zu viel Deuterium hineingelangt.“

Was ist deuteriumarmes Wasser und wo entsteht es?

Deuteriumarmes Wasser (englisch deuterium-depleted water, DDW) enthält weniger Deuterium als gewöhnliches Wasser, und Ihr Körper kann es selbst herstellen: als Stoffwechselwasser in den Mitochondrien. Übliches Flaschenwasser enthält meist 135 bis 158 ppm Deuterium, industriell hergestelltes DDW deutlich weniger. [Quelle]

Am Ende der Atmungskette, an der Cytochrom-c-Oxidase (CCO), verbinden sich Elektronen, Protonen und Sauerstoff zu Wasser. Jaroslav Lachký: „Vier Elektronen und vier chemische Protonen verwandeln O₂ in zwei Moleküle deuteriumarmes Wasser.“ Wie groß dieser innere Wasserstrom sein kann, maß Helen Kreuzer-Martin (University of Utah): In wachsenden Bakterien stammten bis zu 70 % des Zellwassers aus dem Stoffwechsel. [Quelle]

Dabei entscheidet der Brennstoff. Beim Fettabbau entsteht nach Angaben der Arbeitsgruppe um Gábor Somlyai (Budapest) Stoffwechselwasser mit bis hinunter zu 118 ppm Deuterium; eine kohlenhydratreiche Kost liefert dagegen rund 155,75 ppm. Zudem ergeben 100 g Fett rund 110 g Wasser, 100 g Kohlenhydrate nur 55 g, wie schon Kenneth Mellanby 1942 in Nature beschrieb. Beides fassen Nicole Korchinsky und Kollegen 2024 zusammen. [Quelle]

Warum sind Mitochondrien Deuterium-Filter?

Weil der ganze Weg vom Nährstoff zum Wasser den leichten Wasserstoff bevorzugt: Citratzyklus, Atmungskette und ATP-Synthase sortieren die Isotope, und am Ende steht leichtes Wasser. So beschreibt es die Deuterium-Forschung um László Boros (Harbor-UCLA Medical Center) und Gábor Somlyai: In ihrem Modell von 2016 entziehen Hydratase-Enzyme des Citratzyklus den Redox-Trägern, Fettsäuren und der DNA Deuterium, und der letzte Komplex der Atmungskette reduziert Sauerstoff zu deuteriumarmem Wasser. [Quelle]

Dass der Stoffwechsel Wasserstoffisotope sortiert, ist messbar: Xinning Zhang und Kollegen (California Institute of Technology) fanden bei Bakterien, dass der Deuteriumgehalt der Fette gegenüber dem Wachstumswasser je nach Stoffwechselweg um bis zu 500 ‰ (Promille) schwankte. [Quelle] Und schon vor den Mitochondrien wird gefiltert: Nach Seneff und Boros versorgt die Darmflora die Mitochondrien mit deuteriumarmen Nährstoffen. [Quelle]

Jaroslav Lachký nennt die ATP-Synthase eine perfekte „Umkehrosmose“, im Alltag vergleichbar mit dem Wasserfilter am Hahn. Je effizienter die Atmungskette arbeitet, desto mehr leichtes Wasser entsteht; darum hilft aus unserer Sicht alles, was die Mitochondrien stärkt, auch gegen eine zu hohe Deuteriumlast.

Ist Deuterium nur ein Störenfried?

Nein: Deuterium ist ein Wachstumssignal und ein Baustoff für Stabilität, es gehört nur nicht in den Motor. Jaroslav Lachký: „Protium ist ein Superbrennstoff oder Energieträger, Deuterium dagegen ist super stabil beim Aufbau wichtiger Membranen.“ Gábor Somlyai zeigte 1993, dass natürliches Deuterium für die normale Wachstumsrate von Zellen nötig ist, und schrieb ihm eine zentrale Rolle in der Signalübertragung des Zellzyklus zu. [Quelle] Weil Zellen sofort auf jede Verschiebung des Deuterium-Wasserstoff-Verhältnisses reagieren, postulieren Nataliya Yaglova und Kollegen (Moskau) einen eigenen, noch unentdeckten D/H-Sensor der Zelle. [Quelle]

Die Natur verteilt das Isotop gezielt: Laut Korchinsky, Davis und Boros wird Deuterium bei der Citratbildung in den Mitochondrien abgereichert, um rotierende Proteine wie die ATP-Synthase zu schützen, und in Strukturproteinen wie dem Knochenkollagen angereichert. [Quelle] In den Aminosäuren Prolin und Hydroxyprolin aus dem Kollagen von Kegelrobben steckt rund doppelt so viel Deuterium wie im Meerwasser. [Quelle] Für uns zählt deshalb nicht nur, wie viel Deuterium Sie aufnehmen, sondern wo es landet.

Welche Nahrung bringt wenig Deuterium mit?

Natürliche Fette liefern aus Sicht der Deuterium-Forschung den leichtesten Brennstoff für Ihre Mitochondrien, Zucker und verarbeitete Kohlenhydrate einen deutlich schwereren. Jaroslav Lachký: „Natürliches Fett, das von der Natur und durch Photosynthese gebildet wird, enthält mehr einfachen Wasserstoff und weniger Deuterium.“ Stoffwechselwasser wird in der Reihenfolge Kohlenhydrate, Eiweiß, Fett deuteriumärmer, und in einer Arbeit, die Korchinsky und Kollegen zitieren, lagen Weidetiere unter 130 ppm Deuterium, mit Getreide gefütterte Tiere über 140 ppm. [Quelle] Boros und Kollegen sehen in verarbeiteten Kohlenhydraten statt natürlicher Fette eine Quelle übermäßiger Deuteriumlast. [Quelle]

Unsere Küche folgt daraus: Butter, Schmalz und Ghee, fetter Fisch, Oliven- und Kokosöl statt industrieller Pflanzenöle wie Sonnenblumen-, Raps- oder Sojaöl, dazu kaum verarbeiteter Zucker.

Wie hängen Licht, Atmungskette und Deuterium zusammen?

Licht bringt die Atmungskette in Schwung, und eine Atmungskette in Schwung bildet Wasser: Aus Sicht von Mitochondriak ist Sonnenlicht deshalb einer der stärksten Hebel für Ihr eigenes leichtes Wasser. Rotes und nahinfrarotes Licht wird in Säugetierzellen vor allem von der Cytochrom-c-Oxidase aufgenommen; nach dem Modell, das Michael R. Hamblin (Wellman Center for Photomedicine, Boston) beschreibt, löst es hemmendes Stickstoffmonoxid (NO) vom Enzym, und der Elektronentransport läuft wieder an. [Quelle]

Andrei P. Sommer (Universität Ulm) zeigte mit Laserlicht von 670 nm, dass Licht die Zähigkeit hauchdünner Wasserschichten an wasserliebenden Oberflächen senkt; nach seinem Modell erklärt das, warum Nahinfrarotlicht die ATP-Bildung steigert. [Quelle] Gerald Pollack und Kollegen (University of Washington) fanden, dass Strahlungsenergie, am stärksten mittleres Infrarot um 3,1 Mikrometer, die geordnete Ausschlusszone (EZ) im Wasser an solchen Oberflächen deutlich vergrößert. [Quelle]

Jaroslav Lachký verbindet das mit dem Deuterium: Infrarotes Sonnenlicht bilde in Gefäßen und Zellen eine Ausschlusszone, „die das Deuterium weiter vom Rand der Gefäße und von den Motoren der Mitochondrien wegdrängt, wo es ihnen schaden könnte“. So sehen wir den Kreislauf: Licht bringt die Atmungskette in Gang, sie bildet mehr leichtes Wasser, das verdünnt das Deuterium, und die ATP-Synthase läuft runder. Erdung und Schlaf in völliger Dunkelheit drehen am selben Rad.

Warum passt saisonale Ernährung zum Deuterium-Zyklus?

Weil die Natur einen Deuterium-Kalender führt: Im Winter fällt in unseren Breiten Niederschlag mit weniger schweren Isotopen als im Sommer, und Obst reift bei uns im Sommer und Herbst, nicht im Januar. In einem großen Flussgebiet in Osteuropa maßen Yuliya Vystavna und Kollegen, dass Niederschläge von November bis März an schweren Isotopen verarmt und von April bis Oktober angereichert waren. [Quelle] In Regen, Seen, Flüssen und Grundwasser sinkt der Deuteriumgehalt zudem meist mit zunehmendem Breitengrad und zunehmender Höhe. [Quelle]

Die moderne Ernährung ignoriert diesen Takt: Tropenobst im Januar, verarbeiteter Zucker das ganze Jahr. Wir empfehlen deshalb saisonale Ernährung als Säule des Mitohackings: im Winter mehr tierische Fette und Eiweiß, weniger Kohlenhydrate; im Sommer auch Obst und Gemüse der Saison, ausgeglichen durch viel Sonne und Bewegung draußen. Jaroslav Lachký: „Genau aus diesem Grund bin ich kein Befürworter einer ganzjährigen ketogenen Ernährung, und schon gar nicht einer falsch zusammengestellten.“

Was zeigt die Forschung zu Deuterium und Gesundheit?

Die Deuterium-Forschung um Gábor Somlyai und László Boros zeigt seit über 30 Jahren, dass das Verhältnis von Deuterium zu Wasserstoff Zellwachstum und Stoffwechsel beeinflusst, von der Zellkultur bis zu klinischen Studien am Menschen. Qu und Kollegen beschreiben Deuterium 2024 als unverzichtbar für die normale Zellfunktion. [Quelle] In der Onkologie untersuchten Somlyai, Boros und Kollegen deuteriumarmes Wasser beim Menschen stets ergänzend zur konventionellen Therapie, ersetzt hat es sie in keiner dieser Studien.

So setzen Mitochondriaks das um

Mitochondrien zuerst: Unser Ziel ist nicht, industriell hergestelltes deuteriumarmes Wasser zu trinken, auch wenn es in bestimmten Situationen seinen Platz haben kann, sondern Bedingungen zu schaffen, unter denen Ihre Mitochondrien ihr eigenes deuteriumarmes Wasser effizient herstellen: richtiges Licht, richtige Fette, saisonale Ernährung, Bewegung, Schlaf und Erdung.

• Morgensonne: Gehen Sie bald nach dem Aufstehen hinaus, auch bei Wolken, und gewöhnen Sie Ihre Haut schrittweise an die Sonne, ohne Sonnenbrand; mehr im Eintrag Lichtschwiele.
• Fett nach Jahreszeit: im Winter mehr tierische Fette und fetten Fisch, im Sommer auch Obst der Saison; kein Tropenobst im Winter, keine industriellen Pflanzenöle, gegessen wird bei Tageslicht.
• Bewegung draußen und Kälte: täglich draußen statt nur im Studio unter LED-Licht; kalte Duschen und Abhärtung in kleinen Schritten.
• Barfuß auf die Erde: regelmäßig auf Gras, Erde oder Sand; mehr im Eintrag Grounding (Erdung).
• Abends rot statt weiß: nach Sonnenuntergang rotes Licht statt weißer LEDs, vor Bildschirmen eine rote Brille, geschlafen wird in völliger Dunkelheit.
• Gutes Wasser: möglichst Quellwasser, keine Plastikflaschen; deuteriumarmes Wasser nur gezielt und nach ärztlicher Rücksprache.

Verwandte Begriffe

• Mitochondrien: Organellen, die als natürliche Deuterium-Filter arbeiten.
• ATP (Adenosintriphosphat): Energieträger, dessen Bildung Deuterium bremsen kann.
• Atmungskette: Enzymkette, an deren Ende Stoffwechselwasser entsteht.
• Cytochrom-c-Oxidase (CCO): Komplex IV, bildet Wasser und nimmt Rot und Nahinfrarot auf.
• Photobiomodulation: rotes und nahinfrarotes Licht an der Atmungskette.
• Freie Radikale: entstehen nach Olgun vermehrt, wenn Deuteronen den Elektronentransport bremsen.
• Stickstoffmonoxid (NO): Signalgas, das Licht von der CCO löst.
• Zirkadianer Rhythmus: innere Uhr für Licht, Essen und Schlaf.
• Melatonin: Hormon der Dunkelheit, eng mit den Mitochondrien verbunden.
• Grounding (Erdung): Erdkontakt über die bloßen Füße, fester Teil unserer Praxis.

Häufige Fragen zu Deuterium

Was ist Deuterium einfach erklärt?

Deuterium ist schwerer Wasserstoff: ein Wasserstoffatom mit einem zusätzlichen Neutron im Kern, rund doppelt so schwer wie gewöhnlicher Wasserstoff. In der Natur kommt auf rund 6.600 Wasserstoffatome ein Deuterium, es steckt also in jedem Glas Wasser. Chemisch verhält es sich fast wie normaler Wasserstoff, für die Motoren Ihrer Mitochondrien ist die doppelte Masse aber ein echter Unterschied.

Ist Deuterium radioaktiv?

Nein. Deuterium ist stabil; radioaktiv ist nur das dritte Wasserstoffisotop, Tritium, mit einer Halbwertszeit von 12,3 Jahren. [Quelle] Biologisch gleichgültig ist Deuterium deshalb nicht: Seine doppelte Masse verändert, wie schnell Reaktionen ablaufen, und nach Abdullah Olgun auch, wie flüssig die ATP-Synthase Ihrer Mitochondrien arbeitet.

Was ist deuteriumarmes Wasser (DDW)?

Deuteriumarmes Wasser enthält weniger Deuterium als übliches Flaschenwasser mit meist 135 bis 158 ppm. Es wird industriell hergestellt, entsteht aber auch in Ihnen selbst: Ihre Mitochondrien bilden am Ende der Atmungskette Stoffwechselwasser, beim Fettabbau nach Angaben der Arbeitsgruppe um Gábor Somlyai mit bis hinunter zu 118 ppm Deuterium.

Welche Lebensmittel enthalten wenig Deuterium?

Aus Sicht der Deuterium-Forschung liefern natürliche Fette den leichtesten Brennstoff, weil beim Fettabbau das deuteriumärmste Stoffwechselwasser entsteht. In einer Arbeit, die Korchinsky und Kollegen zitieren, lagen Weidetiere unter 130 ppm Deuterium, mit Getreide gefütterte Tiere über 140 ppm. Wir setzen deshalb auf tierische Fette, fetten Fisch und saisonale Kost statt auf verarbeiteten Zucker.

Kann Licht den Deuteriumhaushalt beeinflussen?

Aus Sicht von Mitochondriak ja: Rotes und nahinfrarotes Licht bringt die Atmungskette in Schwung, und eine arbeitende Atmungskette bildet deuteriumarmes Stoffwechselwasser. Gezeigt ist, dass die Cytochrom-c-Oxidase dieses Licht aufnimmt, dass Licht mit 670 nm die Zähigkeit dünner Wasserschichten senkt und dass Infrarot die Ausschlusszone im Wasser vergrößert. Jaroslav Lachký sieht darin den Grund, warum Sonnenlicht Deuterium von den Motoren der Mitochondrien fernhält.

Sollte ich deuteriumarmes Wasser trinken?

Unser Ansatz ist ein anderer: Schaffen Sie Bedingungen, unter denen Ihre Mitochondrien ihr eigenes deuteriumarmes Wasser herstellen, mit Sonne, natürlichen Fetten, saisonaler Kost, Bewegung, Schlaf und Erdung. Industriell hergestelltes DDW kann in bestimmten Situationen seinen Platz haben; die Forschungsgruppe um Nataliya Yaglova rät dann zu kurzen, kontrollierten Anwendungen. Sprechen Sie vorher mit Ihrer Ärztin oder Ihrem Arzt.

Was hat Deuterium mit Quantenbiologie zu tun?

Sehr viel: Das Proton ist so klein, dass es sich wie Welle und Teilchen zugleich verhält, und die Energiegewinnung Ihrer Mitochondrien hängt nach Chika Edward Uzoigwe (Sheffield) entscheidend von solchen Kernquanteneffekten ab. Ersetzt man Protonen durch das schwerere Deuterium, verlangsamt sich die mitochondriale Energiegewinnung drastisch. [Quelle] Jaroslav Lachký sagt: „Protium (¹H) funktioniert in der Biophysik wie ein feines Bit (und sogar ein Qubit), während sich Deuterium (²H) in der Zelle wie Rauschen verhalten kann.“

Was Sie sich merken sollten

• Deuterium ist schwerer Wasserstoff mit einem zusätzlichen Neutron, und Ihre ATP-Synthase ist auf leichten Wasserstoff gebaut.
• Mitochondrien sind Deuterium-Filter: Aus Fett bilden sie besonders viel und besonders leichtes Stoffwechselwasser.
• Licht, natürliche Fette und die Jahreszeiten sind die Hebel, mit denen Mitochondriaks die Deuteriumlast im Alltag gering halten.

Fangen Sie morgen früh mit ein paar Minuten Sonne an; wie Ihre innere Uhr Licht und Dunkelheit verarbeitet, lesen Sie im Beitrag Zirkadianer Rhythmus: So funktioniert unsere innere Uhr.