Лампа и рентген, изменившие лечение рахита в 1919 году

Как опыты Курта Хульдшинского помогли раскрыть связь между ультрафиолетом, витамином D и здоровьем костей

Берлин после войны: болезнь, которая меняла детские скелеты

Германия, 1919 год. Первая мировая война закончилась, но её последствия продолжали определять повседневную жизнь. Нехватка продовольствия, бедность и тяжёлые жилищные условия особенно сильно отражались на здоровье детей.

Одной из распространённых проблем был рахит — заболевание растущего скелета, при котором нарушается минерализация костной ткани. Кости становятся недостаточно прочными, могут деформироваться под нагрузкой, а нормальный рост ребёнка замедляется.

У детей наблюдались искривления ног, утолщения в области запястий, изменения грудной клетки и мышечная слабость. В тяжёлых случаях последствия заболевания сохранялись на всю жизнь.

Врачи уже замечали, что рахит чаще встречается среди детей, живущих в тесных городских кварталах и редко бывающих на солнце. Было известно и благоприятное действие рыбьего жира. Однако объяснить связь между питанием, солнечным светом и состоянием костей медицина ещё не могла.

В берлинском лечебном учреждении Оскар-Хелене-Хайм (Oskar-Helene-Heim), где занимались детьми с заболеваниями опорно-двигательного аппарата, работал педиатр Курт Хульдшинский (Kurt Huldschinsky).

Он решил проверить предположение: если солнечный свет действительно помогает при рахите, можно ли получить лечебный эффект с помощью искусственного источника излучения?

Лампа вместо солнца

Хульдшинский использовал кварцевые ртутные лампы, испускавшие ультрафиолетовое излучение. Такие устройства называли «искусственным горным солнцем» — Höhensonne.

Обычное стекло задерживает значительную часть ультрафиолета, особенно UVB. Кварцевые элементы позволяли получать излучение, способное вызывать биологические реакции в коже.

Врач начал облучать детей, страдавших выраженным рахитом, и наблюдать за изменениями их состояния.

Принципиально важной особенностью работы стало использование рентгенографии. Открытые Вильгельмом Рентгеном в 1895 году лучи позволяли врачам видеть изменения скелета, которые невозможно было надёжно оценить только по внешнему виду ребёнка.

В 1919 году Хульдшинский опубликовал результаты в журнале Deutsche Medizinische Wochenschrift под названием «Heilung von Rachitis durch künstliche Höhensonne» — «Лечение рахита искусственным горным солнцем».

Серия рентгенологических исследований показала признаки восстановления минерализации костей. Особенно заметными изменения были в областях активного роста длинных трубчатых костей.

В последующих исторических обзорах описывается, что признаки отложения минеральных веществ становились заметными через несколько недель лечения, а к концу примерно двухмесячного курса наблюдалось существенное улучшение.

Это было важным отличием от многочисленных медицинских представлений эпохи, основанных преимущественно на наблюдениях за общим состоянием пациентов.

Теперь действие необычного метода подтверждалось изменениями, которые можно было увидеть и сопоставить на рентгеновских снимках.

Почему облучение одной руки помогало обеим

В дальнейших исследованиях Хульдшинский обнаружил обстоятельство, которое оказалось особенно важным для понимания физиологии заболевания.

При облучении только одной руки улучшение минерализации наблюдалось на рентгенограммах обеих рук.

Этот результат менял объяснение происходящего.

Если бы свет непосредственно воздействовал на костную ткань, лечебный эффект следовало бы ожидать прежде всего в облучаемой области. Однако изменения происходили и там, куда излучение непосредственно не направлялось.

Возникала другая гипотеза: ультрафиолет вызывает в организме образование некоторого вещества, которое затем распространяется с кровью и влияет на состояние скелета.

Хульдшинский не мог назвать это вещество. В 1919 году ещё не существовало современного представления о витамине D как участнике гормональной регуляции обмена кальция и фосфора.

Тем не менее эксперимент указывал на системный характер действия ультрафиолета.

Именно эта идея позднее получила убедительное молекулярное объяснение.

Как искусственный свет привёл к пониманию витамина D

Сегодня известно, что под действием ультрафиолетового излучения диапазона UVB в коже происходит фотохимическое превращение 7-дегидрохолестерина — вещества, присутствующего в клетках кожи.

Образуется превитамин D3, который затем превращается в витамин D3 — холекальциферол.

Дальнейшие превращения происходят преимущественно в печени и почках. В результате формируется биологически активная форма витамина D, участвующая в регуляции обмена кальция и фосфора.

Это необходимо для нормальной минерализации костей, особенно в периоды интенсивного роста.

При выраженном дефиците витамина D нарушается усвоение кальция и фосфора, что может приводить к развитию рахита у детей и остеомаляции — недостаточной минерализации костной ткани — у взрослых.

Однако история открытия этого механизма была значительно сложнее, чем простая последовательность «свет — витамин — кость».

В начале XX века исследователи располагали двумя, на первый взгляд, разными способами лечения рахита.

Первый был связан с питанием, прежде всего с использованием рыбьего жира.

Второй — с солнечным или искусственным ультрафиолетовым излучением.

В 1922 году Элмер Макколлум и его коллеги представили экспериментальные доказательства существования особого пищевого фактора, способствующего отложению кальция в костях. Он получил название «витамин D».

В 1924 году Альфред Гесс и Гарри Стинбок с коллегами показали, что ультрафиолетовое облучение способно придавать некоторым пищевым веществам противорахитические свойства.

Таким образом, постепенно выяснилось, что питание и свет могут воздействовать на один связанный биохимический механизм.

Эти исследования способствовали появлению новых методов профилактики рахита, включая обогащение пищевых продуктов витамином D.

Изменился и подход фармацевтической промышленности: вместо зависимости исключительно от природных источников вещества стало возможным производить стандартизированные препараты с заданным содержанием витамина D.

Научное признание и трагическая судьба врача

Работы Хульдшинского получили международное признание.

В 1926 году Немецкое общество педиатрии присудило ему премию Отто Хойбнера за исследования профилактики и лечения рахита. Его кандидатуру также выдвигали на Нобелевскую премию по физиологии или медицине.

Однако профессиональные достижения не защитили учёного от политических преследований.

После прихода национал-социалистов к власти еврейское происхождение Хульдшинского стало причиной вынужденной эмиграции. В 1933-1934 годах он покинул Германию вместе с женой и дочерью и переселился в Египет.

В 1940 году врач умер в Александрии.

На протяжении последующих десятилетий его имя оставалось значительно менее известным, чем имена некоторых других исследователей витамина D.

История Хульдшинского напоминает, что научный результат и судьба его автора далеко не всегда получают одинаковое признание.

Почему эта история важна сегодня

Спустя более ста лет эксперименты Хульдшинского позволяют увидеть сразу несколько принципов современной медицины.

Первый связан с доказательствами эффективности лечения.

В начале XX века рентгенологические изменения помогли объективизировать эффект нового метода. Сегодня клинические исследования используют значительно более строгие требования: контрольные группы, оценку безопасности, стандартизированные конечные точки и статистический анализ.

Исторические наблюдения Хульдшинского были убедительными для своего времени, но не соответствовали стандартам современных рандомизированных клинических исследований. Они также не позволяли считать ультрафиолет универсальным средством против всех форм рахита.

Сегодня известно, что заболевание может быть связано не только с дефицитом витамина D, но и с недостатком кальция, нарушениями обмена фосфора и наследственными заболеваниями.

Второй принцип касается различия между биологическим механизмом и медицинской рекомендацией.

Способность UVB-излучения запускать синтез витамина D не означает, что ультрафиолетовое облучение является оптимальным способом профилактики его дефицита для каждого человека.

Ультрафиолет способен повреждать ДНК клеток кожи, ускорять её старение и повышать риск злокачественных новообразований. Всемирная организация здравоохранения (WHO) рекомендует избегать искусственных устройств для загара и защищаться от чрезмерного солнечного излучения.

Поэтому исторические опыты с кварцевыми лампами не следует воспринимать как рекомендацию повторять такие процедуры дома.

Современная профилактика дефицита витамина D учитывает возраст, особенности питания, климатические условия, индивидуальные факторы риска и национальные клинические рекомендации.

Для групп, которым трудно получать достаточное количество витамина D естественным путём, важную роль играют пищевые добавки и лекарственные препараты. При установленном дефиците или заболевании врач определяет необходимую схему лечения.

При этом избыточное потребление витамина D тоже небезопасно. Высокие дозы способны вызывать гиперкальциемию — чрезмерное повышение концентрации кальция в крови.

Третий принцип особенно важен для фармацевтической отрасли.

Открытие Хульдшинского показывает, как изучение физиологического эффекта может привести к созданию совершенно других, более управляемых способов медицинского вмешательства.

Врач экспериментировал с источником излучения, но дальнейшее развитие науки привело не только к совершенствованию светотерапии. Оно способствовало развитию нутрициологии, производства витаминов, обогащения продуктов питания и профилактической медицины.

Это характерный пример того, как первоначальная медицинская технология становится инструментом исследования, а полученные знания со временем позволяют заменить её иными решениями с более предсказуемыми дозами и профилем безопасности.

История важна и для понимания современных дискуссий о витамине D.

Его необходимость для нормального обмена кальция, фосфора и здоровья костей хорошо установлена. Однако предполагаемые преимущества высоких доз для профилактики рака, сердечно-сосудистых и многих других заболеваний требуют отдельной оценки и не могут автоматически выводиться из роли витамина D в костном обмене.

Знание механизма действия вещества ещё не доказывает эффективности любой предложенной области его применения.