От холестерина до витамина D

Химия как «карма»

Только «кармой» можно назвать повороты судьбы будущего нобелевского лауреата, который родился в семье фабриканта и получил образование в гуманитарной гимназии, где практически отсутствовало преподавание естественных наук. Чтение научно-популярных книжек было единственной дорогой, которая могла привести юного Адольфа к медицинскому факультету Берлинского университета. Так и случилось: заинтересовавшись научными открытиями Луи Пастера и Роберта Коха, молодой человек отправился туда, где его ждали любопытные открытия.

Но поскольку от медицины до увлечения химией необходимо было сделать определенные шаги, провидение снова вмешалось в жизнь студента-медика, столкнув его с нобелевским лауреатом Эмилем Фишером, который был известен тем, что подготовил множество великих химиков, обладая особым талантом зажигать в людях интерес к науке. Разумеется, встретившись с ним, Адольф Виндаус оставил медицинский стетоскоп и ухватился за химическую реторту, перейдя во Фрайбургский университет, где и защитил диссертацию по химии. Здесь, под началом знаменитого химика Генриха Килиани, он увлекся изучением ядов, в частности токсинов дигиталиса (наперстянки): в то время это растение как нельзя лучше представляло цитату знаменитого Парацельса «Все есть яд, и все есть лекарство».

Много лет спустя Виндаусу удалось установить структуру одного из токсинов дигиталиса (дигитоксина), а во второй половине XX в. уже были изучены точные составы смеси гликозидов этого ядовитого растения. Открытия были увековечены в «Портрете доктора Гаше» Ван Гога: философско-озабоченный взгляд доктора и голубовато-синие тона картины приковывают внимание к дигиталису, лежащему на столе. И судя по всему, доктор Гаше пока не решил, что делать с сильнейшим сердечным ядом.

Однако пока эти факты оставались покрытыми тайной, Адольф Виндаус последовал совету своего наставника Килиани и занялся изучением структуры холестерина.Изучением холестерина был увлечен и другой химик — Генрих Виланд, который получил Нобелевскую премию годом раньше. Исследования желчных кислот привели Виланда к холановой кислоте: так он назвал соединение, которое смог из них выделить. Последовав дальше, он получил ту же холановую кислоту из холестерина. А это означало, что желчные кислоты и холестерин были «химическими родственниками»!

От холестерина — к витамину

Параллельно Виндаус не на шутку заинтересовался витаминами, ведь период начала ХХ в. не случайно был назван «витаминным бумом»: сначала были открыты простые по строению витамины А, В и С, затем выделен витамин В1.

Наблюдения за детьми с рахитом показали, что пациенты выздоравливают при употреблении рыбьего жира и при облучении их ультрафиолетом. Американский физиолог Альфред Гесс дополнил эти открытия, доказав, что для излечения рахита можно облучать не только тела больных, но и некоторые жирные продукты питания. В то время химикам уже было известно, что в рыбьем жире содержится жирорастворимый витамин А. Поэтому другой американец, Элмер Макколум, пропустил тресковый жир через струю кислорода, чтобы нейтрализовать в нем известный витамин А и изучить тот, что помогает избавиться от рахита. Все эти эксперименты натолкнули химиков на вывод: в организме и некоторых продуктах содержится загадочное вещество, которое под действием ультрафиолета становится витамином.

При рассмотрении химической структуры веществ, входящих в эти «витаминные продукты», в них нельзя было не заметить высокое содержание стеринов. Конечно, «специалист по стеринам» Виндаус «примкнул» к открытию Гесса. Теория немца заключалась в том, что «неизвестное вещество» — самый обычный холестерин, облученный ультрафиолетом. Лишь некоторое время спустя ему удалось получить чистый витамин D2, названный эргокальциферолом.

Однако Нобелевская премия, полученная за эти «витаминные страдания», не остановила Виндауса. Он продолжил свои исследования, выделив из поверхностных слоев кожи животных некий стерин, который образовывался естественным путем в организмах животных и человека. Это был «натуральный» витамин D3 — холекальциферол, синтезируемый в коже под действием солнечных лучей, который можно обнаружить в пище животного происхождения. Но и это открытие не было последним — в 1933 г. Адольфу Виндаусу удалось обнаружить еще один провитамин, названный 7-дегидрохолестерин.

Спустя годы Адольф Виндаус признался: «Ни с одним другим витамином процесс исследования не шел такими странными и мучительными путями». Мучения были не напрасными: исследования Виндауса помогли установить химизм половых гормонов и продвинули разработку сердечных гликозидов.

Витаминная «реинкарнация»

Современная медицина изменила свое отношение к веществу, названному почти 100 лет назад витамином D. Это породило новый виток интереса, его «реинкарнацию» и свежие исследования.

Стало известно, что витамин D влияет на многие функции, активирует наибольшее количество генов. Более 200 заболеваний имеют связь с витамином D: помимо рахита, диабет, ожирение, остеопороз, болезнь Альцгеймера, рассеянный склероз, другие аутоиммунные заболевания. Отдельные исследования показывают, что при достаточном уровне витамина D значительно снижаются риски злокачественных и других новообразований, а также риски диабета 2-го типа, ожирения, рассеянного склероза¹. Бразильское исследование по псориазу и витилиго показало возможность ремиссии при монотерапии высокими дозами витамина D².

Судя по всему, витамин D раскрыл еще не все свои секреты человечеству. И если кто-то из химиков будет столь же настойчив, как Адольф Виндаус, возможно, витамин откроет ему свою очередную тайну.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
1 Vitamin D: physiology, molecular biology, and clinical applications / Еd. by Michael F. Holick. New York: Humana Press, 2013.
2 A pilot study assessing the effect of prolonged administration of high daily doses of vitamin D on the clinical course of vitiligo and psoriasis. Danilo C. Finamor, Rita Sinigaglia-Coimbra et al. Dermato-Endocrinology 5:1, 222–234; January/February/March 2013.