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维生素百年记

1912 年,伴随着对脚气病(Beriberi)病因学的研究,维生素B(Beriberi),即现在的维生素 B1,成为第一个被人类发现的维持生命的营养素。这一神奇之物被命名为Vitamin。从此,人类开启了对维生素的探索之旅。

历经百年沉浮,在营养学研究的里程碑中,镌刻着 10 个光彩夺目的诺贝尔科学奖,记载了营养学为人类生命健康所作出的卓越贡献。

 

初识维生素 

20 世纪初期,人类已相继认识到坏血病、脚气病与佝偻病可以通过改变饮食的方式予以防治,但却将这些功绩误认为是细菌或细菌毒素所为。西方科学家巴德(Budd)预言:  “坏血病是因缺少某种必须物质引起的,而此种物质必会在不久之将来,被有机化学家或生理学家在实验室中发现。”后来,此预言得到证实。

1840 年,荷兰医生克里斯蒂安·艾克曼(Christian  Eijkman)用碾过的白米喂鸡,偶然发现了实验性脚气病。艾克曼于1890 ~ 1897年间用一系列实验证实:用未碾白米,或碾过白米加糠喂鸡服食,病症可以消除。

1897 ~ 1906 年间,他又发现这种具备疗效功能的物质可用水或乙醇提取,

但遗憾的是,此种物质并未被证实为正常膳食中不可或缺的,人们仅将其误认为是一种“药理解毒剂”。

艾克曼的同事格里金(Grijns)在 1901年首次提出:脚气病的病因是由于食物中缺少中枢神经系统新陈代谢所必需的物质。后来,艾克曼采用了格里金的见解,认为米糠中存在一种为健康所必须物质,但此物质本质上与蛋白质、脂肪或盐类不同,如若缺乏,则会引起多发性神经炎。 

1906 年,英国生物化学家霍普金斯 (Frederick Hopkins) 用纯化后含有蛋白质、脂类、糖类与矿物质微量元素的饲料喂食老鼠,老鼠无法存活;后来,他将纯化的饲料加入微量牛奶,这时老鼠可正常存活。

此项研究证明,动物无法仅依靠纯蛋白质、脂肪和碳水化合物这三大营养素组成的混合物存活,这预示着食物中除了蛋白质、糖类、脂类、微量元素和水等营养物质外,还存在一种必要的辅助因子,但是人们却无从得知其究竟为何。正当艾克曼不知所措时,印度尼西亚大批人员全身无力、四肢软弱,最终不明原因死亡。他被派往当地进行研究治疗。与此同时,医学界对脚气病病因的主流揣测分为两种:一是由微生物引起,属感染性疾病;另一种则是化学毒物引起,属中毒现状。当时,细菌致病之说盛行,而脚气病发病具有周期性起伏,仅限于特定气候条件下、特定地区内发生,且患者腿部肿胀,种种迹象都指向感染。

然而,艾克曼在对印度尼西亚的患者与鸡的治疗中皆发现:糙米的水溶性成分是一种生命不可缺少的重要物质。艾克曼的此项发现,推翻了之前感染学说与化学毒物学说的猜测,堪称创举。

1911 年,波兰化学家丰克(Casimir  Funk)提取并证实糙米中能够防治脚气病的物质是一种胺,因此丰克提议,将这种化合物叫做Vitamine,中文意思是“致命的胺”,极言其重要性。这一名词被迅速普遍应用,并替代之前“辅助因子”一词。

为了赞誉艾克曼医生发现维生素的先驱作用,1929 年,他与霍普金斯一同成为了诺贝尔生理学或医学奖的得主。与此同时,挪威科学家霍尔斯特(Axel Holst)与弗罗利什(Theodor Frolich)试图用豚鼠来复制实验,结果却未出现脚气病症状,而是出现了坏血病症状,从而得出结论: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,最终发现了维生素 C 的存在。

1912 ~ 1965 年间,从人们意识到营养素缺乏可导致疾病现象开始,不同种类的维生素在实验研究中相继被发现提纯或合成,不断地充实着维生素这个大家族


百年营养学史

维生素研究的发展,是营养学研究史中的重要组成部分。从营养学百年发展中不难看出 , 营养学的发展史也是人类和疾病斗争的发展史。

1840 年,被称为营养学之父的法国化学家拉瓦锡 (Lavoisier) 提出:食物是由碳、氢、氧三个元素的物质组成,可产生热量。1880 年,德国科学家证实:食物由糖(碳水化合物)、脂肪、蛋白质组成。同时,费歇尔(Hermann  Emil  Fischer)完成了简单碳水化合物结构的测定。美国营养科学家阿特沃特(Atwater)指出:碳水化合物、蛋白质和脂肪同为能量转化因子,并证实能量正是产自这三大营养素。在此时期,人们认为,作为能量来源的食物是由三大营养素组成,这一时期被称为营养学发展的第一阶段。 

随着时间的推移,人类对常见疾病病因学的分析进入探索时期。这也是营养缺乏病和微量营养素发现的第二阶段,营养学的研究进入高峰期。14 种维生素的发现,使人类从过去仅以细菌、霉菌、病毒为疾病根源的认知得以扩展。

1922 年, 人类第一个营养政策——强化碘盐,在美国开始实施,标志着营养与公共政策高峰期的到来,营养学的发展进入第三阶段。1933 年,含有维生素D的强化牛奶、维生素 B1 的强化面粉相继上市。1977 年美国科学家布莱克本(Blackburn)等人调查发现生病的人存在不同程度的营养不良。至此,美国发布了最初版的“美国膳食目标”,即现在的“膳食指南”与膳食指导“金字塔”,并在1997 年提出了“膳食参考摄入量”。这一概念的提出,为人类健康饮食作出了科学的指导。直至今天,全世界人们对饮食健康的衡量,还都参考居民膳食指南、营养素需要量、食品营养标签管理等内容。

20 世纪 80 年代,中国营养学会也发布了我国居民的营养素需要量及膳食指南。而后,卫生部发布及实施了食物营养强化标准,并于2007 年起实施了营养标签管理。2013 年我国将强制执行食品营养标签。

随着维生素C 与免疫系统疾病、维生素 B 类与心血管疾病的研究被揭示,以及 Meta分析等一系列流行病学的研究和分析证实,必需营养素和非必需营养素对人体的影响,不仅是营养学作用,食品法典委员会(FAO/WHO)的膳食、营养与慢病预防指南(2003、2006 版)确定了营养与慢病预防的重要性,同时向全世界发出号召。

为此,我国进行了全民健康生活方式行动(健康121)、减盐行动等活动,倡导全民重视膳食营养及健康生活。至此,营养学的发展进入营养素和慢病的第四阶段。

     从起源与物质结构鉴定,到今天成为营养科学研究的重要组成部分,人类对维生素的认知,经历了长达一个世纪之久的光阴。在这一过程中,我们获得了营养学的整体形象,进而全面了解食物、营养与人类健康之间的关系。20世纪维生素的发现,为推动人类健康的发展及营养科学的进步,作出了巨大贡献。


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