ประวัติย่อของการค้นพบสิ่งที่เรียกว่าวิตามิน ตอนที่ 2
1.
เรื่องราวของ เอลเมอร์ แมคคอลลัม เกี่ยวกับวิตามินเริ่มต้นขึ้นเมื่อเขาอายุประมาณ 10 เดือน ซึ่งเป็นวัยที่เขายังต้องกินนมแม่ แต่แม่เขาก็เกิดตั้งครรภ์อีกครั้ง ทำให้แม่เขากังวลว่า น้ำนมของตัวเองจะมีสารอาหารไม่เพียงพอจะเลี้ยงลูก เธอจึงตัดสินใจให้ลูกดื่มนมวัวผสมกับมันเทศแล้วนำไปต้มจนเดือด ซึ่งปัจจุบันเรารู้ว่านมนี้ให้พลังงานที่เพียงพอ แต่อาจจะขาดแร่ธาตุและวิตามินโดยเฉพาะวิตามินซี ที่ถูกทำลายจากการต้ม และนั่นก็คือสิ่งที่เกิดขึ้น
ไม่นานนักอาการขาดวิตามินซีของเขาก็เริ่มออกอาการ เริ่มต้นด้วยการมีจุดสีน้ำตาลขึ้นตามผิวหนังซึ่งเกิดจากที่เส้นเลือดฝอยตามผิวหนังแตก ข้อเริ่มบวมจากการที่มีเลือดออกในข้อ เหงือกบวม และเขาจะร้องไห้ด้วยความเจ็บทุกครั้งที่ไปแตะโดนอะไร
หมอที่รักษาก็ไม่รู้ว่าอาการเหล่านี้เป็นอาการของโรคลักปิดลักเปิด (scurvy) จากการขาดวิตามินซี แต่บอกแม่เขาว่าฟันจะขึ้นแต่ขึ้นไม่ได้ หมอจึงพยายามช่วยด้วยการใช้มีดกรีดบริเวณเหงือกที่บวมเพื่อช่วยให้ฟันขึ้นได้ง่ายขึ้น ผลปรากฏว่าเลือดออกมากขึ้น
ถ้าไม่มีเหตุการณ์บังเอิญบางอย่างเกิดขึ้น แมคคอลลัมซึ่งไม่ได้รับวิตามินซี ก็คงจะเสียชีวิตในเวลาไม่นานนัก
เหตุบังเอิญนั้นโชคดีที่เกิดขึ้นไม่กี่วันถัดมา วันหนึ่งขณะที่แม่กำลังอุ้มเขานั่งอยู่บนตักแม่ก็ปอกแอปเปิลกินไปด้วย ทารกแมคคอลลัมเห็นแม่กินก็ส่งท่าทางเพื่อบอกให้แม่รู้ว่าขอกินบ้าง แม่เขาลังเลอยู่ครู่หนึ่งก่อนจะตัดสินใจป้อนแอปเปิลให้ลูก เพราะเธอเชื่อว่าเด็กคงจะมีสัญชาตญาณรู้ว่าร่างกายตัวเองต้องการอะไร ปรากฏว่าเขากินแอปเปิลอย่างเอร็ดอร่อย เธอจึงป้อนต่อไปอีกหน่อย
เพียงแค่สามวันผ่านไป อาการที่มีเลือดออกทั้งหลายไม่ว่าจะเป็นบนผิวหนัง ตามข้อและเหงือกก็ดีขึ้นอย่างชัดเจน แม่ซึ่งเดาว่าเกิดจากแอปเปิลก็เลยให้เขากินแอปเปิลต่อไปเรื่อยๆ จนโต และด้วยเหตุนี้ แมคคอลลัมจึงรอดจากการเสียชีวิตมาได้
2.
แมคคอลลัมเกิดมาในครอบครัวที่ยากจน บ้านที่เขาอยู่ก็อยู่ในชนบทห่างไกลความเจริญ ห่างไกลสถานศึกษา แต่ด้วยความที่เขาเป็นคนชอบเรียนหนังสือ ชอบอ่าน เขาจึงเก็บเงินเพื่อซื้อหนังสือสารานุกรมมาอ่าน และขวนขวายที่จะหาทางเรียนต่อไปเรื่อยๆ จนสามารถเข้ามหาวิทยาลัยและจบทางด้านเคมีจากมหาวิทยาลัย Yale
ในปี ค.ศ. 1906 หลังจากที่เขาจบมาได้ไม่นาน เขาก็ได้รับเชิญจากมหาวิทยาลัยในรัฐวิสคอนซิน (University of Wisconsin–Madison) เพื่อไปทำงานวิจัยให้กับภาควิชาเคมีการเกษตร เพราะทางวิทยาลัยกำลังมองหานักเคมีมาทำงานวิจัยเกี่ยวกับอาหารที่ใช้เลี้ยงวัว โดยคำถามที่ทางภาควิชาเคมีการเกษตรอยากรู้คือ ถ้าวัวได้รับอาหารที่มีสารอาหารหลักอย่างโปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมัน เหมือนกัน แต่มาจากอาหารคนละชนิด จะมีผลต่อการเติบโตและน้ำหนักของวัวหรือไม่
แม้ว่าแมคคอลลัมไม่ได้รู้สึกตื่นเต้นกับงานนี้สักเท่าไหร่ แต่เขาก็ตัดสินใจตอบรับไป เพราะเขาต้องการรายได้ แต่เขาคงคิดไม่ถึงว่า สุดท้ายแล้วงานที่ฟังดูไม่น่าสนใจสำหรับนักเคมีอย่างเขา จะเป็นก้าวแรกที่พาเขาไปสู่การมีชื่อเสียงระดับโลก
สิ่งแรกสุดที่เขาต้องทำเมื่อไปถึงเมืองเมดิสัน รัฐวิสคอนซิน คือหาวัวมาทำงานวิจัย ซึ่งเขาไปขอยืมวัวมาจากคณะปศุสัตว์จำนวนสองตัวด้วยกัน จากนั้นเขาก็เลี้ยงวัวสองตัวนี้ด้วยอาหารที่ต่างกัน โดยพยายามใช้ความรู้ทางเคมีคุมให้วัวทั้งสองได้สารอาหารหลัก อย่างโปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรตเท่าๆ กัน
วัวตัวแรกเขาเลี้ยงด้วยอาหารที่ทำมาจากข้าวโอ๊ตอย่างเดียว วัวตัวที่สองเขาเลี้ยงด้วยอาหารที่ทำจากข้าวสาลีอย่างเดียว ซึ่งถ้าเป็นไปตามความรู้ของยุคสมัยนั้น นักวิทยาศาสตร์ก็จะเดาว่าผลการทดลองคือ วัวทั้งสองจะเติบโตไม่ต่างกัน
แต่ผลไม่เป็นเช่นนั้น ….
ความแปลกคือ แม้ว่าวัวทั้งสองจะได้สารอาหารที่เชื่อว่าจำเป็นครบถ้วน แต่วัวทั้งสองมีสุขภาพที่แย่ลงอย่างเห็นได้ชัด และที่เลวร้ายกว่านั้นคือ ไม่กี่วันถัดมาวัวที่กินแต่อาหารที่ทำจากข้าวโอ๊ตอย่างเดียวก็เสียชีวิตลง ซึ่งเหตุการณ์นี้ทำให้คณะปศุสัตว์เจ้าของวัวไม่พอใจอย่างยิ่ง และโทษว่าแมคคอลลัมดูแลวัวที่ยืมไปไม่ดี จึงเรียกคืนวัวอีกตัวกลับคืนไป ทำให้งานวิจัยนี้หยุดชะงักลงโดยที่ยังไม่ได้คำตอบอะไรที่ชัดเจนนัก
3.
ประมาณหนึ่งปีผ่านไป แมคคอลลัมก็ได้รับมอบหมายงานวิจัยอีกครั้ง แต่คราวนี้เขาต้องมาสานต่องานวิจัยที่ภาควิชาเริ่มไว้และพบปัญหาที่ยังไม่รู้คำตอบ
งานวิจัยที่ว่านั้น เริ่มต้นด้วยการแบ่งวัวออกเป็น 4 กลุ่ม แล้วเลี้ยงด้วยอาหารที่ต่างกัน
กลุ่มแรก ได้เป็นอาหารที่ทำมาจากข้าวโพด
กลุ่มที่ 2 ได้อาหารที่ทำมาจากข้าวสาลี
กลุ่มที่ 3 ได้อาหารที่ทำมาจากข้าวโอ๊ต
กลุ่มที่ 4 เป็นกลุ่มที่ได้อาหารจากทั้งข้าวโพด ข้าวสาลี และข้าวโอ๊ต
โดยอาหารทั้ง 4 กลุ่มจะถูกควบคุมให้มีปริมาณของโปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมันเท่ากัน
ผลปรากฏว่าใน 4 กลุ่มนี้ กลุ่มที่สุขภาพดีสุดคือ กลุ่มที่ได้อาหารที่ทำจากข้าวโพด
ส่วนกลุ่มที่สุขภาพแย่สุดคือ กลุ่มที่ได้อาหารทำจากข้าวสาลี
ที่น่าสนใจเมื่อให้วัวทั้ง 4 กลุ่มมีลูก ลูกวัวของกลุ่มที่แม่ได้ข้าวโพดก็แข็งแรงที่สุด ส่วนลูกวัวของกลุ่มที่แม่ได้ข้าวสาลีเสียชีวิตตั้งแต่อยู่ในท้องหรือคลอดมาไม่นานก็ตายไป
ส่วนกลุ่มที่ได้อาหารที่มาจากข้าวโอ๊ตอย่างเดียวและกลุ่มที่ได้อาหารทั้งหมดผสมกันจะสุขภาพจะอยู่ตรงกลางๆ ระหว่างกลุ่มที่ได้ข้าวโพดและข้าวสาลี
ในช่วงปีสุดท้ายของการทดลอง นักวิจัยก็ลองสลับอาหารของวัวแต่ละกลุ่มใหม่ โดยเฉพาะกลุ่มที่เคยได้ข้าวสาลีก็สลับมาให้กินข้าวโพด ส่วนกลุ่มที่เคยได้ข้าวโพดก็สลับไปให้กินข้าวสาลี ผลปรากฏว่า สุขภาพของวัวก็สลับกันตามไปด้วย กลุ่มที่เคยสุขภาพดีเพราะได้รับข้าวโพดก็สุขภาพแย่ลงเมื่อได้อาหารจากข้าวสาลี กลุ่มที่เคยสุขภาพไม่ดีจากข้าวสาลีก็สุขภาพดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเมื่อได้ข้าวโพด
และแมคคอลลัมก็ถูกเรียกตัวมาเพื่อให้ช่วยตอบคำถามว่า ทำไมจึงเป็นเช่นนี้
เมื่อแมคคอลลัมมาถึงเขาก็พยายามที่จะวิเคราะห์น้ำนม อุจจาระ เลือดของวัว เพื่อหาสารเคมีที่อาจจะเป็นสาเหตุก็ไม่พบอะไร เขาพยายามหาสารพิษที่อยู่ข้าวสาลีก็ไม่พบ
เขาพยายามอ่านงานวิจัยต่างๆ ทั้งที่เกี่ยวข้องกับวิชาเคมี วิชาเกษตรเพื่อจะหาคำตอบว่าเกิดอะไรขึ้นแต่ก็ไม่พบคำตอบ เขาอ่านกว้างขึ้น ต่อมาก็เริ่มไปอ่านหนังสือที่รวบรวมงานวิจัยต่างๆ และก็ไปเจอหนังสือที่ตีพิมพ์จากทางเยอรมันที่เขียนถึงการทดลองเก่าๆ ที่พยายามเลี้ยงวัวด้วยอาหารชนิดเดียวต่างๆ เพื่อลดต้นทุนให้ต่ำที่สุดและพบปัญหาเดียวกันคือ วัวมักจะมีสุขภาพไม่ดีหรือเสียชีวิต
การพบงานวิจัยเหล่านี้จึงเหมือนเป็นการยืนยันว่า อาหารชนิดเดียวแม้ว่าจะมีสารอาหารหลักๆ ครับ แต่มันก็ไม่พอสำหรับวัว และน่าจะรวมไปถึงสิ่งมีชีวิตอื่น
ถึงตรงนี้แมคคอลลัมก็เริ่มรู้แล้วว่างานวิจัยเกี่ยวกับอาหารของวัวที่เขาต้องมาทำโดยไม่ตั้งใจ มันอาจจะสำคัญและมีผลกระทบมากกว่าแค่ในวงการเกษตรกรรม แต่อาจจะมีผลต่อเรื่องของสุขภาพของมนุษย์ด้วย
เขาจึงสนใจที่จะศึกษาเรื่องนี้ต่อด้วยตัวเอง แต่การจะทดลองในวัวต่อคงไม่เหมาะเพราะวัวเป็นสัตว์ใหญ่ ราคาแพง เติบโตช้า กว่าจะผ่านแต่ละเจนเนอเรชั่นใช้เวลานาน ถ้าอยากได้คำตอบเร็วๆ ก็ควรจะศึกษาในสัตว์เล็กที่ราคาถูกและวงจรชีวิตสั้น แล้วเกิดทำพลาดสัตว์ที่ทดลองตายไป ก็ไม่โดนใครมาต่อว่าเหมือนตอนที่เขาทำวัวตายไป
แมคคอลลัมจึงไปปรึกษาเจ้านายว่าอยากทำการทดลองในหนู แต่เจ้านายซึ่งอยากให้โฟกัสการทดลองที่เน้นประโยชน์ในวงการปศุสัตว์ได้ จึงไม่เห็นด้วยและไม่สนับสนุนการทดลองของแมคคอลลัม เขาจึงต้องไปหาหนูมาทดลองเอง ช่วงแรกเขาก็เริ่มจากพยายามไปจับหนูมาจากในโรงนา แต่พบว่าหนูเหล่านั้นดุร้ายเกินกว่าจะนำมาเลี้ยงเป็นหนูทดลองได้ เขาเลยไปซื้อหนูเผือกที่ขายเป็นสัตว์เลี้ยงมาจากชิคาโกจำนวนหนึ่ง เพื่อมาเพาะพันธุ์
แล้วในปี ค.ศ. 1912 ซึ่งเป็นปีเดียวกับที่ฮอปกินส์ ตีพิมพ์ผลงานวิจัยที่ว่าในอาหารมีสารเคมีซึ่งพบได้น้อยมากๆ แต่สำคัญกับชีวิต แมคคอลลัมก็ค้นพบว่า แม้จะให้ธัญพืชชนิดเดียวแต่ก็ทำให้สัตว์สุขภาพดีได้ ถ้าเติมไขมันที่สกัดจากไข่แดงหรือสกัดจากเนยเข้าไปด้วย
และที่น่าสนใจมากคือ ปริมาณไขมันที่ต้องเติมเข้าไปนี้ใช้น้อยมากๆ ก็เพียงพอจะทำให้สัตว์สุขภาพดีได้ ในทางตรงกันข้ามถ้าใส่ไขมันจากน้ำมันมะกอกจะไม่ช่วยอะไร ทำให้เขาค้นพบความรู้ใหม่ว่า ไขมันแต่ละชนิดก็มีผลต่อร่างกายไม่เหมือนกัน แม้ว่าเขาจะยังไม่รู้ว่าเป็นเพราะเหตุอะไรก็ตาม
ในปีถัดมาคือในปี ค.ศ. 1913 เขาก็ตีพิมพ์งานวิจัยของเขา และสรุปว่า ในอาหารธรรมชาติทั่วๆ ไป มีสารเคมีบางอย่างที่พบได้น้อยมากๆ แต่สำคัญต่อการมีชีวิตของสัตว์ สารเคมีเหล่านี้แบ่งได้เป็นสองประเภทคือ ประเภทที่ละลายได้ในน้ำ และละลายได้ในไขมัน อย่างไรก็ตาม เขาก็เลี่ยงที่จะใช้คำว่า Vitamine แม้จะรู้ว่าฟังค์ใช้คำนี้ เพราะเขาเชื่อว่าสารเคมีเหล่านี้ไม่ใช่สารกลุ่ม amine แต่เขาเรียกสารเหล่านี้ว่า fat soluble A หรือสาร A ที่ละลายได้ในไขมัน กับ water soluble B หรือ สาร B ที่ละลายได้ในน้ำ
จุดที่น่าสนใจคือ ดูเหมือนว่าเขาจะพบวิตามิน A และ วิตามิน B ในภาษาของคนยุคเรา แต่ในความเป็นจริงแล้ว เขายังไม่สามารถแยกสารเคมีเหล่านี้ออกมาได้ จึงไม่สามารถเรียกว่าค้นพบได้จริงๆ ซึ่งไม่ต่างไปจากทั้งฮอปกินส์และฟังค์
ทั้งหมดนี้ก็คือเรื่องราวของชายสามคนที่ค้นพบในเวลาไล่เลียกันว่าในอาหารยังมีสารเคมีที่พบได้น้อยมากๆ แต่จำเป็นต่อชีวิต ซึ่งแม้ว่าพวกเขาจะเรียกด้วยชื่อที่ต่างกัน ทั้ง accessory factors, fat soluble A และ water soluble B, Vitamine แต่ทั้งหมดคือ vitamin ที่เรารู้จักกัน
คราวนี้ก็มาถึงคำถามว่า ทำไมชื่อของวิตามินจึงไม่เรียงกัน?
4.
คำอธิบายว่าทำไมชื่อวิตามินจึงแปลก ดูไม่เป็นระบบนั้น จากที่เราคุยกันมาจะเห็นว่าในช่วงแรกของการค้นพบ นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถแยกวิตามินแต่ละตัวออกมาได้จริงๆ คือ รู้ว่ามีสารนี้ รู้คุณสมบัติบางอย่าง แต่ไม่รู้โครงสร้างโมเลกุลที่แท้จริง จึงนิยมตั้งชื่อลอยๆ ไว้ก่อน เช่น fat soluble A ซึ่งต่อมาคือวิตามิน A ที่เรารู้จัก นอกจากนั้นยังมีคำเรียกหลายชื่อ ทั้ง accessory factor และ vitamine
ต่อมาเมื่อมีการค้นพบสารที่เข้าข่ายวิตามินมากขึ้น คือ ร่างกายต้องการในปริมาณที่น้อยมากๆ แต่สำคัญต่อการมีชีวิต นักชีวเคมีชื่อ แจ็ค ดรัมมอนด์ (Jack Drummond) จึงเสนอในปี ค.ศ. 1920 ว่าให้เรียกสารเหล่านี้ว่า vitamin โดยตัดตัว e ด้านท้ายออก แล้วเรียกด้วยตัวอักษรไปก่อนชั่วคราว เช่น วิตามินที่ละลายในไขมันได้ จะเรียก vitamin A, วิตามินที่ละลายในน้ำได้จะเรียก vitamin B, vitamin C คือสารที่ป้องกันโรค scurvy ได้ ไล่เช่นนี้ไปเรื่อยๆ เมื่อเข้าใจโครงสร้างทางเคมีมากขึ้นค่อยเปลี่ยนไปใช้ชื่อที่เหมาะสมกว่าภายหลัง
ต่อมาเมื่อนักวิทยาศาสตร์เข้าใจโครงสร้างทางเคมีของสารเหล่านี้มากขึ้น ก็ค้นพบว่า vitamin A ที่รู้จัก จริงๆ แล้วมันมี 2 ส่วนย่อยด้วยกัน ส่วนหนึ่งช่วยป้องกันเรื่องของตาบอดกลางคืน อีกส่วนหนึ่งช่วยป้องกันโรค Rickette หรือโรคกระดูกอ่อน สารที่ป้องกันอาการตาบอดกลางคืนจึงให้ใช้ชื่อเดิมว่า vitamin A ส่วนสารที่ค้นพบใหม่ว่าป้องกันโรคกระดูกอ่อนได้ ก็ให้ชื่อใหม่เป็น vitamin D
ส่วน vitamin B ที่ช่วงแรกพบว่าสามารถรักษาได้ทั้งโรค Beriberi และโรค Pellagra แต่ถ้านำวิตามินตัวนี้ไปผ่านความร้อนจะทำให้ความสามารถในการรักษาโรค Pellagra หายไป จึงค้นพบว่าใน vitamin B ที่รู้จักกันมีสาร 2 อย่างที่ทนความร้อนต่างกันอยู่ด้วยกัน จึงเรียกวิตามินที่ทนความร้อนว่าวิตามิน B1 และตัวที่ไม่ทนความร้อนว่า B2 ต่อมาก็พบว่าภายในวิตามิน B2 ยังมีสารอีกหลายชนิดจึงเกิดเป็น B3 และ B4 ขึ้นมา ต่อมาพบว่าจริงๆ แล้วร่างกายสร้างวิตามิน B4 ได้เอง วิตามิน B4 จึงไม่เข้านิยามของคำว่าวิตามินและถูกยกเลิกไป
วิตามินตัวต่อมาที่พบก็ได้ชื่อวิตามิน E แต่วิตามิน F, G, H, I, J ถูกข้ามไปแล้วโดดมามีวิตามิน K เพราะคนที่ค้นพบวิตามินตัวนี้เป็นนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน และเขาพบว่าวิตามินตัวนี้ช่วยให้เลือดแข็งตัวได้ เขาจึงเรียกวิตามินตัวนี้ตามหน้าที่ของมัน ซึ่งคำว่าแข็งตัวในภาษาเยอรมันคือ Koagulation เขาก็เลยเรียกวิตามินนี้ว่า vitamin K
สุดท้ายชื่อที่คิดว่าจะใช้ชั่วคราวอย่าง A, B, C ก็ถูกใช้จนชินและติดปากคนทั่วไป เลยไม่ได้เปลี่ยนไปใช้ชื่อที่เหมาะสมอย่างที่ตั้งใจไว้ตอนแรก
และทั้งหมดนี้ก็เป็นประวัติย่อๆ ของการค้นพบสิ่งที่เรียกว่าวิตามินครับ
………………………………………………………………..
