驱散“海上阴霾”的抗坏血酸，何处寻？ | 医学史上的10月22日

医 史 铭 文

抗坏血酸/维生素C，酒精中毒之父，噬菌体

来源：医脉通

作者：芭比

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坏血病之敌——从1公斤到11万吨

老鼠生活在病原体肆虐的下水道，流浪狗以垃圾堆的残羹剩饭维生，秃鹫的食源是腐烂的动物尸体，但它们却都能安全存活，不被细菌所侵害，这是为何？原来，这些动物的解毒能力，来自于体内的维生素C——这种维生素的免疫保护能力，是许多物种赖以生存的安全盾牌。

对于我们人来说，也是如此。如果说维生素A是“维生素之母”，维生素C则称得上是“维生素之祖”。

如今我们知道，维生素C是一种水溶性维生素，人体不能自我合成，只能通过饮食摄取，通过小肠上段吸收。以一个150斤体重的人为例，每日推荐的维生素C摄入量为60mg，而大多数人从饮食中得到的摄入量却远低于此。

缺乏维生素C，人就容易罹患各种传染病、慢性病；补充维生素C，也成为提高健康水平的必备环节。但在几百年前，受限于知识与技术，人类曾对大量提取、合成维生素C望洋兴叹。从天然物质中提纯出1kg维生素C，更是难于登天——

而第一个做到这一点的匈牙利生化学家Albert Szent-Gyorgyi（1893.9.16-1986.10.22），则因此获得了1932年的诺贝尔生理学或医学奖。今天 ，便是这位“维生素C合成之父”的33周年忌辰。

图 | National Institutes of Health

➤“海上阴霾”坏血病

人类历史上曾有一种“不治之症”——坏血病。早在希波克拉底时期，坏血病就被记载于医学古籍。15世纪之后，文献中记录的坏血病高发于海员、海盗，因其死亡率颇高更是犹如一片黑暗的“海上阴霾”。

患上坏血病的海员，一开始会出现四肢无力、烦躁不安，皮肤易红肿、肌肉疼痛。随后脸部肿胀、牙龈出血、牙齿脱落。最终皮下大片出血，严重疲惫、腹泻、呼吸困难，往往因器官肾衰竭而死亡。

奇怪的是，15世纪我国郑和下西洋的文献中却无大量船员因坏血病死亡的记录，与西方航海习惯相比，东方长途航海多会备上大量蔬菜与水果。虽然古代东方人并不清楚其中发挥作用的是什么，却无妨在实践中大为获益。

相比之下，西方探险家、航海家，则很少有人意识到柠檬等水果、蔬菜在航海中预防坏血病的作用，客观原因是当时缺乏保存新鲜蔬菜、水果的技术。

患坏血病的船员们 | New Zealand Geographic

直到18世纪中叶，英国海军军医James Lind通过严密的临床试验，确认坏血病与海员饮食之间存在密切关联。Lind制备了橘子汁作为治疗坏血病的药物，出售给海军部门。但不巧的是，Lind自制的“桔汁药”由于氧化导致维生素C失活收效甚微，英国海军部门因此对其嗤之以鼻。

几十年后，另一负责海军医疗的Gilbert Blane坚信Lind的理论，再次强制船员应摄食新鲜橘子与柠檬汁，英国海军才根除了坏血病。

➤知其所以然：抗坏血酸的发现

虽然摄食新鲜水果，驱赶走了覆盖在海员头顶的坏血病阴霾，但对其中发挥治疗与预防作用的关键物质，人们仍迷惑不解。许多学者不懈地研究水果中的成分，仍无法分离出那种神秘的“治疗因子”。

图 | Pixabay

这样的探索延续了百年——1907年，两位挪威生理学家才成功地在小白鼠身上，建立了坏血病的动物模型。后来我们知道，能成功建立起动物模型，恰好是因为小白鼠与人类相似，不能自身合成维生素C。

机缘巧合之下，1928年，新鲜蔬菜、水果中的这种“抗坏血病因子”被确认为维生素家族中的一员，并被命名为“水溶性因子C”。

➤辣椒or牛肾上腺：整整1公斤

此时，轮到我们今天的主人公、匈牙利生化学家Albert Szent-Gyorgyi登场了。他早年曾在多国求学，对生物氧化还原机制颇有见地。1927年，他受邀赴英国剑桥大学工作，几个月时间便在实验室中成功地从牛肾上腺中分离出1克较纯的抗氧化物质，并将这种物质命名为己糖醛酸（hexuronic acid）。

两年后，Szent-Gyorgyi前往美国梅奥医院，再次从牛肾上腺中分离出大量该物质。但由于当时生化技术尚不成熟，再加之提取量仍较少，这种抗氧化物质的结构仍然不明。

1930年，Szent-Gyorgyi回到自己的故土匈牙利，他意外发现，就在祖国有一种常见的辣椒作物中，含有大量这种抗氧化物质。他成功地从辣椒中分离出整整1公斤己糖醛酸，并继续探究其结构，终于发现该提取物可以进而合成维生素C。

1932年，美国科学家从Szent-Gyorgyi的实验室间接得到这种物质，并通过动物模型试验，确定己糖醛酸便是此前被发现对坏血病有治疗作用的维生素C。1937年，Szent-Gyorgyi因发现“与生物燃烧过程有关的发现，特别是关于维生素C和延胡索酸的催化作用”，获得诺贝尔生理学或医学奖。

图 | med-health.net

而当年的诺贝尔化学奖，则颁发给了正确描述维生素C化学构造的生化学家Walter H. Haworth，其还发现了制造维生素C的多种方法。维生素C的另一名称——抗坏血酸（ascorbic acid），则由Szent-Gyorgyi与Haworth共同命名。

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评古论今•从“斤斤计较”到批量生产

曾几何时，提取出1公斤维生素C就难于上青天，是诺贝尔奖级的发现；后来，化学家们发明了维生素C的大规模合成方法。最早的生产方法被命名为Reichstein过程，其包括一个六步反应，涉及微生物的发酵等复杂工艺。如今，工业生产维生素C已不再困难。

近年来，世界各国不断提高健康人每日维生素C的推荐摄入量，部分地区已达到90mg/天。而维生素C作为药品和食品添加剂，全世界平均每年的需求已达11万吨。每一个不再缺乏维生素C的现代人，今天都应纪念迈出维生素C合成第一步的科学家Albert Szent-Gyorgyi。

10月22日•医史拾遗

➤首次报道噬菌体的英国细菌学家诞辰

今天是英国细菌学家Frederick William Twort（1877.10.22-1950.3.20）的142周年诞辰。他首次报道了一种可以感染细菌的病毒，并称之为噬菌体；法国的Felix　d’ Herelle也独立报道了这种新型微生物。

➤酒精中毒研究的先驱生理学家忌辰

今天是美国生理学家Elvin Morton Jellinek（1890.8.15-1963.10.22）的56周年忌辰，他是研究酒精中毒症状与生理机制的先驱，其著作《The Disease Concept of Alcoholism》等为酒精中毒研究奠定了基础。

参考资料：

[1] 《极简新药发现史》，清华大学出版社，2018-1.

[2]  Albert Szent-Györgyi，Encyclopaedia Britannica.

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