从维生素的发现到血管医学：坏血病之谜揭示的血管守护者
引言：看不见的营养素改变了医学
今天，当人们听到“维生素（Vitamin）”这个词时，往往会有一种**“对身体有益的补充剂”**的印象。然而，直到20世纪初，维生素的概念根本不存在，正因为如此，数以百万计的生命不断逝去。
特别是在血管健康方面，维生素的发现史本质上就是血管医学的历史。坏血病（scurvy）的恐怖揭示了维生素C与血管的深层关系，而对脚气病（beriberi）的研究告诉我们，它不仅影响神经系统，还影响循环系统。
在本文中，我们将追溯维生素的发现历史，并从科学史的角度解释它们是如何与血管健康联系在一起的。
1. 维生素概念诞生之前：“神秘怪病”的时代
坏血病：大航海时代的噩梦
在15至18世纪的欧洲大航海时代，有一种疾病让船员们接连死亡。这就是坏血病（scurvy）。
症状非常可怕：
- 牙龈出血，牙齿脱落
- 皮下出血（紫癜），旧伤口再次出血
- 全身倦怠，贫血
- 血管壁变脆，导致毛细血管破裂
在长途航行中，超过50%的船员死于坏血病并不罕见1。
詹姆斯·林德的实验（1747年）
1747年，苏格兰海军外科医生詹姆斯·林德（James Lind）进行了可以说是医学史上第一次临床对照试验的实验。
他将12名患有坏血病的船员分成6组，对每组尝试不同的“治疗方法”。结果，被给予柑橘类水果（橙子和柠檬）的小组奇迹般地康复了2。
然而，这一发现在最初被医学界忽视了。致病物质（维生素C）实际上要到170多年后才被确定。
为什么“血管”会变弱？ 后来发现的事实是，维生素C（抗坏血酸）是胶原蛋白合成所必需的。胶原蛋白就像支撑血管壁（尤其是毛细血管）结构的“钢骨”。当维生素C缺乏时，血管实际上会“崩溃”。
脚气病：袭击亚洲的瘟疫
从19世纪末到20世纪初，**脚气病（beriberi）**在包括日本在内的东亚地区肆虐。
症状包括：
- 周围神经病变（麻木，腿部无力）
- 心力衰竭（湿性脚气病）：心脏扩大并出现水肿
- 猝死
脚气病在当时的日本每年造成数万人死亡，并成为明治时代日本海军和陆军的一个严重问题。
高木兼宽和铃木梅太郎：日本研究人员的贡献
高木兼宽（1849-1920）：作为海军军医，他推行改革，将饮食从白米改为大麦饭，从而大幅减少了脚气病（1884年）3。虽然当时原因不明，但后来发现是由于缺乏维生素B1（硫胺素）。
铃木梅太郎（1874-1943）：1910年，他在世界上首次从米糠中提取了**“Oryzanin”**（后来的维生素B1）4。这是世界上首次分离维生素的非凡成就，但不幸的是，国际认可被推迟了。
脚气病与血管/心脏的关系
维生素B1不仅仅是“神经维生素”。它对于心肌能量代谢（柠檬酸循环中的糖分解）至关重要，其缺乏会导致心肌功能障碍，导致类似于扩张型心肌病的状态（湿性脚气病）5。
2. “维生素”概念的诞生（1912年）
卡西米尔·冯克：为营养素命名的人
1912年，波兰生物化学家卡西米尔·冯克（Casimir Funk）将从脚气病研究中获得的化合物命名为“Vitamine”6。
词源是：
- Vita（拉丁语“生命”） + amine（胺，氮化合物）
后来发现并非所有维生素都具有胺结构，因此去掉了最后的“e”，变成了**“Vitamin”**。
这一命名确立了**“即使是微量也是必需的营养素”**的概念。
3. 主要维生素的发现及其与血管的关系
维生素C（抗坏血酸）：1932年分离
- 发现者：阿尔伯特·圣捷尔吉（Albert Szent-Györgyi）从红辣椒中分离出来（1932年），获得诺贝尔奖7。
- 对血管的影响：
- 胶原蛋白合成的辅酶
- 维持血管内皮结构
- 通过维持NO（一氧化氮）的产生来保护血管舒张功能
始于坏血病研究的维生素C的发现，也是现代血管内皮功能（FMD）研究的起点。
维生素B族：连接神经和血管的代谢关键
| 维生素 | 发现年份 | 发现者 | 血管方面的主要参与 |
|---|---|---|---|
| B1（硫胺素） | 1926年分离 | 扬森，艾克曼 | 心肌代谢，预防心力衰竭 |
| B6（吡哆醇） | 1934年分离 | 捷尔吉 | 同型半胱氨酸代谢（去除血管毒素） |
| B9（叶酸） | 1941年分离 | 米切尔 | 降低同型半胱氨酸，改善FMD |
| B12（钴胺素） | 1948年分离 | 里克斯，史密斯 | 同型半胱氨酸代谢，神经/血液维持 |
特别是叶酸、B6和B12对于代谢同型半胱氨酸至关重要，后者被认为是“血管毒素”，并且与维持血管内皮功能直接相关8。
维生素D：从“佝偻病”到“血管激素”
克服佝偻病
在19和20世纪，工业革命后城市地区的佝偻病（骨骼变形，生长迟缓）激增。原因是缺乏阳光导致的维生素D缺乏。
- 1919-1922年：爱德华·梅兰比（Edward Mellanby）等人发现了维生素D9。
- 结果发现，晒太阳和摄入鱼肝油可以显著改善佝偻病。
对血管的影响
现代研究表明，维生素D不仅是“骨骼维生素”，而且是循环系统的调节剂（类激素物质）：
- 抑制RAAS（肾素-血管紧张素系统）
- 防止血管平滑肌钙化
- 维持内皮细胞功能并改善动脉僵硬度10
维生素K：从“血液凝固”到“防止血管钙化”
- 发现年份：1929年，亨利克·达姆（Henrik Dam）从小鸡的出血性疾病中发现了它11。
- 词源：Koagulation（德语“凝固”）
起初被认为是合成凝血因子所需的营养素，但现在其在防止血管钙化方面的关键作用正受到关注。
维生素K激活MGP（基质Gla蛋白），防止钙沉积在血管壁上12。当缺乏时，血管会“像骨头一样变硬”。
4. 维生素学改变血管医学的时刻
范式转变：从“缺乏症治疗”到“预防医学”
直到20世纪中叶，维生素一直是**“治疗缺乏症（坏血病、脚气病、佝偻病）的药物”。**
然而，自1980年代以来的流行病学研究表明，维生素作为“预防慢性疾病（动脉硬化、心血管疾病）的预防因子”也很重要。
- 弗雷明汉心脏研究等大规模流行病学调查显示，维生素B族和维生素D的血液水平与心血管疾病风险之间存在关联。
- 讨论了维生素C和E的抗氧化作用有助于抑制动脉硬化进展的可能性（尽管也发现了“抗氧化悖论”的问题）。
总结：维生素曾是“血管的守护者”
回顾维生素的发现历史，我们注意到其中许多始于血管或循环系统的异常。
| 维生素 | 历史疾病 | 对血管的核心作用 |
|---|---|---|
| C | 坏血病（血管崩溃） | 胶原蛋白合成，NO保护 |
| B1 | 脚气病（心力衰竭） | 心肌能量代谢 |
| B6, B9, B12 | 高同型半胱氨酸血症 | 去除血管毒素，内皮保护 |
| D | 佝偻病（后来发现与CVD有关） | 血压调节，抑制动脉硬化 |
| K | 凝血障碍（后来发现与钙化有关） | 防止血管钙化 |
关键信息 (Take Home Message)
- 维生素的发现源于人类遭受缺乏症折磨的悲剧。
- 对坏血病、脚气病和佝偻病的研究揭示了维生素与血管之间的深层联系。
- 今天，维生素不仅被重新评估为“治病的药物”，而且被视为**“持续保护血管的营养素”。**
相关文章
参考文献
Bown SR. Scurvy: How a Surgeon, a Mariner, and a Gentlemen Solved the Greatest Medical Mystery of the Age of Sail. St. Martin’s Press. 2004. — 一本详细描述坏血病历史背景及其在大航海时代毁灭性影响的历史医学书籍。 ↩︎
Lind J. A treatise of the scurvy. In three parts. Containing an inquiry into the nature, causes and cure, of that disease, together with a critical and chronological view of what has been published on the subject. Edinburgh: Sands, Murray and Cochran. 1753. — 一份关于柑橘治疗坏血病的报告，作为人类历史上第一次临床对照试验留在医学史上。 ↩︎
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PubMed: 772183 — 一篇传记论文，总结了高木兼宽在日本海军成功抗击脚气病的成就。 ↩︎Suzuki U, Shimamura T, Odake S. Über Oryzanin, ein Bestandteil der Reiskleie, und seine physiologische Bedeutung. Biochemische Zeitschrift. 1912;43:89-153. — 铃木梅太郎在世界上首次分离维生素（Oryzanin = 维生素B1）的原始论文（德语）。 ↩︎
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PubMed: 26497757 — 一项荟萃分析，总结了硫胺素（维生素B1）缺乏和补充对心力衰竭患者的影响。 ↩︎Funk C. The etiology of the deficiency diseases. Beri-beri, polyneuritis in birds, epidemic dropsy, scurvy, experimental scurvy in animals, infantile scurvy, ship beri-beri, pellagra. J State Med. 1912;20:341-368. — 卡西米尔·冯克提出“Vitamine”概念的论文。 ↩︎
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PubMed: 11772871 — 显示叶酸给药改善血管内皮功能（FMD）的临床研究。 ↩︎Mellanby E. An experimental investigation on rickets. Lancet. 1919;1:407-412. — 经典研究表明佝偻病的原因是“脂溶性维生素缺乏（后来的维生素D）”。 ↩︎
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PubMed: 26000280 — 全面回顾维生素D缺乏与心血管疾病之间关联的综述论文。 ↩︎Dam H. The antihaemorrhagic vitamin of the chick: Occurrence and chemical nature. Nature. 1935;135:652-653. — 亨利克·达姆发现维生素K的原始论文。 ↩︎
Theuwissen E, Smit E, Vermeer C. The role of vitamin K in soft-tissue calcification. Adv Nutr. 2012;3(2):166-173.
PubMed: 22516724 — 解释维生素K预防血管钙化机制（MGP激活）的综述。 ↩︎