小小维生素D,曾是治疗佝偻病良药
公元1世纪,古罗马医生们就注意到了佝偻病的存在,直到17世纪中叶,因为英国出现佝偻病的区域性流行,医生们都束手无策,才开始用科学的方法观察和描述这种骨骼疾病。 年,D.Scheutte医生根据自己的经验,开始为佝偻病患者开出鱼肝油这一处方。虽然说不清楚鱼肝油的作用,但是却能缓解一些病人的病情,这为维生素D的研发埋下了伏笔。 到年,诺贝尔奖获得者NielsFinsen在18世纪晚期使用阳光治疗狼疮,还开发出了人工光射线的治疗手段,结果引起科学界对阳光与健康关系的研究。 19世纪末,基于NielsFinsen的研究,一些医生开始提出一种观点,认为高纬度地区的许多疾病包括佝偻病,是因为阳光照射不足引起的。 同时人们也意识到鱼肝油是一种很好的预防佝偻病的药物。另外也有试验表明,照射阳光与食用鱼肝油可以起到相同的治疗效果。来自Mt.Sinai医院的Hess医生进一步提出自己的见解:光同等于维生素。 年,Huldschinsky提出,如果阳光可以治疗佝偻病,那么人工的光线在理论上也能治疗这一疾病,他使用石英-汞灯发出的紫外线治疗佝偻病儿童,取得了不错的效果。 年,Hess医生和他的研发团队通过对佝偻病的流行病学观察,发现这一疾病与季节性的阳光变化有关系。在这一阶段,是阳光疗法的黄金时期,无论是结核病,还是佝偻病,似乎都可以用在海边晒太阳的方式来解决。 发现维生素D,狗是功臣 随着维生素A、维生素B、维生素C的发现,很多医生已经觉得光照疗法似乎没那么重要了。这些必要的维生素可以从食物中获取。 但是,至年间,英国医生EdwardMellanby在室内用低脂奶和面包喂养小狗,由于接触不到光照,狗身上出现了佝偻病症状。 在研究中发现,就算给小狗吃含维生素B、C的食品,也不能在短期内改善症状。但他发现患病的狗被喂鱼肝油后,就会痊愈,并且鱼肝油还能预防佝偻病。由此认定,鱼肝油中已经含有一种相关的物质可以防止佝偻病的发生。 他的实验成果引起了约翰霍普金斯大学化学系教授ElmerMcCollum和儿科教授JohnHolland的注意,他们一直努力证明佝偻病是因为缺乏维生素A引起的。 在研究了Mellaby等人的研究结果后,年,McCollum的团队做了一组膳食试验。他首先把鱼肝油中的维生素A破坏掉,然后喂食佝偻病的狗,结果仍然可以治愈。这意味着其中含有另外一种脂溶性物质,这是一种不同于维生素A的物质,他把这一物质命名为维生素D,因为这是第四个被命名的维生素。 年,美国威斯康辛大学生物化学家HarrySteenbock发现,对食品或其它有机材料照射紫外线,会增加其中的维生素D含量。在对鼠、狗类动物的食品照射紫外线后,这类食品可以治疗动物的佝偻病。于是Steenbock自己花了美元把自己的发现申请了专利。紫外照射技术在食品行业,尤其是奶制品行业流行起来,到了年,美国的佝偻病几乎全部被消灭了。 维生素D结构获确认 尽管已经有科学家提出了维生素D的概念,但是似乎依然没有人能够确认维生素D的化学成分,一些科学家认为,皮肤中的胆固醇被阳光中的紫外线照射而转变成了体内的活性成分,因为活性成份被鉴定为胆固醇。 但是,未被紫外线照射的胆固醇却没有效果,而照射后的胆固醇结构也没有发生改变。曾在洛克菲勒大学工作过的Hess医生依然认为,阳光可以起到维生素的作用,他于年邀请德国的胆固醇专家AdolfWindaus一起研究这一问题,后者是德国哥廷根大学一位专业研究甾醇类物质的专家,在伦敦的O.Rosenheim也加入了这一团队。 他们认为,以前人们通过以前的皂化、重结晶等方法所得到的“纯化胆固醇”其实并不是特别纯粹的物质,而是含有一定的“杂质”,正是这种杂质,在被紫外线照射后,转化成了治疗佝偻病的有效成份,即这种杂质是维生素D的前体。 Rosenheim等人推测,这种杂质的含量只有两千分之一左右。经过讨论,设计了一些实验:首先把胆固醇二溴化、重结晶,然后再通过处理转化为胆固醇。这个时候,其中已经不再含有原来的“杂质”了,即便通过紫外线照射,也不能产生期望的治疗效果,这就证明了他们的推论。 Heilbron等人发现,普通的纯化胆固醇的紫外吸收峰有三个(,,nm),这一发现给Windaus以很大启发。他一方面试图通过真空干燥、炭吸附等方法得到了胆固醇中的“杂质”;另一方面,他与同事筛选了几十种激素,通过紫外吸收、颜色反应、易氧化特性等三个方面的对比,他们认为这种杂质可能就是麦角固醇,而麦角固醇在紫外线的照射下,确实表现出了治疗佝偻病的作用。Rosenheim等与Windaus等人经过交流,也得到了相同的结果。 年,这些科学家决定发表了这一发现,并认为这一杂质是麦角固醇。年,AdolfWindaus因此这一研究成果获得了诺贝尔化学奖。而他认为没有Hess医生,自己不可能获奖,所以他把自己的资金分给了Hess一部分。 麦角固醇经紫外线照射后产生的物质很快于年被伦敦及丹麦等地的团队分离纯化,并命名为钙化醇。研究显示,0.01μg/d剂量的钙化醇就可以短期内治愈佝偻病大鼠。 而获得了诺贝尔奖的AdolfWindaus再接再厉,带领55位博士和博士后,组成了一个庞大的团队来研究维生素D的结构的研究。 年,AdolfWindaus以胆固醇为原料,合成了7-脱氢胆固醇。年,钙化醇的结构被这一团队研究得到,它是麦角固醇的同分异构体,有一个羟基,三个共轭键。 钙化醇被发现了,但新的问题接着出现。因为钙化醇可以通过麦角固醇照射阳光转化,那么没有阳光时,人体又如何摄取这一物质? 年,他和同事在多种动物和人体的皮肤内,以及一些食品中分离鉴定7-脱氢胆固醇,而它的紫外照射后的产物也具有治疗佝偻病的疗效,于是他分别把钙化醇和后7-脱氢胆固醇的紫外照射物称为维生素D2和维生素D3。 赞赏 |
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