Полномасштабные научные поиски причин и способов лечения бери-бери начались позже, примерно через шестьдесят лет после того, как Ридли перенес эту болезнь[77]. С тех пор случаи бери-бери отмечались все чаще, особенно в Азии. Но и тогда ученые не занимались исследованием витаминов, поскольку вообще не знали о том, что они существуют. Им даже не приходило в голову обратить внимание на особенности питания больных — разве что в тех случаях, когда возникала надежда получить из пищи какую-нибудь чудо-таблетку. Вместо этого вдохновленные самым впечатляющим событием в медицине XIX века — открытием болезнетворных микробов, — эти ученые дружно охотились за бациллой бери-бери.
И это оказалось не единственной их ошибкой. Во многом именно из-за непомерного энтузиазма, порожденного теорией болезнетворных микроорганизмов, прошли еще десятилетия, прежде чем ученые увидели и признали основной постулат теории правильного питания: болезнь может спровоцировать не только то, что в пищу попало что-то плохое, но и то, что в пищу не попало что-то хорошее! И еще больше времени ушло на то, чтобы открыть, что «чем-то хорошим» является целая группа неразличимых простым глазом компонентов пищи.
Когда в середине XIX века путешественники из западного мира стали активно посещать Японию, это было чревато культурным шоком для обеих сторон, ведь на протяжении почти двух столетий японцы пребывали в добровольной изоляции от Запада — из-за суровых правил, не позволявших чужеземцам появляться в их городах, а жителям Японии покидать пределы своего государства. Однако несмотря на обилие непривычных картин и новых впечатлений, все западные врачи, оказавшиеся в Японии среди первых, дружно упоминали о том, что им довелось увидеть нечто до боли знакомое: недуг, известный у японцев под названием kak’ke — «ножная болезнь», совершенно неотличимый от бери-бери, встречавшейся повсюду в Южной Азии.
Было предложено бессчетное количество причин, вызывающих бери-бери, включая гипотезу о ядовитых испарениях, источаемых влажной почвой (одна из версий знаменитой теории болезнетворных миазмов, утверждавшая, что болезнь вызывается и разносится ядовитыми дурно пахнущими испарениями). И в какой-то степени это выглядело вполне логично, ведь бери-бери не распространялась за пределами определенных географических зон, явно не передавалась от человека к человеку и вдобавок начиналась с поражения ног — то есть органов, вступающих в непосредственный контакт с землей. Эта теория была не менее живуча, чем и ряд других теорий, предложенных западными медиками, в том числе и гипотеза о том, что бери-бери является результатом полового истощения, или обычая японцев сидеть на полу, а не на стульях.
Стоило Японии открыть границы, и стало ясно, что ей не сохранить свою независимость от волны европейцев, активно осваивавших Океанию, без сильного военного флота. И коль скоро в то время Британия считалась самой могучей морской державой, именно там японские морские офицеры стали заказывать свои военные суда, а заодно пригласили британского профессора медицины преподавать хирургию в военно-морской школе и даже учредили в Японии несколько частных медицинских школ с английскими преподавателями[78]. В одной из таких школ обучался Канехиро Такаки, молодой хирург, призванный на службу в 1870 году и отправленный на пять лет для стажировки в Лондон под руководством английских докторов. Вернувшись в 1880 году в Японию, Такаки взялся за изучение проблемы бери-бери на японском флоте. Это было совершенно необходимо: только в период с 1878 по 1882 год болезнь ежегодно поражала до одной трети личного состава, причем очень часто — с летальным исходом[79].
Идея ядовитой почвы Такаки совершенно не трогала — хотя бы из-за полного отсутствия какой-либо почвы на корабле: ядовитой или нет. Зато он отметил, насколько реже страдают от бери-бери европейские моряки, попадавшие в те же условия. В 1883 году Такаки совершал очередную инспекцию судов и казарм военного флота и пришел к выводу, что, хотя такие факторы, как режим работы, санитарные условия, добротность обмундирования, были относительно схожи, заметная разница оставалась лишь в повседневном рационе европейцев и подверженных бери-бери японцев. Это натолкнуло его на мысль о связи болезни с питанием. В то время пища представлялась комбинацией трех основных компонентов: белков, жиров и углеводов (о минералах, конечно, тоже было известно, но отсутствовали данные об их значении для обмена веществ). Итак, не имея понятия о витаминах, Такаки пришел к идее, вполне укладывающейся в самые современные представления о правильном питании, что бери-бери развивается из-за недостатка белков: действительно, японские моряки, приверженцы белого риса, едят гораздо меньше белковых продуктов, чем их британские или немецкие коллеги.
Случившийся тогда же на редкость неудачный учебный поход к Новой Зеландии стал жестоким испытанием, подтвердившим правильность его теории. Из двухсот семидесяти восьми членов экипажа больше половины заболели бери-бери, а двадцать пять кадетов умерли. Такаки удалось убедить начальство повторить поход, но с пересмотренным рационом: вместо риса он предложил богатую белками диету из мяса, сгущенного молока, хлеба и овощей. И хотя подверженность бери-бери не зависит напрямую от нехватки белка, эксперимент оказался успешным: по-видимому, в предложенном Такаки рационе было достаточно тиамина, чтобы предотвратить болезнь. Никто не умер, а те, кто все-таки заболел, позднее признались, что тайком не съедали положенных порций непривычной еды.
Такаки настоял на том, чтобы полностью пересмотреть пищевое довольствие на флоте, и в 1887 году доложил, что за год ни один из моряков не умер от бери-бери, — по сравнению с теми тысячами, что погибали ежегодно до затеянных им перемен. В награду его представили императору и вскоре пожаловали титул барона. И хотя его белковая гипотеза оказалась неверной, Такаки решил проблему бери-бери на японском флоте, за что достоин всяческого уважения и по сей день[80].
Однако несмотря на все достижения Такаки на флоте, его диетические новации не прижились в сухопутных войсках, по-прежнему страдавших от бери-бери в последующие годы[81]. Отчасти столь странное нежелание сухопутного командования принимать новаторские идеи Такаки объясняется тем фактом, что, хотя флот в Японии создавался под руководством британских офицеров, армию консультировали немецкие военные. И этот факт оказался роковым. Во-первых, в конце 1880-х годов, в то самое время, когда разразилась самая мощная вспышка бери-бери, Германия гордилась своим лидирующим положением в исследованиях в области питания. Ее ученые пребывали в полной уверенности, что им удалось выявить все главные компоненты пищи: жиры, углеводы, белки, воду и то, что нам известно как минералы, хотя они не имели ни малейшего понятия о витаминах. Во-вторых, Германия была родиной ряда видных исследователей, основавших теорию болезнетворных микроорганизмов. Они с увлечением открывали все новые виды микроскопически малых существ, известных тогда как патогены и ответственных за многие и многие из самых грозных недугов, поражавших человечество. Вообще, болезнь бери-бери развивается, когда основу рациона составляет очищенный шлифованный рис…
Еще до распространения теории патогенов люди заметили, что определенные болезни бывают связаны с определенными условиями — например, холера явно каким-то образом зависела от воды. Однако никто толком не мог объяснить механизм этой связи. Многие ученые готовы были предположить, что болезнь могут вызвать чрезвычайно мелкие, неразличимые глазом создания, но, кроме нескольких грибковых инфекций, никто не смог достоверно доказать связь между микроорганизмами и недугом[82]. Среди ученых все еще довлела древняя теория гуморов, относившая очень многие болезни на счет миазмов. Концепция спонтанного зарождения, согласно которой живые организмы способны появляться буквально из ниоткуда, только внесла еще больший хаос. Никто не мог сказать, являются ли микроорганизмы, полученные от больного человека, причиной болезни или ее последствием.
В 1862 году французский химик и микробиолог Луи Пастер триумфально опроверг теорию спонтанного зарождения жизни, продемонстрировав, что мясной бульон не мутнеет от размножившихся в нем микроорганизмов, если его не оставлять на открытом воздухе. Он также доказал, что молоко скисает в результате того, что в нем размножаются бактерии. А в 1863 году ученый изобрел способ предохранения жидкостей от развития в них вредных микроорганизмов, до сих пор носящий его имя (пастеризация). Вдохновленный мыслью о том, что уничтожение микробов может предотвратить развитие инфекции, британский хирург Джозеф Листер разработал ряд гигиенических норм, которых мы придерживаемся и по сей день. В частности, речь идет об обработке ран раствором спирта и мытье рук. Его наследием также можно считать традиционные белые халаты, которые позволяют судить об опрятности медицинских работников, делая заметными даже малейшие пятна, белую кафельную плитку, столь популярную в начале XX века, а еще мое брезгливое отношение к перилам в метро и детское благоговение перед названием «Листерин»{10}. В 1876 году немецкий врач Роберт Кох доказал, что бациллы вызывают сибирскую язву, в 1882 году открыл бактерию, вызывающую туберкулез, и годом позже — холеру.
Потребовалось немало времени, а конкретно почти двадцать пять лет, чтобы теория бактерий как возбудителей различных заболеваний была признана во всем мире, — и как раз в этот период исследования бери-бери (и, как мы уже успели убедиться, исследования правильного питания) оказались забыты. Ученые наперебой открывали новые виды болезнетворных микроорганизмов, вызывавших такие болезни, как дифтерия, тиф, столбняк, сифилис, гонорея, пневмония и бубонная чума. Был найден паразит, ответственный за малярию. В 1890-х годах сформировалась концепция вирусов (еще более мелких заразных молекул, способных размножаться только внутри живой клетки-хозяина). Это было подобно порыву ветра, развеявшему тучи: одна идея — о том, что микроорганизмы способны вызывать болезни, — очистила целый небосвод для возникновения великого множества гипотез.
Сторонники микробной теории с полным основанием могли чувствовать себя триумфаторами, ибо впервые в истории с помощью микроскопа стало возможно увидеть воочию причину столь грозных недугов, поражавших человечество. И по сей день принятие теории микроорганизмов можно считать величайшим медицинским открытием в истории, позволившим предотвратить множество болезней и давшим толчок новым исследованиям, посвященным причине заболеваний, а не их лечению. Однако для нутрициологии как науки в этом было мало проку. Подобно тому, как прежде ученые старались привести свои выводы в соответствие с теорией жидкостей, теперь всё стали объяснять микробами, и очень часто с успехом. Однако главный постулат микробиологической теории — что болезнь вызывает присутствие чего-то — еще больше отдалил идею о том, что болезнь может вызвать и чье-то отсутствие. Прорыв в теории микроорганизмов оказался столь ослепительно ярким, что ученым еще долго не приходило в голову задуматься над тем, не может ли вызвать болезнь нехватка каких-то факторов.
Когда голландский врач Кристиан Эйкман в 1886 году прибыл на индонезийский остров Ява (тогда это была колония Нидерландов), чтобы исследовать вспышку бери-бери, он даже не мог предположить, что сделает величайшее открытие, а именно что эта болезнь является не чем иным, как случаем тяжелого авитаминоза, и уж тем более не смел он мечтать о том, что это принесет ему Нобелевскую премию за достижения в науке о витаминах. Равным образом ему не было известно о Такаки и современной ему работе, проводимой на японском флоте. Эйкман поставил себе целью найти патоген, вызывающий бери-бери. Он обстоятельно подготовился к предстоявшей ему работе. Он не просто был знатоком этой болезни (ему уже приходилось жить в Индонезии, пока малярия не вынудила его вернуться в Европу), но и успел пройти прекрасную бактериологическую подготовку в Берлине под руководством самого Роберта Коха.
Будучи исследователем в военном госпитале города, который сейчас известен как Джакарта, Эйкман в своих опытах использовал цыплят. Выбор пал на цыплят исключительно из-за их неограниченного количества, но это решение оказалось удачным, потому что, кроме свиней, только цыплята так же часто страдают от этого заболевания, как и люди (другие лабораторные животные, например собаки, крысы, обезьяны и кролики, гораздо менее восприимчивы к бери-бери)[83]. Он отобрал цыплят для своего эксперимента и, едва посадив их в клетку, начал делать им инъекции крови больных людей, проверяя, удастся ли таким образом заразить птиц.
Прошло несколько месяцев, когда наконец в опытной группе проявились симптомы, напоминавшие признаки поражения нервной системы у человека. С другой стороны, те же симптомы были отмечены и в контрольной группе. Эйкмана это не обескуражило — известно ведь, что многие патогены передаются по воздуху, а обе группы цыплят сидели в одной клетке. Тогда ученый отобрал еще одну группу цыплят и посадил их отдельно, каждую в свою клетку. В контрольной группе по-прежнему наблюдались похожие на бери-бери расстройства, известные как полиневриты (множественные воспаления периферических нервов). Эйкман решил, что вся его лаборатория оказалась инфицирована, и набрал еще одну группу подопытных цыплят, полностью изолировав их от предыдущих. Однако полученный результат был еще более странным: мало того что новые цыплята не заболели полиневритом, так еще и больные особи совершенно исцелились! К ноябрю 1889 года у них пропали все признаки болезни[84].
Столь необъяснимое массовое выздоровление было, конечно, хорошо для цыплят, но плохо для Эйкмана, который, судя по всему, потерял свою лабораторную модель. Однако в отличие от других ученых, у которых опустились бы руки или которые предпочли поменять объект исследований, Эйкман упорно не желал отказываться от своих цыплят. Вместо этого он сосредоточился на поисках фактора, вызвавшего столь неожиданный поворот. И однажды человек, убиравшийся в лаборатории, рассказал ему нечто любопытное: за месяц до того, как у птиц развился полиневрит, повар отдал им на корм белый рис, оставшийся в армейской кухне.
В то время белый, или так называемый шлифованный, рис являлся чем-то вроде предмета роскоши и уж во всяком случае вряд ли мог считаться обычным кормом для каких-то кур, которых к тому же собирались заразить смертоносной болезнью. (Животных обычно кормили бурым рисом.) Однако вскоре повар на кухне сменился, и его коллега, как сообщил Эйкман в своей нобелевской лекции в 1929 году, «не позволил тратить военный рис на гражданских кур»[85]. Так и вышло, что птицы вернулись к своему привычному рациону из бурого, нешлифованного риса и вскоре избавились от полиневрита.
Термины «шлифованный» и «нешлифованный» обозначают способы переработки риса. В своем первозданном, природном виде зерна риса покрывает грубая толстая шелуха, от которой необходимо избавиться, чтобы зерно стало съедобным. Когда вы снимаете шелуху, то получаете бурый рис, имеющий такой цвет из-за внутренней оболочки, так называемого перикарпа. Если снять перикарп, то есть «отполировать» рис, под ним обнажится эндосперм — то самое белое, шлифованное зерно, привычное для нас. Эндосперм содержит минимум клетчатки и максимум крахмала, ведь его предназначение — снабдить прорастающее зерно достаточным количеством энергии.
До эпохи индустриализации люди перерабатывали рис вручную, и на нем все равно оставались бурые кусочки перикарпа. Случаи бери-бери отмечались, но относительно редко. Однако потом, в 1870-х годах, европейские колонизаторы завезли в Азию новые механизмы, позволявшие полировать рис намного быстрее и лучше. В результате такой механической переработки люди стали получать рис столь желанного белого цвета в избытке, но за это пришлось дорого заплатить: частота случаев бери-бери взлетела до небес. Диета с преобладанием белого риса, судя по всему, и приводила людей (не говоря уже о бедных цыплятах) к страшному заболеванию.
Но даже такое очевидное совпадение по времени между стремительным и окончательным исцелением цыплят и сменой их рациона не заставило Эйкмана задуматься о возможной связи между болезнью и питанием. Это, безусловно, объяснялось его горячим желанием дать своим исследованиям бактериологическое обоснование и отчасти тем, что он не мог точно утверждать, что поразивший кур полиневрит был проявлением бери-бери, а не другой болезни. И для того чтобы обезопасить себя от нападок коллег, он назвал болезнь polyneuritis gallinarum (от лат. gallus — петух).
И все же нарушения в организме, вызываемые этими якобы двумя заболеваниями, были подозрительно похожими. В случае polyneuritis gallinarum походка у цыплят становилась неуклюжей, они не могли удержаться на насесте. Их ноги так слабели, что просто разъезжались в стороны, как будто птицы хотели сесть на шпагат. Вскоре цыплята вообще переставали ходить. По мере распространения паралича вверх они вообще теряли способность двигать головой. Их дыхание замедлялось, а клювы оставались распахнутыми. На фотографии пораженных полиневритом голубей (которых последующие исследователи использовали вместо кур) страшно смотреть. Шейки птиц запрокинуты назад настолько далеко, что горлышки образуют зловещую букву U. Распахнутые клювы задраны вверх, как будто в каком-то акробатическом трюке. Такое состояние известно под названием «взгляд на звезды»[86]. Без должного лечения такие птицы обречены.
Сегодня нам хорошо известно, почему возникали подобного рода симптомы. В процессе обработки рисовых (впрочем, как и любых других) зерен с них снимается оболочка, содержащая тиамин, а также другие витамины и нутриенты. И чем качественнее переработка, тем меньше тиамина остается на очищенных от оболочки зернах. Вдобавок современные исследования говорят о том, что, хотя чаще всего бери-бери возникает из-за неоправданно большого количества белого риса в рационе человека (недаром болезнь так распространена именно в Южной Азии, равно как и в некоторых тюрьмах), нехватка тиамина может появиться и в ряде других ситуаций. Чаще всего от недостатка тиамина страдают алкоголики, а еще те люди, в питании которых преобладают рафинированные углеводы, не прошедшие процесс обогащения микронутриентами, поскольку избыток углеводов также повышает потребность организма в тиамине[87].