開(kāi)啟維生素之門(mén)

文- 王震元

開(kāi)啟維生素之門(mén)

文- 王震元

你可能無(wú)法想象，世界上第一種維生素的發(fā)現(xiàn)，竟然是從腳氣病上得到的啟發(fā)……

維生素是人類(lèi)與動(dòng)物保持健康機(jī)體必不可少的有機(jī)化合物，它對(duì)機(jī)體的新陳代謝、生長(zhǎng)、發(fā)育和健康有著重要作用?，F(xiàn)在已知的維生素有20多種。但你可能無(wú)法想象，世界上第一種維生素的發(fā)現(xiàn)，竟然是從腳氣病上得到的啟發(fā)……

海軍官兵染怪病

1878年的一天，日本海軍軍部接到一份緊急報(bào)告：軍中有33%的官兵患上一種怪病。病人全身浮腫，肌肉疼痛，腳腫得像酒甕一般，重者甚至喪命。人稱(chēng)此病為“腳氣病”。當(dāng)時(shí)，醫(yī)生對(duì)此束手無(wú)策。到了1806年，形勢(shì)更為嚴(yán)峻，日本海軍官兵中每5人就有2人以上患上腳氣病，死亡人數(shù)急劇上升，大大影響了軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力。

此時(shí)，一位名叫高木謙寬的軍醫(yī)登場(chǎng)了。高木發(fā)現(xiàn)，同為海軍，但歐美國(guó)家的水兵患腳氣病的人數(shù)極少，于是他決定從調(diào)查東西方飲食差異著手。歐美海軍官兵主要吃面食，而日本海軍吃的主食是精制大米。于是高木做了一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)：一艘載有200名官兵的軍艦，按舊食譜以吃精制大米為主；另一艘軍艦也載有200名官兵，則按歐美伙食標(biāo)準(zhǔn)就餐，并外加大麥、蔬菜、魚(yú)肉、牛奶等。結(jié)果表明，前一艘軍艦上患腳氣病的官兵高達(dá)130人，后一艘軍艦上則無(wú)一人患此病。于是，日本政府下令徹底改變海軍的飲食標(biāo)準(zhǔn)，僅9個(gè)月的時(shí)間，就基本上掃除了官兵們患腳氣病的困擾，高木也因此晉升為將軍。

高木雖然找到了通過(guò)調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)防治腳氣病的有效措施，但由于歷史的局限，他未能解釋為何以精制大米為主食的海軍官兵易患腳氣病，只是把病因歸咎為蛋白質(zhì)攝入量不足。

腳氣病是細(xì)菌性疾??？

無(wú)獨(dú)有偶。同在19世紀(jì)80年代，荷蘭統(tǒng)治下的東印度群島上的廣大居民同樣長(zhǎng)期受到腳氣病的折磨。為此，1886年，荷蘭政府成立了一個(gè)由帕克爾哈林和溫克勤兩位學(xué)者領(lǐng)導(dǎo)的專(zhuān)門(mén)委員會(huì)，專(zhuān)門(mén)研究腳氣病的防治。他們的思路與高木迥異，根據(jù)腳氣病的流行性特點(diǎn)，他們懷疑這可能是一種因病原菌感染的傳染病。于是，兩位學(xué)者專(zhuān)程去德國(guó)柏林，向現(xiàn)代細(xì)菌學(xué)的奠基人柯赫請(qǐng)教，并在他的實(shí)驗(yàn)室結(jié)識(shí)了日后名垂青史的艾克曼。

時(shí)年28歲的克里斯蒂安·艾克曼（Christiaan Eijkman，1858.8.11～1930.11.5）原本是一位荷蘭軍醫(yī)，后來(lái)由于愛(ài)妻死于傳染病而決心專(zhuān)攻細(xì)菌學(xué)，并拜在柯赫門(mén)下。三人志同道合，于同年10月回到東印度群島。

經(jīng)過(guò)2年的研究，從臨床觀察到顯微鏡檢查，委員會(huì)的科學(xué)家和醫(yī)生們都認(rèn)為，腳氣病是一種多發(fā)性的神經(jīng)炎，并以病人的血液中分離出的一種球菌為依據(jù)，判定球菌就是造成腳氣病的“元兇”，它還可以在人際間互相傳染。

那么，腳氣病真的是一種細(xì)菌性疾病嗎？

按照當(dāng)時(shí)公認(rèn)的“柯赫法則”，一種細(xì)菌性疾病的判定，必須同時(shí)滿(mǎn)足四個(gè)條件：在生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)病原體；能將這種病原體分離并進(jìn)行培養(yǎng)；把培養(yǎng)出來(lái)的病原體接種給動(dòng)物后，動(dòng)物會(huì)出現(xiàn)同樣癥狀；從出現(xiàn)癥狀的動(dòng)物身上能再一次分離并培養(yǎng)出同一種病原體。

但是，當(dāng)艾克曼從死于腳氣病的雞胃里取出食物，再喂給健康的雞后，并未出現(xiàn)同樣癥狀，也就是說(shuō)沒(méi)有受到球菌的感染。

顯然，這是違反柯赫法則的。但艾克曼又提供不了證據(jù)來(lái)否定腳氣病是一種細(xì)菌性疾病的結(jié)論。作為柯赫的學(xué)生，他只能持保留態(tài)度。因此，當(dāng)委員會(huì)其他成員都“勝利”地班師回國(guó)時(shí)，艾克曼決定一個(gè)人留在東印度群島繼續(xù)進(jìn)行研究。此后，他擔(dān)任了當(dāng)?shù)匦鲁闪⒌牟±斫馄蕦W(xué)和細(xì)菌學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任，并兼任一所醫(yī)科學(xué)校校長(zhǎng)。

糙米治愈腳氣病

艾克曼借用了一家陸軍醫(yī)院的幾間房子作實(shí)驗(yàn)室。1890年6月10日，他買(mǎi)到一批實(shí)驗(yàn)用的小雞，并由一名雇員喂養(yǎng)。一個(gè)月后，雞群中突然暴發(fā)一種怪病：它們都變得無(wú)精打采，步態(tài)不穩(wěn)，有的更是呼吸困難，雞冠和皮膚都由青紫變?yōu)樗{(lán)色，最后大批昏迷死亡。病理解剖表明，這些雞都患了與人類(lèi)腳氣病癥狀相同的多發(fā)性神經(jīng)炎。

當(dāng)年11月初，實(shí)驗(yàn)室新來(lái)的廚師接替了喂雞的工作。此后，那些尚未死亡的病雞竟奇跡般地逐漸康復(fù)了。這一事件引起艾克曼的高度關(guān)注，但他百思不得其解。事有湊巧，有一天他經(jīng)過(guò)一間病房，偶然聽(tīng)到幾個(gè)老病號(hào)在閑聊?！八趺春镁貌粊?lái)了？”“誰(shuí)??？”“就是那個(gè)給實(shí)驗(yàn)室喂雞的人?。∷f(shuō)喂了好多雞，飼料不夠用，所以常來(lái)要我們這里的剩飯?，F(xiàn)在他不來(lái)了，那剩飯倒掉吧?！?/p>

“實(shí)驗(yàn)室”、“喂雞”？言者無(wú)心，聽(tīng)者有意，艾克曼立即警覺(jué)起來(lái)。他走進(jìn)病房詳細(xì)問(wèn)了個(gè)明白，并看到剩下的飯都是精白米飯。這使艾克曼腦海中產(chǎn)生了一連串問(wèn)號(hào)：那個(gè)雇員為什么要到病房來(lái)收拾剩飯？雞的飼料不是很充足嗎？更何況那時(shí)雞群正在生病，吃不下多少食物？

艾克曼立即找到了原先那個(gè)飼養(yǎng)員。此人頓時(shí)慌了手腳，不得不如實(shí)招供。原來(lái)，他克扣了飼料，并用病人吃剩下的精白米飯喂雞。隨后，艾克曼又問(wèn)新來(lái)的廚師是用什么食物喂雞的。對(duì)方回答說(shuō)，全部是實(shí)驗(yàn)室提供的飼料。

此刻，艾克曼陷入了沉思：原先的飼養(yǎng)員用精白米喂雞，雞得了腳氣病；現(xiàn)在這個(gè)廚師用的飼料是糙米和米糠的混和物，雞的腳氣病不治而愈。莫非腳氣病與飼料性質(zhì)有關(guān)？于是，艾克曼將一群小雞隨機(jī)分成兩組：一組小雞飼喂精白米飯；另一組小雞用飼料喂養(yǎng)。幾個(gè)星期后，他發(fā)現(xiàn)前一組小雞都出現(xiàn)了腳氣病癥狀，后一組卻安然無(wú)恙。他進(jìn)一步把患了腳氣病的雞改喂糙米，不久它們就全部康復(fù)了。艾克曼自己出現(xiàn)的神經(jīng)炎癥狀，改吃糙米后同樣也很快消失了。

這下子艾克曼完全明白了：?jiǎn)栴}出在精白米飯上！而在東印度群島，居民們習(xí)慣以精白米為主食。于是，他把米糠當(dāng)作“藥”，給當(dāng)?shù)厝旧夏_氣病的患者吃，一段時(shí)間后，果然收到了明顯療效。

如果從防治腳氣病的思路觀察，高木和艾克曼采用的都是“對(duì)照實(shí)驗(yàn)”的方法。他們都不約而同地發(fā)現(xiàn)精白米是腳氣病的“元兇”。但是他們開(kāi)出的處方卻并不相同：一個(gè)是面食、大麥、蔬菜、魚(yú)肉和牛奶，另一個(gè)僅是米糠。由于這兩種處方都有明顯的療效，因而可以推斷為：這些主副食品中都含有某種重要物質(zhì)，人體如果長(zhǎng)期缺乏這種物質(zhì)，就會(huì)患腳氣病，而精白米中恰恰沒(méi)有這種物質(zhì)。

那么，這究竟是一種什么重要物質(zhì)呢？

維生素橫空出世

艾克曼決定進(jìn)一步研究。他把米糠浸在水里，經(jīng)薄膜過(guò)濾后，濾液同樣能治好腳氣病，因而表明這種物質(zhì)是水溶性的，分子量也不大。1897年，艾克曼的研究論文公開(kāi)發(fā)表后，在國(guó)際上引起轟動(dòng)。

1 9 1 2年，波蘭化學(xué)家豐克（Casimir Funk，1884～1967）通過(guò)分離和沉淀，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)在自然界是含有氮的有機(jī)胺類(lèi)，按照傳統(tǒng)觀點(diǎn)，它是生命的象征，故在論文中將其命名為Vitamine（即“維他命”）。后來(lái)他發(fā)現(xiàn)這類(lèi)物質(zhì)并非全部具有胺結(jié)構(gòu)，故將其更名為維生素（Vitamin），并正式把它定義為：維持生命的營(yíng)養(yǎng)素。這種物質(zhì)經(jīng)過(guò)科學(xué)家們進(jìn)一步純化后，為紀(jì)念豐克，人們將其稱(chēng)為維生素F。1927年，英國(guó)醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)又將其統(tǒng)一命名為維生素B1——這是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)并命名的第一種維生素。

鏈 接

腳氣與腳氣病的區(qū)別

腳氣和腳氣病是兩種完全不同的疾病，但人們常常容易把它們弄混。

腳氣即“足癬”，又稱(chēng)“香港腳”，是指腳部感染真菌或霉菌等微生物導(dǎo)致的一種傳染性皮膚病。成人中70%～80%的人有腳氣，只是程度不同而已。腳氣的癥狀表現(xiàn)為腳癢、腳裂甚至皮膚糜爛等。得了腳氣后，平時(shí)最好穿透氣的鞋，每天洗腳，保持清潔，同時(shí)可局部外用達(dá)克寧進(jìn)行治療。

腳氣病是維生素B1缺乏癥，多發(fā)生在以精白米為主食的地區(qū)，主要表現(xiàn)為腿腳麻木、酸痛、軟弱，或攣急、腫脹、枯萎，常伴有惡心、嘔吐、厭食、煩躁不安、反應(yīng)遲鈍、嗜睡等癥狀，嚴(yán)重者甚至?xí)霈F(xiàn)心力衰竭。預(yù)防腳氣病應(yīng)注意多吃富含維生素B1的食物，如豆類(lèi)、肝、肉類(lèi)等，谷物的胚芽和外皮含量豐富。（來(lái)源：本刊編輯部）

實(shí)際上，早在1910年，日本農(nóng)業(yè)化學(xué)家鈴木梅太郎就用脫脂劑在米糠中提取出一種名為“硫胺素”的物質(zhì)，硫胺素對(duì)腳氣病患者有很好的療效。但是，當(dāng)時(shí)的醫(yī)學(xué)權(quán)威們卻認(rèn)為鈴木是外行，根本不信，還對(duì)他進(jìn)行人身攻擊，說(shuō)這種病“喝尿也能治好”。但數(shù)年后科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，硫胺素就是維生素B1。

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的進(jìn)一步研究表明，人體的神經(jīng)細(xì)胞負(fù)責(zé)傳遞信息，溝通全身“情報(bào)”。而神經(jīng)細(xì)胞的活動(dòng)需要葡萄糖作能源。葡萄糖來(lái)自食物中淀粉的水解，這一過(guò)程又離不開(kāi)催化劑——輔酸酶的參與。維生素B1正是這種輔酸酶的重要組成部分。所以人們?nèi)绻狈@種維生素，神經(jīng)細(xì)胞就將沒(méi)有能源而使其末梢萎縮。此外，還會(huì)造成代謝物——丙酮酸在體內(nèi)積累，引起神經(jīng)細(xì)胞中毒。在這兩種因素的合力作用下，就會(huì)引起多發(fā)性神經(jīng)炎，使下肢神經(jīng)末梢退化、壞死——即患上腳氣病后，繼而會(huì)發(fā)生麻痹，如果任由其發(fā)展，將會(huì)因心力衰竭而導(dǎo)致死亡。

1929年，年逾古稀的艾克曼和霍普金斯一起獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)——那剛好是他去世的前一年。艾克曼最偉大的貢獻(xiàn)在于，他用動(dòng)物驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)打開(kāi)了整個(gè)維生素世界的大門(mén)。后人正是循著他的足跡，建立動(dòng)物對(duì)照模型，控制飲食成分，才完成了后來(lái)所有維生素的分離與確認(rèn)。

鈴木梅太郎雖然幾度獲得諾貝爾獎(jiǎng)提名，但由于本國(guó)學(xué)閥的阻撓，他始終未能獲此殊榮。但是，青山遮不住，畢竟東流去，他的開(kāi)拓性貢獻(xiàn)，仍將流芳百世。

（來(lái)源：《科學(xué)24小時(shí)》 責(zé)任編輯/清揚(yáng)）