Temat dzisiejszego tekstu podsunęło mi Google, zamieszczając wczoraj (23 lutego) tzw. doodle upamiętniające 150. rocznicę urodzin Kazimierza Funka. Ponieważ przyjąłem zasadę, że unikam tekstów biograficznych, pozwólcie, że skupię się nie na sławnym chemiku, ale na jego kluczowym osiągnięciu – odkryciu i opisaniu pierwszej witaminy.
Kazimierz Funk w swojej pracy naukowej interesował się substancjami odżywczymi i składnikami pożywienia warunkującymi powstawanie niektórych chorób. Zainspirował się pracami holenderskiego badacza, Christiaana Eijkmana, który stwierdził, że na chorobę beri-beri (występującą w tropikach, a skutkującą paraliżem kończyn) praktycznie nie zapadają osoby jedzące niełuskany ryż. Ów holenderski lekarz wysunął przypuszczenie, że jakaś substancja obecna w łuskach (otrębach) ryżowych przeciwdziała powstawaniu wspomnianej choroby. Tym tropem podążył Funk izolując w 1911 roku tiaminę.
Struktura chemiczna tiaminy zawiera dwa pierścienie – aminopirymidynowy i tiazoliowy, połączone mostkiem metylenowym. Pierścień tiazolowy jest podstawiony łańcuchami bocznymi metylowymi i hydroksyetylowymi. Tiamina w stanie wolnym występuje zwykle jako kation, to znaczy cząsteczkę dodatnie naładowaną, która występuje w parze z chlorkowym jonem ujemnym (anionem). Związek ten jest rozpuszczalny w wodzie, metanolu i glicerynie, ale praktycznie nierozpuszczalny w mniej polarnych rozpuszczalnikach organicznych. Tiamina jest stabilna w kwaśnym pH, ale jest niestabilna w roztworach zasadowych i rozpada się pod wpływem ciepła.
W organizmie tiamina może tworzyć pochodne; z nich najlepiej scharakteryzowany jest pirofosforan tiaminy (TPP), koenzym biorący udział w katabolizmie cukrów i aminokwasów. Tiamina jest ważna nie tylko dla rozwoju błony mitochondrialnej, ale także dla funkcjonowania błony synaptycznej. Synapsy to w dużym uproszczeniu „styki” połączeń nerwowych, a więc niedobór tego związku prowadzi do zaburzeń funkcjonowania układu nerwowego. Do chorób z tym związanych należy wspomniana choroba beri-beri. Niedobór tiaminy, wynikający ze spożycia alkoholu może prowadzić do charakterystycznych dla stanu nietrzeźwości (zwłaszcza tylko w sytuacji nadmiernego czy częstego spożycia) objawów, np. drgawek.
Wróćmy jeszcze na chwile do Kazimierza Funka. Badając w kolejnych latach inne substancje odżywcze, których niedobór skutkował poważnymi chorobami, zaproponował on dla nich zbiorczą nazwę „witaminy”, które to pojęcie ukuł od łacińskich słów vitae – życie oraz aminae – aminy. Ten drugi człon wynikał z tego, że Funk założył (jak się potem okazało nie do końca słusznie), że wszystkie te związki są aminami, a więc zawierają azot połączony z atomami węgla lub wodoru. Opisana wcześniej tiamina, została witaminą B1.
Z czasem kolejni badacze odkrywali kolejne witaminy, nadając im (oprócz nazw systematycznych) nazwy zawierające inne litery alfabetu, a czasem także cyfry, np. witamina K3. Liczba tych związków rosła, ale rosła także nasza wiedza na temat ich mechanizmów działania i generalnie całej biochemii organizmu człowieka. Ponieważ zbiór witamin musiałby się stać bardzo szeroki, a tym samym nieporęczny, zarzucono praktykę określania mianem witamin kolejnych związków chemicznych o znaczeniu kluczowym dla funkcjonowania organizmu człowieka.
Termin „witaminy” pozostało jako nazwa zwyczajowa (choć stosowana także czasem w literaturze specjalistycznej) głównie w dietetyce, czego przejawem są listy witamin prezentowane na opakowaniach produktów spożywczych. Ponadto stanowią popularny od dekad składnik różnorodnych suplementów diety, ale to już temat na zupełnie inną opowieść.
Wojciech Smułek
24.02.2024