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维生素百年回顾

(2012-06-13 17:10:47)
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杂谈

    自 Funk 提出  vitamine(维生胺)假说至今已有百年的历史,百年来人们对维生素的认识从不知到知之,取得了长足的进步,数以百计的科学家为之作出了卓越的贡献,其中 Funk [1]对维生素的命名、发现建立了不朽的功绩。今天,在维生素发现百年之际,回顾维生素的历史,展望维生素的未来,具有重要意义。

 

维生素的发现

 

    维生素缺乏病的历史源远流长。早在公元前1150年《爱柏氏纸草记事》(Eber Papyrus)和公元前 420年希波克拉底(Hippocrates)的著作中就曾指出:坏血病普遍存在于古代人群中。事实上,据说已在原始人类的遗骸中发现了该病的痕迹。我国中医古籍即有维生素缺乏的记载,如宋代《圣济总录》(1111-1117)将夜盲定义为“昼而明视,暮不睹物,名为雀目”,而治疗所用的《防风煮肝散方》中,羊肝为主药。又如晋代在岭南、江南地区出现一种当时称之为“脚弱”的疾病,至唐代蔓延至北方,并定名为“脚气”。唐名医孙思邈(581-682)所著《千金方》中专门介绍用赤小豆、乌豆、大豆等治疗脚气病,而长期进食糙米即可预防。但维生素的发现则始于19世纪末,最初由人们对于饮食和疾病关系的认识而萌生,即经验阶段;然后是提出假说和验证假说的阶段,即实验阶段。

    在经验阶段,注意到与饮食相关的疾病有三种,即坏血病、脚气病,还可能有佝偻病。大约在二三百年前,即巳发現坏血病可于食物中添加綠色蔬菜或很少量果汁而得到防治。1601年 James Lancaster最早在远洋船只上使用橘子及柠檬或柠檬汁治疗坏血病。1720年,奥地利軍医 Kramer指出:“只要我們能供给綠色新鮮蔬菜;或者橘子、白柠檬或柠檬,那么我們就可以不再借任何其他帮助而把这个可怖的疾病治愈。” Lind(1753)在其著名的坏血病论文中指出“最严重的坏血病可以在6天内治愈”。

    1882年日本海軍医务总监高木兼宽发現在食物中增加蔬菜、魚和肉,并用大麦代替白米即可治愈此病。他虽然沒有正确认识脚气病是維生素缺乏病,而認为是食物中蛋白貭(肉,魚等)不足之故。但事实上他巳認识到脚气病与饮食不完全有关。

    到19世纪末人们才认识到佝偻病乃因饮食不当所致。Cheadle(1889)指出“佝偻病产生于佝偻病饮食,正如坏血病产生于坏血病饮食”。Vincent(1904),Troussean(1865)认为脂肪不足是佝偻病主要原因,鱼肝油可予以治疗。Bland-Sutton(1889)曾用鱼肝油治愈伦敦动物园小狮子的佝偻病。

虽然20世纪初已相继认识到坏血病、脚气病和佝偻病可改变饮食予以防治,但误认为乃细菌或细菌毒素所致。预言家Budd 1840年就肯定地表示“坏血病是因为缺少某一种必需物质之故,这种物质可以自信地说在不久的将来当能被有机化学家或生理学家在实验室中发现”。其预言后来得到完全证实。

    此后,维生素的发现进入实验阶段。首先是实验性脚气病。1840年 Eijkman用碾过的白米喂鸡,偶然发现了实验性脚气病。1890~1897 Eijkman 经一系列实验发现用未碾白米或碾白米加糠,鸡的病征得以痊愈。1897~1906  Eijkman又发现这种具有疗效物质可用水或乙醇提取,但不认为是正常膳食中不可缺少的物质,而误认为是一种“药理解毒剂”。1901年 Eijkman的同事 Grijns首次认为脚气病的发生是因为食物中“缺少了中枢神经系统新陈代谢所必需的物质”。1906年 Eijkman 采用了Grijns 的见解,认为米糠中有一种物质,在本质上与蛋白貭、脂肪或盐类不同,它为健康所必需,缺乏时会引起营养性多发性神经炎。

    1907年挪威科学家 Holst Frölich试图用豚鼠复制实验性坏血病,结果并未出现脚气病症状,而出现了坏血病。Holst Frolich 认为坏血病同样是因为食物中缺乏某些物质所致。此后他们用实验性坏血病模型对食物中的抗坏血病因素进行了深入研究。

    1912年許多事实已经确立:①脚气病、坏血病、佝偻病因食物中缺少某些物质所致。②已能复制脚气病和坏血病动物模型。③抗脚气病物质的研究已取得重要进展。④天然食物如牛奶、面包中一定含有微量的尚未查知的健康所必需的物质。这些物质不同于已知的碳水化合物、脂肪、蛋白质和无机盐。

1906年 Hopkins指出:没有动物能依靠一种纯蛋白质、脂肪和碳水化合物组成的混合物而生存,甚至细心供应必需的非有机物的动物仍然不能健康生长。动物既可以依靠植物组织生存,也可以依靠其他动物组织生存,这些食物包含了无数物质,而不仅仅是蛋白质、碳水化合物和脂肪。

    1912年Hopkins公布了一些有名的实验。而Funk认为他已将Eijkman提出的抗脚气病物质分离为纯品,称之为“抗脚气病维生胺”,因为他有证据说明它属于胺类,故称之为“胺”(amine),又因为它是生命所必需,故称之为“维生”(vit)。Funk确信有抗脚气病、佝偻病、抗坏血病和抗糙皮病四种维生胺。Funk同时声称“我必须承认,当我选择了维生胺这个词时我已经意识到这些物质或许后来会被证实不全是胺类,然而,应用此名称对我来说是必需的,因为它听起来很好并且很流行。(Funk,C.[1912].J.State Med.20,341~368)。后来发现此类物质不完全是胺,改为维生素(vitamin)。

    此后,从1912至1915年间情况非常混乱。最初大家主张只有一种生长必需因素。有人主张生长因素只存在于奶油中而不存在于酵母中,有人认为只存在于酵母中并不存在于奶油中;有人说它与抗脚气病维生素是同一物质,有人说与抗坏血病维生素为同一物质,有人说与二者是同一物质,还有人说与二者中的哪一个都不是同一物质。直到1915年才真相大白,任何一种因素单独不能维持大鼠健康,而需要两种因素。一种因素存在于某些脂肪,例如奶油中,McCollum称之为“脂溶性A”;另一种因素存在于某些食物的水浸提液中,它溶于水而不溶于脂肪,称之为“水溶性B”。

    维生素的发现,从1906年Eijkman提出一种抗多发性神经炎因子开始,直到1948年维生素B12有效形式的分离及已知维生素的鉴定,仅仅用了42年时间,其间有11项工作获得了诺贝尔奖。但是,维生素的发现并没有完结。Wagner和Folkers就曾明确地指出:“所有的维生素都已经被公诸于世了吗?众多最新的关于未确认因子(UGF)的纯化和效应研究的科学文献和出版物都表明,答案显然是否定的。正是从这些研究中,人们认识和了解了新的维生素”。

    目前将那些在少数物种或特定条件下符合维生素的标准,而不具备维生素所有特征的其他一些因子称之为“类维生素(quasi-vitamin)”。包括“某些物种的必需因子”,如胆碱、肉毒碱和肌醇;“作为必需营养因子证据不足的因子”,如吡咯并喹啉醌、泛醌(辅酶Q)、黄酮类、一些非维生素A原类胡萝卜素、乳清酸、对氨苯甲酸(PABA)和硫辛酸等。总之,食物中除碳水化合物、脂质、蛋白质、矿物质和已知维生素以外的成份是个浩瀚的领域,值得人们探索、挖掘。

维生素发现时间表

Vitamins

提出

分离

结构鉴定

合成成功

Thiamin            

1906

1926

1932

1933

Vitamin C         

1907

1926

1932

1933

Vitamin A         

1915

1937

1942

1947

Vitamin D         

1919

1932

1932 (D2)

1932

 

 

 

1936 (D3)

1936

Vitamin E         

1922

1936

1938

1938

Niacin 

1926

1937

1937

(1867)

Vitamin B12        

1926

1948

1955

1970

Biotin

1926

1939

1942

1943

Vitamin K          

1929

1939

1939

1940

Pantothenic ac. 

1931

1939

1939

1940

Folate  

1931

1939

1943

1946

Riboflavin   

1933

1933

1934

1935

Vitamin B6          

1934

1936

1938

1939

 



[1] Funk, Casimir生物化学家。1884年2月23日生于波兰华沙;1967年11月20日卒于纽约州的奥尔巴尼。1904年在瑞士伯尔尼大学获博士学位。先后工作于巴黎、柏林和伦敦,1905年赴美国并于1920年入美国籍。1923年回波兰接受华沙国家卫生学研究院院长的职位。

赵法伋  第二军医大学军队卫生学教研室  上海

顾景范  军事医学科学院卫生学环境医学研究所  天津

 

 

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