Открытие ниацина как лекарства от пеллагры провозгласила New York Times. «Что значит этот прорыв, отлично демонстрирует статистика, — говорится в статье от 1938 года, которая вышла под заголовком Authorities Sure of Pellagra Cure (“Правительство уверено в избавлении от пеллагры”). — Официальные данные Министерства здравоохранения США, согласно которым в нашей стране от пеллагры ежегодно страдало около четырехсот тысяч человек, явно занижены[104]. При несоблюдении нужной диеты смертность достигала 69 %. Но что хуже всего, болезнь поражала мозг… Возможность вернуть пациентам здоровье тела и души при помощи дешевого химического вещества кажется чудом». К 1941 году идея о важности ниацина для здоровья американцев стала общепризнанной, и это даже привело к тому, что на определенное время власти США разрешили добавлять его в наиболее распространенные сорта хлеба.
Тот факт, что нам потребовалось неоправданно много времени для классификации пеллагры как алиментарного заболевания, точнее авитаминоза, кажется тем более удивительным, если вспомнить, что ко времени смерти Гольдбергера наличие витаминов, как и сама идея о существовании неких «волшебных» элементов в пище, способных вернуть «здоровье души и тела», уже было воспринято как в научной среде, так и обществом в целом. История о том, как это могло произойти, подводит нас к, возможно, самому важному моменту в истории витаминов: как само слово «витамин», столь знакомое, близкое и вызывающее доверие сегодня, сумело занять такое место в нашей жизни.
Итак, несмотря на свое нежелание принять идею, что бери-бери является алиментарным заболеванием, ученые все же признали тот факт, что в рисовой шелухе содержится некий «фактор анти-бери-бери», как назвал его голландский исследователь Эйкман, и решили определить, что же это за вещество. Одним из этих ученых был польский биохимик Казимир Функ, человек, чье имя неразрывно связано с историей витаминов — не потому, что ему удалось их выделить (этого он не сделал), а по еще более весомой причине: он придумал это слово.
Функ родился в 1884 году в семье врача-дерматолога и всю жизнь кочевал по свету: из Польши он переехал в Швейцарию, далее в Париж, жил в Германии, Лондоне, Нью-Йорке, вернулся в Польшу, затем отправился в Брюссель, в Париж и снова в Нью-Йорк. Это было непросто, но зато Функ свободно владел польским, русским, французским, немецким и английским языками, и это сделало его научные труды доступными для всего медицинского сообщества — в отличие от Канехиро Такаки и голландских врачей он был избавлен от проблем с переводом.
Осенью 1910 года Функа пригласили в Лондон в Институт превентивной медицины Листера, поручив ему работу над выделением в чистом виде вещества из рисовой шелухи, предотвращающего бери-бери. Сотрудничая со своими коллегами, Функ убедился, что искомое вещество не может быть аминокислотой (это была любимая гипотеза его босса)[105], а также доказал несостоятельность теории содержания в шлифованном белом рисе какого-то яда. На следующем этапе Функ занялся выделением фракций из рисовой шелухи, с помощью разнообразных химических реакций пытаясь обнаружить это бесценное вещество, которое исцеляло птиц. Причем я имею в виду мелкие фракции в буквальном смысле — теперь-то мы знаем, что из тонны рисовых отрубей можно выделить всего чайную ложку чистого тиамина[106].
Так или иначе, Функу удалось получить некоторое количество кристаллического вещества, которое по крайней мере в паре случаев вылечило голубей от полиневрита. Дальше — больше. В декабре 1911 года он публикует статью в Journal of Physiology, где утверждает, что птичий полиневрит вызывает нехватка в диете незаменимого вещества, необходимого организму в минимальных количествах. Он предположил, что это вещество является амином — азотсодержащей органической молекулой. А еще он предположил, что должны быть и другие вещества, подобные этому.
Функу так и не удалось получить химически чистый тиамин: позднее выяснилось, что в добытых им кристаллах в основном содержался ниацин — тот самый предупреждающий пеллагру фактор Гольдбергера, который был обнаружен в смеси с минимальным количеством тиамина[107]. (Чистый тиамин не давался в руки ученым вплоть до 1926 года: голландским исследователям на Яве пришлось переработать 700 фунтов рисовых отрубей, чтобы выделить 100 мг кристаллического тиамина.) Однако недостаточная чистота полученного Функом вещества отошла на задний план, когда стало необходимо дать ему название. Думая прежде всего о том, что эти кристаллы предотвращают бери-бери, а значит, жизненно важны для организма, он взял латинское слово vita (жизнь) и добавил к нему термин, обозначавший компонент, который, по его убеждению, будет общим элементом в молекулах-которые-еще-предстояло-открыть, amine (амин). Витамин! Так это слово впервые прозвучало публично.
Однако никто этого не узнал, поскольку ни начальство в Институте Листера, ни редакционный совет журнала не были в восторге от чрезмерной креативности Функа. Вместо этого они придумали для его статьи, опубликованной в 1911 году, замысловатое название On the Chemical Nature of the Substance Which Cures Polyneuritis in Birds When Subjected to a Diet of Polished Rice («О химической природе вещества, которое лечит полиневрит у птиц, будучи добавленным в диету из шлифованного риса»), где загадочный компонент называли не витамином, а «лечебной субстанцией»[108].
Функ предпринял еще несколько безуспешных попыток опубликовать свой труд. И только в 1912 году ученому улыбнулась удача: ему предложили составить обзор научных публикаций Института Листера, посвященных алиментарным заболеваниям, в издании Journal of State Medicine. Эту статью не нужно было подвергать цензуре листеровского начальства, и в июне 1912 года слово «витамин» впервые появилось в печатном издании.
Статья под названием The Etiology of the Deficiency Diseases («Этиология алиментарных заболеваний») с подзаголовком Beriberi, Polyneuritis in Birds, Epidemic, Dropsy, Scurvy, Experimental Scurvy in Animals, Infantile Scurvy, Ship Beri-Beri, Pellagra («Бери-бери, полиневрит у птиц, эпидемия, отечность, цинга, экспериментальная цинга у животных, детская цинга, бери-бери на кораблях, пеллагра») произвела революцию в медицине. Для начала Функ предположил, что бери-бери, цинга, пеллагра и рахит имеют «общие особенности, которые относят их к одной группе так называемых алиментарных заболеваний, вызванных недостатком определенных незаменимых веществ в пище». В первый раз четыре заболевания были объединены в одну категорию — связанных с нарушениями в питании[109]. Но самым знаменитым утверждением Функа, несомненно, стало следующее:
«На данный момент известно, что все эти болезни… можно предотвратить или вылечить простым добавлением некоторых защитных веществ, — писал он. — Незаменимые вещества, наверняка имеющие органическую основу, мы будем называть витаминами и в дальнейшем поведем речь о витаминах бери-бери или цинги, имея в виду вещество, предотвращающее ту или иную определенную болезнь»[110]. На протяжении двадцати семи страниц своей статьи Функ постоянно повторяет этот термин «витамин», используя его с такой легкостью, словно это не было его дебютом на страницах печатного издания.
Столь отважное обращение Функа с научной семантикой совершенно не впечатлило бы сегодняшнего читателя: это слово давно вошло в нашу жизнь и стало привычным в словаре нутрициолога наряду с калориями или протеинами. Но во времена Функа ученые умы вовсе не спешили принимать этот термин. Они вовсе не считали доказанным факт, что четыре болезни являются алиментарными нарушениями, да и Функ так и не выделил те загадочные вещества, о которых рассуждал с такой легкостью. Разумеется, немалую роль сыграло откровенное соперничество, и ученые тузы наперебой стали предлагать термины собственного изобретения: «вспомогательный пищевой фактор», «нутрамин», «пищевой гормон», «жирорастворимый А», «водорастворимый В» и так далее.
Последующие исследования также шли вразрез с предложенным Функом наименованием. Хотя в итоге его гипотеза об общности всех четырех болезней как алиментарных расстройств оказалась верной, для каждого случая незаменимое вещество было своим, причем не все они были аминами — азотсодержащими органическими молекулами, изначально давшими Функу корень «амин» в составленном им слове. Это означало, что слово (по крайней мере в своем изначальном толковании) было неверным с химической точки зрения{12}.
Тем не менее к 1920 году уже были определены четыре группы веществ, которые мы теперь зовем витаминами (хотя их все еще не удалось выделить в химически чистом виде), и пора было определиться с их названием. Поскольку слово «витамин» уже было известно не только ученым, но и участникам продуктового рынка, четыре вещества все чаще обозначались как А, В (на тот момент это обозначение соответствовало лишь одному веществу), С и D. Чтобы уточнить название, британский биохимик Джек Драммонд в 1920 году предложил удалить из латинского слова последнюю «е» и вместо vitamine оставить vitamin, поскольку не все упомянутые вещества содержали в себе амины. Он также призвал коллег-ученых не усложнять дальнейшую терминологию, придерживаясь простых названий: «витамин А», «витамин В» и так далее[111].
Тем не менее к 1920 году уже были определены четыре группы веществ, которые мы теперь зовем витаминами (хотя их все еще не удалось выделить в химически чистом виде), и пора было определиться с их названием. Поскольку слово «витамин» уже было известно не только ученым, но и участникам продуктового рынка, четыре вещества все чаще обозначались как А, В (на тот момент это обозначение соответствовало лишь одному веществу), С и D. Чтобы уточнить название, британский биохимик Джек Драммонд в 1920 году предложил удалить из латинского слова последнюю «е» и вместо vitamine оставить vitamin, поскольку не все упомянутые вещества содержали в себе амины. Он также призвал коллег-ученых не усложнять дальнейшую терминологию, придерживаясь простых названий: «витамин А», «витамин В» и так далее[111].
В наше время очевидно, что предложение Драммонда выглядело весьма логичным. Но многие его современники были против, ссылаясь на значительную разницу в химической природе веществ, которые Драммонд с такой легкостью предложил объединить под одним термином. Элмер Макколлум, тот самый американский ученый, который настаивал на термине «жирорастворимый А», считал слово «витамин» недолговечной выдумкой, которая «автоматически уйдет в прошлое, когда нами будут накоплены новые знания об их химической природе»[112]. Рассел Читтенден, американский физиолог и химик, вообще заявил, что злополучное слово «скоро присоединится к флогистону, гуморам, анималькулям и прочим устаревшим терминам, оказавшимся не у дел в современной науке»[113]. Прежде всего, «эта попытка описать неизвестные, чрезвычайно загадочные вещества главным образом призвана сделать их популярными, чтобы поставить в известность о них весь мир, — писал он. — Но уже сейчас больше нет научных оснований объединять столь разные по химической структуре вещества… под единым названием, от которого не будет пользы никому, кроме историков».
Эти высказывания демонстрируют одно из самых странных свойств витаминов: с точки зрения химической науки нет и не может быть точного определения того, что же такое витамин. Однако даже несмотря на свою неточность, слово «витамин» явно не оказалось забытым — совсем наоборот! Оно обрело собственную жизнь. Его с таким усердием используют рекламные агентства (часто даже злоупотребляя им), что витамину можно было бы присудить титул самого блестящего маркетингового термина всех времен. Как выразился биограф Казимира Функа, «сам термин поражает богатством содержания»[114], и, как с энтузиазмом утверждал сам Функ, «витамин» не просто лучше своих соперников, это блестящий лингвистический изыск, столь многозначительный, столь отвечающий своему предназначению, что «безотказно цепляет слух даже непосвященных»[115].
И это правда. Слово дает ощущение необходимости и целеустремленности, обещая предотвратить болезнь и укрепить здоровье в перспективе. Сегодня, всего через сто с небольшим лет после своего появления на свет, «витамин» давно перерос свои научные корни и обрел такое обаяние, о котором не смел и мечтать сам Функ. Жизнедеятельность нашего организма зависит от тринадцати незаменимых компонентов пищи. Но только витамины вызывают в нас одержимость.
Глава 4
Путешествие по миру питания
Ясно как день, что еще до окончания этого столетия мы получим бесспорные доказательства того, что описание необходимых нашему организму компонентов пищи не может ограничиться одними калориями, белками и солями[116].
Фредерик Гоуленд Хопкинс, речь на вручении Нобелевской премии, 1929Практически невозможно в наши дни открыть свежий журнал или побывать в продуктовом магазине и не натолкнуться на рекламу очередной биологически активной добавки, обещающей нам крепкое здоровье. Каротины, катехины, куркумины… Мы уже давно потеряли надежду хотя бы приблизительно понять, что это за вещества и как они работают, мало того, иногда даже их названия мы не можем прочесть с первого раза! Но коль «эксперты» уверяют нас в их безусловной пользе, мы послушно включаем эти новые слова в наш повседневный лексикон и стараемся выбирать те продукты, в которых они содержатся.
Эта странная привычка — целиком и полностью вина витаминов. Представив на суд широкой публики такие термины, как ниацин и тиамин, витамины заложили основу для удивительной химической переориентации всех наших рассуждений о еде, и теперь в рекламных роликах прославляют ликопин вместо томатов, а статьи о красном вине пестрят упоминаниями о ресвератроле. Но как же все-таки были открыты сами витамины? Ведь тот факт, что люди получили представление об их существовании и сам термин вошел в оборот, еще не означал, что теперь любой желающий мог распознать витамин или сказать, где его можно найти. Чтобы это произошло, ученым еще предстояло снять с нашего питания один из многих его таинственных покровов и показать, что любой продукт можно разбить на составляющие.
Эта заслуга принадлежит целой плеяде исследователей, которые на рубеже XIX и XX веков впервые задумались над химическим составом потребляемой нами пищи. Именно они предложили большую часть терминов, которые мы с вами так часто используем и по сей день. Эти слова стали настолько привычными, что нам и в голову не приходит поинтересоваться, откуда они взялись. Мало того, нам невдомек, как много вопросов о питании по-прежнему остаются без ответа. Поэтому очень важно изучить этимологию этих слов, проследить, как они превратились в самостоятельные понятия. Полученные знания слегка умерят наш пыл, когда в другой раз мы начнем столь небрежно обращаться с терминами из химического словаря, и помогут нам принять решение, чем и как питаться.
Сегодня нам прекрасно известно, что пища содержит энергию, и мало того, мы все буквально помешаны на том, чтобы ее измерить. Представление о калориях так прочно укоренилось в философии питания, что напрашивается вывод, будто слово «калория» прозвучало едва ли не в первом разговоре наших пращуров о еде[117]. На самом деле первое письменное упоминание этого слова относится к 1825 году, и оно не имеет никакого отношения к нутрициологии. Впервые оно упоминалось в лекции о паровых двигателях и обозначало количество энергии, необходимое для нагрева одного грамма воды на один градус Цельсия. И хотя контекст весьма далек от того, что нам привычен, определение калории не изменилось и по сей день.
Связь между человеческим метаболизмом и химическими реакциями с выделением тепла (включая, между прочим, и работу паровых двигателей) впервые была отмечена в XIX веке. Французский химик Антуан Лавуазье — поистине выдающийся ученый, но, к сожалению, его научная карьера оказалась короткой и трагически оборвалась: его обезглавили во время Великой французской революции. В одном из своих наиболее известных экспериментов Лавуазье посадил морскую свинку в камеру, обложенную льдом, и измерил количество тепла и двуокиси углерода, выделенных подопытным животным. Затем он в точности вычислил количество угля, которое нужно было сжечь в той же ледяной камере, чтобы выделилось такое же количество двуокиси углерода, которое он определил для этой бедной окоченевшей от холода морской свинки, и установил, сколько при этом горении выделилось тепла. Оказалось, что количество тепла от лампы было равным количеству тепла от свинки. Это позволило Лавуазье сделать единственно правильный вывод: обмен веществ в организме подобен медленному сжиганию угля. Исходя из этого можно легко вычислить количество энергии, содержащееся в определенном объеме пищи: требовалось просто сжечь ее и измерить выделившееся тепло.
Итак, калория стала универсальной единицей измерения, и вдобавок у исследователей появился «универсальный опыт» — по примеру морской свинки Лавуазье. В результате в конце XIX века все активно принялись за составление таблиц с содержанием калорий (то есть количества энергии) в различных продуктах. Достаточно было поместить определенное количество продукта в так называемый бомбовый калориметр (герметично запечатанный контейнер в емкости с водой) и затем сжечь этот продукт. Соответствующее повышение температуры воды показывало, сколько калорий содержалось в сожженном продукте[118]. Вряд ли сегодня кто-либо из нас, глядя на печенье, калорийность которого составляет сто калорий, прикидывает про себя: «Если я съем это печенье, то получу такое количество энергии, которое необходимо для превращения куска льда весом один килограмм в пар». Тем не менее в техническом плане это совершенно верно[119].
Конечно, измерить общее количество энергии, содержащейся в продукте, вовсе не означает раскрыть ее источник, точно так же как, измерив температуру пламени, вы не узнаете, что именно в нем горит. Следующим этапом исследований должно было стать разделение пищи на составляющие ее макронутриенты и изобретение способов изучать каждый из них по отдельности. Однако в данном случае от ученых требовалось принципиально новое отношение к пище — не как к общему хранилищу энергии, а как к сочетанию химических компонентов, каждый из которых содержит определенное количество калорий. Перспективы, которые открывал подобный взгляд, не только заложили фундамент для последующих экспериментов по получению химически чистых витаминов, но и сформировали новый подход, которого мы придерживаемся до сих пор.