Istoria descoperirii vitaminelor: cum au fost găsite, una câte una, moleculele pe care organismul nu le poate produce

Vitaminele sunt substanțe de care organismul are nevoie în cantități foarte mici, pe care nu le poate produce singur în cantitate suficientă și a căror lipsă produce o boală anume. Aproape toate au fost descoperite într-un interval de aproximativ patruzeci de ani, între 1906, când biochimistul britanic Frederick Gowland Hopkins a vorbit pentru prima dată despre „factori accesorii” ai alimentației, și 1948, când a fost izolată vitamina B12. Fiecare a fost găsită pornind de la o boală — beri-beri, scorbut, rahitism, pelagra, anemia pernicioasă — și de la o întrebare: ce anume lipsește din hrana celor care se îmbolnăvesc? Ultima etapă a acestei istorii, sinteza completă a vitaminei B12 în laborator, s-a încheiat abia în 1972.

Poveștile laureaților Premiului Nobel pentru descoperiri legate de vitamine sunt tratate într-un articol separat pe Healthwise; aici accentul cade pe drumul fiecărei vitamine în parte, pe originea numelor lor și pe lecțiile acestei istorii pentru medicina de azi.

Istoria vitaminelor, în șase idei

1. Aproape toate vitaminele au fost descoperite între 1906 și 1948, pornind de la bolile produse de lipsa lor.
2. Cuvântul „vitamină” a fost propus în 1912 de Casimir Funk, care credea, greșit, că toate sunt amine.
3. Literele vitaminelor au fost date în ordinea descoperirii, iar unele au fost ulterior retrase.
4. Numele multor vitamine păstrează o urmă a istoriei lor, de la „anti-scorbut” la „a aduce pe lume copii”.
5. Deficitele reale au efecte grave; suplimentele la persoanele fără deficit nu au confirmat beneficii în studii mari.
6. Pentru câteva grupuri — gravide, vegani, vârstnici, sugari —, suplimentarea țintită are dovezi solide.

Înainte de cuvântul „vitamină”

La începutul secolului al XX-lea, hrana era înțeleasă ca un amestec de proteine, grăsimi, zaharuri și minerale, iar bolile precum beri-beri sau pelagra erau atribuite, frecvent, unor microbi sau unor toxine. Era firesc: descoperirile lui Pasteur și Koch arătaseră că multe boli sunt produse de microorganisme, iar ideea că o boală ar putea fi produsă de lipsa a ceva era mai greu de acceptat decât ideea că e produsă de prezența a ceva.

Observațiile care au pregătit descoperirea veneau însă de mult timp. În 1747, medicul scoțian James Lind a arătat, pe marinari bolnavi de scorbut, că citricele vindecă boala — un experiment descris pe larg într-un articol separat pe Healthwise. În anii 1880, Takaki Kanehiro a eliminat aproape complet beri-beri din marina japoneză schimbând rația, iar Christiaan Eijkman a observat, în Indiile Olandeze, că găinile hrănite cu orez alb se îmbolnăvesc. În 1907, cercetătorii norvegieni Axel Holst și Theodor Frølich au produs, pentru prima dată, scorbut la animale de laborator — la cobai, una dintre puținele specii care, ca și omul, nu își pot produce vitamina C —, oferind un model pentru studiul bolii.

Istoria are și un episod paradoxal. Marina britanică introdusese, la sfârșitul secolului al XVIII-lea, sucul de lămâie în rațiile marinarilor, iar scorbutul aproape dispăruse de pe corăbii. În a doua jumătate a secolului al XIX-lea, lămâile mediteraneene au fost înlocuite cu lime din coloniile din Caraibe, mai ieftine, dar mult mai sărace în vitamina C, iar sucul era, în plus, procesat și păstrat în condiții care distrugeau o parte din vitamină. Nimeni nu știa ce substanță conta, așa că nimeni nu a observat diferența. Rezultatul a fost reapariția scorbutului în expedițiile polare de la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea, inclusiv în prima expediție antarctică a lui Robert Scott. Norvegianul Roald Amundsen, care își hrănea oamenii cu carne proaspătă de focă, bogată în vitamina C, a evitat boala — o lecție despre cât de ușor se poate pierde o cunoaștere corectă atunci când nu se înțelege mecanismul ei.

prima vitamină a fost extrasă de un chimist japonez, dar meritul i-a revenit altcuiva

Un nume rămas aproape necunoscut în Europa este cel al chimistului japonez Umetaro Suzuki, care a extras în 1910, din tărâțele de orez, o substanță capabilă să prevină beri-beri, pe care a numit-o acid aberic și, ulterior, orizanină. Lucrarea lui a fost publicată în japoneză, iar traducerea germană, apărută un an mai târziu, a omis tocmai afirmația că substanța ar fi un nutrient nou, esențial. Meritul descoperirii i-a revenit, în manualele occidentale, lui Casimir Funk, care a publicat în engleză, în 1912. Povestea lui Suzuki nu schimbă contribuția lui Funk, care a formulat conceptul general al bolilor de deficit și a dat numele noii clase de substanțe; arată însă un lucru valabil și astăzi în știință: limba în care este publicată o descoperire și cât de clar este formulată pot decide cui îi este atribuită.

Cum s-a născut cuvântul

Biochimistul de origine poloneză Casimir Funk, care lucra atunci la Londra, a publicat în 1912 un articol în care a propus termenul „vitamine” — de la latinescul vita, viață, și amine, pentru că substanța antiberiberi pe care o studiase era o amină — și a formulat ipoteza că mai multe boli, între care beri-beri, scorbutul, pelagra și rahitismul, sunt produse de lipsa unor astfel de substanțe.

Când s-a dovedit că nu toate vitaminele sunt amine, biochimistul britanic Jack Drummond a propus, în 1920, eliminarea literei finale din cuvântul englezesc „vitamine”, pentru a păstra termenul fără a-i păstra eroarea chimică. Între timp, cercetătorul american Elmer McCollum începuse să le desemneze prin litere: în 1913 a identificat, împreună cu Marguerite Davis, un factor solubil în grăsimi, pe care l-a numit „A”, iar ulterior un factor solubil în apă, numit „B”. Literele au continuat în ordinea descoperirii.

numele de „vitamină” a fost dat și unor substanțe care nu sunt vitamine — uneori, ca să le vândă

Prestigiul cuvântului a făcut ca el să fie folosit și pentru substanțe care nu îndeplinesc criteriile unei vitamine: să fie esențiale, necesare în cantități mici și să producă o boală specifică atunci când lipsesc. Unele au fost retrase de știința însăși, pe măsură ce au fost mai bine înțelese: „vitamina F” s-a dovedit a fi un amestec de acizi grași esențiali, iar „vitamina P”, propusă chiar de Szent-Györgyi pentru flavonoidele din citrice, a fost abandonată pentru că lipsa ei nu producea nicio boală. Altele au fost inventate sau promovate comercial. „Vitamina B15”, sau acidul pangamic, foarte populară în anii 1960–1970, era vândută pentru boli cardiovasculare și pentru performanța sportivă, fără ca produsele să aibă o compoziție constantă sau un efect demonstrat. „Vitamina B17”, laetrilul din sâmburii de caise, a fost promovată împotriva cancerului, a fost infirmată de studii clinice și a produs intoxicații cu cianură. Regula practică este simplă: o substanță nu devine vitamină pentru că este numită astfel pe o etichetă.

Definiția clasică a vitaminei — o substanță pe care organismul nu o poate produce — are câteva excepții care contează. Vitamina D se formează în piele, dintr-un derivat al colesterolului, sub acțiunea radiației ultraviolete de tip B, iar pentru mulți oameni expunerea la soare acoperă o parte importantă din necesar; din acest motiv, unii fiziologi o consideră mai curând precursorul unui hormon decât o vitamină propriu-zisă. Niacina poate fi produsă în ficat din triptofan, un aminoacid din proteine, ceea ce explică de ce pelagra apărea mai ales la populațiile hrănite aproape exclusiv cu porumb, sărac în triptofan disponibil. Iar bacteriile din intestin produc vitamina K și biotină, deși nu se știe cu precizie cât din această producție este absorbită. „Vitamină” înseamnă, prin urmare, o substanță pe care organismul nu o poate produce în cantitate suficientă în toate condițiile.

Lista nutrienților esențiali nu s-a închis în 1948. Colina, o substanță necesară pentru membranele celulare, pentru transportul grăsimilor din ficat și pentru producerea acetilcolinei, un mesager chimic al sistemului nervos, a fost recunoscută oficial ca nutrient esențial abia în 1998, când autoritățile americane i-au stabilit pentru prima dată un aport adecvat. Deși organismul produce o parte din ea, cantitatea nu este suficientă la toată lumea, iar deficitul poate afecta ficatul. Nu a primit numele de vitamină, dar povestea ei arată că înțelegerea nevoilor nutriționale continuă să evolueze.

Cronologia, vitamină cu vitamină

Tabelul de mai jos reunește datele general acceptate în istoriile nutriției: anul în care factorul a fost recunoscut ca atare, anul izolării lui în formă pură și cercetătorii principali.

datele descoperirilor circulă adesea greșit — iar diferențele spun ceva despre istorie

În multe surse circulă date inexacte despre descoperirea vitaminelor. Niacina nu a fost identificată ca tratament al pelagrei în 1926, ci în 1937, de Conrad Elvehjem, deși substanța chimică, acidul nicotinic, era cunoscută încă din secolul al XIX-lea, fără ca cineva să bănuiască rolul ei în nutriție. Vitamina C nu a fost izolată în 1926, ci între 1928 și 1932, de Albert Szent-Györgyi și, independent, de grupul lui Charles King. Structura vitaminei A a fost stabilită de Paul Karrer în 1931, nu în 1942. Sinteza tiaminei a fost realizată în 1936, nu în 1933. Iar sinteza completă a vitaminei B12 a fost finalizată în 1972, nu în 1970, după aproximativ un deceniu de muncă a unei echipe internaționale. Tabloul general rămâne impresionant: în câteva decenii, o întreagă clasă de molecule a trecut de la „factori misterioși” la substanțe cu formulă cunoscută, produse industrial.

Ce spun numele vitaminelor

Numele multor vitamine păstrează urma istoriei lor.

Acidul ascorbic înseamnă, literal, acidul „anti-scorbut”. Tocoferolul, numele vitaminei E, vine din grecește — tokos, naștere, și pherein, a purta —, pentru că fusese descoperit ca factor fără de care șobolanii de laborator nu puteau duce sarcina la termen. Folatul vine din latinescul folium, frunză, pentru că a fost izolat din spanac. Riboflavina își datorează numele zahărului din structura ei, riboza, și culorii galbene, din latinescul flavus. Tiamina amintește de atomul de sulf din moleculă — din grecescul theion — și de grupul aminic care l-a indus în eroare pe Funk. Cobalamina conține, în centrul moleculei, un atom de cobalt, singura vitamină cu un metal în structură.

Cea mai neobișnuită poveste este cea a niacinei. Vitamina se numea inițial acid nicotinic, după nicotina din care fusese obținută chimic în secolul al XIX-lea. Când, în anii 1940, Statele Unite au început să fortifice făina și pâinea cu ea, s-a propus un nume nou, pentru ca publicul să nu creadă că pâinea conține substanțe din tutun: niacina, format din NIcotinic ACid vitamIN.

Vitamina B12 are și o poveste venită din agricultură. În anii 1930, în anumite regiuni din sudul Australiei și din Noua Zeelandă, oile și vitele sufereau de o boală misterioasă, cu slăbire progresivă și anemie, numită „boala coastei” sau „boala tufișurilor”. Cercetătorii australieni au descoperit, în 1935, că boala se vindecă prin adăugarea unor cantități infime de cobalt în hrana animalelor. Explicația a venit abia după izolarea vitaminei B12 și descifrarea structurii ei: bacteriile din stomacul rumegătoarelor au nevoie de cobalt pentru a produce vitamina, iar solurile din acele regiuni erau sărace în acest metal.

Necesarul de vitamine diferă de la o specie la alta, iar diferențele au jucat un rol în istoria descoperirilor. Câinii și pisicile își produc singuri vitamina C, spre deosebire de om și de cobai. Pisicile nu pot transforma beta-carotenul din plante în vitamina A și au nevoie de vitamină preformată, din surse animale, iar nici niacina nu o pot produce suficient din triptofan. Diferențele acestea explică de ce hrana pentru animale nu se poate înlocui cu alimente pentru oameni și de ce o vitamină „inofensivă” pentru o specie poate fi insuficientă sau toxică pentru alta.

Lecțiile istoriei pentru medicina de azi

Istoria vitaminelor lasă trei lecții. Prima — că observația clinică are putere — este cea mai solidă: marinarii lui Lind, echipajele lui Takaki și găinile lui Eijkman au deschis calea înaintea oricărei analize chimice. Astăzi, semne aparent banale — oboseala, căderea părului, gingiile care sângerează, amorțeala picioarelor — pot indica, uneori, un deficit real de fier, de vitamina B12 sau de vitamina C, care se confirmă prin analize.

A treia lecție este că vitaminele nu acționează izolat: vitamina C regenerează vitamina E oxidată, iar folatul, vitamina B6 și vitamina B12 participă împreună la metabolismul homocisteinei.

acidul folic în doze mari poate ascunde un deficit de vitamina B12

Legătura strânsă dintre folat și vitamina B12 are o consecință practică pe care puțini o cunosc. Deficitul oricăreia dintre cele două produce același tip de anemie, cu globule roșii mari și puține. Acidul folic în doze mari corectează această anemie și atunci când cauza ei este, de fapt, lipsa vitaminei B12 — dar nu oprește afectarea nervilor și a măduvei spinării produsă de deficitul de B12, care poate continua, fără semnalul de alarmă al anemiei, până la leziuni ireversibile: amorțeli, tulburări de mers, tulburări de memorie. Riscul privește mai ales vârstnicii, veganii și persoanele care iau de mult timp metformin sau protectoare gastrice. Regula practică este ca, înaintea unui tratament cu acid folic în doze mari, vitamina B12 să fie verificată; dozele mici, recomandate femeilor care plănuiesc o sarcină, nu ridică această problemă.

A doua lecție are nevoie de o nuanță mai mare.

între prevenirea deficitului și „optimizarea” prin suplimente, dovezile sunt foarte diferite

Se afirmă adesea că suplimentarea nu ar trebui să vizeze doar prevenirea deficitului sever, ci și „menținerea unei funcții optime”, și că deficitele subclinice de vitamina D, B12 sau folat erodează sănătatea pe termen lung, crescând riscul cardiovascular sau de declin cognitiv. Prima parte a afirmației are o bază: deficitele moderate, fără simptome evidente, există, sunt frecvente în anumite grupuri și merită corectate. A doua parte se sprijină în principal pe studii observaționale, în care persoanele cu niveluri mai mici ale unei vitamine au, în medie, mai multe boli. Când această ipoteză a fost testată în studii randomizate mari, pe persoane fără deficit sever, rezultatele au fost, de cele mai multe ori, negative: suplimentarea cu vitamina D nu a redus cancerul sau bolile cardiovasculare, iar suplimentarea cu vitaminele B, deși a scăzut homocisteina, nu a redus infarctele. Nivelurile scăzute de vitamine sunt, adesea, un marker al unei sănătăți mai precare, nu cauza ei. Conceptul de „optimizare” prin suplimente, la persoane fără deficit, nu are, deocamdată, dovezi de beneficiu clinic.

Ce spun studiile clinice moderne

Studiile clinice moderne au clarificat mult din ce se credea despre vitamine.

Pentru vitamina D, suplimentarea previne și tratează rahitismul și osteomalacia, iar la vârstnicii cu risc, asociată cu calciul, poate reduce fracturile; studiul american VITAL, publicat în 2019 pe peste 25.000 de adulți, nu a găsit o reducere a cancerului sau a bolilor cardiovasculare la persoane din populația generală. Pentru vitamina C, sinteza Cochrane arată că administrarea regulată scurtează ușor durata răcelilor, fără să le reducă frecvența în populația generală; la persoanele supuse unui efort fizic extrem, riscul de răceală a scăzut la jumătate.

Pentru folat, rezultatul este unul dintre cele mai clare din toată medicina preventivă: acidul folic luat înainte de concepție și în primele săptămâni de sarcină previne o mare parte din defectele de tub neural, efect demonstrat într-un studiu randomizat britanic publicat în 1991. Pentru vitamina B12, tratamentul deficitului corectează anemia și poate opri afectarea neurologică, dar la vârstnicii cu deficit ușor nu a îmbunătățit memoria în studiile controlate.

Pentru vitamina E, studiile mari nu au arătat beneficii cardiovasculare; în studiul finlandez pe fumători, vitamina E s-a asociat cu mai multe accidente vasculare cerebrale hemoragice, iar beta-carotenul, cu o creștere a cancerului pulmonar. Concluzia este clară: deficitul este devastator, iar megadozele nu s-au dovedit miraculoase.

Pe cine privește, de fapt, suplimentarea

Alimentația variată rămâne sursa principală: fructele și legumele pentru vitamina C, folat și carotenoizi, peștele gras și ouăle pentru vitaminele D și B12, nucile și semințele pentru vitamina E.

Grupurile pentru care suplimentarea are dovezi solide sunt câteva. Femeile care plănuiesc o sarcină iau acid folic cu cel puțin o lună înainte de concepție, nu doar după aflarea veștii. Persoanele cu alimentație vegană au nevoie, obligatoriu, de vitamina B12, iar necesarul lor de iod și de acizi grași omega-3 merită discutat. Sugarii primesc vitamina D în primul an de viață, conform recomandărilor pediatrice, iar nou-născuții, vitamina K la naștere. Vârstnicii au frecvent nevoie de vitamina D și, mai ales cei care iau metformin sau protectoare gastrice pe termen lung, de verificarea vitaminei B12.

Iar excesul are riscurile lui: dozele mari de vitamina A și D pot fi toxice, vitamina A în exces este periculoasă în sarcină, iar vitamina E în doze mari crește riscul de sângerare.

Un detaliu practic care derutează mulți cumpărători de suplimente: vitaminele sunt exprimate în unități diferite. Vitamina D apare fie în unități internaționale, fie în micrograme, iar conversia este simplă — un microgram corespunde la 40 de unități internaționale, astfel încât 1.000 de unități înseamnă 25 de micrograme. Pentru vitamina A și pentru vitamina E, conversiile depind de forma chimică a vitaminei și de sursa ei, iar două produse cu aceeași cifră pe etichetă pot conține cantități diferite. Merită verificat și dacă aceeași vitamină este luată din mai multe produse în același timp — un multivitamin și un supliment separat, de exemplu —, pentru că dozele se adună.

Afirmații frecvente și ce susțin dovezile

2x GimnasticăAcvatică Premium

Un prim pas pentru un bebe mai puternic

De la 2 luni|Doar până pe 8 noiembrie|ABC Dorobanți

Sfaturi Healthwise

• Păstrează alimentația variată ca sursă principală de vitamine.
• Nu lua suplimente pentru „optimizare” fără un motiv; verifică întâi prin analize.
• Dacă plănuiești o sarcină, începe acidul folic cu cel puțin o lună înainte de concepție.
• Dacă ești vegan, ia vitamina B12 în mod regulat.
• Dă-i sugarului vitamina D în primul an, conform recomandării medicului pediatru.
• Dacă ai peste 60 de ani, discută cu medicul despre vitamina D și B12.
• Nu lua acid folic în doze mari fără să verifici vitamina B12.
• Evită dozele mari de vitamina A, mai ales în sarcină.
• Nu lua vitamina E în doze mari dacă iei anticoagulante.
• Citește critic promisiunile care transformă vitaminele în soluții pentru orice.

Concluzie Healthwise

Istoria vitaminelor este una dintre cele mai frumoase din știință: de la marinarii lui Lind și cobaii lui Holst și Frølich, la tărâțele de orez ale lui Suzuki, la eroarea chimică a lui Funk, devenită un cuvânt universal, și la cristalele de vitamina B12. În patru decenii, o întreagă clasă de molecule a trecut de la „factori misterioși” la substanțe cu formulă cunoscută — iar numele lor păstrează încă urma acestui drum.

Lecția cea mai importantă este că echilibrul contează mai mult decât excesele. Deficitele sunt reale și merită găsite și tratate; suplimentarea țintită, în grupurile care au nevoie de ea, salvează vieți; iar megadozele și „optimizarea” la persoanele sănătoase nu și-au confirmat, până acum, promisiunile.

Pentru poveștile cercetătorilor care au primit Premiul Nobel pentru aceste descoperiri — de la găinile lui Eijkman la ardeii din Szeged —, Healthwise are un articol dedicat.

Referințe științifice

Funk C. The etiology of the deficiency diseases. J State Med. 1912;20:341-368.

Susține afirmațiile privind propunerea termenului de vitamină și ipoteza bolilor de deficit.

Hopkins FG. Feeding experiments illustrating the importance of accessory factors in normal dietaries. J Physiol. 1912;44(5-6):425-460.

Susține descrierea experimentelor privind „factorii accesorii” din alimentație.

Carpenter KJ. A short history of nutritional science: part 3 (1912–1944). J Nutr. 2003;133(10):3023-3032.

Susține cronologia descoperirii vitaminelor și contribuțiile cercetătorilor menționați.

Semba RD. The discovery of the vitamins. Int J Vitam Nutr Res. 2012;82(5):310-315.

Susține datele privind recunoașterea, izolarea și sinteza vitaminelor.

Manson JE, Cook NR, Lee IM, Christen W, Bassuk SS, Mora S, et al. Vitamin D supplements and prevention of cancer and cardiovascular disease. N Engl J Med. 2019;380(1):33-44.

Susține afirmația privind absența reducerii cancerului și a bolilor cardiovasculare după suplimentarea cu vitamina D în populația generală.

Hemilä H, Chalker E. Vitamin C for preventing and treating the common cold. Cochrane Database Syst Rev. 2013;(1):CD000980.

Susține datele privind efectul vitaminei C asupra duratei și frecvenței răcelilor.

MRC Vitamin Study Research Group. Prevention of neural tube defects: results of the Medical Research Council Vitamin Study. Lancet. 1991;338(8760):131-137.

Susține afirmația privind prevenirea defectelor de tub neural prin acid folic.