01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Медицина
28 октября
Нобелевские лауреаты: Христиан Эйкман. Премия за нешлифованный рис

Начало химии витаминов

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.

Ba81bc4a4989a1e11a02f07093161d674b846dd5
Эйкман в юности
Wikimedia Commons

Христиан Эйкман

Родился 11 августа 1858, Нейкерк, Нидерланды

Умер 5 ноября 1930, Утрехт, Нидерланды

Нобелевская премия по физиологии или 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).

0d815fa8c0ea6343e58c062ca0a019d634ae64b7
Иоганн Эйкман
Wikimedia Commons

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.

2c23c1232cfb6af899a80fa8387326bf0a28824b
Шикимовая кислота
Wikimedia Commons

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.

D7e641cd9c7f6234b8b7da60d16b1531add467d9
Больной бери-бери
Wikimedia Commons

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.

7982f298796e6a520cc4ca32c82fbb1342e4319d
Титульный лист книги Якобуса Бонтия De medicina Indorum
Wikimedia Commons

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.

90d09600d7803f399ed8f6ad4ccc0777973d52ac
Госпиталь для больных бери-бери в Индонезии
Wikimedia Commons

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.

4c340c33ada1e5bc8dff1193153d5bacdffcaa15
Эдвард Веддер
Wikimedia Commons

Ну и теперь на сцену должен был выйти не медик, а химик, отец новой формулы.

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) и дважды по медицине (1914 и 1925). Не присудили. Знакомьтесь: Казимир Функ, польский химик. Именно он выделил в 1911 году из рисовой шелухи то самое необходимое вещество (на самом деле — нет, он выделил сначала ниацин (никотиновая кислота, витамин B3) вещество, недостаток которого вызывает пеллагру), именно он предложил слово витамины и предположил, что существует минимум четыре их: антиберибери (сейчас мы знаем, что это тиамин или витамин B1), антипеллагра (B3), антицинга (витамин С — это название и сохранилось, а-скорбут — аскорбинка) и антирахит (витамин D).

Cb0508380352974958465f0d31d149aedc46916d
Казимир Функ
Wikimedia Commons

И именно он намного позже, в 1936 году установил химическую структуру нашего химического героя — тиамина. 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 так называемых пируватдекарбоксилазы и альфа-кетоглутаратдегидрогеназы, которые занимаются метаболизмом углеводов, а также транскетолазы.

2104d43b6b2ed1bd04742f39ca718cb86fd3d5b3
Формула тиамина
Wikimedia Commons

При нарушении обмена тиамина в организме (читай — когда его слишком мало), нарушается процесс окислительного декарбоксилирования α-кетокислот и частично блокируется метаболизм углеводов. В итоге происходит накопление недоокисленных продуктов обмена пирувата, которые оказывают токсическое действие на головной мозн и обусловливают развитие метаболического ацидоза. Как результат — все симптомы бери-бери.

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. Фамилия «Функ» в лекции не упоминалась.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.

Комментарии

Все комментарии
САМОЕ ЧИТАЕМОЕ
Обсуждаемое