218｜维生素：哪种营养素是诺贝尔奖的宠儿？

在二十世纪上半叶，与维生素相关的诺奖至少有6个。

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我是孙轶飞，欢迎来到《医学文明300讲》。

之前我们说过，关于疟疾的研究获得了至少4个诺贝尔奖，今天我们来介绍另一个诺奖的宠儿——维生素。

对人体来说维生素必不可少且不可替代，它是维持生命活动必须的一类有机化合物，虽然人体每天需要量很小，但它们却参与了人体中的几乎所有代谢过程，维生素缺乏会出现一系列相关疾病。

正是因为维生素重要，它在二十世纪上半叶成了诺贝尔奖的宠儿，包括上一讲咱们讲到的1929年诺贝尔医学奖在内，在二十世纪上半叶，至少有6个诺奖和维生素有关，而且不限于诺贝尔医学奖。今天我们就来认识几个因为维生素而获得诺奖的科学家。

温道斯与维生素D

第一位研究维生素的诺奖得主并不是医生，而是德国化学家阿道夫·温道斯（Adolf Otto Reinhold Windaus，1876-1959），他发现了维生素D，并进行了针对它的相关研究，因此获得了1928年的诺贝尔化学奖。

化学家得化学奖，却成了医学史上的重大事件，这见证了现代医学是如何高度依托于基础学科的进步的。

那么，维生素D是什么？它有什么用呢？

维生素D是一种脂溶性维生素，它可以促进小肠吸收钙和磷，对维持血液里钙的浓度至关重要。你肯定知道，钙对于骨骼有重要意义，如果儿童缺乏维生素D就会缺钙，而缺钙会影响骨骼发育，进而形成佝偻病。

很明显，补充维生素D可以预防佝偻病，具体的方法主要有两种：

• 第一种就是晒太阳，因为紫外线可以让人体合成维生素D；
• 第二种方法是食补，鱼类、蛋黄和奶制品都含有丰富的维生素D。

值得一提的是，发现维生素D的温道斯虽然是德国人，但在一战期间拒绝研究毒气，在二战期间公开反对纳粹的统治，可以说不仅在科学领域取得了极高的成就，更是始终保持了科学家的良知。

圣捷尔吉的医学起点

既然发现维生素D的人得了化学奖，那么发现维生素C的人想必也应该得化学奖吧？并没有，发现维生素C的阿尔伯特·圣捷尔吉（Albert Szent-Györgyi，1893-1986）在1937年获得了诺贝尔医学奖，而他不但保持了科学家的良知，更是在动荡的年代里做出了不少颇具幽默的选择。接下来，我们就聊聊他的故事。

圣捷尔吉小时候家境贫寒，学习也不好，甚至需要在家庭教师的帮助下才能通过考试。但在他16岁的时候突然开窍，并顺利考进了医学院。他的叔叔是生理学家，邀请他加入了自己的实验室，而且还建议他进行直肠、肛门疾病的研究。

之所以有这样的建议，是因为叔叔患有痔疮，希望侄子能治好他的病。正是因为从肛肠疾病开始研究医学，所以圣捷尔吉经常自嘲，说自己进入医学领域的“开头不佳”。

战争中的选择

一战期间，身为匈牙利人的圣捷尔吉成为奥匈帝国的医疗兵。面对惨烈的战场，他只有一个想法，当逃兵。然后他利用自己的解剖学知识，巧妙地对自己的胳膊开了一枪，既没有落下残疾，又成功逃离前线，而且没有受军事法庭的审判。

接下来，逃离前线的圣捷尔吉被派到了军方的细菌学实验室。这家机构准备在战俘身上进行人体实验，圣捷尔吉断然拒绝，结果被派到了意大利北部一个沼泽遍布、疟疾横行的地区。幸运的是，一战很快就结束了，圣捷尔吉这才逃过一劫。

细胞氧化与辅酶因子

之后圣捷尔吉去往荷兰，专注于细胞内部的生物氧化过程，想要搞清楚细胞怎么把碳水化合物转化成为能量，然后他发现，这个过程是循序渐进、逐步完成的。

关于这个过程的原理，圣捷尔吉认为，碳水化合物提供能量的过程里发生了氧化，而氧化过程就是把其中所含的氢元素分离出来。而在每一次发生反应的过程里，不但有酶作为催化剂加快反应速度，而且还有“辅酶因子”这样的辅助成分参与其中。

维生素C的发现与命名

那么，这个跟维生素有什么关系呢？当时人们已经发现，维生素B族中的某些成员本身就是辅酶因子。也正是在进行这项研究的过程中，圣捷尔吉发现了一种新型的辅酶因子。

在给这种新物质命名时，他表现得非常诙谐幽默，给它起了个谐音梗名字叫Godnose，这是个谐音梗，意思是“天知道”（God knows）。

但学术期刊的编辑显然缺少幽默感，拒绝了圣捷尔吉，最终他只能给这种新物质起了严肃的名字己糖醛酸（hexuronic acid），这也就是我们熟悉的维生素C。

之后，圣捷尔吉去往美国，先是从动物的肾上腺中提取出了己糖醛酸。然后又发现很多蔬菜和水果都含有这种物质，尤其是辣椒里的含量非常高。

在此之前，医学家们已经证实蔬菜水果中含有能够预防坏血病的成分，而圣捷尔吉发现这种成分正是己糖醛酸。因此，他把己糖醛酸重新命名为抗坏血酸（scorbutic acid），直到今天在某些领域依然把维生素C叫作抗坏血酸。

从辣椒提取到诺贝尔奖

1928年，圣捷尔吉已经熟练掌握了从植物中提取维生素C的技术。他从辣椒粉中提取了几公斤维生素C，并把它寄给了世界各地研究维生素和能量代谢的科学家，这个举动充分显示了圣捷尔吉的胸怀。

在化学工业的支持下，维生素C在1933年已经实现了大规模生产。4年之后的1937年，圣捷尔吉因为发现维生素C的贡献获得了诺贝尔医学奖。

维生素研究中的化学奖

值得一提的是，同样是在1937年，还有两位科学家因为研究维生素获得诺奖，但他俩并没有和圣捷尔吉分享同一个奖项，因为他俩获得了诺贝尔化学奖。

其中英国有机化学家沃尔特·霍沃思（Walter Norman Haworth，1883-1950）发现了维生素C的结构式，并在1933年成功合成了维生素C。而瑞士有机化学家保罗·卡勒（Paul Karrer，1889-1971）则对维生素A、维生素B2等维生素进行了研究，阐明了它们的化学结构。

而在第二年的1938年，诺贝尔化学奖再次颁给了维生素的相关研究者，德国科学家库恩（Richard Kuhn，1900-1967）因为维生素B族的研究而获得诺奖。

达姆与鸡的出血症状

但这依然不是维生素最后一次出现在诺奖的获奖名单上，1943年，又有两位科学家因为研究维生素K而获奖。这一年的诺奖相当特殊，因为在1940年至1942年期间，由于战争原因，诺贝尔奖暂停颁发。直到1943年才全面恢复。

然而，这一年的医学奖评选过程并不顺利，委员会始终未能达成一致，最终在1944年才决定追授奖项。这是诺奖历史上的特例。

获奖者之一是丹麦科学家亨利克·达姆（Carl Peter Henrik Dam，1895-1976），他也是把鸡作为实验对象。

达姆发现，如果用缺乏某些成分的特殊饲料喂鸡，就会导致鸡出现健康问题。比如，使用脱脂饲料喂养时，小鸡容易出现出血症状。因为之前已经有很多科学家提出了维生素的概念，所以达姆也想到，一定是某种必要营养物质的缺乏导致出血。

自身合成能力带来的线索

达姆首先想到的就是胆固醇缺乏，所以他在饲料里添加了胆固醇，但是鸡的症状并没有改善。然后他进行了一番研究，发现鸡可以自己合成胆固醇。虽然研究失败了，但是这给了达姆非常重要的启示，如果动物可以自己合成某种物质，就不会因为饮食里的缺乏而引发疾病。

带着这个思路，达姆翻阅了其他科学家的研究成果，然后他发现，原来类似的错误早就有人犯过了。之前有人发现，用普通鱼类喂鸡不会影响健康，但是把鱼脱脂之后喂鸡，鸡就会出现出血症状，接下来在饲料里加入卷心菜，鸡的流血症状就会缓解。

但是发现这个现象的科学家认为，一定是卷心菜里的维生素C在起作用，所以没有继续进行研究。

看到这，达姆顿时意识到，之前的研究者犯了大错误，虽然人类不能自己合成维生素C，必须从食物里摄取，但是鸡不一样。正像他之前发现鸡可以自己合成胆固醇，鸡也可以自己合成维生素C，所以引起鸡流血的原因绝对不是缺乏维生素C，一定还有新东西值得自己去发现。

维生素K的发现与结构

然后他开始尝试不同的食物，结果发现绿叶蔬菜、猪肝、卷心菜和大豆等都能减轻流血症状。他推测这些食物中必定含有一种维生素，并将其命名为维生素K。这一命名源于德语中"凝血"（Koagulation）一词的首字母。

1934年，达姆宣布发现了维生素K。但是作为一名医生，他并没有足够的化学知识，所以没法确定维生素K到底是什么。而揭示维生素K本质的任务落到了化学家身上。

完成这项工作的人是美国化学家爱德华·多伊西（Edward Adelbert Doisy，1893-1986）。多伊西出生于美国伊利诺伊州，在伊利诺伊大学获得硕士学位后，前往哈佛大学深造，并取得生物化学博士学位。

在研究维生素K之前，他已对激素进行了深入研究，发现了三种不同的雌性激素：雌酮、雌二醇和雌三醇。

凭借这些研究，他曾两次获得诺贝尔奖提名，遗憾的是，德国科学家阿道夫·布特南特几乎与多伊西同时发现了雌酮，并获得了1939年的诺贝尔化学奖。

不过多伊西没有因为这种小事止步不前。就在错失诺奖的1939年，多伊西成功从肝脏中提取出维生素K，并进一步研究揭示了维生素K的化学结构。

之后科学界对维生素K进行了分类：从植物中提取的称为维生素K1，从动物身上提取的称为维生素K2，而人工合成的则称为维生素K3。

凭借对于维生素K的出色研究，多伊西和达姆分享了1943年的诺贝尔医学奖。

错失诺奖的发现者

当然，这次诺奖同样有遗憾。美国学者赫尔曼·阿尔姆奎斯特（Herman J. Almquist）同样发现了维生素K，时间比多伊西还要早，但他发表论文的时间稍微晚了一些，结果没能得到这一年的诺奖。

但是他保持了风度，不但非常淡然地接受了这个结果，还写信给获奖者表示了祝贺。虽然没有获得诺奖，但是他的贡献和风度赢得了学术界的一致好评。

总结

在二十世纪上半叶，对于维生素的研究是诺奖的热门领域。与维生素相关的诺奖至少有6个，包括1929年、1937年、1943年的诺贝尔医学奖，以及1928年、1937年和1938年的诺贝尔化学奖。不得不说，维生素真是诺奖的宠儿。虽然这些当年的前沿科学在今天已经成为了医生的基础知识，但这些科学家的贡献见证了医学是如何一步步走到今天。

思考题

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好啦，今天的内容就到这里，明天见！