ВИРТАНЕН, АРТТУРИ ИЛМАРИ

ВИРТАНЕН, АРТТУРИ ИЛМАРИ (Virtanen, Artturi Ilmari), (1895–1973), Финляндия. Нобелевская премия по химии, 1945.

Родился 15 января 1895 в Хельсинки, в семье Каарло Виртанена и Серафюны Исотало. Окончив классический лицей в Виипури (сейчас это российский город Выборг), поступил в Хельсинкский университет, где изучал химию, биологию и физику и в 1916 получил степень магистра естественных наук.

В течение следующего года Виртанен работал в Центральной промышленной лаборатории в Хельсинки, а затем вернулся в университет для подготовки докторской диссертации, которую защитил в 1919.

В 1919 начал работать химиком в лаборатории финской кооперативной сыроваренной ассоциации «Валио», а в 1921 стал директором лаборатории. Виртанен писал: «Плодородие почв в Скандинавии ограничено дефицитностью азотсодержащих веществ, т.е. белков, что пагубно отражается на корме скота… Успешное решение азотной проблемы должно внести значительный вклад во многие экономические проблемы сельского хозяйства».

Поставив цель повысить качество продукции своей фирмы, он целенаправленно совершенствовал свою подготовку: в области физической химии в Цюрихе в 1920 у Бруно Георга Вигнера (Bruno Georg Wiegner, 1883–1936) и по бактериологии в Стокгольме в 1921 у Юхана Готфрида Кристиана Бартеля (Johan Gottfrid Christian Barthel, 1873–1954). 1923–1924 годы Виртанен посвятил изучению энзимологии у Х.Эйлер-Хельпина (Нобелевская премия, 1929) в Стокгольмском университете.

Ввиду ценности бобовых растений, Виртанен в 1925 приступил к изучению происходящих в них биохимических процессов. В число вопросов, требующих ответа, входили вопросы о природе, местонахождении и деятельности бактерий, которые, как предполагали, играют определенную роль в фиксации азота.

Виртанен знал, что, когда из зеленых кормов, таких как клевер и травы, заготавливают силос, они катастрофически быстро лишаются азота из-за естественного разложения бактериями, и эти потери снижают питательную ценность кормов от 25 до 50%. Соответственно молоко от дойных коров, которые зимой питались этими кормами, теряло свои питательные свойства, особенно витамины А и В₁₂. Снижение качества зимнего молока и масла было общеизвестно.

Изучив ранние работы, в которых шла речь о химическом аспекте качества силоса и способах его хранения, Виртанен обнаружил, что в них отсутствует четкая, обоснованная теоретическая база. Кроме того, не были должным образом определены и питательные характеристики кормов.

Экспериментальным путем Виртанен доказал, что ухудшение качества силоса может быть в значительной степени замедлено или вовсе прекращено, если добавить в корм соляную и серную кислоты. Кроме того, путем изменения кислотности силоса ему удалось поставить под контроль химические реакции, которые вели к разрушению содержащихся в кормах белков и витаминов.

В результате проделанных опытов были установлены максимальный, минимальный и оптимальный уровни кислотности при обработке силоса. Биопсия тканей коров, которых кормили обработанным соответствующим образом силосом, показала, что такое питание животных не приводило ни к каким вредным последствиям, молоко же получалось более высокого качества, выгодно отличаясь не только своими питательными свойствами, но и вкусовыми качествами. Этот метод, названный АИВ-методом (по инициалам ученого), был впервые применен во многих европейских странах и в несколько измененном виде в США.

Работа Виртанена опиралась на серьезный биохимический фундамент. В частности, исследованная им ферментация диоксиацетона в глицерин и глицериновую кислоту в присутствии фосфатов под действием бактерий Е. сoli (1929) была первым ферментативным процессом производных углеводов, который был прослежен от начала до конца. В этой работе было также уделено внимание и адаптивному образованию ферментов, что позднее более детально рассмотрено в диссертации сотрудника Виртанена, Г.Карстрёма (H.Karstrom). Это часть важной общей биохимической проблемы – связи между содержанием белков и ферментативной активностью клетки.

В 1931 Виртанен стал директором Биохимического научно-исследовательского института в Хельсинки и одновременно стал профессором биохимии Финского технологического института.

В 1933 Виртанен приобрел ферму Хедвигсберг в местечке Сипоо в окрестностях Хельсинки, а затем прикупил к ней еще земли общей площадью 38 гектаров и превратил болотистую низину в сверхплодородную почву. На ферме он разводил коров.

За создание АИВ-метода его ежегодно, начиная с 1933, номинировали на Нобелевскую премию, пока в 1945 она не была ему присуждена «за исследования и достижения в области сельскохозяйственной химии и химии питательных веществ, особенно за метод консервации кормов».

После получения Нобелевской премии Виртанен активно продолжал научно-исследовательскую деятельность. Занимая ответственный пост директора Биохимического научно-исследовательского института, он в 1948 стал одновременно президентом Государственной академии наук и искусств Финляндии.

Исследуя фиксацию азота в растениях, Виртанен обнаружил, что красный пигмент леггемоглобин подобен гемоглобину крови и играет важную роль в превращении азота, осуществляемом в корневых клубеньках. В 1940-е в его лаборатории в Хельсинкском университете проводилась работа по изучению биохимии более сложных растений, которая привела к получению многих аминокислот и уточнению их химической структуры. Были идентифицированы также многие природные сернистые соединения из подобных природных источников.

В 1958 Виртанен приступил к изучению возможностей получения молока от дойных коров, содержащихся на небелковой диете. Опираясь на данные, полученные им при изучении бактерий, связывающих азот, он предположил, что пищеварительная система коровы вполне способна синтезировать обнаруженные в молоке аминокислоты из азотных соединений, содержащихся в мочевине и солях аммония, а не из богатых белками кормов. Эта гипотеза была экспериментально подтверждена в 1961.

В качестве одного из ведущих финских ученых Виртанена представлял свою страну в Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН. Помимо Нобелевской премии, он был удостоен многих наград, включая почетные степени университетов Лунда, Парижа, Гисена и Хельсинки.

Умер 11 ноября 1973 в Хельсинки.

Работы: Cattle, Fodder and Human Nitrogen: With Special reference to Biological Nitrogen Fixation. Cambridge, 1938; On Nitrogen Metabolism in Milking Cows. Helsinki, 1968.

Кирилл Зеленин