8. Открытие витаминов

В эпоху великих географических открытий люди проводили долгие месяцы на борту кораблей, питаясь только теми продуктами, которые могли в тепле со­храняться, так как использование искусственного хо­лода было еще не известно. Страшным бичом моряков была цинга. Шотландский врач Джеймс Линд (1716— 1794) обратил внимание на то, что заболевания встре­чаются не только на борту кораблей, но и в осажден­ных городах и тюрьмах — повсюду, где питание одно­образно. Может быть, болезнь вызывает отсутствие какого-либо продукта в пище? Линд попробовал раз­нообразить пищевой рацион моряков, больных цингой, и вскоре выявил целительное действие цитрусовых. Великий английский мореплаватель Джемс Кук (1728—1779) ввел цитрусовые в рацион экипажа сво­их тихоокеанских экспедиций в 70-х годах XVIII в. В результате от цинги умер только один человек.

В 1795 г., во время войны с Францией, морякам британского флота начали давать лимонный сок, и не было отмечено ни одного случая заболевания цингой.

Однако такие чисто эмпирические достижения при отсутствии необходимых теоретических обоснований внедрялись очень медленно. В XIX в. главные откры­тия в области питания относились к выявлению роли белка. Было установлено, что одни белки, «полноцен­ные», присутствуя в пищевом рационе, могут поддер­живать жизнь, другие, «неполноценные», вроде жела­тина, не в состоянии делать этого. Объяснение при­шло, лишь когда лучше узнали природу молекулы белка. В 1820 г., обработав кислотой сложную молекулу желатина, выделили из нее простую молекулу, которую назвали глицином. Глицин принадлежит к классу аминокислот. Вначале предположили, что он и служит строительным блоком для белков, подобно тому как простой сахар, глюкоза, — кирпичиком, из которого строится крахмал. Однако к концу XIX в. выяснилась несостоятельность этой теории. Из самых различных белков были получены другие простые мо­лекулы — все они, различаясь только деталями, при­надлежали к классу аминокислот. Молекула белка оказалась построенной не из одной, а из целого ряда аминокислот.

К 1900 г. были известны десятки раз­личных аминокислот. Было также показано, что разные белки содержат аминокислоты в разных соотношениях. Первым открыл незаменимую аминокислоту английский биохимик Фре­дерик Гопкинс (1861 —1947). В 1903 г. он от­крыл новую аминокислоту — триптофан — и разработал методы ее выявления. Зеин — белок, выделенный из кукурузы, не содержал триптофана. Он оказался неполноценным белком, так как, будучи единствен­ным белком в рационе, не обеспечивал жизнедеятель­ности организма. Но уже небольшая добавка трипто­фана позволяла продлить жизнь подопытных жи­вотных.

В первом деся­тилетии XX в. стало ясно, что некоторые амино­кислоты могут синтезироваться в организме млекопитающих из других веществ. Однако часть аминокислот обязательно должна поступать с пищей. Отсутствие одной или нескольких таких «не­заменимых» аминокислот и делает белок неполноцен­ным, приводя к заболеванию, а иногда и смерти. Так было введено понятие о добавочных питательных факторах — соединениях, которые не могут синтези­роваться в организме животных и человека и для обеспечения нормальной жизнедеятельности обяза­тельно должны входить в пищу.

После разработки учения о существенно важных для жизни аминокислотах были выявлены бо­лее тонкие пищевые факторы, нужные организму лишь в ничтожных количествах, - витамины.

В 1886 г. голландского врача Кристиана Эйкмана (1858—1930) послали на Яву для борьбы с болезнью бери-бери. Были основания думать, что эта болезнь возникает в результате неправильного питания. Япон­ские моряки сильно страдали от бери-бери и переста­ли болеть, лишь когда в 80-х годах XIX столетия в их пищевой рацион, состоявший почти исключительно из риса и рыбы, ввели молоко и мясо. Эйкман, однако, будучи в плену микробной теории Пастера, был убеж­ден, что бери-бери — бактериальная болезнь. Он при­вез с собой кур, надеясь заразить их микробами. Но все его попытки успеха не имели. Правда, в 1896 г. куры неожиданно заболели болезнью, похожей на бери-бери. Выясняя обстоятельства заболевания, уче­ный обнаружил, что именно перед вспышкой болезни кур кормили шлифованным рисом с больничного склада продуктов. Когда их перевели на прежний корм (неочищенный рис), наступило выздоровление. Постепенно Эйкман убедился, что эту болезнь можно вызывать и излечи­вать простым изменением рациона.

Вначале ученый не оценил истинного значения по­лученных данных. Он предположил, что в зернах риса содержится какой-то токсин, который нейтрализуется чем-то содержащимся в оболочке зерна, а так как при обдирке риса оболочку удаляют, то в шлифован­ном рисе остаются активные токсины. Но зачем создавать гипотезу о наличии двух неизвест­ных веществ, токсина и антитоксина, когда гораздо проще предположить, что существует один пище­вой фактор, нужный в ничтожных количествах? Та­кого мнения придерживались Гопкинс и американский биохимик Казимир Функ. Они выска­зали мысль, что не только бери-бери, но и такие за­болевания, как цинга, пеллагра и рахит, объясняются отсутствием в пище ничтожнейших количеств опреде­ленных веществ.

Полагая, что эти вещества принадлежат к классу аминов, Функ предложил в 1912 г. называть их витаминами (амины жизни). На­звание привилось и сохранилось поныне, хотя с тех пор и выяснилось, что они никакого отношения к ами­нам не имеют.

Витаминная гипотеза Гопкинса — Функа была пол­ностью сформулирована, и первая треть XX в. пока­зала, что различные заболевания могут излечиваться назначением разумного рациона и режима питания. Например, американский врач Джозеф Гольдбергер (1874—1929) обнаружил в 1915 г., что болезнь пеллаг­ра, распространенная в южных штатах США, отнюдь не микробного происхождения. В самом деле, она вы­зывалась отсутствием какого-то витамина и исчезала, как только к рациону больных добавляли молоко.

Необходимо отметить, что ещё в 1880 г. русский ученый Николай Иванович Лунин (1853— 1937) впервые в истории науки экспериментально доказал, что в молоке, помимо казеина, жира, молочного сахара и солей, со­держатся и другие вещества, необходимые для поддержания жизни (впоследствии названные витаминами).

Вначале о витаминах было известно лишь то, что они способны предупреждать и лечить определенные за­болевания. В 1913 г. американский биохимик Элмер Макколлум предложил назы­вать витамины буквами алфавита; так появились ви­тамины А, В, С и D, а потом к ним добавили и вита­мины Е и К. Выяснилось, что пища, содержащая ви­тамин В, в действительности содержит более одного фактора, способного воздействовать более чем на один симптомокомплекс. Биологи заговорили о вита­минах В₁, В₂ и т. д.

Оказалось, что именно отсутствие витамина B₁ вы­зывало бери-бери, а отсутствие - витамина В₂ — пел­лагру. Отсутствие витамина С приводило к цинге (на­личием небольших количеств витамина С в соке цитрусовых и объясняется их целительное действие, позволившее Линду вылечить цингу), отсутствие ви­тамина D — к рахиту. Нехватка витамина А влияла на зрение и вызывала куриную слепоту. Недостаток витамина В₁₂ вызывал злокачественное малокровие. Таковы основные болезни, обусловливаемые витамин­ной недостаточностью. По мере накопления знаний о витаминах все эти болезни перестали быть серьезной медицинской проблемой. Уже с 30-х годов XX столе­тия стали выделять витамины в чистом виде и осуществлять их синтез.