Витамания. История нашей одержимости витаминами

Прайс Кэтрин

Новый эксперимент с одним видом зерна, предпринятый Макколлумом, являлся более длительным и сложным по сравнению с первоначальным опытом на двух коровах. Теперь наблюдение велось за шестнадцатью коровами на протяжении четырех лет начиная с того момента, когда они были нетелями (то есть ни разу не телились), и охватывая два периода беременности. Коров разбили на четыре группы, и каждая группа получала корм, сбалансированный в соответствии с положениями упрощенной теории и экспресс-анализа. Одна диета основывалась на кукурузе, вторая — на овсе, третья — на пшенице, а четвертая группа животных получала смесь всех трех видов зерна.

К тому моменту как Макколлум приехал на станцию в 1907 году, эксперимент шел уже не первый год и у животных четко прослеживались эффекты от разных диет. «Они демонстрировали поразительные контрасты» [137] , — писал он позже. Коровы, получавшие пшеницу, ослепли. Их телята рождались недоношенными и слабыми, и ни один не выживал. У коров, которых кормили овсом, выжили два теленка, но и те оказались хилыми. Такие же результаты показала группа со смешанной диетой. Только коровы, получавшие кукурузу, имели здоровое потомство {16} .

137

Carpenter et al. Experiments That Changed Nutritional Thinking. Journal of Nutrition 127, no. 5 (1997), p. 1017S–1053S.

16

Согласно статье 1997 года в Journal of Nutrition, «высока вероятность того, что различия в способности к воспроизводству объяснялись разным уровнем витамина А, являвшимся следствием различного количества каротиноидов, содержавшихся в корме (в кукурузе их больше), с возможным осложнением в случае группы, получавшей пшеницу, из-за недостаточного количества жиров и кальция».

Когда эксперимент запустили во второй раз, результаты повторились — с той лишь разницей, что две коровы, получавшие пшеницу, просто издохли. Затем, на последнем году эксперимента, ученые поменяли диеты для каждой группы. Те коровы, которых теперь стали кормить кукурузой, поправились, тогда как их товарки, переставшие ее получать, ослабли. Исследователи пребывали в полной растерянности. «Хотя все четыре группы получали одинаковое сочетание химических веществ, по своему физиологическому статусу они были совершенно непохожи, — писал Макколлум. — И мне нужно было выяснить почему. Это была более чем серьезная задачка для новичка» [138] .

138

Carpenter et al. Experiments That Changed Nutritional Thinking. Journal of Nutrition 127, no. 5 (1997), р. 114.

Макколлум «перерыл кучу научной литературы по органике и биохимии и раскопал описание множества фантастических экспериментов по изучению корма, тканей организма и всего прочего у коров» [139] . Он проверял состав коровьего молока. Он брал на анализ их кровь и мочу и пытался выяснить, не мог ли оказаться какой-то яд в пшенице. Поначалу он занимался своим делом с энтузиазмом и охотно делился новыми идеями с начальством и коллегами. Но проходили месяцы, и он погружался в отчаяние. К тому времени молва об эксперименте с одним видом зерна разошлась по научным кругам, так что снимки несчастных коров и их злополучного потомства появились в сельскохозяйственных институтах Европы. И сам Макколлум утратил веру в возможность понять, чем же отличается один вид зерна от другого. А ведь это была важнейшая проблема, и не только для сельского хозяйства, но и для питания человечества в целом: если ученые не могут полностью разобраться в пищевых потребностях сельскохозяйственных животных (а результаты экспериментов с пугающей откровенностью демонстрировали, что не могут), то как им хватает самоуверенности заявлять, будто они разобрались в потребностях человека?!

139

Ihde, Stephen Moulton Babcock — Benevolent Skeptic, p. 278–279.

И снова Макколлум обратился к литературе. Когда он перечитывал старую немецкую статью под названием Yearbook on the Progress of Animal Husbandry («Дневник прогресса в животноводстве»), кое-что привлекло его интерес: между 1873 и 1906 годами было напечатано по меньшей мере тринадцать отчетов о неудачных экспериментах с синтетическими рационами [140] . (По счастливому стечению обстоятельств, он не имел возможности ознакомиться со статьями голландцев о бери-бери — иначе это наверняка повергло бы его в глубокое отчаяние.) «Я был совершенно ошарашен тем фактом, что в каждом случае, когда мелких животных сажали на такую “чистую” диету, они быстро теряли здоровье, слабели физически и психически и погибали буквально через несколько недель, — позднее писал он. — И я пришел к выводу, что самая важная задача в науке о питании — понять, чего не хватает в таких рационах».

140

McCollum, Elmer V. A History of Nutrition: The Sequence of Ideas in Nutrition Investigations. New York: Houghton Miffin, 1957, p. 201.

Однако к этому моменту Макколлум уже был сыт по горло экспериментами с коровами. Действительно, трудно представить себе более неудобный объект для опыта: большие, дорогие, требующие огромного количества корма и вдобавок с изрядной продолжительностью жизни. Ему хотелось заменить их какими-нибудь более мелкими, дешевыми и живущими недолго животными, такими, чья внезапная гибель не повлечет за собой расследований. Проще говоря, он хотел работать с крысами. Но начальство Макколлума восприняло эту идею в штыки, и ученый вечером выходного дня собственноручно поймал семнадцать диких серых крыс в заброшенной конюшне на территории станции. Свою добычу он погрузил в мешок из-под зерна и отнес в подвал зала заседаний Сельскохозяйственного общества. Но вскоре, поскольку крысы из конюшни проявили себя «слишком дикими, слишком кусачими и слишком неугомонными» [141] , чтобы служить хорошей экспериментальной моделью, и он прикупил десяток белых крыс в зоомагазине Чикаго, которые и стали основой его колонии. (Отмечу, что в то время крысы еще не были привычными лабораторными животными.) Грызуны обошлись ученому в шесть долларов, которые ему никто так и не возместил.

141

Ihde, Stephen Moulton Babcock — Benevolent Skeptic, p. 280.

Став владельцем достаточно большой популяции крыс, Макколлум начал проводить новые эксперименты, и, хотя «первые блины выходили комом», он упорно продолжал свой труд. На протяжении нескольких лет Макколлум и его помощница, недавно окончившая Калифорнийский университет в Беркли Маргарет Дэвис [142] , поставили десятки опытов на крысах.

Наконец, в 1912 году (примерно в то же время, когда Фредерик Гоуленд Хопкинс опубликовал свои исследования о крысином рационе с включением молока), Макколлум и Дэвис пришли к тому, что в дальнейшем он назовет «великим пионерским открытием». Они обнаружили, что для выживания крыс достаточно было добавить в синтетический рацион минимальное количество коровьего масла или жира, выделенного из яичного желтка. Но если в корм вместо этого добавляли лярд (свиное сало) или оливковое масло, зверьки погибали. Это не только доказывало разницу в свойствах жиров различного происхождения (революционная идея, хотя мы до сих пор так и не поняли механизм ее влияния на здоровье), но еще и демонстрировало существование чего-то чрезвычайно важного в молочных продуктах, необходимого в микроскопических количествах для выживания крыс [143] . В 1913 году Макколлум и Дэвис опубликовали статью с выводами, что результаты их исследований «являются весомым аргументом в пользу гипотезы о том, что в определенных продуктах имеются некие составляющие, абсолютно необходимые для нормального роста в течение длительного периода» [144] , {17} .

142

Маргарет Дэвис приехала в Висконсин, чтобы вести хозяйство в доме своего овдовевшего отца. Она искренне желала помочь близкому человеку, но в то же время не собиралась отказываться от обучения в университете. По непонятным причинам декан экономического факультета посоветовал ей заняться биохимией. В 1909 году она по собственной инициативе явилась в лабораторию к Макколлуму и предложила свои услуги в качестве волонтера. На протяжении следующих пяти лет она работала с полной нагрузкой, не получая за это жалованья (Макколлум несколько раз безуспешно пытался убедить ее занять оплачиваемую должность). Только на шестой год она согласилась получить премию в 600 долларов. Она числится соавтором большинства его ранних статей.

143

Вы могли и сами заметить, насколько эти наблюдения схожи с тем, что отмечал в своих исследованиях английский биохимик Фредерик Хопкинс. Однако Макколлуму с Дэвис удалось намного ближе подойти к выделению искомого вещества, нежели Хопкинсу, и к тому же они были более уверены в важности и значительности проделанной ими работы.

144

McCollum, Elmer, and Marguerite Davis. The Necessity of Certain Lipids During Growth. Journal of Biological Chemistry 15 (1913), p. 175.

17

А тем временем в Нью-Хейвене исследователи Томас Осборн и Лафайет Мендель, у которых Макколлум проходил обучение и стажировку и которые начали свои эксперименты с крысами в 1909 году, пришли к сходному выводу: есть некое вещество, содержащееся в определенных видах животного жира, молоке, масле и печени трески, которое необходимо для нормального роста. То есть результаты обоих исследований могли считаться поистине революционными: до этого момента ученые пребывали в твердой уверенности, что все жиры абсолютно идентичны и что их единственное назначение — быть топливом для организма. В 1913 году обе команды независимо друг от друга опубликовали статьи о том, что в молоке имеется нечто такое (Осборн и Мендель), масле и яйцах (Макколлум и Дэвис), без чего невозможен рост крыс. Статьи появились в одном выпуске Journal of Biological Chemistry, но так получилось, что Макколлум и Дэвис прислали статью на три недели раньше своих коллег, и потому историки отдают им пальму первенства, а Осборна с Менделем упоминают лишь как их последователей.

Вскоре Макколлум заметил, что крысиное здоровье зависит также от водорастворимого вещества, полученного посредством алкогольной экстракции из пшеничных отрубей и, судя по всему, бывшего идентичным тому составу, который предотвращал и лечил бери-бери [145] . Макколлум с коллегами предположили, что их экстракт содержит тот самый «витамин», на выделение которого Функ потратил столько лет [146] . К тому времени термин уже стал известен в научной среде, но до популярности ему было еще далеко, и Макколлум не стал использовать это слово. Отчасти это объяснялось его убежденностью в том, что не все жизненно важные вещества обязательно являются аминами, а отчасти — желанием войти в историю со своим собственным термином.

145

McCollum, Elmer, Nina Simmonds, and Walter Pitz. The Relation of the Unidentified Dietary Factors, the Fat-Soluble A, and Water-Soluble B, of the Diet to the Growth-Promoting Properties of Milk. Journal of Biological Chemistry 27 (1916), p. 33.

146

McCollum and Kennedy, The Dietary Factors Operating in the Production of Polyneuritis, p. 492.

И вот в статье, опубликованной в 1916 году, Макколлум назвал выделенное им жирорастворимое вещество «жирорастворимым А», а водорастворимое — «водорастворимым В» и таким образом не только небрежно отмел термин Функа (заодно со «вспомогательным фактором» Хопкинса), но и задвинул Функа и его вещество анти-бери-бери, теперь известное как В₁, или тиамин, на второе место в алфавите [147] . Название Макколлума изначально звучало намного длиннее, оно также претерпело изменения по сравнению с первым вариантом: «неопределенный диетический фактор жирорастворимый А» [148] , {18} .

147

Carpenter, Kenneth J. A Short History of Nutritional Science: Part 3 (1912–1944). Journal of Nutrition 133 (2003), p. 3024.

148

Eddy, Walter, and Gessner Hawley. We Need Vitamins: What Are They? What Do They Do? New York: Reinhold, 1941, p. 9.

18

Позднее Макколлум откроет, что этот «жирорастворимый А» на самом деле состоит из смеси двух веществ, теперь известных нам как витамины А и D. Точно так же он и остальные ученые узнали, что «водорастворимый В» представляет сложную комбинацию химических составляющих (и далеко не все из них являются витаминами).

Макколлуму так и не удалось выделить витамин А в чистом виде (эта задача была решена только в 1937 году), но все равно он называл себя его первооткрывателем (чего уж стесняться — он считал себя изобретателем витаминов вообще, и точка!) [149] . И как мы видим, открытие Макколлума принесло ему некоторую славу.

Но что же это такое — открыть витамин? Это вовсе не значит наткнуться на витамин, растущий посреди дикого леса, или найти пиратскую карту с отметкой «Клад витамина С». На самом деле открытие каждого из тринадцати известных нам витаминов являлось длительным процессом, состоявшим из четырех стадий: возникновение гипотезы о его наличии (в каких-то определенных продуктах), выделение в чистом виде, изучение химической структуры и по возможности поиски способа синтезировать его с нуля (это совершенно необходимо для получения витамина в количестве, достаточном, чтобы обогащать им продукты). Каждый из четырех шагов осложнялся острейшей конкуренцией, ведь первооткрывателя ждала честь быть записанным в историю. Если уж на то пошло, по меньшей мере семь Нобелевских премий были присуждены именно за работу с витаминами (хотя как раз Макколлум так и не удостоился ни одной) [150] . И как только возникала идея об очередном витамине, гонки начинались по новой.

149

McCollum, From Kansas Farm Boy to Scientist, p. 134.

150

Carpenter, Kenneth. The Nobel Prize and the Discovery of Vitamins. Nobelprize.org, June 22, 2004. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/articles/carpenter/index.html