阳光与“骨气”——维生素D的发现史

无论你去医院还是阅读关于健康的科普文章，你都会遇到各种专业术语。

例如，维生素d。“维生素”是维持生命所必需的元素。“D”是什么意思，第四个还是发现者姓氏的缩写？当提到维生素D时，为什么医生和科普文章的作者总是建议我们出去晒晒太阳？

阳光(网络图像)

"我发现了一种新的疾病。"

每个故事都有一个来源，具体的营养元素总是与疾病有关。维生素d也不例外。

1617年，弗朗西斯·格里森进入剑桥大学案例学院。20岁时，他不知道将来会有这么多著名的校友，比如青霉素的发现者弗莱明和著名的霍金。他知道的是，要成为一名好医生，一个人必须了解人体，但要了解人体，一个人必须刻苦学习解剖学。

格里森(照片来源:BMJ)

格里森在解剖实验室发现了许多奇怪的病例。

奇怪的地方在哪里？

一般来说，如果穷人缺少食物和衣服，他们更容易生病，但是这些病人大多来自富裕家庭。通常，患者年龄越大，抵抗力越差，而大多数患者都很年轻。当他们活着的时候，他们不能举起他们的手或者扛他们的肩膀，并且他们跌跌撞撞地前进。解剖学显示他们的头骨柔软，肋骨和腿骨变形。根据常识，这可能是遗传原因造成的，但他们的父母都很健康，没有类似的症状。

病人的骨像(照片来源:commons.wikimedia.org)

格里森在论文中写下了他的发现，并命名为佝偻病。

“我猜可能是面包。”

在接下来的200年里，佝偻病的研究似乎已经走到了死胡同，进展缓慢。直到另一个伟大的上帝。

斯诺(照片来源:日报)

约翰·斯诺于1813年出生在英国约克郡。十几岁时，他喜欢数学，因为习惯了家乡生活的病人最终选择了学医。他是第一个使用麻醉药品的医生，尽管全英国的医生都认为“自然分娩是神圣的”，他仍然试图使用麻醉药品来减轻分娩的痛苦。他也是世界上第一个进行流行病学调查的医生。他曾经将伦敦分成不同的区域，逐一进行调查，寻找霍乱的病因。

斯诺笔记(图片来源:疾病预防控制中心)

正是这项调查激励他研究佝偻病。

斯诺回忆起他过去的经历:佝偻病在英格兰北部很少见到，尤其是在苏格兰。

苏格兰和像伦敦这样的南部地区有什么不同？

有许多不同之处。但是斯诺推测问题可能是饮食。北方人有闲暇，愿意自己烤面包。南方人生活节奏很快，经常去面包店买东西。为了好看，面包店会在面包中添加明矾——也许明矾会破坏面包中的某些物质，从而影响健康？

“我认为他们不对。”

不久，另一位大神证实明矾确实破坏磷酸盐并导致佝偻病。

尤斯图斯·冯·李比希(照片来源:科学史)

尤斯图斯·冯·李比希于1803年出生在德国。他是有机化学的创始人和肥料工业之父——在研究植物的过程中，他发现植物的生长总是与某些物质有关，如氮。按照这种思路，他推测人类需要的营养元素不超过四种，即蛋白质、脂肪、碳水化合物和矿物质。另一方面，矿物质(如磷酸盐)的缺乏会导致疾病。

在当时的欧洲，尤斯图斯·冯·李比希被视为科学的同义词。每个人都相信他说的话。然而，一位年轻学者并不相信。

霍普金斯(照片来源:诺贝尔奖)

弗雷德里克·霍普金斯(弗雷德里克·霍普金斯)，1861年出生于英国，是剑桥大学生物化学系的创始人。1912年，他决定测试尤斯图斯·冯·李比希的理论:两组老鼠，第一组使用蛋白质、猪油、淀粉、蔗糖和矿物质作为饲料，第二组在此基础上添加一些牛奶。结果显示，第一组老鼠远不如第二组健康。

换句话说，除了尤斯图斯·冯·李比希提到的必需营养元素，还有一些对健康至关重要的特殊物质。霍普金斯称之为辅助食物因素。

“我终于知道是什么了！”

随后，波兰生物化学家卡西米尔·芬克认为霍普金斯提到的辅助食物因素本质上是一些胺，所以他创造了一个新词——生命所必需的维生素和胺。

那么，有多少维生素与佝偻病有关？

真相被一个不知名的年轻人埃尔默·麦考伦发现了。

麦克科勒姆(照片来源:jhsph.edu)

麦考伦于1879年出生在堪萨斯州。后来，他被耶鲁大学录取，获得了化学博士学位，并进入威斯康星大学农业学院从事研究工作。

周围的农民想知道如何更好地养殖奶牛。麦考伦思考了很长时间，决定以老鼠为研究对象——老鼠繁殖快，吃得少，更容易实验和观察。然而，威斯康星州是一个农业州，当地人，无论是学者还是赞助人，都非常讨厌老鼠。无奈之下，他不得不自己去抓野生老鼠，或者在假期悄悄去芝加哥买宠物老鼠。

在这项研究中，麦考伦发现吃黄油的老鼠通常是致命的，而橄榄油和猪油则不是。后来，他从黄油中分离出一些物质，认为这就是芬克所说的维生素。因为这是人类发现的第一种维生素，它被命名为维生素a。

麦克科勒姆(照片来源:jhu.edu)

在饲养老鼠的过程中，麦考伦发现一些老鼠也患有佝偻病。这使他对佝偻病感兴趣。接下来，他选择了300多种食物，并逐一测试它们的效果。结果表明，只有鱼肝油可以治疗小鼠佝偻病。

鱼肝油里有什么？它也是维生素A吗？

麦考伦加热鱼肝油来破坏维生素A，然而，受损的鱼肝油热仍然可以治疗佝偻病。

结束

到目前为止，真相已经大白:鱼肝油含有另一种物质，即治愈佝偻病的微生物。在麦考伦的实验中，其他学者发现了维生素B和C，所以他把鱼肝油中的物质命名为维生素D。后来，德国学者阿道夫·温达斯搞清楚了维生素D的结构，发现老鼠可以利用阳光自己合成维生素D。

阳光转化维生素D(照片来源:国家卫生研究院)

目前，我们知道维生素D是钙和磷代谢的关键。缺乏维生素D的儿童会患佝偻病，老年人可能会患骨质疏松症。如果情况严重，摔倒在地上会导致骨折。另一方面，适度的维生素D对睡眠、情绪甚至认知都有好处。

当然，我们生活在一个物质丰富的时代。我们不仅要注意维生素缺乏，还要注意维生素滥用。近年来，许多大规模的研究表明，如果没有维生素缺乏和维生素补充盲目，它是有害健康的。

所以，让我们花点时间晒晒太阳。

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