Подписаться

Невролог, открывший путь к витаминам: Христиан Эйкман

  • 1310
  • 3,2
  • 11
  • 0
Добавить в избранное
Обзор
Христиан Эйкман. Родился 11 августа 1858 г. в Нёйкерке, Нидерланды. Умер 5 ноября 1930 г. в Утрехте, Нидерланды. Лауреат Нобелевской премии по физиологии или медицине 1929 года (1/2 премии, совместно с Фредериком Гоулендом Хопкинсом).

Удивительное дело: пять из пяти коллег, которым я рассказывал, что начал работу над статьей о нашем сегодняшнем герое, спрашивали меня — кто таков? И никак не реагировали на его фамилию. Зато когда я рассказывал суть его главного эксперимента, сразу же вспоминали: «А... ну так это я знаю...» Собственно говоря, и сам автор статьи оказался в такой ситуации — историю главного открытия нобелевского лауреата 1929 года он знал еще в школе (благо, хорошая была школа), а вот имя выветрилось за десятилетия. Еще одно удивляет: вещество, которое принесло ему славу, наш герой не открыл. Название ему дал не он, выделил — тоже не он. Даже предположение о его существовании, кажется, выдвинул сотрудник. А «нобеля» получил он — голландец Христиан Эйкман. И нельзя сказать, что не заслуженно. Формулировка Нобелевского комитета: «за его открытие антиневритного витамина».

Наш герой оказался седьмым ребенком в семье школьного учителя Христиана Эйкмана (ну да, весь в отца) и Иоганны Алиды Эйкман, урожденной Пул. Семья жила в небольшом городе Нёйкерк (сейчас там живет чуть более 40 тысяч человек) в Голландии, вернее — Нидерландах. Когда Христиану исполнился год, вся семья переехала в Заандам (и вот теперь можно говорить, что он — в Голландии: Заандам расположен как раз в провинции Северная Голландия). Отец получил там должность учителя начальных классов. У папы же и учились все дети Эйкманов.

О школьных годах история умалчивает, но что интересно — минимум двое детей стали известными учеными, весьма рано удрав не то что из дома, а из родных Нидерландов.

Старший брат Христиана, Иоганн Фредерик (1851–1915), стал известным химиком-органиком (рис. 1). Именно он, проработав несколько десятилетий в Японии (что в XIX веке было нетривиально), в 1885 году первым выделил из бадьяна анисового (Illicium anisatum) шикимовую кислоту (по-японски бадьян называется си-ки-ми). Мало кто из химиков знает это вещество, а зря: шикимовая кислота дала название целому метаболическому пути — шикиматному, — в котором образуются, например, триптофан, фенилаланин и тирозин.

Иоганн Эйкман и шикимат

Рисунок 1. Иоганн Эйкман в годы работы в Японии (слева) и выделенная им там же шикимовая кислота (справа)

Ну а наш герой в 17 лет получил стипендию на обучение в Военной медицинской школе Амстердамского университета с дальнейшим прохождением медслужбы в армии.

Там он стал ассистентом некоего профессора физиологии Т. Плейса (T. Place), у которого успешно защитил докторскую диссертацию «О поляризации нервов». Собственно, неврология и привела нашего Христиана к своему главному открытию...

Молодому человеку 25. На этот юбилей выпадает множество важных событий. Он женится на девушке Алтье Вигери ван Эдема, оканчивает с отличием университет, получает степень доктора медицины, становится офицером и уезжает с женой... нет, не в свадебное путешествие, а работать в Нидерландскую Восточную Индию. То бишь в Индонезию, на остров Ява. Сначала в Семаранг, а затем в крошечный городок Чилачап, на южном побережье острова.

Через два года в семье офицера медслужбы случилась трагедия. На Яве свирепствовала очередная вспышка малярии. А мы помним, что Юю Ту, открывшая артемизинин [1], тогда даже не родилась, и Рональд Росс еще не получил в 1902-м Нобелевской премии за открытие способа передачи этого заболевания (да и открытие свое еще не сделал), равно как и премия Шарлю Лаверану 1907 года за открытие возбудителя малярии еще не вручена. Да чего уж там, и сам Альфред Нобель в те годы спокойно получал деньги за патент на динамит. Но мы отвлеклись. Важно, что малярию тогда толком не умели лечить — и жена Эйкмана умерла, а сам он болел так тяжело, что его пришлось эвакуировать на Большую Землю. То есть на Низкие земли — в Нидерланды.

После выздоровления Эйкман отправился на какое-то время в Берлин, поработать у Роберта Коха [2], тогда уже первооткрывателя возбудителя туберкулеза. И вот тут Эйкману повезло дважды.

Дело в том, что для Нидерландов болезнь бéри-бéри (о ней чуть ниже) стала главной проблемой индийских колоний. Доходило до того, что на той же Яве почти любое тюремное заключение становилось пожизненным, хотя и коротким. Тогда это заболевание считалось инфекционным. Кто у нас главный (и чуть ли не единственный) инфекционист мира? Правильно, Роберт Кох. К нему и послали медицинскую комиссию в лице Корнелиуса Пекелхаринга и Клеменса Винклера. А кто в то время был самым «снобским» и занятым врачом? Тот же Кох, который сказал примерно следующее (по смыслу): народ, мне некогда, а вот тут бегал некий смышленый паренек, да он сам только что с Явы. Как его? Эйкман. Пусть он и лечит бери-бери.

Комиссия сказала «берем не глядя», и в 1886 году все уехали в Азию. В следующем году Пекелхаринг и Винклер вернулись домой, а Эйкман распрощался с армией и уже штатским остался — в чине первого главы только что созданной Яванской медицинской школы — научного учреждения, которое потом станет Университетом Индонезии. Получается, наш герой еще и первый университет в будущей крупной азиатской стране основал. Ну а помимо будущего крупного университета, у Эйкмана были еще две комнатки в военном госпитале в Батавии, в них и располагалась его лаборатория бактериологии и патологии, в которой началась борьба с бери-бери.

Теперь давайте немного отвлечемся на соперника нашего героя.

Болезнь бери-бери, хотя и описана в МКБ-10 как самостоятельное заболевание, по сути представляет собой симптомокомплекс — несколько заболеваний, собранных воедино. А точнее — четыре симптомокомплекса.

Само слово «бери-бери» означает на сингальском языке дважды повторенное слово «слабый». Дословно я бы переводил как «слабый в квадрате». Современная европейская медицина знает это заболевание с 1642 года, когда вышло посмертное издание книги De medicina IndorumМедицина Индии») голландского врача Якобуса Бонтия (он же Бондт. Якоб де Бондт), работавшего и в 39 лет умершего в той же самой Батавии (рис. 2). Он успел оставить описание загадочной болезни, приводящей к разным неврологическим симптомам.

Якобус Бонтий и больной бери-бери

Рисунок 2. Якобус Бонтий (слева) и типичный больной бери-бери (справа). Потомственный лейденский врач Якобус Бонтий считается пионером тропической медицины и виновником появления в европейских языках слова «орангутан».

Существует аж четыре типа бери-бери.

Сухая бери-бери обычно являет собой комплекс трех неврологических проблем: энцефалопатию Вернике (поражение преимущественно среднего мозга с нарушением зрения и координации движений, параличами, сумеречностью сознания), корсаковский синдром (невозможность запоминать текущие события — часто бывает с алкоголиками по той же самой причине, что и при бери-бери) и их комбинацию — синдром Корсакова-Вернике.

Мокрая бери-бери тоже бывает с неврологическими симптомами, однако самый большой удар приходится на сердечно-сосудистую систему.

Существуют также детская бери-бери, несколько отличающаяся по симптомам, а c 2004 года выделяют еще и желудочно-кишечную бери-бери — как будто трех разновидностей было мало.

При Эйкмане бери-бери больше всего выкашивала «режимных людей» — военных или заключенных. Теории заболевания тоже существовали, даже две. Поскольку в «режимных» бери-бери всегда фигурировал рис в питании, его быстро начали подозревать. Но чем заменить рис в Азии? Нечем. Одна теория считала, что в него попадает какой-то яд, другая — что в рисе не хватает жиров и белков. Как мы увидим, принципиально вторая теория была лучше.

Но как проверить теорию? Экспериментом! На чём (ком) экспериментируют настоящие ученые? На мышах. Но где мышей-то взять лабораторных? И выбор Эйкмана пал на цыплят. Во-первых, дешевые, а во-вторых, недостатка в них не было.

Начав кормить цыплят тюремной пайкой, Эйкман обнаружил, что цыплята тоже страдают от паралича. Ну о-очень похожего на тот, от которого умирают заключенные. Вскрытие показало воспаление множества нервов. «Много» по-гречески «поли-», а «-ит» на медицинском означает «воспаление». Имеем болезнь полиневрит [3]. Ну хорошо, не болезнь — состояние. Эйкман — как ученик Коха — стал искать возбудителя. Даже «находил» пару раз, но потом снова терял.

Однажды Эйкман пришел в виварий и увидел чудо. Вместо умирающих от паралича его ждали здоровые цыплята. Подменили? Нет, те же самые. В чём дело?

Видимо, в рационе. После беседы с работниками вивария, оказалось, что сначала цыплят в целях экономии кормили рисом из военного госпиталя (там бери-бери тоже выкашивала народ). Потом пришел другой сотрудник, более принципиальный, который возмутился: с какой это стати цыплят без погон поставили на воинское довольствие? И заменил им рис.

Стало понятно, что дело в разных видах риса. Отсюда было недалеко до наблюдения, что основу рациона всех больных бери-бери составляли блюда из шлифованного, очищенного риса. А если с риса шелуху не счищать, то заболеваемость бери-бери снижается в 250 (!) раз. Это подтвердил друг и коллега Эйкмана Адольф Вордерман в 1897 году, поставив эксперимент на людях — на заключенных. Оказалось, что евшие шлифованный рис заболевали с вероятностью 1:39, а когда их переводили на коричневый рис, заболеваемость падала до 1:10000.

Эдвард Веддер

Рисунок 3. Эдвард Веддер (1878–1952). Американский военврач, основной сферой интересов которого были дефицитные состояния. После увольнения из армии — профессор экспериментальной медицины Университета Джорджа Вашингтона.

В 1890 году выходит статья «Полиневрит у цыплят», в которой ставится точка в проблеме бери-бери. Корми́те всех неочищенным рисом, и будет всем счастье. Однако объяснение этому факту предлагалось банальное: во время шлифовки в рис попадает какой-то токсин, на худой конец — какая-то бактерия.

Собственно говоря, история пути к Нобелевской премии Христиана Эйкмана здесь закончилась. Болезнь побеждена, какое-то объяснение предложено, шесть лет спустя он снова женился, заболел, никто не умер, и Эйкман навсегда отбыл на материк, где в 1899 году стал профессором здравоохранения и судебной медицины Утрехтского университета, решал местные проблемы водоснабжения и градостроительства, боролся с алкоголизмом и туберкулезом (не своими), преподавал, занимался бактериологией, но ничего серьезного не достиг. Фактически он почти сорок лет ждал признания важнейшего открытия, спасшего миллионы жизней и, чего он и не подозревал, открывшего путь к открытию (да, тавтология!) нового класса важнейших веществ.

В Индонезии остался ассистент Эйкмана — Герри Грийнс (1865–1944), продолживший изучать бери-бери. В 1901 году он высказал гениальное предположение: люди болеют бери-бери не потому, что в очищенном рисе есть что-то токсичное, а потому, что в нём нет чего-то, необходимого для жизни.

Эта мысль была настолько революционной, что большинство авторитетов встречало ее в штыки. До банального, легко проверяемого следствия из предположения додумались лишь в 1910–1913 годах: американский врач Эдвард Веддер (рис. 3) попробовал использовать отвар рисовой шелухи для лечения уже наступившей бери-бери.

Ну и теперь на сцену должен был выйти не медик, а химик, отец новой биомолекулы. Удивительно — но человек, создавший концепцию витаминов и выделивший первый из них, свою премию не получил, хотя, казалось бы, в 1911 году «нобелевки» уже присуждали, а сам автор открытия дожил аж до 1967 года... Но увы! Номинировался четырежды: дважды по химии (1926 и 1946 годы) и дважды по медицине (1914 и 1925 годы). Не присудили. Знакомьтесь: Казимир Функ, польский химик (рис. 4). Именно он выделил в 1911 году из рисовой шелухи то самое необходимое вещество (хотя на самом деле сначала он выделил ниацин (никотиновую кислоту, витамин B3) — вещество, недостаток которого вызывает пеллагру [4]), именно он предложил слово «витамины» и предположил, что их существует минимум четыре: антиберибери (сейчас мы знаем, что это тиамин, или витамин B1), антипеллагра (B3), антицинга (это название сохранилось в «аскорбинке»: а-скорбут, то есть а-цинга — витамин С) и антирахит (витамин D). И именно он намного позже, в 1936 году, установил химическую структуру нашего «рисового» героя — тиамина (рис. 4). Но премии не получил.

Оказалось, что тиамин (он же витамин B1, он же аневрин или антиневритический витамин) в организме сразу же фосфорилируется, превращаясь в тиаминпирофосфат, и становится коферментом пируватдекарбоксилазы и α-кетоглутаратдегидрогеназы — участниц метаболизма углеводов, — а также транскетолазы.

При нарушении обмена тиамина в организме (читай — когда его слишком мало) нарушается процесс окислительного декарбоксилирования α-кетокислот, частично блокируется метаболизм углеводов. В итоге происходит накопление недоокисленных продуктов обмена пирувата, которые оказывают токсическое действие на головной мозг и обусловливают развитие метаболического ацидоза. Как результат — все симптомы бери-бери.

фраза

Рисунок 4. Казимир Функ (слева) и структурно охарактеризованный им тиамин (справа)

Ну а что же наш герой? В 1929 году он, уже в преклонном возрасте и слабый, словно больной бери-бери, был удостоен Нобелевской премии вместе с сэром Фредериком Хопкинсом, который предлагал назвать витамины «добавочным фактором». На церемонию вручения Эйкман приехать не смог, но прислал текст нобелевской лекции — сухую статью о болезни бери-бери [5]. Фамилия «Функ» в лекции не упоминалась.

Литература

  1. Названы лауреаты Нобелевской премии-2015 по физиологии и медицине;
  2. Кох и все его палочки;
  3. Установлен механизм действия «белков-антифризов»;
  4. Funk C. (1912). The etiology of the deficiency diseases. Beri-beri, polyneuritis in birds, epidemic dropsy, scurvy, experimental scurvy in animals, infantile scurvy, ship beri-beri, pellagra. J. State Med. 20, 341–368;
  5. Лекция Х. Эйкмана на церемонии вручения Нобелевской премии по физиологии и медицине 1929 года. Сайт Нобелевского комитета..

Комментарии