Так почему же недостаток витамина С вызывает цингу? Безусловно, самый распространенный белок в нашем организме — коллаген. Это основной компонент кожи, костей, связок и сухожилий, а также мышц, кровеносных сосудов и кишечника. Структура коллагена напоминает веревку, состоящую из трех нитей, скрученных друг с другом. Витамин С необходим для синтеза коллагена, так как он добавляет дополнительные атомы кислорода, которые образуют связи вдоль нитей, стабилизируя их структуру. Таким образом, отсутствие витамина С означает пропуски атомов кислорода и более хрупкий коллаген. Затем симптомы цинги возникают там, где необходим коллаген. Например, периодонтальная связка соединяет корни зубов с их гнездами в челюстной кости. Слабость коллагена означает ослабление периодонтальных связок, и зубы начинают выпадать.
Большинство животных могут самостоятельно вырабатывать витамин С, за исключением морских свинок, некоторых рыб, летучих мышей, птиц и приматов (включая людей). В какой-то момент нашего происхождения от обезьяны ген, который вырабатывает фермент на заключительном этапе синтеза витамина С, испытал мутации и стал нефункциональным. Мы все еще можем видеть в нашей ДНК остатки этого гена в сильно мутированной форме, которая не может работать как фермент. Эта мутация не повредила древнему примату. Он ел много фруктов, поэтому прекрасно обходился без способности вырабатывать витамин С. Современные дикие гориллы, например, получают с пищей гораздо больше витамина С, чем им когда-либо понадобится, поэтому никогда не болеют цингой. Таким образом, мутировавший ген, определивший невозможность самостоятельной выработки витамина С, был безвреден у наших далеких предков и передавался из поколения в поколение. Только когда люди стали питаться плохо, без фруктов и овощей, нехватка фермента стала проблемой
[328].
Витамин С — это всего лишь один из витаминов. На протяжении тысячелетий люди страдали от болезней, вызванных недостатком различных витаминов, когда их питание становилось слишком однообразным
[329]. Недостаток витамина D (и солнечного света) вреден для костей и вызывает рахит; недостаток витамина B3 вызывает вампироподобное состояние, как при пеллагре, с образованием кожных волдырей на солнечном свету, бледной кожей, тягой к сырому мясу, кровотечением изо рта, агрессией и безумием. Дефицит витамина B12 вызывает нарушения кровообращения и функций мозга.
Витамины представляют собой часть более широкого класса микроэлементов — веществ, которые необходимы в небольших количествах в нашем рационе, в дополнение к углеводам, жирам, белкам и воде, которые нужны в большом количестве. В настоящее время наиболее распространенным дефицитом питательных микроэлементов во всем мире остается дефицит железа, йода, витамина А, фолиевой кислоты и цинка, главным образом в странах Африки к югу от Сахары и Южной Азии. Половина детей в возрасте до пяти лет в этих регионах имеют проблемы со здоровьем из-за нехватки одного или нескольких микроэлементов, а во всем мире от этого страдают около 2 миллиардов человек
[330],
[331]. Беременные женщины и дети подвергаются наибольшему риску, поскольку они испытывают большую потребность в определенных питательных микроэлементах.
Дефицит витамина А в первую очередь поражает детей, вызывая потерю зрения при слабом освещении (куриная слепота) и в конечном итоге полную необратимую слепоту. Это происходит потому, что витамин А необходим для производства родопсина, основного зрительного пигмента, который поглощает свет в сетчатке. Он также необходим иммунной системе.
Железо используется для переноса кислорода в гемоглобине в клетках крови. Недостаток железа вызывает анемию, чаще всего у женщин и младенцев. У маленьких детей с анемией замедленный физический рост, сниженная сопротивляемость инфекциям и замедленное интеллектуальное развитие. Анемия во время беременности замедляет рост плода и увеличивает риск смерти новорожденных и матерей при родах.
Нехватка йода распространена в районах, где в почве недостаточно этого элемента. Это наиболее распространенная причина умственных отклонений, а также выкидышей, мертворождений и врожденных дефектов.
Цинк необходим для работы многих ферментов; он способствует устойчивости к инфекциям и развитию нервной системы, а недостаток цинка увеличивает вероятность преждевременных родов.
Через несколько недель после зачатия слой эмбриональных клеток образует нервную трубку — предшественницу головного мозга, спинного мозга и остальной части центральной нервной системы. Фолиевая кислота необходима для успешного завершения этого процесса, поэтому недостаток фолиевой кислоты вызывает дефекты нервной трубки, такие как расщепление позвоночника, когда нервная трубка не закрывается полностью.
Хорошо, что все эти недостатки легко устраняются путем потребления пищи, богатой необходимыми микроэлементами, или путем обогащения пищи. Например, витамин А в изобилии содержится в печени, моркови, брокколи и сыре, а цинк — в мясе и орехах. Йод можно добавлять в соль, железо и фолиевую кислоту можно добавлять в муку. Также можно принимать таблетки, порошки или жидкости с нужными добавками. Сельскохозяйственные культуры во многих районах испытывают дефицит цинка, так как его не хватает в почве. Использование удобрений с цинком позволяет не только получать более полноценную продукцию, но и повысить общую урожайность.
Всемирная организация здравоохранения и Центры по контролю и профилактике заболеваний
[332] выдвигают инициативы по ликвидации неполноценного питания. Меры по борьбе с нехваткой питательных микроэлементов дешевы и высокоэффективны. Как и с многими другими заболеваниями, как только мы понимаем научную основу проблемы, высокотехнологичные решения часто не требуются — гораздо важнее наличие политической воли. В качестве альтернативы мы можем создавать улучшенные виды сельскохозяйственных культур с помощью селекции растений или технологий генной модификации для увеличения концентрации желаемых микроэлементов в основных продовольственных культурах. Наиболее известным примером служит золотой рис, обогащенный витамином А. Таким образом вполне возможно справиться с проблемой неполноценного питания. Решение этой проблемы способствует рождению более здоровых детей, которые вырастают в более здоровых взрослых, способных вносить свой вклад в благосостояние и благополучие своих стран.
