Wielu wybitnych uczonych pracując poza granicami Polski, dokonywało fundamentalnych odkryć i miało swój udział w kształceniu i inspirowaniu do twórczej aktywności nowych pokoleń ludzi nauki. Należał do tego grona Kazimierz Funk, którego osiągnięcia, stanowiły o przełomie nie tylko w biochemii, ale także szeroko pojętych naukach medycznych. To bowiem twórca nauki o… witaminach, wszechobecnych w naszej codzienności, a jednocześnie nadal, po upływie stu lat, słabo poznanych molekułach wpisanych w fenomen biologii życia.
Jeśli przyjąć powszechnie akceptowaną maksymę, iż o przełomowych osiągnięciach nauki i dziełach stanowiących o postępie cywilizacyjnym ludzkości wiemy częstokroć znacznie więcej niż o ich twórcach, to sylwetka odkrywcy, uczonego i myśliciela Kazimierza Funka właśnie jest tego znakomitym przykładem. Pojęciem witaminy posługujemy się wszyscy czasem z nadmierną nawet niepoprawnością, a tylko niewielkie grono specjalistów, czy też studentów kierunków medycznych „to pojęcie” wiąże z jego twórcą – biochemikiem, którego nazwisko brzmi Kazimierz (Casimir) Funk.
Obecnie definiujemy witaminy jako organiczne, drobnocząsteczkowe składniki diety człowieka, które musimy dostarczać w niewielkich ilościach (pewną ich ilość wytwarzamy w naszym ciele także z udziałem mikroflory bakteryjnej). Generalnie są to substraty do syntezy koenzymów, czynniki antyoksydacyjne oraz regulatory ekspresji genów. Gdy Kazimierz Funk wprowadzał do nauki termin witamina „amina życia” (łac. vita – życie), nie wiedział wówczas, że nazwa ta nie będzie w pełni zasadna, ponieważ niektóre z tych aktywnych biologicznie związków w ogóle nie zawierają grup aminowych (wita-amina), ani nawet azotu. Ale to wiemy po upływie ponad już stu lat badań nad witaminami. Zapotrzebowanie na witaminy współczesna nauka potrafi już dość precyzyjnie sformułować, choć to zależy w dużej mierze od płci, wieku masy ciała, sposobu odżywiania i podlega także geograficznemu zróżnicowaniu. Mniejsze będzie bowiem zapotrzebowanie na suplementowaną witaminę D w przypadku człowieka o jasnej karnacji przebywającego w obszarach silnego nasłonecznienia czy witaminę C dla ludzi żyjących w obszarach codziennego dostępu w diecie bogatych w tą witaminę owoców takich jak marakuja, papaja, kiwi. W poszczególnych częściach świata i krajach są zalecane określone dawki dobowe poszczególnych witamin. A wiele z tych związków chemicznych i ich pochodnych robi furorę poprzez promowanie w dietetyce, profilaktyce zdrowotnej, kosmetologii i medycynie.
Wróćmy jednak do początku XX wieku i jednocześnie historii odkrycia witamin, a ta wydaje się ginąć dziś w mrokach historii świata i naszej cywilizacji. Bez wątpienia należy zacząć od faktu, że twórcą pojęcia witamina jest Kazimierz (Casimir) Funk (1884–1967) – polski biochemik, pracujący przez większą część swojego życia poza granicami kraju, ale zawsze podkreślający swoją polskość.
Kazimierz (Casimir) Funk urodził się 23 lutego 1884 r. w Warszawie. W swoim długim życiu (zmarł, dożywając wieku 83 lat) współpracował z wieloma ośrodkami i zespołami naukowymi w wielu zakątkach Europy i w USA, a to ostatecznie przyczyniło się do dokonania przełomowego w jego karierze i przynoszącego mu nieśmiertelność w świecie naukowym, odkrycia.
Urodzony w rodzinie lekarskiej Kazimierz był bardzo uzdolnionym dzieckiem i od najmłodszych lat interesował się światem nauki. W roku 1900 zdał maturę, a już po czterech latach w 1904 r. jako dwudziestolatek uzyskał stopień naukowy doktora.
Po maturze w wieku 16 lat wyjechał na studia do Genewy i Berna (Szwajcaria). W Genewie Funk studiował biologię, a wśród jego mistrzów – nauczycieli tego okresu należy wymienić botanika Roberta Hippolyte Chodata. W Bernie młody adept nauki podjął studia chemiczne (3 lata), a nauczycielem, wykładowcą chemii organicznej był tam Stanisław Kostanecki (1860–1910) zajmujący się badaniami nad barwnikami roślinnymi, pod opieką którego Kazimierz w roku 1904 uzyskał, mając tylko 20 lat, stopień naukowy doktora. Co ciekawe już podczas pobytu w Bernie młody naukowiec miał okazję i podjął współpracę z wybitnymi lekarzami naukowcami, takimi jak chirurg Emil Kocher, dermatolog Josef Jadassohn czy fizjolog Hugo Kronecker, co świadczy o rozległych zainteresowaniach, wówczas jeszcze, naukowca u progu kariery badawczej. W tym samym jeszcze roku Funk przeniósł się do Paryża (1904–1906), a następnie do Berlina – wówczas jednego z najważniejszych ośrodków naukowych Europy. W Berlinie Kazimierz podjął współpracę z Hermannem Emilem Fischerem, skoncentrowanym w badaniach między innymi na białkach. W laboratorium Fischera naukowcy zajmowali się metabolizmem białek i szczególnie podjęli się badań nad dwoma aminokwasami, głównie strukturą cysteiny i alaniny. W tym samym czasie Funk podjął płatną pracę biochemika w szpitalu w Wiesbaden, gdzie zajął się badaniami dotyczącymi nowotworów oraz opracował metodę oznaczania pierwiastków śladowych we krwi. W pracach nad nowotworami Funk zwracał uwagę na istnienie związku pożywienia z rozwojem choroby. Wysnuł w wyniku swoich badań przypuszczenie, że w żywności poza tłuszczami, białkami i węglowodanami oraz składnikami mineralnymi obecne są inne nieznane jeszcze elementy mające kluczowe znaczenie dla wzrostu i funkcjonowania organizmów. Badania te jednak Funk musiał przerwać, na krótko wyjechał do Berlina i w roku 1910 opuścił Niemcy. Wyjechał do Londynu, podejmując pracę w Instytucie Listera.
W Londynie (1910–1915) doktor Funk kontynuował prace badawcze w Instytucie Medycyny Prewencyjnej Listera, publikując artykuł dotyczący dihydroksyfenyloalaniny (znanej jako DOPA), niemniej dość szybko zainteresowania swoje przeniósł na chorobę beri-beri.
W wieku XIX i w początkach XX wieku choroby niedoborowe były powszechne. Należały do nich krzywica, szkorbut, kseroftalmia i właśnie choroba beri-beri. Ta ostatnia stanowiła wielki problem zdrowotny w obszarach tropikalnych, gdzie podstawą pożywienia były oczyszczane produkty bogato skrobiowe takie jak np. ryż. Beri-beri to śmiertelna choroba neurodegeneracyjna szerząca się tam, gdzie podstawą żywienia był właśnie oczyszczany ryż. Brązowy, niełuskany, czyli nieoczyszczony ryż nie był używany, gdyż szybko psuł się w warunkach tropikalnych i był niesmaczny. Podejmowano liczne próby wyjaśnienia przyczyn tej choroby, lecz nie dawały one rezultatu. W 1886 r. fizjolog Cornelius Pekelharing i neurolog Cornelius Winkler z Uniwersytetu w Utrechcie zaproponowali hipotezę, że czynnikiem wywołującym chorobę jest bakteria. Następnie Christiaan Eijkman (późniejszy noblista) uznał, że za rozwój choroby odpowiada mikrobiota jelitowa transformująca pewien składnik ryżu w toksyczną substancję. Przypadkowa obserwacja w toku prowadzonych na zwierzętach badań dokonana przez Eijkmana, że podane kurczętom łuski ryżowe wywołały zdrowienie ptaków, skłoniła go do stwierdzenia, że łuski muszą zawierać antidotum na toksynę zawartą w białym ryżu.
W Londynie Kazimierz Funk zapoznał się także z wynikami badań lekarza wojskowego Williama Braddona prowadzonymi nad chorobą beri-beri w krajach tropikalnych. Otóż Braddon obserwował, że ludność żywiąca się brązowym ryżem nie choruje, w porównaniu do grupy żywiącej się ryżem białym. To sprowokowało Funka do podjęcia badań eksperymentalnych na zwierzętach. Zmiana sposobu karmienia ptaków powodowała cofanie się zmian polineuropatycznych u tych zwierząt. Symultaniczne frakcjonowanie otoczki ziaren ryżu pozwoliło Funkowi na wyodrębnienie śladowych ilości niebiałkowej substancji mającej kluczowe znaczenie w prowadzonym eksperymencie. Już w 1911 r. Kazimierz Funk opublikował pracę Chemical Nature of the Substance Which Cures Polyneuritis in Birds Induced by a Diet of Polished Rice. Jednak kluczową dla badacza okazała się późniejsza publikacja w Journal of State Medicine: The Etiology of Deficiency Diseases z roku 1912, w której po raz pierwszy badacz zastosował nazwę witamina i wprowadził, choć nieco później, to pojęcie do światowego piśmiennictwa.
Przekonanie uczonego, że zidentyfikował związek chemiczny o działaniu profilaktycznym i mający wpływ na procesy życiowe (obecnie wiemy, że szereg witamin to kofaktory enzymów), zdecydowało, że zaproponował dla tej substancji nazwę witamina. Jednak kierownictwo Instytutu Listera nie akceptowało pomysłu Funka, stąd dopiero w swojej drugiej, przeglądowej publikacji, mógł użyć po raz pierwszy tej nazwy. W artykule z 1912 r. Funk opisał historię odkrycia i izolacji witaminy przeciwdziałającej beri-beri, ale również zwrócił uwagę na rolę innych substancji chemicznych o charakterze witamin w utrzymaniu prawidłowego funkcjonowania organizmu. Podkreślił także rolę zróżnicowanej diety w profilaktyce zdrowia i przeciwdziałaniu chorobom wynikającym z niedoborów żywieniowym. Tym samym był to wielki przełom zarówno w medycynie, jak i naukach o żywieniu. Badacz jednak nigdy sam nie wyizolował czystej postaci opisywanej przez siebie substancji. Niewielka zawartość witaminy w ryżu utrudniała jej wyizolowanie w czystej postaci. Wiadomo było już wówczas, że w tonie otrębów ryżowych może być zawarta łyżeczka nowo opisywanej substancji. W roku 1926 Barend Jansen oraz Wilhelm Donath wyizolowali kryształy związku i przedstawili wstępnie wzór sumaryczny. Natomiast dopiero 10 lat później w roku 1936 Robert R. Williams przedstawił światu strukturę chemiczną witaminy B1, a także możliwość jej syntezy, co zdecydowało o dostępności witaminy na rynku. W języku polskim witamina B1 to tiamina – związek zawierający siarkę i pierścień pirymidynowy połączony mostkiem metylenowym z pierścieniem tiazolowym.
W tzw. międzyczasie trwały spory w świecie naukowym i medycznym o pierwszeństwo dotyczące autorstwa nazwy witamina, a nawet dotyczące ostatecznej jej pisanej formy. Nie brakowało także sceptyków kwestionujących wartość odkryć Kazimierza Funka. Nawet Sir James Barr, prezes Brytyjskiego Towarzystwa Medycznego, odrzucał początkowo koncepcję istnienia witamin, określając ją jako wytwór wyobraźni.
Na dalsze odkrycia i wprowadzanie kolejnych nazw witamin trzeba było czekać prawie do lat 20. XX wieku i była to dość burzliwa historia. Kazimierz Funk wprawdzie wprowadził do nauki termin „witaminy” i stąd mówi się o uczonym jako ich odkrywcy, niemniej większość prac nad ich chemiczną naturą i funkcjami wykonali już inni badacze. Szczególne zasługi miał w tych odkryciach Sir Frederick Hopkins, który za swoje dokonania otrzymał Nagrodę Nobla, pozostawiając naszego rodaka nieco w tyle. Kazimierz Funk nie został uhonorowany za swoje prace tą najwyższą w świecie nauki nagrodą. Badacz rodem z Polski pracował w Instytucie Listera jeszcze do roku 1915, ale mało sprzyjająca mu atmosfera pracy, mimo osiąganych przez niego sukcesów, zaważyła na kolejnej zmianie miejsca życia i pracy Kazimierza Funka.
Warto podkreślić, że w roku 1914 niemieckie Wydawnictwo J.F. Bergmann w Wiesbaden opublikowało książkę Die Vitamine, zaś w roku 1922 ukazało się angielskie wydanie tej książki The Vitamines i ponowne wydanie niemieckie Die Vitamine w roku 1924.
Zanim Funk opuścił Londyn i wyjechał tym razem z Europy aż do USA, przez krótki czas pracował jeszcze w Instytucie Badawczym Szpitala Onkologicznego, zajmując się wpływem tiaminy na metabolizm węglowodanów i wpływem diety na rozwój nowotworów. Wkrótce po poślubieniu Alice Denise Schneidesch z pochodzenia Belgijki (mieli córkę Doriane i syna Iana) w dniu 18 lutego 1915 badacz opuścił Europę, udając się do USA. Pracę naukową kontynuował w Harriman Research Laboratories w Nowym Jorku. Dalsze lata związane były z pracą Kazimierza Funka dla przemysłu, firm chemicznych i farmaceutycznych. Lata te zaowocowały wieloma odkryciami i badaniami, między innymi opracowaniem skutecznego w leczeniu syfilisu Salwarsanu i neo-Salwarsanu czy produkcją syntetycznej adrenaliny i współudziałem w opracowaniu wraz z Harrym Dubinem pierwszego koncentratu witaminowego z wątroby dorsza (witaminy A i D).
W latach 1923–1927 Kazimierz Funk wraz z rodziną rozpoczął czteroletni pobyt i działalność naukową w niepodległej Polsce.
W 1918 r. powstał PZH (Państwowy Zakład Higieny w Warszawie). Inicjatorem jego powstania był dr Ludwik Rajchman. To on zaproponował Kazimierzowi Funkowi w roku 1923 objęcie funkcji kierownika Oddziału Biochemii i Higieny Odżywiania Państwowej Szkoły Higieny powstałego w obrębie PZH. Było to kolejne szczęśliwe spotkanie obu uczonych. Bowiem to właśnie Ludwik Rajchmann, pracujący wcześniej w Królewskim Instytucie Zdrowia Publicznego w Londynie, namówił Funka w roku 1912 do opublikowania przeglądowego artykułu w Journal of State Medicine (był w gronie wydawców pisma), w którym autor po raz pierwszy zastosował w piśmiennictwie naukowym pojęcie „witaminy”.
W ośrodku prowadzonym przez Funka (sam angażował się w prace laboratoryjne) prowadzonych było wiele badań koncentrujących się wokół witamin, głównie z grupy B (tiamina, niacyna). Prowadzono badania dotyczące biochemii żywienia, białek, hormonów i enzymów trawiennych (pepsyna, trypsyna). Badania te były kontynuowane z powodzeniem nawet gdy Funk opuścił ponownie Polskę, a w 1930 r. kierownictwo tej jednostki objął doc. Gustaw Szulc (1884–1941), który został dyrektorem PZH.
W Warszawie główną pasją i ważnym zadaniem Funka były badania nad insuliną i wytwarzaniem jej na dużą skalę. To za sprawą uczonego Polska stała się trzecim krajem w Europie (po Danii i Anglii) w którym wydajnie produkowano insulinę (z trzustki bydlęcej). Przed tym okresem inulina nie była produkowana w Polsce i sprowadzano ja dla diabetyków z zagranicy. Działalność i prace Funka przyczyniły się do postępów w dziedzinie diabetologii, której rozwój miał trudne początki na całym świecie. Produkcja insuliny odbywała się w PZH aż do lat 50. XX wieku.
Gdy wygasł kontrakt z PZH, Kazimierz Funk w roku 1927 wraz z rodziną opuścił Polskę. Jedną z przyczyn była zapewne niestabilna w tym okresie sytuacja polityczna i społeczna w kraju i w Europie. Po opuszczeniu polski skierował się do Belgii, a następnie do Francji. W latach 1928–1939 Funk był związany z Paryżem. Nawiązał współpracę z firmą farmaceutyczną House of Gremy, która specjalizowała się w produkcji surowic i szczepionek. Wkrótce jednak wybudował „Casa Biochemica”. Było to własne laboratorium (i dom badacza) dobrze wyposażone, w którym swoje zainteresowania Funk skoncentrował na poznaniu działania hormonów płciowych. Udało mu się scharakteryzować właściwości estrogenów i testosteronu oraz wyizolować androsteron. Nadal pracował także nad insuliną oraz czynnikiem antyanemicznym, jak wówczas określano kwas foliowy. Kazimierz Funk w tym okresie podejmował także współpracę z wieloma firmami farmaceutycznymi nad opracowaniem metod produkcji kwasu nikotynowego i nikotynamidu.
Gdy wybuchła II wojna światowa, rodzina Funka, zostawiając cały swój dobytek, opuściła Europę 5 października 1939 r. i udała się do Nowego Jorku. Naukowiec z Polski otrzymał zatrudnienie w U.S. Vitamin Corporation. Resztę życia Funk spędził już w Stanach Zjednoczonych.
Był to nadal bardzo twórczy okres w życiu naukowca, badacza i intelektualisty Funka. Kontynuował prace dotyczące kwasu nikotynowego i nikotynamidu. Zajął się opracowaniem naukowej teorii o wspólnym oddziaływaniu w organizmie witamin i innych składników żywności, w tym składników mineralnych. Uczestniczył w opracowaniu preparatu witaminowo-mineralnego (obecnie to wielki rynek suplementów i leków) o nazwie „Vi-Syneral”. W latach 50. XX wieku nadal zajmował się badaniem przyczyn chorób nowotworowych i związkiem ich rozwoju z niedoborem witamin w żywności. Uczony był wielkim popularyzatorem wiedzy o witaminach.
W 1947 r. w uznaniu dla zasług naukowca polskiego pochodzenia powstała Fundacja Kazimierza Funka dla Badań Medycznych (Kazimierz Funk Foundation for Medical Research). W Fundacji działał aktywnie do 1963 r. Nauce Funk poświęcił całe swoje życie. Aktywność naukowa i dorobek tak istotny dla ludzkości nie spotkał się jednak z uznaniem świata nauki, które skutkowałoby przyznaniem prestiżowej Nagrody Nobla. Należy podkreślić czterokrotną nominację Funka do tej nieotrzymanej nagrody. Dwukrotnie w dziedzinie medycyny lub fizjologii (1914 i 1925) oraz dwukrotnie w dziedzinie chemii (1926 i 1946). Przyznanie Nobla za odkrycia witaminowe od samego początku budziło spore kontrowersje. W roku 1929 Christiaan Eijkman oraz Frederick Hopkins otrzymali tę prestiżową nagrodę. W przypadku obu nazwisk uzasadnienie przyznania nagrody zawierało pojęcie „witamina”. Sam laureat Nobla F. Hopkins oznajmił (zresztą za samym Funkiem), że nie ma prostej odpowiedzi na pytanie: kto jest odkrywcą witamin? Jednocześnie Hopkins przyznał, że Funk otrzymał zbyt mało uznania za swoje prace nad witaminami. Mimo perypetii związanych z przyznaniem Nagrody Nobla z pominięciem Kazimierza (Casimira) Funka wniósł on ogromny wkład nie tylko w poznanie witamin – biomolekuł życia, ale także w rozwój nauk o żywieniu i w rozwój nowoczesnej medycyny.
Kazimierz Funk zmarł 19 listopada 1967 r. w Nowym Jorku. Mimo wielu osiągnięć na polu nauki, wkładu w odbudowę państwowości II Rzeczypospolitej, wkładu w poznanie otaczającego nas świata i istoty życia biologicznego – kulminacyjnym punktem jego życia zawodowego, ale i wkładem w historię i postęp ludzkości, było poinformowanie przez Funka świata nauki i nas wszystkich o istnieniu witamin.
Kalendarium ekspansji „wędrującego naukowca” (wg Berger S. Pol. J. Food Nutr. Sci. 2013):
1884–1900 Warszawa
1900–1904 Genewa, Bern
1904–1906 Paryż
1906–1910 Berlin, Wiesbaden
1910–1915 Londyn
1915–1923 Nowy Jork
1923–1927 Warszawa
1927–1939 Paryż
1939–1967 Nowy Jork.
Dr n. med. Marek Jurgowiak – Katedra Biochemii Klinicznej, Wydział Farmaceutyczny Collegium Medicum UMK
