Количката е празна


обратно

Любопитната история за откриването на витамин С … през XX век.

10 май 2018

В тази статия ще обсъдим един от най-популярните витамини днес, а именно аскорбиновата киселина, позната още като витамин C. Може ли дефицитът да причини смърт, какво води до откриването му и кой е ученият, получил Нобелова награда през 1937 г.?

Витамин С има редица функции. [1] Той е една от основните съставки при образуването на колаген. Това е „лепилото“ на организма, което участва в изграждането на съединителната тъкан. Благодарение на аскорбиновата киселина се образува специален ензим, който влияе на синтеза на колаген. Ето защо при липса на витамин С смъртността от рани се увеличава. Освен това е много важен антиоксидант в храните и не на последно място подпомага нервната система чрез синтеза на невротрансмитери като допамин, серотонин и невропептиди. Витамин С подпомага абсорбцията на ценни микроелементи като желязо и мед. Ниските нива на витамин С може да доведе до желязодефицитна анемия, увеличаване на умората и летаргията.

Известни са и ползите, свързани с имунната система. Именно с това е най-известен днес и се препоръчва за настинки и грип. Според някои проучвания обаче, ефективността в подобни случаи е силно преувеличена.

Днес средно консумираме между 95 и 107 mg витамин С дневно. Често дори и повече, защото аскорбиновата киселина се добавя като антиоксидант към преработените храни. Над 90% от дневния прием идва от плодове и зеленчуци – цитрусови плодове, домати, зеленолистни зеленчуци и картофи. Трябва да се има предвид, че при термична обработка на пресните плодове и зеленчуци голяма част от витамините се деактивират, включително и витамин С. Приема се и под формата на самостоятелна хранителна добавка или в състава на мултивитамини. За препоръчителни са стойностите над 60 mg дневно. Тютюнопушенето е един от факторите, при която препоръчителната дневна доза се удвоява.

Нужните количества се натрупват в различни концентрации в различни органи и клетки. Най-високите концентрации са в лещата на окото. Благодарение на него очите са предпазени от вредните UV-лъчения, които биха разградили съдържащите се колагенови фибри. Големи количества аскорбинова киселина се съдържат и в надбъбречните жлези, хипофизата, левкоцитите и мозъка. Най-ниските са в слюнката и плазмата.

Витамин С се абсорбира от организма чрез стомаха и стените на червата. Тъй като е водоразтворим, всички излишни количества се отделят чрез урината или изпражненията. Чревната абсорбция на витамин С е обратно-пропорционална на погълнатата доза. Ако приемете повече витамин С ще се абсорбира по-малко, а при по-нисък прием ще се усвои повече. Има и друг биологичен механизъм за регулиране на концентрацията на витамин С в организма – чрез бъбреците. Когато концентрациите са високи, те се отделят през урината, но част от тях остава на склад за периодите на дефицит.Червата също спомагат за абсорбцията на нужните количества и отделянето на ненужните. Човешкото тяло обикновено използва  ежедневно около 3% от складирания витамин С като минимума е 8-10 мг.

Според някои изследвания приема между 1000 и 1500 mg на ден може да повлияе отрицателно на организма като причини болки в стомаха, диария и метеоризъм. Въпреки че клиничните проучвания не показват връзка, при системно приемане на свръхдози може да се появят камъни в бъбреците. Не е доказано, но има вероятност редовното предозиране с витамин С да доведе до абсорбиране на желязото и медта до точката на токсичност. Тези предположения не са доказани от лабораторни тестове. И все пак големите количества витамин С могат да направят променят резултатите от някои изследвания, затова информирайте лекуващия си лекар за приеманите от вас количества. Но като цяло ползите за здравето са много повече отколкото вредите от приемането на аскорбинова киселина.

При недостиг бавно и постепенно след около 60 до 90 дни започват да се проявяват симптомите на скорбута, които протичат в 4 етапа:

Последици от дефицита на витамин С, който пречи на синтеза на колаген

  • На първия етап хората стават мързеливи и лениви. Чувстват внезапна умора. Усещат болки в мускулите. При събуждане имат болки в ставите. Нищо чудно, защото именно в ставите има колаген тип 2, който поради дефицит на витамин С започва да деградира, а същевременно не се образува нов.
  • По време на втория етап венците започват да набъбват. Те са изградени от съединителна тъкан и съдържат специални гингивиални колагенови фибри. Появява се и леко кървене, сърбеж и усещане за парене в устната кухина. Корените на зъбите стават нестабилни. Пациентите чувстват все по-често болка в ставите.
  • При третия етап плътта на венците започва да се разпада, а от устата се носи мирис на гниеща плът. Кървенето вече е обилно. По кожата на ръцете и краката се развиват язви, които се превръщат в гангрена. Болките в мускулите, ставите и костите стават продължителни и силни.
  • При четвъртия етап се развива треска. Кожата става на черни петна и се достига до смърт заради кръвоизлив в мозъка или проблеми със сърдечно-съдовата система. Но дори и в този етап лечение с високи дози витамин С може да помогне преборването на болестта и възстановяването на здравето.

Днес много от храните са обогатени с витамин С, но въпреки това се срещат изолирани случаи сред бедните градски общности, тези, които злоупотребяват с алкохол, цигари или наркотици, както и хората от златната възраст.

Скорбутът се е появил още в зората на човешката история, когато хората започнали да се занимават със земеделие и започнали да произвеждат зърнени култури. Те ги използвали за храна през дългите зимни месеци, но те са бедни на витамин С.

Счита се, че земите по поречието на река Нил в Африка били са населявани от хора преди повече от 250 000 години. През около 8000-4000 г. пр. н.е Сахара е населявана от племена на скотовъди. Към 7000 г.пр.н. е. се поставят основите на уседнало напоително земеделие в делтата на Нил и това дава начало на развитие на египетската култура. Периодът 5000-3600 г. пр. н. е. се определя като Първи додинастичен период.

От този период е и първия документиран случай на скорбут. [2] Става дума за скелета на дете на около 1 година датирано от 3800-3600 г.пр.н.е. За правилното кръвоснабдяване и проводимостта на нервите човешките кости имат дупки, но необичайното им количество води до порьозност и е индикатор, че налице има болестен процес. Черепът на древното египетско дете се състои от подобни порести кости. Такива са дори челюстите и очните орбити. Непривично образуване на нови кости се забелязва в горната част на крака, което предполага възпаление. Документирани са и непривични лезии. Учените, изследвали скелета се имат няколко предположения – рахит, анемия, левкемия или скорбут. Рахитът е изключен тъй като липсва характерното изкривяване на краката. Не е и анемия, защото лезиите в очните орбити не са характерни за това заболяване. По тази причина учените изключват и съмненията за левкемия. Не е и разпространената по онова време малария, защото няма изменения в гръбнака. Въпреки че причината може да е комплексна, изследователите се спират на диагнозата скорбут. При това състояние дефицита на витамин С води до нарушено образуване на костите. Освен това засяга и стените на кръвоносните съдове, които се пречупват и се получава кървене дори по време на дъвкателни движения. Костта е жива тъкан, която се опитва да реагира на кръвоизливите като става по-пореста или чрез създаване на нова кост. Порестите лезии в черепа на детето, както и новообразуваните кости в областта на краката са именно симптом на скорбут. Но какво е довело до това състояние? Древните египетски жени обикновено са кърмили през доста дълъг период – до около 3-годишна възраст на детето. Дали майката на детето също е страдала от липса на витамин С и е предала това на детето си?

При бременност аскорбиновата киселина [3] се поддържа в по-високи нива в плода в сравнение с майката, като се осигурява запас за около 5 месеца след раждането на детето. В майчиното мляко също се съдържа нужното количество витамин С, ако майката се храни с достатъчно количества пресни плодове и зеленчуци. Ако след отбиването  не се подават достатъчни количества за растящия детски организъм, тогава риска от скорбут се увеличава. В додинастичен Египет се практикувала смесено хранене със зърнени култури, месо от отглежданите домашни животни, плодове и грудки. Някои от храните били богати на витамин С, но след термична обработка той се разрушавал.

Днес намираме папируси за лечение на заболяване, което може да се определи като скорбут. Няма директно доказателство за причините за смърт на 1-годишното египетско дете, но усложнения като инфекция или сърдечни проблеми също са вероятни.

Първият писмен източник идва от египетски папирус, датиран около 1500 г. пр.н.е. Там скорбута не само е диагностициран, но се препоръчва усилена консумация на лук, който е източник на витамин С.

Бащата на медицината – Хипократ, също не пропуска заболяването, като го описва характерните признаци – подути венци и кръвотечение от носа. И все пак векове наред не се е споменавало за това заболяване. Най-вероятно хората са се хранили пълноценно и е имало изолирани случаи. Може би повече са страдали  жителите на северна Европа, защото произхода на думата е свързан с датската дума schorbect, която означава язви в устата. Подобно е значението и на холандската дума scorbeck, както и саксонския schorbok. А славянската scorb е свързана с дългите зими в Русия. Кръстоносните походи през XIII също били свързани с непълноценно хранене и довели до разпадаща се некротична плът, която била отрязвана от хирурзите.

Но в един момент дефицитът на витамин С се оказва толкова значим проблем, че отнема хиляди животи като причината за мистериозното заболяване и лечението му не е открита столетия наред.

През 1497 г. португалския изследовател Вашку да Гама отплава със 170 души екипаж и 4 кораба, за да открие път по вода до Индия през нос Добра надежда. Не е ясна числеността на всеки кораб, но в крайна сметка се връща с 2 кораба и 55 оцелели. Много са починали именно от скорбут. По това време ветроходните кораби зависят от посоката и силата на ветровете и продължителното плаване в открито море без пресни плодове и зеленчуци се оказва смъртоносно. Да Гама се опитва да лекува неуспешно подутите венци като кара болните да пият от собствената им урина.

Подобна е и съдбата на екипажа на Фернандо Магелан, който през 1519 г. тръгва с 3 ветроходни кораба и 250 моряка. Връща се един кораб с 18 оцелели, като отново скорбута е водеща причина за смъртността.

Лечение на скорбут с пресни плодове

Жак Картие е френски мореплавател от бретански произход, който установил властта на Франция над днешна Канада. Докато се опитвал да открие северозападен морски път към далечния изток, през периода от 1534 до 1542 много от моряците му загиват именно от скорбут. Мистериозната болест с подути кървящи венци, черна петна по кожата и болки в ставите взела живота на доста мъже, тръгнали да превземат нови светове, защото корабите им заседнали в крайбрежните ледове и се наложило местните индианци да ги снабдяват с пресни продукти. Виждайки сериозността на ситуацията, след смъртта на 25 моряци Жак Картие заповядал да се направи аутопсия на един от починалите. След разтварянето на гръдния кош забелязали белезникаво изсъхнало сърце, заобиколено от странно изглеждаща кръв. Имало и големи съсиреци от тъмна кръв, а белите дробове били черни и все едно с гангрена. Въпреки че аутопсията дала много малко информация за мистериозната болест, това е първия опит за търсене на причините на заболяването. До края на зимата само трима мъже включително и Картие, не били засегнати от скорбута. Отчаян той започнал да търси решение. По щастливо съвпадение научил за човек, който успял да се справи със заболяването с помощта на варене на клонките от бял кедър. В рамките на 6 дни всички болни възстановили силите си, а след като дошла пролетта и ледовете се разтопили оцелелите се прибрали във Франция. Равносметката – тръгнали стотици, а се върнали десетки.

През XVI век проучването и колонизацията на нови земи станали още по-важни за народите от Западна Европа. Испанските завоеватели се отправили към земите на ацтеките, маите и инките в Мексико, Централна Америка и Перу. Алчни за злато и скъпоценности, европейските монархии насочили вниманието си към откриване на кратки маршрути към Новия свят. Изпращали все повече флотилии за по-дълго време. Ако случаите на скорбут през XV век били изолирани, сега те станали сериозна заплаха за живота на моряците. Така между 1500 и 1800 г. дефицитът на витамин С станал водещата причина за военноморска смърт, убивайки повече моряци, отколкото всички други болести, бедствия или битки.

Седемгодишната война [4] (1756 – 1763 г.) се води между коалициите на: Австрия, Франция, Русия, Испания, Саксония и Швеция срещу Прусия, Великобритания (в лична уния с Хановерското курфюрство) и Португалия. Смятана за най-големия военен конфликт за времето си след Тридесетгодишната война, тя отново разделя Европа на две коалиции, водени от Великобритания и Франция. За първи път Франция формира собствена коалиция, целейки да ограничи растящото влияние на Великобритания и Прусия.

Конфликтът между Великобритания и Франция избухва още през 1754 – 1755 в Северна Америка, когато британците атакуват оспорвани френски владения и пленяват стотици търговски кораби в т.нар. Френска и индианска война. Същевременно в Европа зараждащата се сила Прусия се бори с Австрия за доминация в границите на Свещената Римска Империя.

Така например по време на седемгодишната война архивите на Великобритания на служба са били 184 899 моряци. От тях от болест (предимно скорбут) починали  133 708 , а в битка - 1,512. Това още веднъж демонстрира значението на балансираното хранене и ползата от приемането на богата на витамини храна.

След толкова много загуби на хора във Великобритания се поражда интерес за причинителят на мистериозното заболяване, покосяващо моряците.

И все пак как се стига до откриването на причините за скорбута, който отнема хиляди човешки животи?

В края на XVII и началото на XVIII в. европейските лекари следват теориите на Хипократ. Древните гърци наричали всички флуиди, циркулиращи в човешкото тяло „хумори“. Около 400 г. пр. н. е. Хипократ считал, че в телата ни циркулират 4 основни типа хумори – кръв, храчки, жълта и черна жлъчка. Здрави сме, когато те са в баланс и равновесие. Най-вероятно тези идеи са взаимствани от цивилизациите на Древен Египет и Месопотамия. По-късно на основата на тези 4 типа телесни течности се заражда идеята за 4-те типа темперамент – сангвиничен, холеричен, меланхоличен и флегматичен. Разбира се те не съществуват в напълно чист вид и са възможни различни комбинации.

Така според европейските медици ранните признаци на скорбута като летаргия и умора се дължали на дисбаланс на черната жлъчка.

През XVI век холандецът Джон Ехт заявил, че скорбутът се дължи на заболяване на далака. Той събирал сведения за заболяването от древни текстове като тези на Плиний Стари. Накрая заключил, че след като слезката е блокирана черната жлъчка не може да бъде пречистена и изхвърлена и на това се дължат язвите и тъмните петна по кожата. Тъй като черната жлъчка е определена като студена и суха трябвало да се лекува с горещо и мокро лекарство, като не е уточнено какво е то. Теорията за дисбаланса на черната жлъчка като причина за скорбута е водеща до средата на XVIII в.

Джеймс Линд е един от първите, идентифицирали причините за възникване на скорбута и лечението му с витамин СПървите научни трудове за скорбута, от който страдали моряците на ветроходните кораби и силата на цитрусовите плодове са направени от хирурга Джеймс Линд, който бил роден през 1716 г. Първоначално и той е следвал идеологията за четирите типа течности на Хипократ. Когато през 1739 г. избухнала война с участието на Англия Линд се включил доброволно в Кралския военноморски флот и бил назначен за помощник-хирург. Той имал редица задачи. Освен да се грижи за болните, той събирал екипажа всяка сутрин за проверка на работоспособността. А вечер правел вечерна проверка сред офицерите. През 1746 г, след като 7 години бил помощник хирург Линд издържал изпита за хирург и бил повишен. През май 1747 г. скорбутът започва да взема много жертви от кораба в Ламанша, на който е Линд. Той взема 12 пациента с подобни симптоми – набъбнали и кървящи венци, петна по кожата, усещане за умора и слабост, болки в ставите и мускулите. Събира ги и ги подлага на един и същ начин на хранене. На двама дава по четвърт ябълка на ден, на други двама по 2 супени лъжици оцет. Двама са подложени на лечение с морска вода.На други 2 е давано по 1 яйце. Други 2 от пациентите изяждат по 2 портокала и 1 лимон ежедневно.

Днес не е изненадващо, че след 6 дни най-добри резултати са били наблюдавани при консумиралите портокали и лимони, защото те съдържат витамин С. Макар венците все още да не били напълно възстановени и да имали следи от тъмните петна, вече не чувствали такава умора и в края на 6-тия ден лечение с цитруси били готови да се върнат на работа.

Експериментът на Линд е изключителен за времето си, защото се позовава на своеобразно клинично изпитване. Така се опровергават аргументите, че болестта е поради лош застоял въздух в корабите и пренаселеност на каютите. Да се идентифицира скорбута като дефицит на хранително вещество също е постижение. През 1753 г. е публикуван трактата на Линд за скорбута и е приет за класика в медицината. Отнема повече от 40 години преди кралския военноморски флот да приеме препоръките на хирурга, защото изследването е направено в много малък мащаб, а и лекарят е само военноморски хирург, а не изтъкнат учен. И не на последно място, Линд не настоява и не налага откритието си. По-късно е назначен за ръководител на военноморска болница, но не провежда допълнителни клинични опити и не насърчава използването на цитрусовите плодове като средство против скорбут.

 

Можем ли да си представим, че откритието на Джеймс Линд има значение дори върху резултата от битката при Ватерло? [5] 

Години наред кораби на Великобритания били закотвени близо до френските пристанища, за да подават сигнали. Всички британски моряци получавали редовно лимонов сок против скорбут като през 1804 г. от Кралския военноморски флот били закупени 50 000 галона. Тогава те не са имали хранителни добавки и мултивитамини. Благодарение на това не е регистриран нито един случай на дефицит. Благодарение на това блокадата е поддържана години наред. В противен случай Наполеон би имал възможността да нападне Великобритания.

От друга страна липсата на дефицит на витамин С не покосява само моряците. Пример за това е Американската гражданска война (1861-1865). Оше преди войната изхранването на армията било проблем и се появявали отделни случаи. В опит да осигурят храна, богата на витамини на войниците била давана смес от изсушени зеленчуци. Недоволни от вкуса, те я варели с часове и така убивали витамините. Много малко от болните са докладвали за симптомите си. От друга страна след като дефицита на витамин С спира синтеза на колаген получените бойни рани зараствали много по-трудно, а смъртността в подобни случаи от 10 скочила на 25%. Или за един от всеки 4-ма ранени изходът бил фатален. След падането на Атланта и отварянето на железопътните линии случаите на скорбут намалели драстично, а смъртността при ранените била по-малко от 5%. В затворите за военнопленници храната също не била разнообразна и смъртността била отново 25%.

След като се осъзнава проблема през 1862 г. се заражда кампания за подпомагане на здравословното хранене. Граждански групи изпращат богатите на витамин С лук и картофи, които са много по-трайни от цитрусите.

Междувременно се използвали и други опити за лекуване на скорбута. Най-широкоразпространения лек бил ферментирал ечемичен малц – евтин и с голяма трайност. Смятало се, че всички живи организми са свързани заедно от неподвижен въздух. Когато започнат болестни процеси по разлагане на плътта, какъвто е скорбута, храната, която е ферментирала може да замени този неподвижен въздух и да спре разлагането. Други популярни по онова време лекове били пускане на кръв, пиене на солена морска вода … и допълнителна работа за страдащите от болки, които дори били обявявани за симуланти.

Едва през 1795 г. британския военноморски флот признал ефикасността на сока от цитрусови плодове срещу скорбута.  По време на двуседмично плаване до Индия на моряците се давала смес от ром, вода, захар и лимонов сок. Въпреки това няколко от тях развили леки форми. След даване на допълнителни дози лимонов сок скорбутът бил победен.

Любопитната история около дефицита на витамин С не приключва тук. [6]

През 1769 г. младият британски лекар Уилям Старт се подлага на серия от експерименти. Той консумира само хляб и вода в продължение на месец. После добавя постепенно към храненето си зехтин, смокини, мляко и гъше месо. След 2 месеца получава типичните симптоми на скорбут със зачервени и кървящи венци. 7 месеца по-късно краят му е фатален, най-вече заради липсата на пресни плодове и зеленчуци.

И все пак как са се справили европейците по време на дългите тежки зими? Все пак цитрусите не виреят на тези географски ширини. Отговорът е очевиден - с помощта на киселото зеле, което е богато на витамин С. То било използвано и като средство против скорбут по време на експедициите на капитан Джеймс Кук през XVIII в.

Ще изминат още години преди популярния днес витамин С да бъде открит.

Можем ли да си представим, че той е бил неизвестен до … XX век?

През 1907 г. Аксел Холст и Алфред Фролич са изказали предположения за съществуването му.

откривателят на витамин С, известен като аскорбинова киселина Аберт Сент-Дьорди

Алберт Сент-Дьорди  [7] [8] бил роден през 1893 г. в Будапеща, част от Австро-Унгария. Семейството му включвало 3 поколения учени. Той се записва в университета в родния си град, но следването му е прекъснато от Първата световна война. Дали е прострелял сам ръката си или наистина е бил ранен днес не е ясно, но все пак успява да се завърне в университета и да завърши обучението си през 1917 г. Получава медицинска степен и започва научна кариера като изучава химичните промени, които настъпват при изпозване на храни, източници на въглехидрати, мазнини и протеини. Успява да изолира молекула от надбъбречните жлези, които са загубили и възстановили водородните си атоми. Този водороден носител, който съдържа 6 въглеродни атома, има свойствата и на захар, и на киселина. Нарича го „хексоронова киселина“.

През 20-те години се интересува от клетъчно дишане и производство на енергия в растенията. Изследва процесите, които прекъсват или възпрепятстват растежа и нормалното им функциониране. Установява, че растенията губят свежия си зелен цвят, когато не получават достатъчно водород, който предотвратява прекомерното окисляване. Занимава се и с цитруси.

През 1930 г. Алберт Сент-Дьорди се завръща в Унгария и като професор в университет по медицинска химия работи заедно с други учени. Оказва се, че и хората и морските свинчета трябва да поглъщат витамин С, защото не могат да го произвеждат сами. Той решава да направи експеримент – разделя морски свинчета на две групи. Едната получава храни, които са варени и съответно витамин С е унищожен. Другата група получава храни, обогатени с хексоронова киселина. Докато те се развиват добре, първите започват да развиват признаци на скорбут и после умират. Учените разбират, че това е лечението на скорбута и затова променят името от хексоронова на аскорбинова киселина. През 1933 г. Сент-Дьорди започва да търси естествени източници на аскорбиновата киселина.

Въпреки че портокаловия и лимоновия сок имат високи нива на витамин С, те съдържат захари, които правят пречистването много трудно. Решението на проблема идва след като една вечер жената на професора му сервира червен пипер. Той се сеща, че не го е изследвал. Взема го в лабораторията и така напълно случайно открива, че червения пипер е богат на витамин С. Така в рамките на няколко седмици Алберт Сент-Дьорди е произвел 3 килограма пречистена аскорбинова киселина, за да докаже, че морските свинчета със симптоми на скорбут се повлияват от произведената аскорбинова киселина.

Разисква се въпроса дали да бъде награден самостоятелно или заедно с други учени, допринесли за откритието на витамин С. Така след 4 години, през 1937 г.  Алберт Сент-Дьорди получава самостоятелно Нобелова награда за откриването на аскорбиновата киселина. Той продължава научната си работа с цитрусовите плодове и идентифицира флавоноидите, които влияят на уврепването на кръвоносните съдове. Заради политическите си пристрастия е преследван от нацистите. След края на войната вече е известна публична личност. Имало слухове, че с помощта на Съветския съюз би могъл да заеме висок пост в политиката. Като член на парламента помага за възстановяването на Академията на науките. Неудовлетворен от комунистическото управление на Унгария, през 1947 г. емигрира в Съединените щати. Там той е един от най-авторитетните научни автори. Откривателят на аскорбиновата киселина е починал през октомври 1986 г.

И ако за витамин С е връчена 1 Нобелова награда на 1 учен през 1937 г., за витамин B12 са връчени 2 Нобелови награди– през 1934 г. на екип от трима учени и през 1964 на третата жена-химик, която получава наградата – Дороти Ходжкин. Днес случаите на скорбут са изолирани случаи, а дефицитът на витамин B12 е тиха епидемия с много неиндефицирани жертви.

 

Използвани източници:

1. Scurvy and Vitamin C. Food and Drug Law

2. Forbes - Earliest Case Of Scurvy In Ancient Egypt Detected By Archaeologists

3. First probable case of scurvy in ancient Egypt at Nag el-Qarmila, Aswan

4. Уикипедия - Седемгодишна война

5. How the British defeated Napoleon with citrus fruit

6. Albert Szent-Györgyi's Discovery of Vitamin C

7. Уикипедия. Алберт Сент-Дьорди

8. Wikipedia. Albert Szent-Györgyi