2017年8月31日

科學維生素-維持生物體內平衡的微小力量

李依庭/喜愛各種冷門知識,對不完美情有獨鍾,本刊編輯。


圖一:維生素K。(shutterstock)
 要維持生物體穩定的運作,微量元素與各種維生素扮演著不可或缺的角色。若微量元素或維生素在體內失衡時,可能就會對生物體帶來危害。維生素K(vitamin K),為疏水性,是人體中的維生素之一,主要功能為幫助血液的凝固,促進傷口癒合。


而當年維生素K的發現,與佛萊明(Alexander Fleming)陰錯陽差之下發現青黴素一樣,得由一次的膽固醇實驗說起。1930年代,丹麥的科學家達姆(Henrik Dam)想研究飼料中的膽固醇對於飼養雞隻的影響,因此將實驗組餵食無膽固醇與脂肪的飼料。在餵食幾星期之後,達姆發現這些被餵食無膽固醇與脂肪飼料的雞隻開始有出血的情形,縱使爾後再餵食含膽固醇與脂肪的飼料也無法改善出血情況。

圖二:1943年因維生素K而獲得諾貝爾生理醫學獎的達姆(左)與多伊西(右)。(wikipedia)
觀察到這個現象,達姆提出可能有某些化合物一起被膽固醇提煉出的假設,因而造成出血的情況,他將此發現發表在德文期刊,並將此化合物用德文命名為Koagulations vitamin(凝血維生素)。後來,由聖路易斯大學(Saint Louis University)的多伊西(Edward A. Doisy)持續對此化合物進行分析,並於1939年以維生素K之名發表相關論文,發現其結構及化學特性,並於1943年與達姆一同獲得諾貝爾生理醫學獎。

至今,人們已能夠化學合成出維生素K並知曉其完整功能,對於脂肪吸收較差或腸道受損的人則容易缺乏維生素K。而維生素K主要可從多種綠色蔬菜內攝取,像是菠菜、花椰菜等,而近期在美國塔夫茲大學(Tufts University)的研究也發現除了綠色蔬菜外,在牛奶、乳酪等乳製品中也富含可觀的維生素K。

而現今,拜科學與生物技術的進步所賜,除了各方科學家對生物體內的微量元素與維生素的發現與研究外,也發展出富含各種維生素的作物。為了預防世界人口持續的攀升而造成某些地區人們營養不良的情況,今年8月由蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)研發出同時含有能產生維生素A的β-胡蘿蔔素(βcarotene)、鐵(Fe)與鋅(Zn)的多種營養素的稻米,期望能改善營養素缺乏的問題。

從現今往回看過去的軌跡,當年科學家們各種偶然的發現,對於當代生理、醫療與生物技術等發展都帶來不可忽視的影響。

延伸閱讀
Dam H., The antihemorrhagic vitamin of the chick.: Occurrence and chemical nature. Nature, 1935.
Xueyan Fu et al., Multiple Vitamin K Forms Exist in Dairy Foods. Current Developments in Nutrition, 2017.
Simrat Pal Singh, Wilhelm Gruissem and Navreet K. Bhullar. Single genetic locus improvement of iron, zinc and β-carotene content in rice grains. Scientific Reports, 2017.

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