Что общего у печени трески, солнечного света и нашего скелета?

Эпидемия рахита

В XIX веке, в самый разгар индустриальной революции, невиданных масштабов достигло известное издавна заболевание скелета, которое массово затронуло детей в крупных промышленных городах Северной Европы и Северной Америки. Слабые кости, кривые ноги, отставание в росте – этот набор симптомов уже издавна был известен как болезнь под названием рахит (см. рис.).

Дети с рахитом, 20 гг. ХХ века, Wellcome images

Несмотря на то, что описание признаков заболевания встречается уже в античных текстах, точная клиническая картина рахита была описана только в XVII веке. Английский врач Фрэнсис Глиссон (Frances Glisson; 1599–1677) в 1650 году написал на латыни трактат «De Rachitide», в котором детально описал клинические признаки рахита и анатомические изменения затронутого болезнью скелета. Во времена Глиссона это было загадочное заболевание, и сам Глиссон предлагал лечить его прижиганием, кровопусканием и завязыванием мягких шерстяных повязок на конечностях для замедления в них кровотока.

В то время причины заболевания были неизвестны и оставались таковыми последующие 270 лет. Что это было? Последствия неправильного питания? Хроническая инфекция? Социальное заболевание? Нехватка солнечного света, свежего воздуха и физических нагрузок? Так думали врачи XIX века, однако ответ не был найден вплоть до начала XX века, когда были открыты витамины.

Концепция витаминов

Вплоть до XX века не были известны составляющие питания, необходимые для жизни, роста и размножения. В XIX веке бóльшая часть ученых считала, что адекватное питание обеспечивается широко известной пропорцией питательных веществ: 12% белков, 5% минеральных веществ, 10–30% жиров и остальное – углеводы. Однако наблюдения показывали, что этого недостаточно.

Уже в XVIII веке было замечено, что особенности питания в разных регионах или группах людей могут вызывать определенные заболевания. Например, цинга (дефицит витамина С) была особенно характерна для моряков, в рационе которых практически полностью отсутствовали свежие фрукты и овощи. Но это заболевание можно было легко устранить, добавив в рацион цитрусовые фрукты. Однако научного объяснения этому еще не было.

Для того чтобы оценить эффективность рекомендуемой учеными XIX века диеты, многие исследователи экспериментировали с животными, предоставляя им для питания отдельно определенные компоненты рациона и наблюдая, что животные не выживали, хотя и получали достаточное количество калорий. Очевидно, что этих питательных веществ было недостаточно! В рационе должны присутствовать какие-то неизвестные жизненно необходимые вещества, без которых живые организмы не могли функционировать.

Впервые понятие витаминов в 1912 году сформулировал польский биохимик Казимир Функ (Kazimier Funk; 1884–1967), хотя существование этих элементов еще не было научно доказано. Функ высказал мнение, что существуют некие «витальные амины», которые необходимы для здоровья и жизни человека. Предположение Функа впоследствии оказалось верным.

В 1913 году американский биохимик Элмер Макколлум (Elmer McCollum; 1879–1967) наглядно продемонстрировал, что ксерофтальмию (выраженная сухость глаз) и куриную слепоту можно предотвратить, употребляя в пищу масло из печени трески. Фактор, который скрывался в этом масле, ученые обозначили предложенным Функом термином «витамин» и, предполагая, что это только начало открытий, назвали его витамином А. Охота на витамины началась!

Открытие витамина D

Пока ученые гнались за следующими витаминами – В и С, – дети в промышленных городах продолжали болеть рахитом, а врачи – искать причины этого заболевания.

Одним из таких врачей был сэр Эдвард Мелланби (Edward Mellanby; 1884–1955), которого заботило широкое распространение рахита в Соединенном Королевстве, особенно в Шотландии. Сэра Мелланби окрылило открытие Макколлума. А если поискать причины рахита в рационе? Он изучил пищевые привычки шотландцев: их рацион был однообразен и состоял в основном из овсянки. В 1919 году сэр Мелланби начал кормить овсянкой экспериментальных собак, которых держал только в помещении, изолировав от солнечного света. У собак развилось то же самое заболевание – рахит! Когда в рацион экспериментальных собак было добавлено масло печени трески, рахит был излечен. Сэр Мелланби сделал верный вывод, что в масле печени трески содержится вещество, которое лечит рахит, – это либо уже открытый витамин А, либо есть другой, еще неизвестный фактор. Макколлум проверил эту гипотезу. Ему было известно, что, если насытить кислородом масло печени трески, витамин А погибает и таким маслом уже невозможно вылечить ксерофтальмию и другие признаки дефицита витамина А. Однако оказалось, что насыщенное кислородом масло все еще может вылечить рахит. Таким образом, Макколлум продемонстрировал, что антирахитный фактор – это новый, ранее не описанный витамин, содержащийся в масле печени трески, и назвал его витамином D (так как к тому времени ученые уже успели открыть витамины В и С).

Одновременно с этим другие ученые путем экспериментов пришли к другому выводу: больных рахитом детей можно вылечить, если подвергать их воздействию солнца или искусственного ультрафиолетового излучения. И они тоже были правы! Это один из многих случаев в медицине, когда два противоположных открытия оказались правдой. Витамин D действительно уникален среди других витаминов, поскольку, в отличие от них, не только принимается с пищей, но и в достаточном количестве вырабатывается в коже под влиянием ультрафиолетового излучения (см. рис.).

Ребенок загорает под лампой в детской больнице, 1930 гг., Музей медицины им. П Страдиня

Победа над рахитом

Хотя открытие химической структуры витамина D, его биохимических свойств и механизма воздействия произошло лишь в последующие десятилетия, оружие в борьбе с рахитом уже было в руках врачей. Все просто – рыбий жир и солнечный свет защищали детей от этого деформирующего кости заболевания. Рахит стал не только излечим, но и был полностью искоренен в развитых странах.

В наши дни в странах, где доступна современная западная медицина, детей, болеющих рахитом, можно встретить достаточно редко. Когда-то столь распространенное, это заболевание осталось в истории медицины, и затронутые рахитом скелеты можно увидеть только в музеях анатомии, экспонаты которых наглядно показывают, что существовали заболевания, которых благодаря достижениям современной медицины больше нет.