Как открыли витамины? История открытия витаминов и их роль в питании
До конца XIX века люди даже не подозревали, что пища содержит не только белки, жиры, углеводы и минеральные вещества, но и другие компоненты, без которых организм не может нормально функционировать.
К тому времени белки, жиры и углеводы уже были известны науке, поэтому вполне логичной казалась мысль: если пища содержит эти питательные вещества в правильном соотношении, этого должно быть достаточно.
Но жизнь раз за разом опровергала эту теорию. Люди могли получать достаточно пищи и при этом тяжело болеть. Причиной оказывался дефицит веществ, о существовании которых наука еще ничего не знала.
Так началась долгая история открытия витаминов.
Цинга: болезнь, которая подсказала, что в пище есть что-то еще
Одной из самых известных проблем мореплавателей была цинга. Во время длительных морских путешествий, когда рацион месяцами состоял преимущественно из продуктов длительного хранения и почти не содержал свежих овощей и фруктов, у моряков появлялись слабость, кровоточивость десен, выпадение зубов и другие тяжелые симптомы.
Сегодня мы знаем причину: цинга развивается из-за выраженного дефицита витамина C.
Мореплаватели заметили пользу цитрусовых задолго до того, как наука смогла объяснить механизм их действия. А в 1747 году шотландский врач Джеймс Линд провел знаменитый опыт на моряках, страдавших цингой: среди различных средств именно апельсины и лимоны дали наиболее заметный результат.
Прошло еще много лет, прежде чем стало понятно, что именно содержится в свежих продуктах и почему без этого организм заболевает.
Бери-бери и загадка полированного риса
Еще одним важным шагом к открытию витаминов стала болезнь бери-бери.
Она была распространена в регионах, где основу питания составлял очищенный, или полированный, белый рис. Болезнь могла поражать нервную и сердечно-сосудистую системы, вызывать слабость, нарушения чувствительности, проблемы с ходьбой и в тяжелых случаях приводить к смерти.
Сегодня известно, что одна из основных причин бери-бери — дефицит витамина B1, или тиамина.
Интересную страницу этой истории написал японский военно-морской врач Такаки Канэхиро. В 1880-х годах он заметил связь между рационом моряков и распространенностью бери-бери. После изменения питания японских моряков — с добавлением, в частности, мяса, молока и ячменя — количество случаев заболевания резко сократилось.
Такаки еще не знал о витамине B1 и ошибочно объяснял полученный результат недостатком белка. Но его наблюдения стали еще одним доказательством: состав пищи имеет значение не только с точки зрения белков, жиров и углеводов.
Опыты Николая Лунина: в молоке есть что-то неизвестное
Один из важнейших ранних экспериментов провел Николай Лунин.
В 1880–1881 годах он исследовал питание лабораторных мышей. Одни животные получали натуральное молоко, а другие — искусственно составленный рацион из известных в то время компонентов молока: белка, жира, углеводов, минеральных солей и воды.
Казалось бы, все необходимые составляющие были на месте.
Но мыши на искусственном рационе не могли нормально существовать, тогда как животные, получавшие натуральное молоко, выживали.
Лунин сделал чрезвычайно важный для своего времени вывод: в натуральной пище должны содержаться еще какие-то неизвестные вещества, необходимые для жизни.
Фактически это была одна из первых экспериментальных подсказок к будущей концепции витаминов.
Однако научный мир тогда не придал этой работе должного значения, и исследование Лунина на многие годы осталось почти незамеченным.
Христиан Эйкман и цыплята, которые помогли приблизиться к разгадке
В 1890-х годах голландский врач Христиан Эйкман работал на острове Ява, пытаясь выяснить причину бери-бери.
Сначала, как и многие медики того времени, он искал инфекционного возбудителя.
Но помог случай.
Экспериментальные цыплята, которых кормили остатками полированного белого риса, начали страдать от заболевания нервной системы, похожего на бери-бери. Когда их снова перевели на неполированный рис, состояние птиц улучшилось.
Эйкман провел дополнительные исследования и установил связь между полированным рисом и развитием болезни.
Однако важная деталь: сам Эйкман сначала еще не пришел к современному объяснению о дефиците витамина. Он предполагал, что в белом рисе может находиться нечто токсичное, а оболочка зерна содержит вещество, которое нейтрализует это действие.
Следующий важный шаг сделал его коллега Геррит Грейнс. Он выдвинул гораздо более точную идею: в натуральных продуктах существуют особые вещества, отсутствие которых само по себе может приводить к заболеванию.
Наука все ближе подходила к понятию витаминов.
Кто же на самом деле открыл витамины?
На этот вопрос нет одного простого ответа.
Открытие витаминов — результат работы многих ученых на протяжении десятилетий. Одни наблюдали связь между питанием и болезнями, другие экспериментально доказывали существование неизвестных пищевых факторов, а следующие смогли их выделить, описать и установить химическую структуру.
Но имя польского биохимика Казимира Функа занимает в этой истории особое место.
Казимир Функ и появление слова «витамин»
В 1911–1912 годах Казимир Функ работал с рисовыми отрубями, пытаясь выделить вещество, которое предотвращало полиневрит, связанный с бери-бери.
Ему удалось получить активный концентрат из рисовых отрубей. Функ предположил, что подобные незаменимые вещества могут предотвращать не только бери-бери, но и другие болезни, связанные с дефицитом определенных компонентов питания.
Именно Функ предложил термин “vitamine”.
Название происходило от латинского vita — «жизнь» и amine — «амин», поскольку Функ считал, что эти жизненно необходимые вещества относятся к азотсодержащим соединениям.
Позднее выяснилось, что далеко не все витамины являются аминами. Поэтому в английском языке название сократили с vitamine до vitamin, но сам термин сохранился — и сегодня им пользуется весь мир.
Важно и то, что вещество, с которым работал Функ, еще не было чистым витамином B1 в современном понимании. Чистый антибериберийный фактор удалось выделить позднее, а его структуру установили уже в 1930-х годах. Именно это вещество сегодня известно нам как тиамин — витамин B1.
Нобелевская премия за исследования витаминов
В 1929 году Нобелевскую премию по физиологии или медицине разделили Христиан Эйкман и британский биохимик Фредерик Гоуленд Хопкинс.
Эйкмана отметили за открытие антиневритического витамина, а Хопкинса — за открытие веществ, необходимых для роста организма.
Интересно, что Казимир Функ, подаривший науке само слово «витамин» и внесший огромный вклад в формирование концепции авитаминозов, Нобелевской премии за эти работы не получил.
Поэтому история открытия витаминов не сводится к одной фамилии или одному эксперименту.
Что изменило открытие витаминов
В начале XX века стало понятно: калорийность пищи и наличие белков, жиров и углеводов еще не означают, что питание является полноценным.
Организму необходимы вещества, которые поступают в значительно меньших количествах, но участвуют в жизненно важных процессах.
В последующие десятилетия ученые выделили и описали различные витамины, установили их химическую структуру, функции и последствия дефицита.
Именно эти открытия помогли объяснить природу цинги, бери-бери, рахита и ряда других заболеваний, которые на протяжении столетий оставались загадкой.
Какую роль витамины играют в питании
Витамины относятся к незаменимым микронутриентам. Они необходимы организму в значительно меньших количествах, чем белки, жиры и углеводы, но это не делает их менее важными.
Различные витамины участвуют в разных процессах: энергетическом обмене, работе нервной и иммунной систем, кроветворении, поддержании нормального состояния кожи и слизистых оболочек, костной ткани и многих других функциях организма.
При этом принцип «чем больше витаминов — тем лучше» неверен. Как дефицит, так и избыточное поступление отдельных витаминов может иметь нежелательные последствия.
Основой остается разнообразное и полноценное питание, а необходимость дополнительного приема конкретных витаминов зависит от рациона, возраста, физиологического состояния, наличия подтвержденного дефицита и других индивидуальных факторов.
От загадки к современной науке
История открытия витаминов хорошо показывает, как развивается наука.
Сначала люди лишь видели странную связь: меняется питание — исчезает болезнь. Затем появились эксперименты Лунина, наблюдения Эйкмана и Грейнса, исследования Функа и работы многих других ученых.
Потребовались десятилетия, чтобы от предположения о «чем-то неизвестном в пище» перейти к выделению конкретных веществ, установлению их структуры и пониманию их роли в организме.
И исследования не закончились. Сегодня наука значительно лучше понимает функции витаминов, их метаболизм, взаимодействие с другими нутриентами и последствия дефицита или избытка.
А началось все с простого вопроса: почему одних белков, жиров, углеводов, минералов и воды недостаточно для жизни?
