Коллектив авторов - 100 великих научных открытий

Следующий шаг в открытии витаминов был сделан в 1886 г., когда нидерландский бактериолог Христиан Эйкман отправился в тюремный госпиталь на острове Ява, дабы выяснить причину болезни бери‑бери (полиневрита), которая уносила сотни тысяч жизней. В ходе одного из экспериментов Эйкман обнаружил, что цыплята, питающиеся шлифованным рисом, страдали полиневритом, но стоило перевести их на цельное зерно, как они выздоравливали. Кроме того, ученый заметил, что тюремные заключенные, которых кормили очищенным рисом, тоже часто болели бери‑бери, а среди тех, кто употреблял неочищенную крупу, болезни подвергался всего один человек из 10 000.

Догадавшись, что в рисовой шелухе содержится некое вещество, предупреждающее полиневрит, Эйкман выделил данное соединение с помощью воды и отметил крошечный размер молекул, свободно проходящих сквозь мембрану, через которую не могли проникнуть белки. На этом эксперименты Эйкмана закончились, однако он внес огромный вклад в открытие витаминов, за что в 1929 г. получил Нобелевскую премию.

В то же время голландский диетолог Корнелис Пекельхаринг и английский биохимик Фредерик Хопкинс провели ряд исследований, в ходе которых сделали вывод, что в молочном белке (казеине) содержится вещество, необходимое для роста и развития организма. Тем не менее вопрос о природе и структуре вещества оставался открытым до 1911 г., когда польский ученый Казимир Функ путем химического анализа выделил из рисовых отрубей (а чуть позже — из дрожжей и других продуктов) кристаллическое соединение, в настоящее время именуемое витамином В 1, или тиамином. Как оказалось, данное вещество относится к группе органических и содержит азот в составе аминогруппы ‑NH 2, выдерживает кипячение 20 %‑ным раствором серной кислоты, а значит, устойчиво к действию кислот, однако быстро разрушается щелочами. Год спустя Функ дал веществу название, оттолкнувшись от латинских vita ― жизнь и amini ― амины, азотистые соединения. Впоследствии ученый ввел понятия «авитаминоз», «гиповитаминоз» и «полигиповитаминоз», предположив, что причиной многих болезней является отсутствие в пище одного из «жизненных аминов».

В 1913 г. американские биохимики Элмер Вернер Макколлум и Маргарита Дэвис выделили из сливочного масла и яичного желтка вещество, которое хорошо растворялось в жирах и плохо — в воде. Макколлум назвал его «жирорастворимым фактором А», а «витамин» Функа, предупреждающий бери‑бери, — «водорастворимым фактором В». С тех пор подобные факторы стали обозначать буквами латинского алфавита.

В 1920 г. английский биохимик Джек Сесиль Драммонд решил упорядочить номенклатуру витаминов и заменил название «жирорастворимый фактор А» на «витамин А» (в дальнейшем было выявлено, что этот витамин предупреждает сухость кожи вокруг глаз). В том же году Макколум выделил из жира печени трески вещество, препятствующее рахиту, и назвал его витамином D. А за последующие 10 лет ученые выяснили, что витамин В растворяется только в воде и включает в себя целый ряд веществ (В 1, В 2, В 3), каждое из которых имеет свои свойства и функции.

Витамин Е был открыт в1920 г., когда ученые обнаружили, что при длительной молочной диете даже у очень плодовитых белых крыс начинаются проблемы с зачатием. Два года спустя К. Бишоп и Г. Эванс заметили, что при исключении из рациона растворимых жиров, которыми богаты зародыши зерновых культур и зеленые листья, изначально здоровые крысы рождают мертвых детенышей. В то же время у самцов крыс при недостатке витамина Е происходили изменения в эпителии семенных канальцев, из‑за чего животные теряли способность к оплодотворению. В 1936 г. ученые получили первые препараты витамина Е путем экстракции из масел ростков зерна, а через пару лет П. Каррер осуществил синтез витамина Е. Дальнейшие исследования показали, что этот элемент оказывает влияние не только на репродуктивную функцию.

Витамин С впервые был получен из лимонного сока в 1923―1927 гг. С. Зильвой, который затем определил основные свойства этого вещества. За последующие пять лет Э. Сент‑Дьёрдьи выделил из надпочечников быка, а также из капусты и паприки вещество, названное им гексуроновой кислотой, которая позже получила название аскорбиновой.

В 1929 г. ученые предположили, что существует фактор, влияющий на свертываемость крови, после чего датский биохимик Хенрик Дам открыл жирорастворимый витамин К ( Koagulations vitamin ) и в 1943 г. получил Нобелевскую премию. В настоящее время исследования витаминов продолжаются, но уже понятно, что каждое из этих веществ нашему организму жизненно необходимо.

Создателями учения о нейроне считаются Сантьяго Рамон‑и‑Кахаль и Камило Гольджи. Первый использовал технику окрашивания, предложенную вторым, чтобы разглядеть в микроскоп тончайшие волокна — отростки нервных клеток. Увидев, что клетки образуют целые нейронные сети, Сантьяго зарисовал их, а в 1894 г. на лекции в Королевском сообществе Лондона сделал доклад о своем открытии, но… из‑за отсутствия убедительных доводов не нашел сторонников.

Впрочем, мало кто знает, что у истоков учения также стоял знаменитый создатель психоанализа Зигмунд Фрейд. В 1877 г., будучи студентом‑медиком, он устроился на работу в лабораторию физиолога Эрнста Брюкке и сразу же увлекся изучением биологии нервной ткани. Брюкке среди прочего интересовался эффектом воздействия электричества на нервно‑мышечную ткань и яро опровергал теорию витализма, согласно которой все живое отличается от неживого некой «жизненной искрой», «энергией», связанной с душой. Физиолог считал, что живые сущности функционируют благодаря определенным физико‑химическим законам, и эту идею Фрейд использовал впоследствии в построении своей «Психодинамической теории личности».

Задавшись целью сравнить нервную деятельность человека и других позвоночных с беспозвоночными, Фрейд долгое время изучал под микроскопом мозг лягушек, речных раков и миног, что привело его к ряду важных открытий, которые помогли установить эволюционную связь между всеми организмами. Так, ученый выяснил, что позвоночная хорда миноги содержит недифференцированные (незрелые) клетки, из которых формируются чувствительные волокна. А еще — что нервные волокна берут начало в сером веществе и складываются в сеть, подобную паутине. Кроме того, Фрейд первым описал структуру и функции продолговатого мозга, а также белую субстанцию, соединяющую спинной мозг и мозжечок.

В то время структура нервной системы была предметом бурных дебатов. В 1830‑е с помощью микроскопа ученые открыли клетку, однако техника была еще недостаточно мощной, чтобы позволить разглядеть синапсы — промежутки между нервными клетками. Потому весь научный мир разделился на два лагеря: нейронистов и ретикуляристов. Первые полагали, будто мозг состоит из элементарных структурных частиц — нейронов. Вторые же считали, что мозг — это единая структура, неразделимая на клетки. Приняв сторону нейронистов, Фрейд взялся описывать и зарисовывать все свои наблюдения за серым веществом и выходящими оттуда нервными волокнами, а в 1877 г. опубликовал изображение позвоночной хорды миноги, где отчетливо просматривалось тело нервной клетки в сером веществе.