Kazimierz Funk – naukowiec w drodze
Z jego dokonań korzystamy na co dzień. Jednak mało kto, zwłaszcza wśród przedstawicieli najmłodszych pokoleń, pamięta i wie, kim był i co ten badacz osiągnął na naukowej niwie. Kiedy spotykamy się z pojęciem „witamina”, od razu przychodzą nam na myśl skojarzenia ze zdrowiem, higienicznym trybem życia i ogólnie ogromnym znaczeniem tego związku chemicznego dla naszego organizmu. Odkrycie witaminy można porównać z wynalezieniem żarówki, penicyliny czy pierwszym lotem w kosmos. Zastanawiając się nad tym, kto stoi za tak przełomowym dokonaniem, skłonni jesteśmy autora szukać daleko poza granicami naszego kraju. Niemiec? Francuz? A może Amerykanin? Otóż nie! Odkrywcą witaminy i pomysłodawcą tej nazwy jest polski biochemik – Kazimierz Funk.
Kazimierz Funk (ur. 23 lutego 1884 roku w Warszawie, zm. 19 listopada 1967 roku w Nowym Jorku) – polski biochemik, odkrywca witamin i twórca nauki o witaminach oraz ich roli w organizmie (witaminologii); naukowiec, który zrewolucjonizował medycynę i stworzył podwaliny nauki o żywieniu. Dzięki licznym badaniom i osiągnięciom wniósł także istotny wkład w rozwój endokrynologii, diabetologii i onkologii.
W opracowaniach poświęconych jego postaci wielokrotnie napotykamy określenia „wędrujący naukowiec” czy „naukowiec w drodze”. Badacze zwracają uwagę na liczne zmiany miejsca pobytu Kazimierza Funka. Pracę naukowca realizował we Francji, Niemczech, Wielkiej Brytanii, Stanach Zjednoczonych oraz w Polsce. Był poliglotą – mówił po polsku, niemiecku, rosyjsku, angielsku i francusku. Podzielił los wielu sobie współczesnych, zdecydował się na opuszczenie ojczyzny w poszukiwaniu lepszych warunków do prowadzenia działalności naukowej i badań. Jeden z autorów opracowań o Kazimierzu Funku, Stanisław Berger, opublikował swego rodzaju kalendarium geograficznych „ekspansji” odkrywcy witaminy:
1884-1900 – Warszawa, Polska
1900-1904 – Genewa, Szwajcaria
1904-1906 – Paryż (Instytut Pasteura), Francja
1906-1916 – Berlin i Wiesbaden, Niemcy
1910-1915 – Londyn, Wielka Brytania
1915-1923 – Nowy Jork, USA
1923-1927 – Warszawa, Polska
1927-1939 – Paryż, Francja
1939-1967 – Nowy Jork, USA
Pierwsze ważne prace badawcze
Kazimierz Funk urodził się 23 lutego 1884 roku w Warszawie, w rodzinie lekarzy. Był bardzo uzdolniony. Od najmłodszych lat interesował się nauką. Zdaniem badaczy zajmujących się jego biografią i dokonaniami bakcyl wiedzy Kazimierz Funk połknął podczas pobytu w szpitalu w Niemczech, gdzie leczono u niego wrodzoną dysplazję stawu biodrowego. O niezwykłym umyśle odkrywcy witaminy świadczą też daty 1900 i 1904. W 1900 roku w wieku 16 lat zdał maturę, a w 1904 roku, jako dwudziestolatek, uzyskał stopień naukowy doktora!
Krótko po obronie doktoratu wyjechał do Paryża, gdzie pracował w Instytucie Pasteura, by następnie rozpocząć badania w Katedrze Chemii Organicznej Uniwersytetu w Berlinie. W tym czasie badał m.in. pierwiastki śladowe u ludzi, które dla chemików są zanieczyszczeniami organizmu, a w opiniach biologów (w tym Funka) są niezbędne do prawidłowego działania organizmu. Dodatkowo analizował budowę białek i węglowodanów. Kazimierz Funk był pionierem badań z zakresu chemii organicznej. Zajmował się metabolizmem białka i analizą aminokwasów. Opracował także własną teorię nowotworów oraz oddziaływania na nie elementów naszej codziennej diety. Twierdził, że w pokarmie znajdują się dwojakie składniki – jedne sprzyjają rozwojowi guza, a drugie ten proces blokują. To właśnie w sytuacji niedoboru tych drugich dochodzi do rozwoju choroby.
Tematyka wpływu żywności na kondycję organizmu determinowała właściwie całą pracę naukową Kazimierza Funka. Podkreślał w niej, jak ważny dla zdrowia jest odpowiedni dobór i różnorodność składników; jakie znaczenie ma to, co jemy i w jakich proporcjach (oczywiście rozpatrując zagadnienie okiem naukowca – biochemika). W okresie berlińskim, wykazał m.in.,że karmienie psów białkami roślinnymi powoduje zahamowanie wzrostu zwierząt. Proces ten można jednak odwrócić, dodając do pokarmu nawet niewielką ilość mięsa lub mleka. Zaobserwowanie tej prawidłowości skłoniło Funka do przypuszczenia, że poza białkami i tłuszczami, węglowodanami i składnikami mineralnymi, w ożywieniu muszą znajdować się jeszcze inne substancje, niezbędne do prawidłowego rozwoju i funkcjonowania organizmu. Jakie? Instynkt odkrywcy nakazywał odnalezienie odpowiedzi na to pytanie, jednak niesprzyjające okoliczności losu skomplikowały dalszy rozwój badań. Konflikt wewnętrzy pracowników Katedry Chemii Uniwersytetu w Berlinie i brak możliwości kontynuowania badań skłonił Kazimierza Funka do opuszczenia Niemiec.
Odkrycie i nazwanie witaminy
Powszechnie nękające ludzkość choroby przełomu XIX i XX wieku wynikały głównie z nieprawidłowego odżywiania. Były to tzw. choroby niedoborowe, wśród nich szkorbut, krzywica,beri-beri i kseroftalmia. Dzisiaj doskonale już wiemy, że chodzi oczywiście o niedobór witamin, ale Kazimierz Funk był wtedy jeszcze przed dokonaniem tego epokowego odkrycia. W pewnym sensie można by stwierdzić, że próba rozwiązania problemu rozpoczęła się od beri-beri na terenie holenderskich Indii Wschodnich. Beri-beri była ogromnym zdrowotnym problemem wśród holenderskiego wojska, marynarzy, pacjentów w szpitalach czy podopiecznych w przytułkach. Występowała głównie w dużych miastach portowych, gdzie podstawowym produktem żywnościowym był oczyszczony ryż (ryż brązowy był uważany za niesmaczny, a ponadto nie nadawał się do przechowywania w warunkach dużej wilgotności powietrza). Próbę zbadania przyczyn choroby podjęto na Uniwersytecie w Utrechcie. Eksperymenty prowadzono na kurczętach. Wytypowano wśród nich specjalną grupę tzw. „zwierząt kontrolnych”, ale wszystkie karmiono ryżem. Po kilku miesiącach zaobserwowano u obu grup ptactwa otrzymujących to samo pożywienie objawy, które towarzyszą chorobie beri-beri. Naukowcy stwierdzili, że przyczyną choroby jest nieznana bakteria. Ostatecznie to jednak przypadkowa zmiana diety i zastąpienie oczyszczonego ryżu ziarnem brązowym właściwie ukierunkowały dalsze badania. Na podstawie tego doświadczenia Holendrzy wysnuli hipotezę, że niełuskany brązowy ryż zawiera nieznaną substancję zapobiegającą chorobie beri-beri.
Wiedza o tym odkryciu bardzo szybko, jak na owe czasy, rozpowszechniła się wśród środowisk wojskowych nie tylko kolonii holenderskich, ale również brytyjskich. Tym sposobem informacja dotarła również do Kazimierza Funka, który wtedy pracował już w Instytucie Medycyny Zapobiegawczej Listera w Londynie. Badacz odkrył, że przyczyną choroby jest prosty związek zawierający azot. W toku dalszych badań wyodrębnił zasadowy związek organiczny o działaniu ochronnym, zawierający atomy węgla, wodoru, tlenu i azotu. Sam termin „witamina” (vita –życie; amine – związek zawierający grupę aminową) pojawił się po raz pierwszy w publikacji Kazimierza Funka w 1912 r. Nazwa wywodzi się stąd, że substancja ma niekwestionowane, kluczowe znaczenie dla zdrowego życia. Środowisko naukowe, zwłaszcza najbliższe otoczenie Funka z Instytutu Listera, początkowo sceptycznie odniosło się do odkrycia, a także do samej propozycji nazwy. Jednak po opublikowaniu pracy, w której autor podkreślił znaczenie prawidłowo zbilansowanej diety w zapobieganiu wielu chorobom niedoborowym oraz roli, jaką odgrywają w tym procesie witaminy, termin trafił ostatecznie do powszechnego stosowania.
Choć Kazimierz Funk jest niewątpliwie odkrywcą witaminy, to jednak nie udało mu się nigdy wyizolować tej substancji w czystej formie, czyli jednorodnej pod względem chemicznym. Ponadto, nie wszystkie witaminy, o których pisał Kazimierz Funk, były aminami, dlatego środowisko naukowe protestowało przeciw zastosowaniu nazwy vitamine. Na zakończenie polemik i dyskusji nad nazwą ostatecznie przyjęto, że termin ten zostanie zastąpiony nieco zmodyfikowanym – „vitamin”:
Znaczący głos w tej dyskusji zabrał w 1920 roku Jack C. Drummond, brytyjski biochemik z Instytutu Badawczego Szpitala Onkologicznego na Uniwersytecie w Londynie (późniejszy współpracownik Funka). Zasugerował „eleganckie i dyplomatyczne” rozwiązanie problemu: odrzucenie ostatniej litery z zaproponowanej przez Funka nazwy vitamine („-e”), co skutkowałoby przyjęciem nazwy vitamin. Taka nazwa mogłaby być zaakceptowana przez Londyńskie Towarzystwo Chemiczne, które zezwalało na nadawanie neutralnym substancjom o nieznanej budowie chemicznej nazwy kończącej się na „–in”. Drummond zaproponował ponadto, aby w przypadku akceptacji tej nowej nazwy substancje takie określać kolejnymi literami alfabetu: vitamin A, vitamin B, vitamin C2.
Sama nazwa miała mieć charakter tymczasowy, ale początkowo niedoceniane znaczenie tych substancji przesądziło o utrwaleniu się nazwy nie tylko w terminologii medycznej i biochemicznej, ale także w naszym codziennym życiu.
Czym zatem są witaminy?
Jak czytamy w popularnej encyklopedii internetowej:
Witaminy – grupa organicznych związków chemicznych o różnorodnej budowie, niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania żywego organizmu. Mogą być pochodzenia naturalnego lub otrzymywane syntetycznie. Dla człowieka witaminy są egzogenne (ludzki organizm ich nie syntezuje), w związku z czym muszą być dostarczane z pokarmem (najczęściej w postaci prowitamin). Przeciwne działanie do witamin wykazują antywitaminy. Brak określonej witaminy w organizmie to awitaminoza, niedobór – hipowitaminoza, zaś nadmiar – hiperwitaminoza. Ze względu na rozpuszczalność dzielą się na witaminy rozpuszczalne w tłuszczach (witaminy A, D, E i K) i rozpuszczalne w wodzie (witaminy B i C).
Odkrycie dokonane przez Kazimierza Funka rozpoczęło zupełnienową erę w dziedzinie nauki o żywieniu, a zdaniem badaczy było także największym osiągnięciem badań nad żywieniem. Kolejne lata poświęcił rozwijaniu i popularyzowaniu wiedzy na temat witamin. W swoich badaniach koncentrował się także na poszukiwaniu innych niż ryż źródłach występowania witaminy zapobiegającej chorobie beri-beri. Odkrył tę substancję m.in. w drożdżach, mleku oraz bakteriach. Śladem badań Kazimierza Funka poszli też inni naukowcy. Jest to widoczne w porównaniu liczby odwołań do literatury (tzw. cytowań) w kolejnych wydaniach jego książki pt. Die Vitamine. W pierwszym wydaniu z 1914 roku autor cytuje 385 publikacji, a w edycji 1922 już 1595.
Pozostałe dokonania
Kazimierz Funk po odkryciu witamin poświęcił się zgłębianiu i popularyzacji wiedzy o tych substancjach. Nadal też prowadził badania. Po otrzymaniu prestiżowego stypendium Beita rozpoczął się kolejny, amerykański okres w życiu naukowca. W obszarze jego zainteresowań badawczych pozostawały witaminy i ich znaczenie w zapobieganiu chorobom takim jak beri-beri. Jednak, paradoksalnie, początkowo był toteż czas znacznego pogorszenia się sytuacji finansowej Funka, który wtedy miał już rodzinę. Z konieczności zapewnienia jej odpowiednich warunków bytowych podjął pracę w firmie chemicznej Calco. Poprawa kondycji materialnej niestety wiązała się z brakiem możliwości prowadzenia dalszych badań. Dzięki pracy w kolejnych firmach farmaceutycznych Kazimierz Funk przyczynił się m.in. do rozkwitu badań nad lekami przeciwbólowymi. Ponadto dzięki badaczowi udało się opanować panującą wtedy w USA epidemię syfilisu. Pracował także nad farmaceutykami przeciwbiegunkowymi. Przy współpracy z naukowcami amerykańskimi opracował pierwszy w historii koncentrat witamin z wątroby dorsza. W okresie pracy w Katedrze Biochemii Uniwersytetu Columbia Kazimierz Funk zajmował się również hormonami. Jego badania przyczyniły się do produkcji syntetycznej adrenaliny.
W naukowym życiorysie Kazimierza Funka nie można pominąć lat 1923-1927, kiedy pracował w Polsce, w Państwowym Zakładzie Higieny w Warszawie. Tu zapoczątkował produkcję insuliny z trzustki bydlęcej. Dokonania naukowca znacząco przyczyniły się również do rozwoju diabetologii.
Kazimierz Funk należał do pokolenia, które przeżyło dwie wojny światowe, co miało ogromny wpływ na całe jego życie. Po wybuchu II wojny światowej na stałe wyemigrował do USA. Publikował zarówno książki, jak i artykuły w czasopismach naukowych. Położył podwaliny pod wiele działów medycyny, farmakologii, dietoterapii wielu schorzeń, wynikających z nieprawidłowego sposobu żywienia. Dzięki Funkowi zmieniło się podejście do roli żywienia w utrzymaniu zdrowia i zapobieganiu wielu chorobom.
Kazimierz Funk był czterokrotnie nominowany do Nagrody Nobla: w dziedzinie fizjologii i medycyny w latach 1914 i 1925, w dziedzinie chemii – 1926 i 1946, jednak nigdy tego wyróżnienia nie otrzymał.
Bibliografia
• Stanisław Berger, Kazimierz (Casimir) Funk – Pioneer in Vitaminology – 101 Anniversary of His Discovery – Special Note. POLISH JOURNAL OF FOOD AND NUTRITION SCIENCES 2013. Volume: 63, No 4 , p. 201–205
• Waldemar Janiec [red.], Kompendium farmakologii, Warszawa 2005
• Stanisław Kohlmünzer, Farmakognozja. Warszawa 2007
• Małgorzata Stachoń, Katarzyna Lachowicz, Kazimierz Funk – Naukowiec na miarę naszych czasów. „Kosmos” 2017. T. 66, nr 4, s. 515-526