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維生素百年發(fā)展史

2017年03月23日15:51 來(lái)源:人民網(wǎng)-人民健康網(wǎng)

自Funk提出vitamine(維生胺)假說(shuō)至今已有百年的歷史,百年來(lái)人們對(duì)維生素的認(rèn)識(shí)從不知到知之,取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,數(shù)以百計(jì)的科學(xué)家為之作出了卓越的貢獻(xiàn),其中Funk對(duì)維生素的發(fā)現(xiàn)建立了不朽的功績(jī)。今天,在維生素發(fā)現(xiàn)百年之際,回顧維生素的歷史,展望維生素的未來(lái),很有意義。

Funk, Casimir生物化學(xué)家。1884年2月23日生于波蘭華沙;1967年11月20日卒于紐約州的奧爾巴尼。1904年在瑞士伯爾尼大學(xué)獲博士學(xué)位。先后工作于巴黎、柏林和倫敦,1905年赴美國(guó)并于1920年入美國(guó)籍。1923年回波蘭接受華沙國(guó)家衛(wèi)生學(xué)研究院院長(zhǎng)的職位。

維生素的發(fā)現(xiàn)

維生素缺乏病的歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。早在公元前1150年《愛柏氏紙草記事》(Eber Papyrus)和公元前 420年希波克拉底(Hippocrates)的著作中就曾指出:壞血病普遍存在于古代人群中。事實(shí)上,據(jù)說(shuō)已在原始人類的遺骸中發(fā)現(xiàn)了該病的痕跡。我國(guó)中醫(yī)古籍即有維生素缺乏的記載,如宋代《圣濟(jì)總錄》(1111-1117)將夜盲定義為“晝而明視,暮不睹物,名為雀目”,而治療所用的《防風(fēng)煮肝散方》中,羊肝為主藥。又如晉代在嶺南、江南地區(qū)出現(xiàn)一種當(dāng)時(shí)稱之為“腳弱”的疾病,至唐代蔓延至北方,并定名為“腳氣”。唐名醫(yī)孫思邈(581-682)所著《千金方》中專門介紹用赤小豆、烏豆、大豆等治療腳氣病,而長(zhǎng)期進(jìn)食糙米即可預(yù)防。但維生素的發(fā)現(xiàn)則始于19世紀(jì)末,最初由人們對(duì)于飲食和疾病關(guān)系的認(rèn)識(shí)而萌生,即經(jīng)驗(yàn)階段;然后是提出假說(shuō)和驗(yàn)證假說(shuō)的階段,即實(shí)驗(yàn)階段。

在經(jīng)驗(yàn)階段,注意到與飲食相關(guān)的疾病有三種,即壞血病、腳氣病,還可能有佝僂病。大約在二三百年前,即巳發(fā)現(xiàn)壞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最早在遠(yuǎn)洋船只上使用橘子及檸檬或檸檬汁治療壞血病。1720年,奧地利軍醫(yī) Kramer指出:“僅三或四兩橘子或檸檬汁即可以治愈這種可怕的疾病”。 Lind(1753)在其著名的壞血病論文中指出“最嚴(yán)重的壞血病可以在6天內(nèi)治愈”。

1882年日本海軍醫(yī)務(wù)總監(jiān)高木兼寬在發(fā)現(xiàn)食物中增加蔬菜、魚和肉,并用大麥代替白米即可治愈此病。他雖然沒(méi)有正確認(rèn)識(shí)腳氣病是維生素缺乏病,而認(rèn)為是食物中蛋白質(zhì)(肉,魚等)不足之故。但事實(shí)上他巳認(rèn)識(shí)到腳氣病是由于飲食不完全所致。

人們到19世紀(jì)末才認(rèn)識(shí)到佝僂病是因飲食不當(dāng)所致。Cheadle(1889)指出“佝僂病產(chǎn)生于佝僂病飲食正如壞血病產(chǎn)生于壞血病飲食”。Vincent(1904),Troussean(1865)認(rèn)為脂肪不足是佝僂病主要原因,魚肝油可以治療。Hland-Sutton(1889)曾用魚肝油治愈倫敦動(dòng)物園小獅子的佝僂病。

雖然20世紀(jì)初已相繼認(rèn)識(shí)到壞血病、腳氣病和佝僂病可改變飲食以防治,但誤認(rèn)為乃細(xì)菌或細(xì)菌毒素所致。預(yù)言家Budd 1840年就肯定地表示“壞血病是因?yàn)槿鄙倌骋环N必需物質(zhì)之故,這種物質(zhì)可以自信地說(shuō)在不久的將來(lái)當(dāng)能被有機(jī)化學(xué)家或生理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)”。其預(yù)言后來(lái)得到完全證實(shí)。

此后,維生素的發(fā)現(xiàn)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)階段。首先是實(shí)驗(yàn)性腳氣病。1840年 Eijkman用碾過(guò)的白米喂雞,偶然發(fā)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)性腳氣病。1890~1897 Eijkman 經(jīng)一系列實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)用未碾白米或碾白米加糠,雞的病癥得以痊愈。1897~1906  Eijkman又發(fā)現(xiàn)這種具有療效物質(zhì)可用水或乙醇提取,但不認(rèn)為是正常膳食中不可缺少的物質(zhì),而誤認(rèn)為是一種“藥理解毒劑”。1901年 Eijkman的同事 Grijns首次認(rèn)為腳氣病的發(fā)生是因?yàn)槭澄镏小叭鄙倭酥袠猩窠?jīng)系統(tǒng)新陳代謝所必需的物質(zhì)”。1906年 Eijkman 采用了Grijns 的見解,認(rèn)為米糠中有一種物質(zhì),在本質(zhì)上與蛋白質(zhì)、脂肪或鹽類不同,它為健康所必需,缺乏時(shí)會(huì)引起營(yíng)養(yǎng)性多發(fā)性神經(jīng)炎。

1907年挪威科學(xué)家 Holst Frolich試圖用不平衡的谷類食物喂養(yǎng)豚鼠,復(fù)制實(shí)驗(yàn)壞血病,結(jié)果并未出現(xiàn)腳氣病癥狀,而出現(xiàn)了壞血病。Holst Frolich 認(rèn)為壞血病同樣是因?yàn)槭澄镏腥狈δ承┪镔|(zhì)所致。此后他們用實(shí)驗(yàn)性壞血病模型對(duì)食物中的抗壞血病因素進(jìn)行了深入研究。

1912年許多事實(shí)已經(jīng)確立:①腳氣病、壞血病、佝僂病因食物中缺少某些物質(zhì)所致。②已能復(fù)制腳氣病和壞血病動(dòng)物模型。③抗腳氣病物質(zhì)的研究已取得重要進(jìn)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質(zhì)。這些物質(zhì)不同于已知的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽。

1906年 Hopkins指出:沒(méi)有動(dòng)物能依靠一種純蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物組成的混合物而生存,甚至細(xì)心供應(yīng)必需的非有機(jī)物的動(dòng)物仍然不能健康生長(zhǎng)。動(dòng)物既可以依靠植物組織生存,也可以依靠其他動(dòng)物組織生存,這些食物包含了無(wú)數(shù)物質(zhì),而不僅僅是蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂肪。

1912年Hopkins公布了一些有名的實(shí)驗(yàn)。Funk認(rèn)為他已將Eijkman提出的抗腳氣病物質(zhì)分離為純品,稱之為“抗腳氣病維生胺”,因?yàn)樗凶C據(jù)說(shuō)明它屬于胺類,故稱之為“胺”(amine),又因?yàn)樗巧匦,故稱之為“維生”(vit)。Funk確信有抗腳氣病、佝僂病、抗壞血病和抗糙皮病四種維生胺。Funk同時(shí)聲稱“我必須承認(rèn),當(dāng)我選擇了維他命這個(gè)詞時(shí)我已經(jīng)意識(shí)到這些物質(zhì)或許后來(lái)會(huì)被證實(shí)不全是胺類,然而,應(yīng)用此名稱對(duì)我來(lái)說(shuō)是必需的,因?yàn)樗犉饋?lái)很好并且很流行。(Funk,C.[1912].J.State Med.20,341~368)。后來(lái)發(fā)現(xiàn)此類物質(zhì)不完全是胺,改為維生素(vitamin)。

此后,從1912至1915年間情況非;靵y。最初大家主張只有一種生長(zhǎng)必需因素。有人主張生長(zhǎng)因素只存在于奶油中而不存在于酵母中,有人認(rèn)為只存在于酵母中并不存在于奶油中;有人說(shuō)它與抗腳氣病維生素是同一物質(zhì),有人說(shuō)與抗壞血病維生素為同一物質(zhì),有人說(shuō)與二者是同一物質(zhì),還有人說(shuō)與二者中的哪一個(gè)都不是同一物質(zhì)。直到1915年才真像大白,任何一種因素單獨(dú)不能維持大鼠健康,而需要兩種因素。一種因素存在于某些脂肪,例如奶油中,McCollum稱之為“脂溶性A;另一種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,稱之為“水溶性B”。

維生素的發(fā)現(xiàn),從1906年Eijkman提出一種抗多發(fā)性神經(jīng)炎因子開始,直到1948年維生素B12有效形式的分離及已知維生素的鑒定,僅僅用了42年時(shí)間,其中有11項(xiàng)工作獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。但是,維生素的發(fā)現(xiàn)并沒(méi)沒(méi)有完結(jié)。Wagner和Folkers曾說(shuō)“所有的維生素都已經(jīng)被公諸于世了嗎?眾多最新的關(guān)于未確認(rèn)因子(UGF)的純化和效應(yīng)研究的科學(xué)文獻(xiàn)和出版物都表明,答案顯然是否定的。正是從這些研究中,人們認(rèn)識(shí)和了解了新的維生素”。目前將那些在少數(shù)物種或特定條件下符合維生素的標(biāo)準(zhǔn),而不具備維生素所有特征的其他一些因子稱之為“類維生素(quasi-vitamin)”。目前認(rèn)為類維生素包括:某些物種的必需因子,如膽堿、肉毒堿和肌醇;作為必需營(yíng)養(yǎng)因子證據(jù)不足的因子,如吡咯并喹啉醌、泛醌(輔酶Q)、黃酮類、一些非維生素A原類胡蘿卜素、乳清酸、對(duì)氨苯甲酸(PABA)和硫辛酸等?傊,食物中除碳水化合物、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和已知維生素以外的成份是個(gè)浩瀚的領(lǐng)域,值得人們探索、挖掘。

維生素發(fā)現(xiàn)時(shí)間表

Vitamins

提出

分離

結(jié)構(gòu)鑒定

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

我國(guó)老一輩營(yíng)養(yǎng)學(xué)家在維生素科學(xué)中的貢獻(xiàn)

我國(guó)眾多營(yíng)養(yǎng)工作者對(duì)維生素科學(xué)的發(fā)展也曾做出重要貢獻(xiàn),僅以幾位老一輩營(yíng)養(yǎng)學(xué)家為代表簡(jiǎn)介如下。

侯祥川教授(1899~1982)。是1924年北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院第一屆3個(gè)畢業(yè)生之一,獲醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。1927年  赴歐美 、加拿大進(jìn)修,獲生理學(xué)碩士學(xué)位。后在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)、華盛頓大學(xué)等任教。回國(guó)后歷任北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院副教授、上海雷士德研究院研究員 、中央衛(wèi)生實(shí)驗(yàn)院營(yíng)養(yǎng)研究所主任。他曾任中華醫(yī)學(xué)會(huì)上海分會(huì)會(huì)長(zhǎng),中華醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)史學(xué)會(huì)主任委員,中華醫(yī)學(xué)會(huì)英文版總編輯等。他是1938年參與中華醫(yī)學(xué)會(huì)制訂”中國(guó)民眾最低限度之營(yíng)養(yǎng)需要的”營(yíng)養(yǎng)委員會(huì)5名專家之一。解放后任第二軍醫(yī)大學(xué)教授兼生物化學(xué)教研室主任、科研部部長(zhǎng)。1958 年調(diào)任軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院軍隊(duì)衛(wèi)生研究所研究員 、營(yíng)養(yǎng)研究室主任、顧問(wèn)。侯祥川教授是我國(guó)著名生化學(xué)家和營(yíng)養(yǎng)學(xué)家,自上世紀(jì)30年代起即與國(guó)際同步,對(duì)我國(guó)維生素缺乏病的分布、病因、臨床表現(xiàn)、防治措施等進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。在213篇論文中,有99篇是維生素方面的研究報(bào)告,占了近一半。特別在1940-43年間英文版中華醫(yī)學(xué)雜志上連續(xù)發(fā)表的4篇核黃素缺乏病臨床癥的論文,被國(guó)際上評(píng)為經(jīng)典著作并廣泛引用。他收集了大量國(guó)內(nèi)病例,最早編著了我國(guó)唯一的《營(yíng)養(yǎng)缺乏癥綱要及圖譜》,供營(yíng)養(yǎng)教學(xué)中廣為應(yīng)用至今。1949年,他因?qū)Χ山筷?duì)防治核黃素缺乏癥流行成績(jī)卓著而榮立一等功。

王成發(fā)教授(1906~1994)。1931年畢業(yè)于沈陽(yáng)小河沿醫(yī)學(xué)院。1936年至北平協(xié)和醫(yī)學(xué)院從事生化研究 ,后在福建醫(yī)學(xué)院生化系任教授。1941年后在中央衛(wèi)生實(shí)驗(yàn)所先后任室主任、所長(zhǎng)等職。1943年到印度國(guó)立研究所進(jìn)修,1946 年到美國(guó)哈佛大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院營(yíng)養(yǎng)系任客座教授,獲實(shí)驗(yàn)營(yíng)養(yǎng)學(xué)最高獎(jiǎng)勵(lì)證書。1948年謝絕美國(guó)高薪聘請(qǐng),毅然回國(guó)。新中國(guó)成立后任中央衛(wèi)生研究院營(yíng)養(yǎng)系主任,此后參與組建軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院營(yíng)養(yǎng)系,先后任營(yíng)養(yǎng)系主任、軍隊(duì)衛(wèi)生營(yíng)養(yǎng)研究所所長(zhǎng)。王成發(fā)教授也是我國(guó)著名的生化學(xué)家和營(yíng)養(yǎng)學(xué)家。在上世紀(jì)50年代初期率領(lǐng)以顧景范教授為代表的軍隊(duì)營(yíng)養(yǎng)工作者深入部隊(duì),開展了維生素營(yíng)養(yǎng)狀況評(píng)價(jià)和需要量的研究,并創(chuàng)建了我軍的營(yíng)養(yǎng)供給量標(biāo)準(zhǔn),為軍隊(duì)的現(xiàn)代化建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn)。他先后建立了幾種主要維生素營(yíng)養(yǎng)狀況的評(píng)價(jià)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn),如用血漿維生素A、維生素A耐量實(shí)驗(yàn)和生理盲點(diǎn)面積評(píng)價(jià)維生素A營(yíng)養(yǎng)狀況,用24小時(shí)全日尿、空腹2小時(shí)尿、負(fù)荷4小時(shí)尿評(píng)價(jià)維生素B1、B2和C營(yíng)養(yǎng)狀況,都建立了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在研究中發(fā)現(xiàn)維生素B2攝入量從每日0.5mg到2.5mg之間在1.2mg處存在扭轉(zhuǎn)點(diǎn),即為需要量。王德凱、趙法伋在不同部隊(duì)重復(fù)實(shí)驗(yàn)均得以證實(shí)。他為軍隊(duì)培養(yǎng)了許多營(yíng)養(yǎng)工作者,后來(lái)成為各軍、兵種、軍醫(yī)大學(xué)營(yíng)養(yǎng)學(xué)科的帶頭人

陳學(xué)存教授(1917~)。早年在福建醫(yī)學(xué)院就讀 4年后,轉(zhuǎn)學(xué)到了江西中正醫(yī)學(xué)院,于1944年畢業(yè)并在臨床工作了3年。1947年經(jīng)王成發(fā)介紹進(jìn)入南京中央衛(wèi)生實(shí)驗(yàn)院營(yíng)養(yǎng)實(shí)驗(yàn)所工作,在侯祥川指導(dǎo)下主攻營(yíng)養(yǎng)缺乏病,1950年隨院遷北京,歷任中央衛(wèi)生研究院營(yíng)養(yǎng)學(xué)系助理研究員、副研究員及研究員、博士生導(dǎo)師。同時(shí)還兼任美國(guó)兒童營(yíng)養(yǎng)研究中心客座教授,青島醫(yī)學(xué)院、第二及第三軍醫(yī)大學(xué)兼職教授,中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)常務(wù)理事等。陳學(xué)存教授在上世紀(jì)50、60年代對(duì)夜盲癥、腳氣病、核黃素缺乏病和癩皮病等進(jìn)行了大量研究。其中,陳學(xué)存教授及葛可佑等于上世紀(jì)60年代,在江西發(fā)現(xiàn)了久已罕見的腳氣病,并通過(guò)多種措施予以有效控制。另外,在上世紀(jì)60年代還引進(jìn)高色氨酸玉米,有效控制了南疆地區(qū)癩皮病的流行。

新世紀(jì)維生素科學(xué)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

20 世紀(jì)是維生素科學(xué)發(fā)展最快的100年,百年來(lái)人們從維生素的發(fā)現(xiàn)到維生素缺乏病的防控取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,20世紀(jì)可謂征服維生素缺乏病的時(shí)代。如今,典型的維生素缺乏病已不多見,但維生素?cái)z入不足或缺乏依然存在“隱性饑餓”。對(duì)維生素?cái)z入不足或缺乏的認(rèn)識(shí)因與慢性病有關(guān)而受到更多關(guān)注。在研究中,特別是維生素補(bǔ)充防控慢性病的作用存在著爭(zhēng)議。如JAMA 2002年報(bào)道: 某些維生素?cái)z入不足可導(dǎo)致典型的維生素缺乏癥,是慢性病發(fā)生的危險(xiǎn)因素,成人每天補(bǔ)充一片多種維生素,能有效地減低癌癥、心臟病、骨質(zhì)疏松癥等多種慢性疾病的發(fā)病率。但同為JAMA ,2007年卻報(bào)道了抗氧化補(bǔ)充劑在慢性病一級(jí)和二級(jí)預(yù)防隨機(jī)研究中的結(jié)論:“使用β胡蘿卜素、維生素 A 和維生素E 作為治療藥物可能增加死亡率”(V E 增加 4%,b-car增加 7%,,V A 增加 16%),沒(méi)有證據(jù)表明V C 能延年益壽。有作者對(duì)JAMA 2007 Bjelakovic 報(bào)道提出以下質(zhì)疑:混淆了一級(jí)和二級(jí)預(yù)防的差異,如將居家護(hù)理老人3個(gè)月的研究與 22071名男醫(yī)生12年調(diào)查結(jié)果合并分析,所得結(jié)論難以令人信服。大多數(shù)原始研究并未揭示服用抗氧化者的真正死亡原因;難以排除服用劑量、時(shí)間、種類等影響。因此維生素防控慢性病作用的研究并未完結(jié),至今每年仍有大量研究結(jié)果問(wèn)世。

另外,維生素?cái)z入不足或缺乏可引起某些非傳染性慢性病,似無(wú)爭(zhēng)議?寡趸S生素C、E、b-胡蘿卜素等作為體內(nèi)非酶系統(tǒng)抗氧化物的成員,對(duì)氧化應(yīng)激損傷不可能無(wú)所作為。因葉酸、維生素 B6、B12缺乏而導(dǎo)致的高同型半胱氨酸血癥是公認(rèn)的心血管疾病、糖尿病等慢性病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。維生素D預(yù)防慢性病的作用可謂異軍突起,不僅是維護(hù)骨健康的重要維生素,而與相關(guān)慢性病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。正如2007年美國(guó)臨床營(yíng)養(yǎng)雜志一篇(Am J Clin Nutr. 2007 Jan;85(1):325S-7S. )回顧百年維生素文章所述,“人們對(duì)維生素在膳食中重要性的理解已經(jīng)取得了顯著并令人興奮的進(jìn)展;然而,要把這種認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)化為理解維生素補(bǔ)充對(duì)疾病的預(yù)防和對(duì)健康的有益作用還有很多工作要做”。新世紀(jì)維生素科學(xué)研究任重而道遠(yuǎn)。

來(lái)源:中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)

(責(zé)編:李軼群、許曉華)


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