Чтобы сделать рассказ об этих микроскопических величинах более наглядным, Тритч дал мне попробовать и понюхать несколько образцов чистых витаминов, оказавшихся у него под рукой. Витамин С выглядел как мелкий белый порошок и был еще кислее, чем лимонная кислота, которую используют кондитеры. Я недавно слегка порезала палец о край бумаги и, когда витамин попал на ранку, почувствовала сильное жжение. Тиамин был белым и горьким. Порошковый рибофлавин имел оттенок мускатной тыквы. Фолиевая кислота оказалась желтым веществом с меловым вкусом, витамины А и D — прозрачными липкими кристаллами, легко растворявшимися в жирах, витамин Е — безвкусной вязкой прозрачной жидкостью, В12 — ярко-розовым.
В инновационном центре мне также показали модели химической структуры молекул витаминов и их увеличенные фотоизображения: разноцветные кристаллы, сверкавшие на свету. Но даже после того, как я потрогала их, попробовала на вкус и ощутила их запах, я по-прежнему чувствовала себя обманутой в ожиданиях. Мне все еще не верилось, что эти малопривлекательные, лишенные запаха вещества так важны и буквально жизненно необходимы не только мне, но и каждому человеку.
Тогда я подумала, что проблема заключается в том, что я все еще не знаю, что именно делают витамины в нашем организме, — а без этих знаний невозможно понять, почему нехватка витаминов может оказаться смертельно опасной. И я решила, что начну свои исследования с того витамина, который знаком мне лучше всех прочих, — с витамина С.
Многим из нас известно, что недостаток витамина С приводит к болезни под названием «цинга». Возможно, вы даже слышали или читали истории о том, как после продолжительных плаваний у моряков начинали выпадать зубы. Действительно, не очень-то приятно остаться без зубов, но вряд ли это можно назвать угрозой для жизни! И к тому же цингу легко вылечить с помощью апельсинового сока. Что же тут такого опасного?
Однако опасность есть, и немалая. Потому что, кроме разрушенных десен, цинга лишила жизни не меньше двух миллионов моряков в период между открытием Колумбом Америки в 1492 году и развитием пароходства в середине XIX века[5]. Это было такой серьезной проблемой, что владельцы парусников и управляющие судоходными компаниями изначально закладывали 50 % смертности экипажей от цинги в любом длительном плавании. По данным историка Стивена Боуна, от цинги моряки погибали чаще, чем от штормов, кораблекрушений, войн и всех прочих болезней, вместе взятых[6].
Цинга начинается со столь сильной сонливости, что в старину люди принимали внешнюю лень скорее за причину, чем за симптом болезни. Ваше тело становится слабым и вялым, ломит суставы. Руки и ноги отекают, а кожа покрывается синяками при малейшем нажатии. По мере развития болезни десны становятся отечными и рыхлыми и появляется дурной запах изо рта. Зубы шатаются и выпадают, а из-за внутренних кровоизлияний кожа покрывается пятнами. Открываются старые раны, слизистые покровы кровоточат. И если вас не начнут лечить, то рано или поздно вас убьет кровоизлияние в сердце или мозг.
Живописуя ужасы цинги, Боун приводит непридуманный рассказ оставшегося безымянным английского корабельного хирурга, отправившегося в плавание в XVI веке. «Она полностью разрушила мои десны, они почернели и кровоточили, — писал он[7]. — Икры и бедра также почернели, как от гангрены, и мне приходилось ежедневно пускать в ход свой нож, чтобы вскрыть гниющую плоть и выпустить дурную зловонную кровь. Тем же ножом я чистил десны, распухшие так, что не было видно зубов… Всякий раз, отсекая омертвевшую плоть и выпуская черную кровь, я прополаскивал рот собственной мочой и драил десны что было силы… И в дополнение ко всем прочим несчастьям я не мог есть, потому что не в состоянии был проглотить неразжеванную пищу… Многие из наших моряков умирали каждый день, и постоянно в море за бортом мы видели три-четыре плавающих трупа».
Цинга поразила многих из первооткрывателей, о которых нам рассказывали в школе: у Васко да Гама она отняла родного брата, и сам Фернан Магеллан писал о том, как у него на глазах болезнь убивала его моряков, вынужденных питаться «черствыми сухарями, размолотыми в пыль, кишевшими червями, провонявшими пометом крыс, пировавших над этими сухарями, когда они еще были свежими и съедобными»[8]. Цинга унесла так много жизней во время морского похода 1740–1744 годов под командованием английского капитана Джорджа Энсона, что его вояж стал символом самого ужасного провала в истории морской медицины[9].
Читая обо всех этих ужасах, трудно удержаться от желания вернуться назад во времени, встряхнуть как следует всех этих людей и приказать им съесть хотя бы по одному лимону. И ведь мысль о том, что некоторые продукты могут лечить цингу, на тот момент не была абсолютно новой: еще в 1533 году французский первопроходец Жак Картье сообщал о том, что, когда его флотилия вмерзла в лед на реке Св. Лаврентия, моряки спасались от цинги с помощью специального чая, который готовили для них аборигены из коры и листьев каких-то деревьев[10]. И в 1500-х, и в 1600-х годах все больше капитанов задумывались о возможной связи между питанием и цингой. В 1734 году датский врач Иоганн Бахстром первым употребил термин antiscorbutic («противоцинготный») и использовал его для обозначения свежих овощей.
Даже Энсон — капитан, командовавший в упомянутом мною жутком походе, — отдал приказ загрузить как можно больше апельсинов, и судовой капеллан Ричард Уолтер описал ряд овощей, «особенно полезных для лечения симптомов цинги, связанных с солевой диетой и длительными походами»[11]. Но несмотря на то что многие капитаны осознавали связь между рационом моряков и их подверженностью цинге, никто понятия не имел о том, что же делает некоторые продукты противоцинготным средством.
Сегодня ученые разобрались в этой связи, и это помогает понять в целом, как витамины действуют на наш организм. Несмотря на свои отличия с точки зрения их химических свойств, все до единого витамины играют важнейшую роль в нашем метаболизме — обмене веществ, происходящем в виде внутриклеточных химических реакций. И хотя мы вряд ли осознаем непрерывное течение этих реакций, от них зависит наша жизнь. Они нужны, чтобы просто прогуляться по улице. Они нужны, чтобы прочесть книгу. Это же касается заживления ран, вынашивания детей или обновления любой из тканей в организме. Химические реакции наращивают и уменьшают наши мускулы, регулируют температуру тела, удаляют из организма токсины, выводят пищевые отходы, укрепляют иммунитет и даже влияют (а иногда и сами создают) на настроение. Благодаря им мы получаем энергию, необходимую, чтобы дышать, и можем использовать вдыхаемый нами кислород для извлечения энергии из пищи. Благодаря им мы пользуемся осязанием, зрением, вкусом и слухом. Наш метаболизм не просто одна из граней жизни: это и есть наша жизнь! Без этих химических реакций обмена веществ мы оставались бы неподвижными и бесчувственными, как камень.
Однако общей проблемой всех этих реакций является их неприемлемо низкая скорость. И если предоставить им течь самим по себе, жизнь в итоге просто застынет на месте. Наши организмы справляются с этой преградой при помощи так называемых энзимов, крупных молекул белка, способных запустить и ускорить эти важные химические реакции[12]. Иногда благодаря энзимам они протекают в миллионы раз быстрее, чем если бы оставались предоставлены самим себе. Но организму часто требуется помощь в создании этих энзимов, точно так же как энзимам нужна помощь для выполнения своей работы. Вот тут-то и вступают в дело витамины, исполняя две свои самые важные функции: помогают организму в выработке энзимов, а энзимам — в выполнении их работы. Чтобы энзимы могли ускорять химические реакции и при этом не распадаться, им приходится расходовать витамины, и для большинства таких реакций требуется их постоянное поступление.
Это объясняет, почему нехватка витаминов превращается в проблему: без их постоянного притока в организм реакции, требующие их участия, застопорятся. При цинге нарушается синтез коллагена — первичной белковой структуры, образующей мышцы, кожу, стенки кровеносных сосудов и хрящи, необходимой для заживления ран и всех остальных процессов, где задействована соединительная ткань, составляющая до 30 % от общей массы тела. Коллаген — то, что скрепляет воедино все наши ткани, и само слово происходит от греческого понятия «клей». Без коллагена наше тело буквально распадается по частям: отсюда и кровоточивость, и ломкость костей, и потеря зубов из-за цинги. Организм вырабатывает коллаген из его предшественника, проколлагена, при помощи тех самых энзимов. Но эта энзиматическая реакция не смогла бы произойти — а значит, и коллаген не смог бы образоваться — без участия витамина С.
На самом деле ученые все еще не разобрались полностью во всех тонкостях воздействия витаминов на наш организм: как именно они это делают и какими могут быть отдаленные последствия выраженного авитаминоза. А это, в свою очередь, чрезвычайно усложняет рекомендации, относящиеся к здоровому питанию[13]. Вот что написано в отчете неправительственной комиссии по питанию и пищевым продуктам при Национальной академии наук США за 2003 год: «Научные исследования так и не определили оптимальное количество того или иного продукта в зависимости от возраста или половой принадлежности каждого человека — и равным образом этого не может быть и в современных рекомендациях по питанию». И далее в том же отчете утверждается, что «некоторые положительные эффекты могут быть соотнесены с совершенно разными количествами определенного потребляемого продукта»[14].
То есть получается, что сами по себе РНП, которые многие из нас используют как точки отсчета для составления персональной диеты, вовсе не являются персональными[15]! Нам предлагают воспользоваться показателями, которые не подходят для удовлетворения пищевых потребностей 97–98 % населения, то есть для большинства из нас. (Это также означает, что вовсе не обязательно ежедневно получать все 100 % от вашей РНП, поскольку организм способен создавать запасы самых необходимых микроэлементов, — важно отслеживать весь процесс во времени.) И даже без этого чудесного способа предохранения от ошибок комиссия по питанию, на государственном уровне публикующая данные по РНП, так и не смогла определить точные РНП для взрослых по биотину, пантотеновой кислоте или витамину К[16]. Не говоря уже о том, что вообще нет РНП ни по одному из витаминов для новорожденных и младенцев первого года жизни.
Как это ни удивительно, мы все еще сталкиваемся с трудностями в точном определении содержания витаминов в нашем организме и в потребляемой пище. Во многих случаях можно сделать анализ крови, но по-прежнему нет единого стандарта (вот почему вы могли столкнуться с совершенно разными данными в зависимости от той или иной лаборатории) и единого мнения о том, с каких значений начинается понятие «авитаминоз». Как бы в насмешку над учеными, некоторые витамины имеют обыкновение откладываться в самых малодоступных местах — к примеру, чтобы получить достоверные данные по витамину А, нужно ни много ни мало взять биопсию печени — не говоря о колебаниях количества витаминов в организме, связанных с суточными ритмами или временем года, неизменно влияющими на наш рацион. Например, если вы съедите большой красный грейпфрут, уже через пару часов у вас подскочит уровень витамина С. А стоит вам выкурить сигарету — и он упадет (заодно с уровнем фолиевой кислоты). Летом содержание в вашем организме витамина D будет наверняка выше, чем зимой, ведь зимой вы меньше времени проводите на солнце и носите верхнюю одежду, закрывающую кожу от ультрафиолета. Но и этого мало: как правило, необходимое количество витаминов обозначает общую цифру, которая не учитывает того, сколько витаминов уже оказалось на тарелке в приготовленной вами пище.
Но даже несмотря на все эти неясности, мы, безусловно, знаем гораздо больше, чем славные первопроходцы, вообще не имевшие понятия о существовании витаминов. Что же касается врачей и ученых мыслителей, живших в эпоху Великих географических открытий, у них не только не было необходимого оборудования и познаний в химии для зарождения самой идеи о болезнях, вызываемых авитаминозами, но большинство из них совершенно искренне полагали, будто причина цинги прекрасно объясняется древней теорией гуморов. Согласно этой теории, внутреннее устройство человека делает его предрасположенным к той или иной болезни и для лечения необходимо восстановить равновесие четырех гуморов, или жидкостей, наполняющих тело: черной желчи, желтой желчи, крови и флегмы. Предполагаемые «спусковые механизмы» выглядят еще более фантастическими[17]. По данным Фрэнсис Франкенбург, в их число входили самые неожиданные факторы, начиная от общей слабости и депрессии до ностальгии по дому, заразных болезней, морской воды, сырого воздуха, медной посуды, табачного дыма, жаркого климата, холодного климата, крыс, наследственности, свежих фруктов (правда-правда!), физических перегрузок, физических недогрузок, морского воздуха, солонины, недостатка воспитания и наличия загрязнений.
И даже после того, как витамины стали широко известны, витамин С не так-то легко раскрывал свои тайны. Потому что только человек и еще некоторые из родственников приматов (в том числе морские свинки и рукокрылые) являются теми млекопитающими, чей организм не в состоянии вырабатывать витамин С. У всех прочих созданий он был описан как аскорбиновая кислота (производное от antiscorbutic) и, будучи продуктом, вырабатываемым в организме этих животных, вовсе не считался витамином[18].
Также было неясно, где искать этот витамин С. Например, его очень много содержится в печени и почках, но совершенно нет в мышечной ткани. В яйцах и сыре его нет совсем, зато им чрезвычайно богаты кочанная капуста и брокколи. Женщина может получить 4 % от своей ежедневной РНП, равной 75 мг, съев половинку груши, зато с половинкой киви она обеспечит себе 111 %. Как только удалось достоверно установить связь между цитрусовыми и цингой, англичане стали снабжать своих моряков цитрусовыми, а именно лаймами, поскольку поступление лимонов на рынок контролировали колонии, где они росли. (Отсюда и пренебрежительное словечко «лайми», которым стали называть английских моряков.) Правда, за свою скупость приходилось дорого платить: лайм содержит в два раза меньше витамина С, чем лимоны и апельсины. Конечно, витамины пытались запасать впрок. Главной составляющей лекарства от цинги под названием «роб» был выпаренный апельсиновый сок. Отличная мысль, если не учесть одну мелочь — знаете какую? Витамин С разлагается от высокой температуры! И сам процесс заготовки, связанный с измельчением фруктов и отжиманием сока, окислением его от контакта с воздухом и кипячения в медной посуде, тоже не способствовал сохранению витаминов.
В итоге из-за всех этих недоразумений ученые пришли в такое замешательство, что даже Джеймс Линд, самый убежденный сторонник лечения цинги при помощи цитрусовых, пересмотрел свое собственное открытие. И мы по праву считаем, что витамин С одним из первых преодолел тернистый путь, который в дальнейшем проделала и вся наука о витаминах.
Линд был шотландским доктором, служившим корабельным хирургом на флагмане Ее Величества «Солсбери» в 1747 году, и остался в истории медицины как один из первых ученых, проводивших контролируемые эксперименты. Он начал с того, что выбрал группу из двенадцати больных моряков и разделил их на шесть пар. Все они получали одинаковое питание и жили в одном помещении на корабле. Единственное различие заключалось в методе лечения. Ежедневно Линд давал каждой паре какие-либо продукты, предположительно помогающие от цинги: кварту крепкого сидра, двадцать пять капель витриола (смесь серной кислоты и алкоголя), две столовые ложки уксуса, полпинты морской воды, два апельсина, один лимон и, наконец, «снадобье» — составленную им самим фантастическую смесь из чеснока, горчичного семени, бальзама из перуанского дерева, сушеной редьки и мирровой смолы. Все это перемалывалось в мелкую кашицу, из которой лепили пилюлю размером с мускатный орех. Чтобы уравнять условия эксперимента для всех участников, Линд давал им также ячменный отвар с тамариндом и время от времени винный камень в качестве слабительного, за исключением цитрусовых, которые кончились уже через неделю плавания. Линд проводил опыт в течение четырнадцати дней.
Естественно, перечисленные «средства» от цинги оказались настолько несопоставимыми, что опыт позволил сделать какие-либо значительные выводы. Тем не менее он привлек внимание к одному из испытанных Линдом средств: моряки, получавшие цитрусовые, быстро и без последствий излечились от цинги и даже смогли помогать Линду ухаживать за остальными. В результате именно Линду историки часто приписывают честь открытия роли цитрусовых в лечении цинги. Хотя все было не совсем так.
На самом деле Линд, уйдя в отставку с флота в 1748 году, принялся за первое издание солидного труда, озаглавленного им A Treatise of the Scurvy: Containing an Inquiry into the Nature, Causes, and Cure, of That Disease Together with a Critical and Chronological View of What Has Been Published on the Subject («Трактат о цинге. Исследование природы, причин и способов лечения сего заболевания, а также критический обзор ранее изданной литературы по данному предмету»). В полном соответствии со своим заковыристым названием книга содержит четыреста страниц. Свой решающий эксперимент Линд описал во всех подробностях в пяти параграфах на двухстах страницах и завершил описание весьма впечатляющим выводом: «Считая необходимым изучение новых предполагаемых лекарств от цинги в будущем, на данный момент я могу утверждать, что результаты всех моих опытов таковы: апельсины и лимоны являются наиболее эффективным средством от этой морской напасти»[19].