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孤岛破解脚气病——维生素B1 的发现

时间:2019-07-13 点击:12

    今天的人们都知道,维生素是维持生命的必要元素,虽然含量很少但对健康至关重要。这些微量的神奇物质是如何被发现的呢?一位军医功不可没,他就是发现脚气病病因的克里斯蒂安·艾克曼。

两赴东南亚 研究脚气病

1858 8 11 日,克里斯蒂安·艾克曼生于荷兰奈凯尔克。父亲是一位受人尊敬的校长,但要养育家中 7 个孩子的确是一个不小的负担。1875 年,艾克曼考入阿姆斯特丹大学军医学院,他以在荷属东印度提供医疗服务为条件,依靠政府资助完成了学业。1883 年博士毕业后,年轻的军医艾克曼远赴东印度。他发现当地的士兵们饱受一种疾病困扰,临床上以下肢无力为首发症状,进而发生全身神经病变,甚至导致死亡。这种疾病被称为脚气病,但它并非人们常说的足部真菌感染,而是一种以神经系统表现为主的疾病,因首发症状在脚而得名。19 世纪末,微生物学的重大进步使人们认识到,许多疾病的发生都与这些看不见的物质有关。脚气病在热带地区广泛流行,常常被视为一种感染性疾病。历史上,海军军医们对这一疾病的研究尤为引人关注。19 世纪初,英国军医托马斯·克利斯提在当时的东印度公司招募的海军里发现了这种疾病。19 世纪末,荷兰军医范·乐恩特怀疑这种疾病与饮食有关。同一时期的日本军医高木兼宽认为,日本海军中盛行脚气病的原因是蛋白质缺乏。虽然这一观点是错误的,但他主张在食谱中增加面包和肉类,这一办法竟控制了脚气病的流行,提高了日本海军的战斗力,甚至间接促成了中日甲午战争的发生。不过,艾克曼对前人的这些发现并不熟悉。在担任军医期间,艾克曼不幸身患疟疾,不得不返回欧洲。后来,艾克曼在柏林师从微生物学家科赫学习时,遇到了病理学家佩克尔哈林和神经病学家温克勒。二人受荷兰政府派遣,即将远赴爪哇岛,研究脚气病,艾克曼遂与他们同行。

坚守爪哇岛 工作遇转机

爪哇岛之行并不顺利,开始时研究团队没有什么有价值的发现。1887 年,两位主要负责人返回荷兰。在离开前,佩克尔哈林提议,在当地建立实验室和医学院。艾克曼担任实验室主任和医学院校长。

艾克曼在脚气病上的研究遭遇了长期的僵局。他饱受热带疾病困扰,实验室还遇到了经费困难。为了降低成本,艾克曼只好把实验动物从猴和兔换成了廉价的鸡。没想到,正因为这种改变,幸运之神眷顾了他。一次,医学院的养鸡场里爆发了类似于脚气病的多神经病。艾克曼抓住这一难得的机遇,对患病动物进行了研究。他把患病鸡的血液注入实验组体内,出人意料的发现两组鸡都出现了多神经病。更奇怪的是,另一鸡舍里的与此实验不相关的鸡也发病了。相似之处是它们都是用军队里吃剩的精制大米喂养的,在食用未经精加工的米之后,这些鸡的病情出现缓解。艾克曼分析了各种可能的原因:在经过

加工去皮后,某些病原体可能更容易繁殖;另一种可能是,精米经过加工后,保存期更长,其中可能有潜在的毒素,被米外皮中的某些物质中和。艾克曼甚至还考虑到水源、营养不良和大米中的营养成分的影响。艾克曼对自己的假设一一进行了检验,终于发现,将米的外皮中潜在的“抗神经系统病变因子”溶于水中,这种溶液就能治愈患病的鸡。实验无可辩驳地证明,糙米中存在一种治疗鸡多神经病的物质。但当时艾克曼并不相信多神经病是某种营养素缺乏所导致的,因为流行的病原学束缚了人们的思想,艾克曼在一系列正确的研究之后得出错误的结论,也是不足为奇的。

发现维生素 开启新时代

1896 年,因为生病艾克曼离开了荷属东印度群岛。回到荷兰后,他继续研究脚气病。经过进一步研究和与同行的交流,艾克曼支持了脚气病的营养学说,放弃了感染学说。最终确认脚气病的病因是营养缺乏的学者,是艾克曼的后继者格林斯。他的发现也揭示了脚气病的真正原因。人只能从外界摄取维生素 B1,而这一营养在瘦肉和谷物的外皮中含量丰富。正因为此,以精制大米为主食饮食结构单一的人容易患脚气病。卡西米尔·冯克最早声称自己分离出这种因子,并将其命名为“维他命”,但实际上他分离出的物质是治疗糙皮病的烟酸。后来,日本和荷兰的科学家分别分离和提纯了维生素 B1。维生素 B1 的发现,丰富了医学对疾病的认识,标志着人类发现必需营养素新时

代的到来。艾克曼并不是最终分离提取维生素 B1 的人,但他找到了研究脚气病的绝佳动物模型——鸡,并揭示了脚气病发病的核心机制。1929 年,他和发现多种维生素的科学家弗雷德里克·霍普金斯共同获得诺贝尔生理学或医学奖,终结了关于他学术贡献的所有非议。

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