Почему солнечный свет и рыбий жир лечили одну болезнь в послевоенной Вене

История Хэрриет Чик — как исследования детского рахита помогли раскрыть связь между питанием, солнечным светом и витамином D

Вена после войны: дети, которые не могли нормально расти

Осенью 1919 года британская исследовательница Хэрриет Чик (Harriette Chick) приехала в Вену вместе с коллегами из Листеровского института профилактической медицины (Lister Institute of Preventive Medicine).

Австро-Венгерская империя распалась. Продовольственное снабжение было нарушено, многие семьи испытывали недостаток пищи. В больницах врачи наблюдали детей с задержкой роста, истощением и тяжёлыми нарушениями развития костей.

Одной из наиболее распространённых проблем был рахит.

У заболевших детей кости недостаточно минерализовались, становились мягкими и под действием нагрузки могли деформироваться. Искривлялись ноги и позвоночник, изменялась форма грудной клетки. В тяжёлых случаях последствия сохранялись на всю жизнь.

Медики знали эту болезнь столетиями, но её причины оставались предметом споров.

Одни связывали рахит с недостаточным питанием. Другие считали важнейшими причинами отсутствие свежего воздуха, движения и солнечного света. Существовала и инфекционная гипотеза.

Директор Венской университетской детской клиники Клеменс фон Пирке (Clemens von Pirquet) первоначально предполагал, что рахит может иметь инфекционную природу, а питание и наследственность лишь изменяют восприимчивость ребёнка.

Позднее он признает, что исследования британской группы заставили его пересмотреть эти представления.

Больница, где контролировали калории, но не предотвращали болезнь

Венская детская клиника обладала развитой для своего времени системой питания.

Молоко анализировали, его состав стандартизировали, количество пищи рассчитывали в зависимости от потребностей ребёнка. Продукты готовили с соблюдением строгих санитарных требований.

Однако у младенцев продолжал развиваться рахит.

Проблема заключалась в самом представлении о полноценном питании. Врачи уже умели рассчитывать энергетическую ценность пищи и содержание белков, жиров и углеводов. Но значение незаменимых микронутриентов только начинали понимать.

Рацион мог содержать достаточное количество калорий и при этом не обеспечивать нормальное развитие организма.

Чик занималась исследованиями витаминов ещё до поездки в Вену. Вместе с Элси Дэлиелл (Elsie Dalyell) и Маргарет Хьюм (Margaret Hume) она первоначально изучала различные заболевания, связанные с недостаточностью питания.

В ходе первых наблюдений исследовательницы увидели, что изменение рациона способно улучшать состояние детей с нарушениями роста.

Но для понимания рахита требовалось не просто изменить питание. Необходимо было сравнить разные условия и проследить, как они влияют на развитие костей.

Эксперимент, который начался с рыбьего жира

К осени 1920 года Чик организовала более масштабное исследование. К работе присоединились другие специалисты, включая врача Хелен Маккей (Helen Mackay).

В основной профилактической серии наблюдали 75 младенцев. Их распределяли между группами, получавшими разные рационы.

Одна группа питалась по обычной больничной схеме, основанной преимущественно на молоке с добавлением сахара.

Другая получала более богатый жирами рацион с добавлением жира печени трески.

Именно жир печени трески — не любой современный препарат рыбьего жира — был важным компонентом исследования. Этот продукт содержит жирорастворимые витамины, включая витамин D.

Состояние детей оценивали клинически и с помощью рентгеновских снимков. Последние позволяли увидеть изменения минерализации костей ещё до формирования выраженных деформаций.

Результаты выявили заметную сезонную закономерность.

В зимние месяцы среди детей, получавших обычный рацион, рахит развивался значительно чаще. В группе с добавлением жира печени трески исследователи наблюдали защитный эффект.

Летом ситуация менялась: даже дети на обычном рационе гораздо реже заболевали рахитом.

Возник новый вопрос.

Если питание оставалось практически прежним, почему смена времени года настолько сильно изменяла риск заболевания?

Солнечный свет, который не проходил через стекло

Один из наиболее важных результатов исследований был связан с условиями пребывания детей.

Больничные палаты были светлыми и хорошо проветривались. Тем не менее обычного освещения через оконные стёкла оказалось недостаточно для защиты от рахита.

Когда детей стали выносить на открытые веранды, ситуация изменилась.

Исследователи наблюдали восстановление костной ткани у младенцев, которые находились под открытым небом. Улучшение отмечалось и у некоторых детей, защищённых от прямых солнечных лучей, но получавших рассеянное дневное излучение.

Параллельно изучали искусственное облучение ультрафиолетовыми лампами.

В ретроспективном обзоре, опубликованном в 1976 году, Чик описала результаты лечения детей жиром печени трески и ультрафиолетом. В обеих группах рентгенологические признаки восстановления минерализации появлялись уже через две-четыре недели.

Причём исследователи не обнаружили принципиальной разницы в конечном состоянии костей после двух методов лечения.

Ещё одна деталь оказалась показательной. У одного ребёнка восстановление костной ткани началось раньше ожидаемого. Выяснилось, что его кроватка стояла возле открытого окна, через которое непосредственно попадали солнечные лучи.

Эта ситуация показала, насколько трудно контролировать освещённость даже внутри больничной палаты.

Сегодня мы знаем причину: обычное оконное стекло практически не пропускает ультрафиолетовое излучение диапазона UVB, необходимое для синтеза витамина D в коже.

Светлая комната и достаточное поступление UVB — не одно и то же.

Два способа лечения вели к одному биологическому механизму

Чтобы понять значение венских исследований, необходимо представить состояние науки начала 1920-х годов.

Влияние рыбьего жира на рахит изучалось и до Чик. Британский физиолог Эдвард Мелланби (Edward Mellanby) проводил опыты на животных, а немецкий врач Курт Хульдшинский (Kurt Huldschinsky) ещё в 1919 году сообщил об успешном применении искусственного ультрафиолета.

Заслуга венской группы заключалась не в единоличном открытии этих методов, а в убедительном клиническом сопоставлении их действия у детей.

В 1922 году американский биохимик Элмер Макколлум (Elmer McCollum) и его коллеги получили данные, позволившие отличить противорахитический фактор от витамина A. Этот фактор получил название витамина D.

Постепенно выяснилось, почему два внешне не связанных воздействия могли давать сходный результат.

В коже человека присутствует 7-дегидрохолестерин. Под действием ультрафиолетового излучения UVB он превращается в предшественник витамина D3, из которого затем образуется сам витамин.

Витамин D, поступающий из пищи, включается в тот же обменный путь.

Далее в печени образуется 25-гидроксивитамин D, а преимущественно в почках — его активная гормональная форма, кальцитриол.

Она участвует в регуляции обмена кальция и фосфора, включая всасывание кальция в кишечнике. Без достаточной обеспеченности этими веществами нормальная минерализация растущих костей нарушается.

Таким образом, солнечный свет и жир печени трески обеспечивали организм витамином D разными путями, но сходились на общем физиологическом механизме.

В 1922 году полная последовательность этих превращений ещё не была известна. Исследователи сначала обнаружили клинический эффект, а объяснение на молекулярном уровне появилось позднее.

Как лечение рахита изменило представления о питании

Венские исследования стали частью более широкого изменения медицинской науки.

В начале XX века качество питания часто оценивали прежде всего по калорийности. Новые данные показывали, что энергетическая достаточность не гарантирует биологической полноценности рациона.

Для нормального роста организму требуются вещества, которые необходимы в небольших количествах, но не могут быть полноценно заменены дополнительными калориями.

После публикации результатов исследований в 1922 году и более подробного отчёта в 1923 году изменилось отношение к профилактике рахита.

Жир печени трески и позднее стандартизированные препараты витамина D стали важными инструментами детской медицины. Развитие производства витаминных препаратов и обогащения пищевых продуктов позволило перейти от лечения уже возникших нарушений к их предупреждению.

Значение имела и возможность стандартизировать содержание действующего вещества.

Природный продукт может различаться по составу. Фармацевтическая технология позволяет выпускать препараты с определённой дозировкой и контролируемым качеством.

Постепенно витамин D превратился из плохо понятного фактора питания в вещество с установленной физиологической функцией, измеряемым содержанием и конкретными медицинскими показаниями.

Однако этот переход не означал, что витамин D стал универсальным средством профилактики всех заболеваний.

Почему эта история важна сегодня

Спустя более ста лет медицинское значение витамина D остаётся бесспорным в отношении профилактики и лечения рахита, вызванного его дефицитом.

У взрослых выраженная недостаточность витамина D может способствовать развитию остеомаляции — нарушению минерализации уже сформированной костной ткани.

Но современная медицина проводит важное различие между устранением установленного дефицита и назначением дополнительных доз здоровому человеку в надежде предотвратить различные заболевания.

Витамин D участвует не только в обмене кальция. Его рецепторы обнаружены во многих тканях, а исследователи изучают потенциальную связь обеспеченности витамином D с иммунными, метаболическими и другими процессами.

Однако биологическая роль вещества сама по себе не доказывает, что увеличение его потребления сверх физиологической потребности улучшает клинические исходы.

В рекомендациях Эндокринологического общества (Endocrine Society), опубликованных в 2024 году, здоровым взрослым младше 75 лет не рекомендуется рутинно принимать витамин D в дозах, превышающих установленные нормы потребления, исключительно ради профилактики заболеваний.

Для здорового взрослого населения также не рекомендуется поголовное определение уровня 25-гидроксивитамина D без специальных показаний.

При этом рекомендации предусматривают особые подходы для детей, беременных женщин, людей старше 75 лет и некоторых других групп. Диагностированный дефицит, заболевания костей и нарушения обмена витамина D требуют отдельной клинической оценки.

Важен и вопрос безопасности.

Витамин D относится к жирорастворимым веществам. Чрезмерное поступление с добавками способно вызвать повышение концентрации кальция в крови и привести к поражению почек и другим осложнениям.

История венских детей также не означает, что длительное пребывание на солнце или использование ультрафиолетовых ламп следует рекомендовать в качестве самостоятельного лечения.

Ультрафиолетовое излучение повышает риск повреждения кожи и развития злокачественных новообразований. Сегодня профилактика дефицита витамина D может обеспечиваться питанием, обогащёнными продуктами и препаратами с контролируемой дозировкой без необходимости лечебного облучения.

Для современной фармацевтической индустрии история Чик содержит ещё один урок.

Доказательство эффективности вещества при конкретном заболевании не равнозначно доказательству его пользы при всех состояниях, с которыми оно биологически связано.

Именно поэтому медицинские показания должны определяться клиническими исследованиями, а не только физиологическими гипотезами или результатами лабораторных экспериментов.

Венские работы тоже имели ограничения. Это были исследования своей эпохи, без современных стандартов рандомизации, ослепления и статистического анализа. Между группами различались некоторые характеристики питания, а сезонность создавала дополнительные сложности.

Тем не менее сочетание клинических наблюдений, рентгенологического контроля, сравнения питания и воздействия света обеспечило убедительную основу для дальнейших исследований.

Это был пример того, как научная гипотеза постепенно превращалась в проверяемое медицинское знание.