醫學史上的4月4日:氨基酸的發現和維生素C的分離

我們都是知道營養這個概念,因為即便我們很小的時候,也會聽見家長說:某某食物有營養,要多吃(可能其實真的很難吃)或者某某零食沒營養,要少吃(我們反而很喜歡吃)。再或者聽說:某某人營養跟不上,個子沒長起來。

那麼營養到底是什麼?歷史上的今天發生的事都和營養有著密切的關係。

醫學史上的4月4日:氨基酸的發現和維生素C的分離

證明氨基酸是營養物質主要成分的羅斯出生

醫學史上的4月4日:氨基酸的發現和維生素C的分離

歷史上的今天即1887年4月4日,美國生物化學學家威廉·羅斯(William Cumming Rose,1887.4.4-1985.9.25)出生。羅斯19歲進入耶魯大學的謝菲爾德科學學院攻讀研究生。四年後,1911年,他在L·B·孟德爾完成了博士學位,並開展了一系列關於肌酸和肌酐來源的研究。R羅斯在擔任過幾個學術職務之後,接受德克薩斯大學加爾維斯頓醫學院邀請,著手組建生物化學系的工作。1922年,他以生理化學教授的身份進入伊利諾伊大學,1936年更名為生物化學教授。1922年~1955年,他把所在的部門打造成了一個優秀的生物化學家培訓中心。

羅斯發現並從結構上表證了氨基酸蘇氨酸,表明它是“必不可少的”,即不是由身體制造的而必須從飲食中獲得,發現了人體中8種必須氨基酸,即:賴氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、甲硫氨酸、色氨酸,並計算出了人體每日氨基酸的最少需要量;還證明不同的氨基酸對不同的生物體是必不可少的;研究了肌酸和肌酐代謝、內源性嘌呤代謝、二元酸及其衍生物的新營養作用以及氨基酸的營養特性;研究了蛋白質在新陳代謝中的作用、氨基酸之間的代謝相互關係以及人體對氨基酸需求的測定;表明組氨酸是迄今為止所有動物測試的基本氨基酸,對人類來說不是必不可少的。

醫學史上的4月4日:氨基酸的發現和維生素C的分離

在他的職業生涯中,共發表了124篇研究、傳記和評論文章,他所領導的部門更是培養出無數優秀生物化學人才。

因對生物化學領域的貢獻,1936年Rose當選為國家科學院院士,1966年獲得國家科學獎章。

維生素C被成功分離

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而歷史上的今天發生的另一件事也堪稱偉大,1932年4月4日,匹斯堡大學的C. Glen King教授經過5年的努力從檸檬汁中成功分離出了維生素C。

現在的我們幾乎都知道維生素C是人體不可或缺的,然而,它的發現卻是人類用血淚的教訓換來的。

一說到維生素C,就不得不說一個病——“壞血病”。公元前400年,希波克拉底就描述了這個病:這是一種特徵為出血、牙齦腫脹、肌肉關節疼痛的疾病,但當時沒有人能搞明白病因。最開始研究壞血病的一個英國海軍的醫生。因為當時的英國正是海上實力強大的時期,在海戰中打敗了不可一世的法國,英國海軍、貨船開始馳騁海洋。但長久的船上生活,很多人都得了壞血病。1747年,這位醫生做了實驗,讓嚴重壞血病的士兵嘗試各種食物,以觀察效果。結果發現,吃柑橘類水果可以預防和治療壞血病。於是,英國開始給水兵喝酸橙汁,從此壞血病在英國海軍幾乎很少發病。(所以,維生素C又叫抗壞血酸)

1931~1932年,C. Glen King開始用天竺鼠來做實驗對象,試圖提取出檸檬汁內能夠治療壞血病的有效物質。1932年4月4日,他終於提取出了這種物質——維生素C,並證明了它的化學結構為己糖醛酸。緊接著,匈牙利生理學家艾爾伯特·哲爾吉(Nagyrápolti Szent-Györgyi Alber)也獲得了同樣的發現並向世界發表。

1937年,諾貝爾生理學或醫學獎組委會將獎項頒給了哲爾吉以表彰他對於維生素C的發現和研究。但直到今天,仍有人認為此次諾獎應該由C. Glen King和哲爾吉共享。

醫學史上的4月4日:氨基酸的發現和維生素C的分離

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人體七大營養物質

營養素(nutrient)是指對於人體生長、發育、生殖和維持身體健康必不可少的物質。分為七大類:水、蛋白質、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質、膳食纖維。大部分營養素不能由人體合成,只能從自然界獲取。

營養,是指我們從外界攝取食品(食物)滿足自身生理需要的過程,也可以理解為從外界獲取營養素的過程。所以,本篇開頭說到的:某某食物有營養,其實說的是營養素含量高。某某人營養沒跟上,其實說的是營養素攝入不足。

醫學史上的4月4日:氨基酸的發現和維生素C的分離

蛋白質和氨基酸

在紀念唐德斯那篇文章裡面提到,有個人荷蘭化學家叫莫伊爾德,研究含氮食物的成分並命名為protein——蛋白質,protein這個名詞第一次出現是在150多年前的希臘詞彙,意思是“非常重要”。那麼為什麼蛋白質非常重要呢?

我們身體各個器官由無數不同的細胞構成,細胞的主要結構是蛋白質。蛋白質與機體的生長髮育、組織器官的功能和修復、內環境的調節、疾病的抵抗、大腦信息的傳遞、凝血等等重要功能息息相關。人體的蛋白質約40%存在於肌肉組織中,從而決定了機體的運動能力。

但是蛋白質並不能直接被人體吸收,它必須通過肽鍵水解,分解成氨基酸才能被人體吸收利用。在已知的20種氨基酸中,其中8種(嬰幼兒為9種)為人體無法自身合成,必需從食物中獲得,因此稱為“必需氨基酸”。這8種就是Rose研究出的賴、色、苯丙、蛋、蘇、亮、異亮、纈氨酸。兒童必須氨基酸則為上述8種再加組氨酸。


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