Невролог, открывший путь к витаминам: Христиан Эйкман
Невролог, открывший путь к витаминам: Христиан Эйкман
Автор
Редактор
Удивительное дело: пять из пяти коллег, которым я рассказывал, что начал работу над статьей о нашем сегодняшнем герое, спрашивали меня — кто таков? И никак не реагировали на его фамилию. Зато когда я рассказывал суть его главного эксперимента, сразу же вспоминали: «А. ну так это я знаю. » Собственно говоря, и сам автор статьи оказался в такой ситуации — историю главного открытия нобелевского лауреата 1929 года он знал еще в школе (благо, хорошая была школа), а вот имя выветрилось за десятилетия. Еще одно удивляет: вещество, которое принесло ему славу, наш герой не открыл. Название ему дал не он, выделил — тоже не он. Даже предположение о его существовании, кажется, выдвинул сотрудник. А «нобеля» получил он — голландец Христиан Эйкман. И нельзя сказать, что не заслуженно. Формулировка Нобелевского комитета: «за его открытие антиневритного витамина».
Наш герой оказался седьмым ребенком в семье школьного учителя Христиана Эйкмана (ну да, весь в отца) и Иоганны Алиды Эйкман, урожденной Пул. Семья жила в небольшом городе Нёйкерк (сейчас там живет чуть более 40 тысяч человек) в Голландии, вернее — Нидерландах. Когда Христиану исполнился год, вся семья переехала в Заандам (и вот теперь можно говорить, что он — в Голландии: Заандам расположен как раз в провинции Северная Голландия). Отец получил там должность учителя начальных классов. У папы же и учились все дети Эйкманов.
О школьных годах история умалчивает, но что интересно — минимум двое детей стали известными учеными, весьма рано удрав не то что из дома, а из родных Нидерландов.
Старший брат Христиана, Иоганн Фредерик (1851–1915), стал известным химиком-органиком (рис. 1). Именно он, проработав несколько десятилетий в Японии (что в XIX веке было нетривиально), в 1885 году первым выделил из бадьяна анисового (Illicium anisatum) шикимовую кислоту (по-японски бадьян называется си-ки-ми). Мало кто из химиков знает это вещество, а зря: шикимовая кислота дала название целому метаболическому пути — шикиматному, — в котором образуются, например, триптофан, фенилаланин и тирозин.
Рисунок 1. Иоганн Эйкман в годы работы в Японии (слева) и выделенная им там же шикимовая кислота (справа)
Ну а наш герой в 17 лет получил стипендию на обучение в Военной медицинской школе Амстердамского университета с дальнейшим прохождением медслужбы в армии.
Там он стал ассистентом некоего профессора физиологии Т. Плейса (T. Place), у которого успешно защитил докторскую диссертацию «О поляризации нервов». Собственно, неврология и привела нашего Христиана к своему главному открытию.
Молодому человеку 25. На этот юбилей выпадает множество важных событий. Он женится на девушке Алтье Вигери ван Эдема, оканчивает с отличием университет, получает степень доктора медицины, становится офицером и уезжает с женой. нет, не в свадебное путешествие, а работать в Нидерландскую Восточную Индию. То бишь в Индонезию, на остров Ява. Сначала в Семаранг, а затем в крошечный городок Чилачап, на южном побережье острова.
Через два года в семье офицера медслужбы случилась трагедия. На Яве свирепствовала очередная вспышка малярии. А мы помним, что Юю Ту, открывшая артемизинин [1], тогда даже не родилась, и Рональд Росс еще не получил в 1902-м Нобелевской премии за открытие способа передачи этого заболевания (да и открытие свое еще не сделал), равно как и премия Шарлю Лаверану 1907 года за открытие возбудителя малярии еще не вручена. Да чего уж там, и сам Альфред Нобель в те годы спокойно получал деньги за патент на динамит. Но мы отвлеклись. Важно, что малярию тогда толком не умели лечить — и жена Эйкмана умерла, а сам он болел так тяжело, что его пришлось эвакуировать на Большую Землю. То есть на Низкие земли — в Нидерланды.
После выздоровления Эйкман отправился на какое-то время в Берлин, поработать у Роберта Коха [2], тогда уже первооткрывателя возбудителя туберкулеза. И вот тут Эйкману повезло дважды.
Дело в том, что для Нидерландов болезнь бéри-бéри (о ней чуть ниже) стала главной проблемой индийских колоний. Доходило до того, что на той же Яве почти любое тюремное заключение становилось пожизненным, хотя и коротким. Тогда это заболевание считалось инфекционным. Кто у нас главный (и чуть ли не единственный) инфекционист мира? Правильно, Роберт Кох. К нему и послали медицинскую комиссию в лице Корнелиуса Пекелхаринга и Клеменса Винклера. А кто в то время был самым «снобским» и занятым врачом? Тот же Кох, который сказал примерно следующее (по смыслу): народ, мне некогда, а вот тут бегал некий смышленый паренек, да он сам только что с Явы. Как его? Эйкман. Пусть он и лечит бери-бери.
Комиссия сказала «берем не глядя», и в 1886 году все уехали в Азию. В следующем году Пекелхаринг и Винклер вернулись домой, а Эйкман распрощался с армией и уже штатским остался — в чине первого главы только что созданной Яванской медицинской школы — научного учреждения, которое потом станет Университетом Индонезии. Получается, наш герой еще и первый университет в будущей крупной азиатской стране основал. Ну а помимо будущего крупного университета, у Эйкмана были еще две комнатки в военном госпитале в Батавии, в них и располагалась его лаборатория бактериологии и патологии, в которой началась борьба с бери-бери.
Теперь давайте немного отвлечемся на соперника нашего героя.
Болезнь бери-бери, хотя и описана в МКБ-10 как самостоятельное заболевание, по сути представляет собой симптомокомплекс — несколько заболеваний, собранных воедино. А точнее — четыре симптомокомплекса.
Само слово «бери-бери» означает на сингальском языке дважды повторенное слово «слабый». Дословно я бы переводил как «слабый в квадрате». Современная европейская медицина знает это заболевание с 1642 года, когда вышло посмертное издание книги De medicina Indorum («Медицина Индии») голландского врача Якобуса Бонтия (он же Бондт. Якоб де Бондт), работавшего и в 39 лет умершего в той же самой Батавии (рис. 2). Он успел оставить описание загадочной болезни, приводящей к разным неврологическим симптомам.
Рисунок 2. Якобус Бонтий (слева) и типичный больной бери-бери (справа). Потомственный лейденский врач Якобус Бонтий считается пионером тропической медицины и виновником появления в европейских языках слова «орангутан».
Существует аж четыре типа бери-бери.
Сухая бери-бери обычно являет собой комплекс трех неврологических проблем: энцефалопатию Вернике (поражение преимущественно среднего мозга с нарушением зрения и координации движений, параличами, сумеречностью сознания), корсаковский синдром (невозможность запоминать текущие события — часто бывает с алкоголиками по той же самой причине, что и при бери-бери) и их комбинацию — синдром Корсакова-Вернике.
Мокрая бери-бери тоже бывает с неврологическими симптомами, однако самый большой удар приходится на сердечно-сосудистую систему.
Существуют также детская бери-бери, несколько отличающаяся по симптомам, а c 2004 года выделяют еще и желудочно-кишечную бери-бери — как будто трех разновидностей было мало.
При Эйкмане бери-бери больше всего выкашивала «режимных людей» — военных или заключенных. Теории заболевания тоже существовали, даже две. Поскольку в «режимных» бери-бери всегда фигурировал рис в питании, его быстро начали подозревать. Но чем заменить рис в Азии? Нечем. Одна теория считала, что в него попадает какой-то яд, другая — что в рисе не хватает жиров и белков. Как мы увидим, принципиально вторая теория была лучше.
Но как проверить теорию? Экспериментом! На чём (ком) экспериментируют настоящие ученые? На мышах. Но где мышей-то взять лабораторных? И выбор Эйкмана пал на цыплят. Во-первых, дешевые, а во-вторых, недостатка в них не было.
Начав кормить цыплят тюремной пайкой, Эйкман обнаружил, что цыплята тоже страдают от паралича. Ну о-очень похожего на тот, от которого умирают заключенные. Вскрытие показало воспаление множества нервов. «Много» по-гречески «поли-», а «-ит» на медицинском означает «воспаление». Имеем болезнь полиневрит [3]. Ну хорошо, не болезнь — состояние. Эйкман — как ученик Коха — стал искать возбудителя. Даже «находил» пару раз, но потом снова терял.
Однажды Эйкман пришел в виварий и увидел чудо. Вместо умирающих от паралича его ждали здоровые цыплята. Подменили? Нет, те же самые. В чём дело?
Видимо, в рационе. После беседы с работниками вивария, оказалось, что сначала цыплят в целях экономии кормили рисом из военного госпиталя (там бери-бери тоже выкашивала народ). Потом пришел другой сотрудник, более принципиальный, который возмутился: с какой это стати цыплят без погон поставили на воинское довольствие? И заменил им рис.
Стало понятно, что дело в разных видах риса. Отсюда было недалеко до наблюдения, что основу рациона всех больных бери-бери составляли блюда из шлифованного, очищенного риса. А если с риса шелуху не счищать, то заболеваемость бери-бери снижается в 250 (!) раз. Это подтвердил друг и коллега Эйкмана Адольф Вордерман в 1897 году, поставив эксперимент на людях — на заключенных. Оказалось, что евшие шлифованный рис заболевали с вероятностью 1:39, а когда их переводили на коричневый рис, заболеваемость падала до 1:10000.
Рисунок 3. Эдвард Веддер (1878–1952). Американский военврач, основной сферой интересов которого были дефицитные состояния. После увольнения из армии — профессор экспериментальной медицины Университета Джорджа Вашингтона.
В 1890 году выходит статья «Полиневрит у цыплят», в которой ставится точка в проблеме бери-бери. Корми́те всех неочищенным рисом, и будет всем счастье. Однако объяснение этому факту предлагалось банальное: во время шлифовки в рис попадает какой-то токсин, на худой конец — какая-то бактерия.
Собственно говоря, история пути к Нобелевской премии Христиана Эйкмана здесь закончилась. Болезнь побеждена, какое-то объяснение предложено, шесть лет спустя он снова женился, заболел, никто не умер, и Эйкман навсегда отбыл на материк, где в 1899 году стал профессором здравоохранения и судебной медицины Утрехтского университета, решал местные проблемы водоснабжения и градостроительства, боролся с алкоголизмом и туберкулезом (не своими), преподавал, занимался бактериологией, но ничего серьезного не достиг. Фактически он почти сорок лет ждал признания важнейшего открытия, спасшего миллионы жизней и, чего он и не подозревал, открывшего путь к открытию (да, тавтология!) нового класса важнейших веществ.
В Индонезии остался ассистент Эйкмана — Герри Грийнс (1865–1944), продолживший изучать бери-бери. В 1901 году он высказал гениальное предположение: люди болеют бери-бери не потому, что в очищенном рисе есть что-то токсичное, а потому, что в нём нет чего-то, необходимого для жизни.
Эта мысль была настолько революционной, что большинство авторитетов встречало ее в штыки. До банального, легко проверяемого следствия из предположения додумались лишь в 1910–1913 годах: американский врач Эдвард Веддер (рис. 3) попробовал использовать отвар рисовой шелухи для лечения уже наступившей бери-бери.
Ну и теперь на сцену должен был выйти не медик, а химик, отец новой биомолекулы. Удивительно — но человек, создавший концепцию витаминов и выделивший первый из них, свою премию не получил, хотя, казалось бы, в 1911 году «нобелевки» уже присуждали, а сам автор открытия дожил аж до 1967 года. Но увы! Номинировался четырежды: дважды по химии (1926 и 1946 годы) и дважды по медицине (1914 и 1925 годы). Не присудили. Знакомьтесь: Казимир Функ, польский химик (рис. 4). Именно он выделил в 1911 году из рисовой шелухи то самое необходимое вещество (хотя на самом деле сначала он выделил ниацин (никотиновую кислоту, витамин B3) — вещество, недостаток которого вызывает пеллагру [4]), именно он предложил слово «витамины» и предположил, что их существует минимум четыре: антиберибери (сейчас мы знаем, что это тиамин, или витамин B1), антипеллагра (B3), антицинга (это название сохранилось в «аскорбинке»: а-скорбут, то есть а-цинга — витамин С) и антирахит (витамин D). И именно он намного позже, в 1936 году, установил химическую структуру нашего «рисового» героя — тиамина (рис. 4). Но премии не получил.
Оказалось, что тиамин (он же витамин B1, он же аневрин или антиневритический витамин) в организме сразу же фосфорилируется, превращаясь в тиаминпирофосфат, и становится коферментом пируватдекарбоксилазы и α-кетоглутаратдегидрогеназы — участниц метаболизма углеводов, — а также транскетолазы.
При нарушении обмена тиамина в организме (читай — когда его слишком мало) нарушается процесс окислительного декарбоксилирования α-кетокислот, частично блокируется метаболизм углеводов. В итоге происходит накопление недоокисленных продуктов обмена пирувата, которые оказывают токсическое действие на головной мозг и обусловливают развитие метаболического ацидоза. Как результат — все симптомы бери-бери.
Рисунок 4. Казимир Функ (слева) и структурно охарактеризованный им тиамин (справа)
Ну а что же наш герой? В 1929 году он, уже в преклонном возрасте и слабый, словно больной бери-бери, был удостоен Нобелевской премии вместе с сэром Фредериком Хопкинсом, который предлагал назвать витамины «добавочным фактором». На церемонию вручения Эйкман приехать не смог, но прислал текст нобелевской лекции — сухую статью о болезни бери-бери [5]. Фамилия «Функ» в лекции не упоминалась.
Нобелевская премия по медицине 1929 г.: Христиан Эйкман и его вклад в открытие витаминов
Исследование причин возникновения болезней, связанных с дефектами питания. Биография Христиана Эйкмана, его участие в изучении заболевания бери-бери на острове Ява. Проведение нидерландским врачом экспериментов, послуживших основой для открытия витаминов.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЧЕЛЯБИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (ГОУ ВПО «ЧГПУ»)
Кафедра экономики, управления и права
Специальность: 050501.18 — «Профессиональное обучение (экономика и управление)
Нобелевская премия по медицине 1929 г.: Христиан Эйкман и его вклад в открытие витаминов
Архипова Ева Владимировна
Кандидат философских наук,
Домрачев Сергей Станиславович
Всем известное слово «витамин» происходит от латинского «vita» — жизнь. Такое название эти разнообразные органические соединения получили далеко не случайно: роль витаминов в жизнедеятельности организма чрезвычайно велика.
Ко второй половине 19 века было выяснено, что пищевая ценность продуктов питания определяется содержанием в них в основном следующих веществ: белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды.
Считалось общепризнанным, что если в пищу человека входят в определенных количествах все эти питательные вещества, то она полностью отвечает биологическим потребностям организма. Это мнение прочно укоренилось в науке и поддерживалось такими авторитетными физиологами того времени, как Петтенкофер, Фойт и Рубнер.
Однако практика далеко не всегда подтверждала правильность укоренившихся представлений о биологической полноценности пищи.
Практический опыт врачей и клинические наблюдения издавна с несомненностью указывали на существование ряда специфических заболеваний, непосредственно связанных с дефектами питания, хотя последнее полностью отвечало указанным выше требованиям. Об этом свидетельствовал также многовековой практический опыт участников длительных путешествий. Настоящим бичом для мореплавателей долгое время была цинга; от нее погибало моря ков больше, чем, например, в сражениях или от кораблекрушений. Так, из 160 участников известной экспедиции Васко да Гамма прокладывавшей морской путь в Индию, 100 человек погибли от цинги
История морских и сухопутных путешествий давала также ряд поучительных примеров, указывавших на то, что возникновение цинги может быть предотвращено, а цинготные больные могут быть вылечены, если в их пищу вводить известное количество лимонного сока или отвара хвои.
Таким образом, практический опыт ясно указывал на то, что цинга и некоторые другие болезни связанны с дефектами питания, что даже самая обильная пища сама по себе еще далеко не всегда гарантирует от подобных заболеваний и что для предупреждения и лечения таких заболеваний необходимо вводить в организм какие-то дополнительные вещества, которые содержаться не во всякой пище.
Наблюдения Эйкмана, проведенные на большом числе заключенных в тюрьмах Явы, также показали, что среди людей, питавшихся очищенным рисом, бери-бери заболевал в среднем один человек из 40,тогда как в группе людей, питавшихся неочищенным рисом, ею заболевал лишь один человек из 10000.
Биография. Христиан Эйкман (1858-1930)
болезнь питание эйкман витамин
Нидерландский врач Христиан Эйкман родился в Нёйкерке. Его родителями были школьный учитель Христиан Эйкман и Иоганна Алида Эйкман (Пул). Он был седьмым ребенком в семье. В 17 лет Э. получил стипендию для обучения в Военной медицинской школе Амстердамского университета и дальнейшей службы в армии. В университете благодаря большим успехам в учебе Эйкман стал ассистентом у профессора, преподававшего физиологию. Написав докторскую диссертацию «О поляризации нервов» («On Polarization of Nerves»), Э. в 1883 г. с отличием закончил университет, получив степень доктора медицины. В этом же году он женился на Алтье Вигери ван Эдема и поступил на военную службу.
Сначала Эйкман был назначен офицером медицинской службы в Семаранге (Нидерландская Восточная Индия; в настоящее время — Индонезия). Затем он был направлен в город Чилачап, расположенный на южном побережье Явы. Спустя два года его жена скончалась от малярии, а сам Эйман настолько тяжело переболел этим заболеванием, что в 1885 г. ему пришлось вернуться в Амстердам для восстановления здоровья. После выздоровления Эйкман переехал в Берлин, чтобы работать вместе с Робертом Кохом. Здесь он приобрел большой опыт в области бактериологии.
В то время бактериология — наука о бактериях — была новой, революционной наукой, открывавшей большие перспективы в изучении и лечении многих заболеваний. Вначале считалось, что все авитаминозы (заболевания, вызванные витаминной недостаточностью), в частности бери-бери и пеллагра, являются инфекционными. Однако при изучении пеллагры у человека американский врач Джозеф Гольдбергер установил, что эта болезнь не вызывается инфекционным агентом.
К этому времени Кох обнаружил, что возбудителем туберкулеза служит микобактерия. Это позволило предположить, что и многие другие заболевания также могут вызываться подобными микроорганизмами. В лаборатории Коха Эйкман познакомился с двумя членами нидерландской медицинской комиссии — Корнелиусом Пекелхарингом и Клеменсом Винклером, приехавшими к Коху за помощью в изучении проблемы бери-бери — заболевания, чрезвычайно распространенного в Нидерландской Восточной Индии. Кох был слишком занят и не смог участвовать в работе комиссии, поэтому он предложил эту работу Эйкману, который охотно принял предложение и в 1886 г. отправился на Яву.
Заболевание бери-бери было широко известно и распространено в то время не только на Яве. Оно было описано одним из нидерландских врачей в начале 1600-х гг. Многие годы эта болезнь оставалась такой же серьезной проблемой для японских моряков, как цинга — для английских. Бери-бери (название произошло от сингальского «крайняя слабость», т. к. во время этой болезни человек настолько ослабевает, что становится неспособным что-либо делать) сопровождается параличами и потерей чувствительности нижних конечностей, а также поражениями сердца и легких, часто приводит к смертельному исходу. Больше всего страдают от бери-бери люди, находящиеся в условиях специального режима, например в тюрьмах или воинских частях. На Яве тюремное заключение фактически означало смертный приговор. В то время существовали по меньшей мере две теории, связывающие заболевание бери-бери с рационом питания, в котором преобладал рис. Согласно одной из них, в рисе содержались ядовитые вещества, которые и вызывали симптомы болезни; в соответствии со второй — причиной бери-бери было недостаточное содержание в рисе жиров и белков.
Командующий японских военно-морских сил, лично изучавший эту проблему, сумел предотвратить заболеваемость бери-бери, приказав кормить моряков мясом, овощами и молоком вместо обычного рациона, состоящего из сырой рыбы и очищенного риса. Многие исследователи на основании этого сделали вывод о том, что рис инфицирован и что бери-бери имеет бактериальную природу. Этого же мнения вначале придерживались и Э. со своей группой. Однажды им показалось, что они обнаружили возбудителя бери-бери в крови больных. Однако, когда выяснилось, что обычная дезинфекция практически не приводит к снижению заболеваемости, Эйкман и его коллеги признали ошибку и продолжили исследования. В 1887 г. Пекелхаринг и Винклер вернулись на родину, предоставив Эйкману для работы лабораторию бактериологии и патологии. Она состояла из двух маленьких комнат и располагалась в военном госпитале в Батавии (на острове Ява). Эйкман был также назначен директором Японской медицинской школы.
В первых опытах Эйкман и его коллеги использовали цыплят, т. к. их было много и стоили они дешево. К удивлению ученых, у цыплят развились параличи, сходные с таковыми при заболевании бери-бери. При вскрытиях оказалось, что причиной параличей служит одновременное воспаление многих нервов. Эйкман назвал это состояние полиневритом. Он предположил, что полиневрит может вызваться какой-либо бактерией, однако не обнаружил ее у цыплят, которые использовались в эксперименте.
Внезапно, в разгаре экспериментов, все цыплята выздоровели. Пораженный этим фактом, Эйкман предположил, что причина может заключаться в рационе питания цыплят. Эта гипотеза оказалась верной. Эйкман в дальнейшем писал: «Работник вивария, как я впоследствии обнаружил, в целях экономии кормил цыплят рисом из больничной кухни. Затем на его место пришел другой сотрудник, который отказался кормить «гражданских» цыплят «военным» рисом».
Поэтому в очередной серии опытов Эйкман решил проверить влияние различных видов риса на возникновение болезни. Рис, которым питались военнослужащие, был очищенным (полированным), тогда как рис, кормление которым привело к выздоровлению цыплят, — неочищенным. Когда Эйкман вновь стал кормить половину выздоровевших цыплят очищенным рисом, те опять заболели полиневритом; цыплята же из второй половины, получавшие неполированный рис, остались здоровыми. Более того, когда повторно заболевших цыплят снова стали кормить неочищенным рисом, они опять поправились.
Перед Эйкманом встал вопрос: а не может ли очищенный и неочищенный рис играть какую-либо роль в возникновении бери-бери у человека? Оказалось, что у заключенных тюрем, получавших очищенный рис, частота возникновения бери-бери была в 300 раз выше, чем у заключенных тюрем, где для приготовления пищи использовался неочищенный рис. В 1890 г. в статье «Полиневрит у цыплят» («Poly-neuritis in Chickens») Эйкман описал сходство между полиневритом и бери-бери у человека, а также данные опытов с рисом. Он предположил, что в очищенный рис в процессе обработки может попадать какой-либо яд.
На Яве Эйкман сделал и ряд других открытий в области медицины. Так, в серии опытов он опроверг господствующие представления о том, что у европейцев, живущих в условиях тропиков, изменяется состав крови и обмен веществ, якобы связанные с приспособлением организма к жаркому климату.
В 1896 г. из-за болезни Эйкман вновь был вынужден вернуться в Нидерланды вместе со своей второй женой — Бертой Юлией Луизой ван Дер Кемп, на которой он женился в 1896 г., и их сыном. В 1899 г. он был назначен профессором здравоохранения и судебной медицины Утрехтского университета. Кроме того, он занимался проблемами водоснабжения города, градостроительства, образования, а также алкоголизма и туберкулеза.
Герри Грийнс, бывший на Яве ассистентом Эйкмана, продолжил в лаборатории Батавии исследование бери-бери. В 1901 г. он предположил, что заболевание обусловлено нехваткой некоего специфического питательного вещества в некоторых пищевых продуктах. Однако в течение почти двух десятилетий большинство крупных ученых отказывались признавать, что бери-бери вызывается не бактериями. В 1911 г. польский химик Казимир Функ выделил из рисовой шелухи вещество, препятствующее развитию этого заболевания. Это вещество, которое сегодня называется тиамином, или витамином В1, не содержится в очищенном от шелухи рисе. Функ предложил для подобных веществ термин «витамины» — от латинских слов «vita» (жизнь) и «amine» (азот). И хотя не все витамины содержат азот, термин этот сохранился.
Исследования, проведенные Эйкманом на Яве, положили начало открытию методов лечения многих болезней, связанных с недостатком каких-либо веществ в пище. Фредерик Гоуленд Хопкинс назвал эти необходимые вещества «добавочными факторами». В 1929 г. Э. и Хопкинсу за вклад в открытие витаминов была присуждена Нобелевская премия. Однако Эйкман, вышедший в 1928 г. на пенсию, был слишком слаб и не смог лично получить премию. В 1930 г. после продолжительной болезни он скончался в Утрехте.
Эйкман был членом Нидерландской королевской академии наук и искусств, иностранным сотрудником американской Национальной академии наук и почетным членом Лондонского королевского института санитарии. Он получил несколько дворянских титулов, нидерландским правительством в его честь была учреждена медаль Эйкмана.
Витамины, группа незаменимых для организма человека и животных органических соединений, обладающих очень высокой биологической активностью, присутствующих в ничтожных количествах в продуктах питания, но имеющих огромное значение для нормального обмена веществ и жизнедеятельности. Основное их количество поступает в организм с пищей, и только некоторые синтезируются в кишечнике обитающими в нём полезными микроорганизмами, однако и в этом случае их бывает не всегда достаточно. Современная научная информация свидетельствует об исключительно многообразном участии витаминов в процессе обеспечения жизнедеятельности человеческого организма. Одни из них являются обязательными компонентами ферментных систем и гормонов, регулирующих многочисленные этапы обмена веществ в организме, другие являются исходным материалом для синтеза тканевых гормонов. Витамины в большой степени обеспечивают нормальное функционирование нервной системы, мышц и других органов и многих физиологических систем. От уровня витаминной обеспеченности питания зависит уровень умственной и физической работоспособности, выносливости и устойчивости организма к влиянию неблагоприятных факторов внешней среды, включая инфекции и действия токсинов.
В процессе выполнение данной работы я поняла, что значение витаминов для организма человека очень велико. Эти питательные вещества поддерживают работу абсолютно всех органов и всего организма в целом. Нехватка витаминов приводит к общему ухудшению состояния здоровья человека, а не отдельных его органов.
Маленьким детям витамины абсолютно необходимы: недостаточное их поступление может замедлить рост ребенка и его умственное развитие. У малышей, не получающих витамины в должных количествах, нарушается обмен веществ, снижается иммунитет. Именно поэтому производители детского питания обязательно обогащают свои продукты (молочные смеси, овощные и фруктовые соки, пюре, каши) всеми необходимыми витаминами.
Нобелевские лауреаты: Христиан Эйкман. Премия за нешлифованный рис
О человеке, не открывшем витамины, но получившем за них премию, о шлифованном и нешлифованном рисе и об азиатском заболевании рассказывает очередной выпуск рубрики «Как получить Нобелевку».
Удивительное дело: пять из пяти коллег, которым автор рассказывал, что начал работу над статьей о нашем сегодняшнем герое, спрашивали меня — кто таков? И никак не реагировали на его фамилию. Зато, когда им рассказывали суть его главного эксперимента, сразу же вспоминали: «А… ну так это я знаю…». Собственно говоря, и сам автор статьи оказался в такой ситуации — историю главного открытия нобелевского лауреата 1929 года он знал еще в школе (благо, хорошая была школа), а вот имя выветрилось за десятилетия.
Еще одно удивляет: вещество, которое принесло ему славу, наш герой не открыл. Название ему дал не он, выделил — тоже не он. Даже предположение о его существовании, кажется, выдвинул сотрудник. А «нобеля» получил он. И нельзя сказать, что не заслуженно. Итак, встречайте: Христиан Эйкман, Голландия. То есть — Нидерланды, так правильнее.
Христиан Эйкман
Родился 11 августа 1858, Нейкерк, Нидерланды
Умер 5 ноября 1930, Утрехт, Нидерланды
Нобелевская премия по физиологии и медицине 1929 года (совместно с Фредериком Гоулендом Хопкинсом). Формулировка Нобелевского комитета: «за его открытие антиневритного витамина (for his discovery of the antineuritic vitamin)»
Наш герой оказался седьмым ребенком в семье школьного учителя Христиана Эйкмана (ну да, весь в отца) и Иоганны Алиды Эйкман, урожденной Пул. Семья жила в небольшом городе Нейкерк (сейчас в этом городе живет чуть более 40 тысяч человек). Когда Кристиану исполнился год, вся семья переехала в Заандам (и вот теперь можно говорить, что он – в Голландии, Заандам как раз в провинции Северная Голландия). Отец получил там должность учителя начальных классов. У папы же и учились все дети Эйкманов.
О школьных годах история умалчивает, однако, что интересно — минимум двое детей стали известными учеными, весьма рано удрав не то, что из дома, а из родных Нидерландов.
Старший брат Эйкмана, Иоганн Фредерик (1851-1915), стал известным химиком-органиком. Именно он, проработав несколько десятилетий в Японии (что в XIX веке тоже было нетривиально) в 1885 году первым выделил из бадьяна анисового (Illicium anisatum) шикимовую кислоту (по-японски бадьян называется си-ки-ми, シキミ).
Мало кто из химиков знает это вещество, а зря: шикимовая кислота дала название целому метаболическому пути — так называемый шикиматный путь, в котором образуются, например, триптофан, фенилаланин и тирозин.
Ну а наш герой в 17 лет получил стипендию на обучение в Военной медицинской школе Амстердамского университета с дальнейшим прохождении медслужбы в армии.
Там он стал ассистентом у некоего профессора физиологии Т.Плейса (T. Place), у которого успешно защитил докторскую диссертацию «О поляризации нервов». Собственно, неврология и привела нашего Христиана к своему главному открытию. Но обо всем по порядку.
Молодому человеку 25. На этот юбилей выпадает множество важных событий. Он женится на девушке Алтье Вигери ван Эдема, оканчивает с отличием университет, получает степень доктора медицины, становится офицером и уезжает с женой… нет, не в свадебное путешествие, а работать в Нидерландскую Восточную Индию. То бишь, в Индонезию, на остров Ява. Сначала в Семаранг, а затем в крошечный городок Чилачап, на южном побережье острова.
Через два года в семье офицера медслужбы случается трагедия. Вспышка малярии, а мы помним, что Ту Юю, открывшая артемизинин тогда даже не родилась, и Рональд Росс еще не получил в 1902 Нобелевской премии за открытие способа передачи этого заболевания (да и открытие свое еще не сделал), равно как и премия Шарлю Лаверану 1907 года за открытие переносчика заболевания еще не вручена. Да чего уж там, и сам Альфред Нобель в те годы спокойно получал деньги за патент на динамит. Но мы отвлеклись.
Важно, что малярию тогда толком не умели лечить — и жена Эйкмана умирает, а сам он переболевает так тяжело, что его приходится эвакуировать на Большую Землю. То есть, на Низкие земли — в Нидерланды. Эйкман поправился и отправился на какое-то время в Берлин, поработать у Роберта Коха, в то время уже первооткрывателя возбудителя туберкулеза. И вот тут Эйкману повезло дважды.
Дело в том, что для Нидерландов болезнь бери-бери (о ней чуть ниже) стала главной проблемой индийских колоний. Доходило до того, что на той же Яве почти любое тюремное заключение становилось пожизненным, хотя и коротким. Тогда это заболевание считалось инфекционным. Кто у нас главный (и чуть ли не единственный) инфекционист мира? Правильно, Роберт Кох. К нему и послали медицинскую комиссию в лице Корнелиуса Пекелхаринга и Клеменса Винклера. А кто в то время был самым снобским и занятым врачом? Тот же Кох, который сказал примерно следующее (по смыслу): «Народ, мне некогда, а вот тут бегал некий смышленый паренек, да он сам только что с Явы. Как его? Эйкман. Пусть он и лечит бери-бери». Комиссия сказала «берем, не глядя», и в 1886 году все уехали в Азию.
В следующем году Перелхаринг и Винклер вернулись домой, а Эйкман распрощался с армией и уже в штатском остался — в чине первого главы новосозданной «Яванской медицинской школы» — некоего научного учреждения, которое потом станет Университетом Индонезии. Так наш герой еще и первый университет в будущей крупной азиатской стране основал. Ну а помимо будущего крупного университета у Эйкмана было еще две комнатки в военном госпитале в Батавии, в которых и располагалась его лаборатория бактериологии и патологии, в которой началась борьба с бери-бери.
Теперь давайте немного отвлечемся на соперника нашего героя.
Болезнь бери-бери, хотя и описана в МКБ-10 как самостоятельное заболевание, по сути представляет собой симптомокомплекс – несколько заболеваний, собранных воедино. А точнее – четыре симптомокомплекса. Но опять-таки, по порядку.
Само слово «бери-бери» означает на сингальском языке дважды повторенное слово «слабый». Дословно я бы переводил как «слабый в квадрате». Современная европейская медицина знает это заболевание с 1642 года, когда вышло посмертное издание книги De medicina Indorum («Медицина Индии») голландского врача Якобуса Бонтия (он же Бондт. Якоб де Бондт), работавшего и умершего в 39 лет в той же самой Батавии. Он успел оставить описание загадочной болезни, приводящей к разным неврологическим симптомам.
Титульный лист книги Якобуса Бонтия De medicina Indorum
Существует целых четыре типа бери-бери.
Сухая бери-бери обычно являет собой комплекс трех неврологических проблем: энцефалопатия Вернике (поражение среднего мозга — нарушение координации движений — атаксия, параличи, нарушения зрения, сумеречность сознания), корсаковский синдром (невозможность запоминать текущие события — часто бывает с алкоголиками по той же самой причине, что и при бери-бери), и их комбинация — синдром Корсакова-Вернике.
Мокрая бери-бери тоже бывает с неврологическими симптомами, однако самый большой удар приходится на сердечно-сосудистую систему.
Существуют еще известная уже давно детская бери-бери, несколько отличающаяся по симптомам, кроме этого, c 2004 года выделяют еще и желудочно-кишечную бери-бери, как будто трех разновидностей было мало.
Больше всего при Эйкмане бери-бери выкашивала «режимных людей» — военных или заключенных. Теории заболевания тоже существовали, даже две. Поскольку в «режимных» бери-бери всегда фигурировал рис в питании, его быстро начали подозревать. Но чем заменить рис в Азии? Нечем. Одна теория считала, что в рис попадает некий яд, другая – что в рисе не хватает жиров и белков. Как мы увидим, принципиально вторая теория была лучше.
Госпиталь для больных бери-бери в Индонезии
Но как проверить теорию? Экспериментом! На чем экспериментируют настоящие ученые? На мышах. Но где мышей-то взять лабораторных? Эйкман стал играться с цыплятами. Во-первых, дешевые, а во-вторых, недостатку в них не было.
Начав кормить цыплят тюремной пайкой, Эйкман обнаружил, что цыплята тоже страдают от паралича. Оч-чень похожего на тот, от которого умирают заключенные. Вскрытие показало воспаление множества нервов. «Много» по-гречески «поли-», «-ит» на медицинском означает «воспаление». Имеем болезнь «полиневрит». Ну хорошо, не болезнь – состояние. Эйкман, как ученик Коха, стал искать возбудителя. Даже «находил» пару раз, но потом снова терял.
Однажды Эйкман пришел в виварий и увидел чудо. Вместо умирающих от паралича цыплят его ждали здоровые. Подменили? Нет, те же самые. В чем дело?
Видимо, в рационе. После беседы с работниками вивария, оказалось, что сначала цыплят из экономии кормили рисом из военного госпиталя (в котором также мерли от бери-бери). Потом пришел другой сотрудник, более принципиальный и возмутился: с какой стали цыплят без погонов поставили на воинское довольствие и заменил им рис.
Стало понятно, что дело в разных видах риса. Отсюда было недалеко до наблюдения, что все больные бери-бери основой рациона имели блюда из шлифованного, очищенного риса. А если с риса шелуху не счищать, то заболеваемость бери-бери снижается в 250 (!) раз. Это подтвердил друг и коллега Эйкмана Адольф Вордерман в 1897 году, поставив эксперимент на людях — на заключенных. Оказалось, что евшие шлифованный рис зэки заболевали с вероятностью 1:39. Когда их переводили на коричневый рис, заболеваемость падала до 1:10000
В 1890 году выходит статья «Полиневрит у цыплят», в которой ставится точка в проблеме бери-бери. Кормите всех неочищенным рисом и будет всем счастье. Однако объяснение этому факту предполагалось банальное – во время шлифовки в рис попадает какой-то токсин, на худой конец — таки какая-то бактерия. Собственно говоря, история пути к Нобелевской премии Христиана Эйкмана здесь закончилась. Болезнь побеждена, какое-то объяснение предложено, шесть лет спустя он снова женился, заболел, никто не умер, и Эйкман навсегда отбыл на материк, где в 1899 году стал профессором здравоохранения и судебной медицины Утрехтского университета, решал проблемы водоснабжения и градостроительства в Утрехте, боролся с алкоголизмом и туберкулезом (не своими), преподавал, занимался бактериологией, но ничего серьезного не достиг. Фактически, он почти сорок лет ждал признания важнейшего открытия, спасшего миллионы жизней и, чего он и не подозревал, открывшего путь к открытию (да, тавтология!) нового класса важнейших веществ.
В Индонезии остался ассистент Эйкмана Герри Грийнс (1865-1944), продолживший изучать бери-бери. В 1901 году он cделал гениальное предположение: люди болеют бери-бери не потому, что в очищенном рисе что-то есть, что их отравляет, а потому, что в нем чего-то нет, необходимого для жизни. Эта мысль была настолько революционной, что большинство авторитетов встречало ее в штыки. Банальное следствие из предположения, которое легко проверить, но до этого додумался лишь в 1910-1913 году американский врач Эдвард Веддер, что надо попробовать использовать отвар рисовой шелухи для лечения уже наступившей бери-бери.