🔬LE VITAMINE - I PIONIERI🔬

I PIONIERI

Siamo nel Rinascimento, l’era delle prime navigazioni oceaniche, i marinai passavano lunghi periodi nelle navi senza la possibilità di assumere verdura e frutta fresca. Molti dell’equipaggio iniziavano a sviluppare malattie dovute alla carenza di vitamine. La peggiore era lo scorbuto. Già nel 1536 un esploratore francese, Jacques Cartier, fornì una descrizione molto dettagliata di che cosa provocava lo scorbuto ai suoi marinai. Ma si dovrà aspettare il 1757, grazie al chirurgo scozzese James Lind, per scoprire che gli agrumi possono prevenire lo scorbuto.

Naturalmente, come tutte le grandi scoperte, all’inizio anche questa non fu accettata dai vertici dell’unità navale britannica. Infatti, le spedizioni della Royal Navy del 19° secolo in Antartide videro molti marinai soffrire di scorbuto e di molte altre malattie derivanti da un deficit vitaminico, nonostante si pensasse bastasse praticare una buona igiene personale e fare attività fisica.

Arriviamo al 1881, nell’università di Tartu in Estonia il chirurgo russo Nikolai Lunin iniziò a studiare gli effetti dello scorbuto. Per condurre i suoi studi, decise di alimentare dei topi con una miscela di tutti i componenti separati del latte a quel tempo noti. I topi che venivano alimentati con i singoli componenti morirono, mentre quelli a cui veniva somministrato latte crescevano normalmente. La conclusione di Lunin fu che il latte doveva contenere altre sostanze sconosciute, presenti in piccole quantità, necessarie alla vita.

Purtroppo gli altri ricercatori respinsero le conclusioni, perché Lunin non fu in grado di riprodurre i risultati ottenuti una seconda volta. Questo successe perché Lunin usò il saccarosio per condurre i suoi esperimenti, mentre gli altri ricercatori utilizzarono il lattosio che contiene una piccola percentuale di vitamina B.

Nello stesso periodo, in Asia iniziava a diffondersi endemicamente un’altra malattia: la Beriberi. Fu nel 1884 che l’esperto medico della Marina Imperiale giapponese, Takaki Kanehiro, notò che questa malattia colpiva soprattutto l’equipaggio di basso rango che si cibava solo di riso bianco. Grazie al supporto della marina, Kanehiro condusse un esperimento con due equipaggi. Al primo venne fornito solo riso bianco, al secondo una dieta molto varia. Nel primo equipaggio, naturalmente, vennero documentati molti più casi di Beriberi rispetto al secondo equipaggio. Grazie a questo esperimento si capì che il tipo di alimentazione contribuisse all’insorgenza della malattia, ma erroneamente si pensò che dipendesse da una carenza di proteine.

Qualche anno dopo, anche il patologo olandese Christiaan Eijkman si mise a studiare le carenze alimentari e nel 1897 scoprì che il riso integrale contribuiva a prevenire la Beriberi nei polli.

La presenza di “fattori accessori” negli alimenti per una crescita normale fu dimostrata dal biochimico britannico Frederick Hopkins nel 1912.

Nel 1929, a Eijkman e Hopkins fu assegnato il Premio Nobel per la fisiologia e la medicina per le loro scoperte.

Realmente, fu lo scienziato giapponese Umetaro Suzuki a isolare il primo complesso di vitamine nel 1910. La scoperta venne pubblicata in una rivista scientifica giapponese, ma quando fu tradotta in tedesco non si comprese che era una sostanza nutritiva di recente scoperta e quindi non suscitò molto interesse.

Nel 1912, presso l’istituto Lister di Londra, lavorava il biochimico polacco Casimir Funk che ricevette un concentrato di un’ammina, estratta dalla buccia e della pula del riso, che alleviava i sintomi di Beriberi. Chiamò questo complesso “Vitamina”, in tedesco Vitamin (dal latino vita e dal tedesco amin). In seguito questa sostanza venne riconosciuta come Vitamina B3 (niacina). Funk allora propose che anche altre malattie (rachitismo, pellagra, scorbuto) potessero essere curate grazie alle vitamine.

Questo episodio aprì il campo alle ricerche che avvennero dopo, perché si intuì che di vitamine dovevano esisterne parecchie. Fu il biochimico americano Elmer Verner McCollum a scoprire che, per essere ben nutriti, i ratti richiedevano fattori di crescita solubili sia in acqua sia nei lipidi.

Queste prime scoperte aprirono le porte a ricerche sistematiche, dove si cercava di isolare i fattori necessari in piccole quantità. Fu negli anni ‘30 che si riuscì ad isolare le prime vitamine e dargli una struttura molecolare.

Ma, prima, facciamo di nuovo un piccolo passo indietro...

Siamo nel 1919, Edward Mellanby documentò che l’olio di fegato di merluzzo preveniva l’insorgenza del rachitismo grazie a un non identificato “fattore antirachitico”. Fu poi Elmer Mc-Collum, qualche anno più tardi, a identificare questo fattore antirachitico come la Vitamina D.

Approdiamo nel 1930, quando il chimico tedesco Adolf Windaus identificò la struttura chimica della Vitamina D. Gli studi strutturali hanno anche permesso di identificare le due forme di questa vitamina, ergocalciferolo e colecalciferolo.

Sempre nel 1930 il chimico svizzero Paul Karrer determinò l’esatta struttura del β-carotene e della Vitamina A. Per il suo nome ringraziamo Heinrich Wackenroder per essere riuscito ad isolare il composto dalla radice delle carote già nel lontano 1851. Si dovrà aspettare il 1944 e il 1946 per sintetizzare la retinaldeide a l’acido retinoico.

Un anno dopo, nel 1931, Albert Szent-Györgyi supportato dal suo giovane ricercatore Joseph Svirbely sospettarono che l’acido ascorbico fosse in realtà la vitamina C. Pensarono bene di consegnarne un campione al biochimico statunitense Charles Glen King, che dimostrò la sua attività anti-scorbuto grazie ad un lunghissimo test.

Nel 1934 lavorando in modo indipendente, un chimico britannico (Sir Walter Norman Haworth) e un biochimico polacco (Tadeusz Reichstein) determinarono la struttura chimica della Vitamina C e l’attività anti-scorbutica, inoltre alla Vitamina C fu assegnato il nome di acido L-ascorbico.

Un contributo significativo alla scoperta della struttura chimica delle flavine, in particolare alla riboflavina o Vitamina B2, è dovuto a Szent-Györgyi e Haworth e nel 1935 il biochimico tedesco Richard Kuhn ne scoprì la sintesi.

Kuhn ricevette il Premo Nobel per la chimica nel 1938, un anno prima anche Karrer e Haworth ricevettero il Premio Nobel per la chimica e Szent-Györgyi ricevette quello per la medicina.

Nel 1936 l’anatomista statunitense Herbert Evans isolò un fattore liposolubile dalla frazione insaponificabile dell’olio di germe di grano, questo fattore venne scoperto dallo stesso Evans nel 1922 che chiamò fattore X, poi denominato Vitamina E successivamente alla scoperta della Vitamina D. Si dovrà aspettare il chimico tedesco Erhard Fernholz per identificarne la struttura chimica indicata poi come α-tocoferolo.

Nel 1943 fu scoperta dai biochimici Edward Adelbert Doisy ed Henrik Dam la vitamina K a seguito di esperimenti su animali dove furono identificate le sue proprietà antiemorragiche. Questa scoperta permise ad entrambi di vincere il Nobel per la medicina.

Negli anni successivi, si scoprì che le vitamine potevano funzionare anche come componenti base fondamentali di alcuni coenzimi.

Poco tempo dopo vennero chiarite anche le strutture di altre vitamine. Queste scoperte dimostrarono il loro ruolo biologico, la loro azione in piccole quantità e aprirono la strada per capire a livello molecolare i meccanismi nei quali coenzimi ed enzimi aumentano la velocità delle reazioni chimiche.