Когда впервые в нобелевских вердиктах прозвучало слово «витамин», как «вредный» холестерин превращается в полезный витамин и как научно-популярные книги привели к высшей научной награде, рассказывает очередной выпуск рубрики «Как получить Нобелевку».

Адольф Отто Рейнольд Виндаус

Родился 25 декабря 1876 года, Берлин, Германская империя

Умер 9 июня 1959 года, Геттинген, ФРГ

Нобелевская премия по химии 1928 года. Формулировка Нобелевского комитета: «За работы по изучению строения стеринов и их связи с витаминной группой (in recognition of the extraordinary services he has rendered to the advancement of chemistry by his research into the constitution of the sterols and their connection with the vitamins)».

Будущий лауреат родился в столице Германской империи в достаточно далекой от науки семье: его отец происходил из клана текстильных фабрикантов. Среднее образование, которое получил Виндаус, было действительно средним – в гимназии упор делался в основном на литературу, а естественнонаучных знаний почти не было. Зато мальчик пристрастился к чтению, и среди прочих книг, которые глотал маленький Адольф, были научно-популярные книжки, в которых рассказывалось об открытиях Луи Пастера и Роберта Коха. Это и предопределило выбор специальности в Берлинском университете: Виндаус отправился на медицинский факультет.

Эмиля Фишера, который сам был нобелевским лауреатом, был учеником нобелевского лауреата Адольфа фон Байера и сам был научным руководителем нобелевского лауреата Отто Дильса, особо представлять не надо. Помимо того, что он самолично подготовил много великих химиков, пусть и без нобелевской славы (для тех, кто занимался химией, имена Отто Руффа или Людвига Кнорра скажут достаточно много – в их честь тоже названы химические реакции), Фишер умел просто зажечь в людях интерес к науке. И именно его заслуга в том, что Адольф Виндаус, бывший всего лишь вольнослушателем его лекций о применении методов «классической» химии в физиологии, решил сменить стетоскоп медика на реторту химика – и уже во Фрайбургском университете Виндаус работает над диссертацией по химии.

Его привлекают яды, и он изучает токсины дигиталиса под руководством Генриха Килиани (забавно, что оба человека, сыгравшие самую значительную роль в пути Виланда к Нобелевской премии в истории химии «слились» в именной реакции Килиани-Фишера, благодаря которой стало возможным удлинять углеродный скелет углеводов, которыми занимались и Фишер, и Килиани).

Дигиталис, или наперстянка – хорошо известное растение, которое издавна входит как в число тех цветков, которыми можно отравить, так и лекарственных растений. Помните знаменитый «Портрет доктора Гаше» Ван Гога? У доктора в руке именно дигиталис.

Другое дело, что дигиталис-вещество, которое выделяется из дигиталиса-растения, — гликозид наперстянки, — сильнеший сердечный яд. Впрочем, и дигиталис-яд представляет собой смесь гликозидов, точные составы которых были установлены лишь во второй половине XX века. Мы же только отметим, что структуру дигитоксина, одного из токсинов дигиталиса, Виндаус смог установить лишь в 1925 году, через 26 лет после получения докторской степени.

Кстати, если вы внимательно присмотритесь к формуле дигитоксина, в правой части формулы вы увидите три шестичленных и одно пятичленное кольцо. Это – стериновая группа, которая присутствует в хорошо знакомом всем холестерине (как вы можете помнить, в том числе, за изучение холестерина и прочих стероидов получил Нобелевскую премию 1927 года Генрих Виланд). Именно изучением структуры холестерина по совету Килиани и занялся Виндаус.

Виланд, изучая желчные кислоты, выделил соединение, которое назвал холановой кислотой. В 1919 году уже Виндаус получил ту же кислоту из холестерина, доказав тем самым химическое сродство холестерина и желчных кислот (тем самым добавив несколько очков в нобелевскую копилку Виланда).

Сам же Виндаус к тому времени изучал витамины. Предысторию их открытия мы описали в статье о Христиане Эйкмане, «забежав» в истории премий немного вперед. Но мы же не виноваты, что с Нобелевской премией за открытие витаминов Христиану Эйкману Нобелевский комитет затянул аж на 22 года! Вкратце напомним: Эйкман показал, что болезнь бери-бери в Индонезии возникает из-за того, что в рационе заключенных и военных присутствовал исключительно шлифованный рис. Стоит давать неочищенный рис, и симптомы исчезают. Значит, в рисовой шелухе присутствует какое-то вещество, недостаток которого и приводит к заболеванию.

В 1912 году Фредерик Гоуленд Хопкинс и Казимир Функ сформулировали концепцию необходимых витаминов, а Функ выделил витамин В1 – тот самый, который «открыл» Эйкман. В 1929 году Хопкинс разделит премию с Эйкманом, Функ не получит награду никогда.

К началу 1920-х годов стало ясно, что еще одна болезнь как-то связана с витаминами: рахит, проблемы с развитием ребенка в начале жизни, в том числе – скелета.

Стало ясно, что от рахита выздоравливают, во-первых, дети, которых кормят рыбьим жиром, а во-вторых, дети, которых облучают ультрафиолетом.

В 1924 году физиолог из США Альфред Гесс сделал удивительное открытие: лечат рахит и некоторые виды пищи, которые были облучены УФ. Сама собой напрашивалась идея: а что, если в пище и в организме содержится некоторое вещество, которое мы условно назовем провитамином, которое под действием ультрафиолета превращается в витамин? Разбирая химическую структуру веществ входящие в такие «провитаминоносные» продукты, Гесс увидел высокое содержание стеринов в них. А кто у нас крупнейший специалист по стеринам в мире? Правильно, Виндаус.

Виндаус отплыл в США и вместе с Гессом показал, что холестерин под действием солнечного света в несколько этапов превращается в новый витамин. Витамин назвали витамином D3 – холекальциферолом.

Позже удалось показать, что он синтезируется и в коже под действием солнечных лучей. Еще позже, уже после своей премии, Виндаус сумел найти еще один провитамин D – 7-дегидрохолестерин. Это случилось в 1933 году. Сложнейшая для того времени биохимическая цепочка была распутана с такими усилиями, что впоследствии он вспоминал: «Ни с одним другим витамином процесс исследования не шел такими странными и мучительными путями».

Одновременно с витаминными «мучениями» Виндаус сумел связать структуру холестерина еще с одним ядом — кожным ядом некоторых жаб, буфотоксином, который изучал другой упомянутый здесь нобелевский любитель ядов – Генрих Виланд.

Именно это и отметил в своем выступлении представитель Нобелевского комитета Хендрик Сведербаум: «В результате терпеливой и высококвалифицированной работы Виланду удалось получить в чистом виде несколько дигиталис-глюкозидов и их соединений... Таким образом, было доказано, что эти растительного происхождения сердечные яды непосредственно связаны, с одной стороны, с холестерином и желчными кислотами, а с другой – с сердечным ядом животного происхождения, буфотоксином, который с большим успехом изучал Генрих Виланд».

Так что исторически именно Виланд стал первым, но далеко, далеко не последним лауреатом Нобелевской премии, который получил ее за «витамины».