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必須營養素研究先驅 Sir Frederick Gowland Hopkins 誕辰

1929年諾貝爾生理醫學獎得主霍普金斯爵士(Sir Frederick Gowland Hopkins),即是微量營養素研究的先驅,他證明了微量營養素對於正常生長發育的必要性。也由於科學家對微量營養素的研究日增,瞭解越多,使得許多因缺乏營養導致的疾病得以避免。
 
 
1961/6/20為必須營養素研究先趨﹣霍普金斯爵士(Sir Frederick Gowland Hopkins)的誕辰
民以食為天,每個人都必須仰賴進食以維生,但攝取的食物中除了要具備醣類、蛋白質和脂肪三大營養素外,還需有維生素和礦物質等微量的營養素。微量營養素直到二十世紀才被深入研究,1929年諾貝爾生理醫學獎得主霍普金斯爵士(Sir Frederick Gowland Hopkins),即是微量營養素研究的先驅,他證明了微量營養素對於正常生長發育的必要性。也由於科學家對微量營養素的研究日增,瞭解越多,使得許多因缺乏營養導致的疾病得以避免。

霍普金斯出生於英格蘭一個名為「義本」(Eastbourne)的小鎮。童年時期霍普金斯喜歡閱讀,也會進行詩文創作,文學上的鋒芒遮掩了他在科學上的天賦。有天母親送他一台顯微鏡,立即引發霍普金斯對研究海岸生物的興趣。霍普金斯曾徘徊於,自己長大後要成為一位熱衷於古希臘和古羅馬文化研究的學者,還是一名博物學家?無論如何,那奠基於童年時期深厚的文化素養,終究還是內化為霍普金斯的個人風格,並在日後的科研論文與講演中表露無遺。

就讀倫敦城市學校時,霍普金斯各科表現都很優異,曾得過化學第一; 17歲畢業於指導學院( the College of Preceptors)時還發表一篇關於昆蟲的論文。但畢業後,他並未順利進入大學,而是先擔任6個月保險業務員後,才繼續在皇家礦業學院攻讀化學課程,隨後轉入倫敦大學學院。1888年又以醫學院學生身份獲得倫敦蓋伊醫院獎學金與多項獎項。霍普金斯的研究也從血液白蛋白的結晶,轉移到一個新的領域-生物化學。 

1912年,霍普金斯發表一篇論文闡述食物輔助因子對於動物生長的重要性。研究中,他先是利用只含純蛋白質、脂質和醣類的飼料餵食大鼠,結果發現大鼠的生長顯著受到抑制,然若添加少量的牛奶卻可使其回復正常的生長。霍普金斯據之推斷牛奶之中應該含有某些食物輔助因子。這個食物輔助因子,即是現今的維生素。霍普金斯的維生素研究在食物匱乏的一戰時期特別重要,也有拜於他的推廣,使得添加維生素A與D的強化營養人工奶油得以問世。

除了維生素的研究外,霍普金斯亦曾分離了在生物化學中極具重要性的人體必需胺基酸﹣色胺酸(Tryptophan),和參與細胞氧化還原反應的重要分子﹣穀胱甘肽(Glutathione)。

近年來臺灣對於飲食的探討大多著墨於熱量的攝取或是其他功能性的食品,但卻忽略了微量營養素的重要性。根據衛生福利部民國102-105年國民營養健康狀況變遷調查結果顯示,國人飲食中的維生素D和維生素E普遍未達到每日建議的攝取量。其中,維生素D的缺乏會影響神經與肌肉活性,並可能導致佝僂症或骨質軟化症等疾病。而維生素E則與穀胱甘肽同是人體內重要的抗氧化劑,會影響神經與肌肉系統,並可能造成生育能力缺陷、溶血性貧血和提高心血管疾病風險。微量營養素的研究本屬不易,但維生素在人體代謝與疾病中扮演的角色卻是不容忽視的課題。我們不該無視於科學家對於這些營養素的悉心研究,而讓自己暴露在疾病的風險中。 

在營養素的初期研究中,其實早有學者觀察到僅有單純的醣類、蛋白質與脂肪並不足以維持動物的生理功能,但礙於結論違反當時社會的認知,因此觀察就僅止於此,而未能有更多的實驗驗證,使得這些學者與此重大發現失之交臂。但原是研究胺基酸組成的霍普金斯並沒有屈於主流想法,仍透過大膽的假設和小心的求證,終能以具有科學思維的實驗改變了時代的洪流,向正確的方向邁進了一大步。 

參考資料
1.The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1929. NobelPrize.org. Nobel Media 
2.Sir Frederick Gowland Hopkins BEZNÁK, L. A. B.Nature 164, 976–977 (1949)
3.History: The changing notion of food. Ned Stafford Nature 468, S16–S17 (2010)
4.Frederick Gowland Hopkins. 1861-1947 Biogr. Mem. Fellows Royal Soc 6, 17, 115-145 (1948)
5.Feeding experiments illustrating the importance of accessory factors in normal dietaries. F. Gowland HopkinsJ Physiol. 44(5-6): 425–460. (1912)
6.衛生福利部國民健康署 國民營養健康狀況變遷調查102-105年成果報告
 
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