Немецкий химик Адольф Отто Рейнгольд Виндаус родился в Берлине. Его отец, Адольф Виндаус, происходил из семьи текстильных фабрикантов, а мать, Маргарет (Эльстер) Виндаус, – из семьи мастеров художественного промысла. Мальчик получил среднее образование во французской гимназии в Берлине, где в основном изучалась литература, а науке отводилось очень мало времени. Но Виндаус, вдохновленный книгами об открытиях в области бактериологии, сделанных Робертом Кохом и Луи Пастером, решил стать врачом.
В 1895 г. Виндаус приступил к изучению медицины в Берлинском университете. В это же время он посещал лекции химика Эмиля Фишера, чей интерес к применению химии в физиологии импонировал Виндаусу. Сдав в 1897 г. вступительный экзамен по медицине, Виндаус продолжил обучение во Фрейбургском университете. Он изучал химию у известного немецкого химика Генриха Килиани и, решив расстаться с прежними планами о медицинской карьере, написал диссертацию по сердечным ядам дигиталиса, за которую ему в 1899 г. была присвоена докторская степень по химии.
Отслужив год на военной службе в Берлине, Виндаус вернулся во Фрейбург, где в 1903 г. стал лектором, а три года спустя – ассистент-профессором. В 1913 г. он был назначен профессором прикладной медицинской химии в Инсбрукском университете в Австрии, а в 1915 г. Виндаус вернулся в Германию, заняв дожность профессора химии и директора лаборатории общей химии (ныне Химический институт) Геттингенского университета, где проработал 29 лет.
Главным направлением проводимых Виндаусом исследований было установление связи между биологически важными химическими веществами. Килиани предложил ему заняться изучением строения холестерина. В то время мало что было известно о структуре и функциях этого широко распространенного вещества, и Виндаус полагал, что оно должно быть тесно связано с другими биологическими соединениями, известными под названием «стерины». Стерины (сложные органические соединения, не содержащие азота и состоящие из четырех плоских колец с различными боковыми цепями) встречаются в различных формах клеток животных, растений и грибов. Наиболее известный из них, холестерин, был впервые обнаружен в желчном камне человека. Холестерин часто связывают с сердечными заболеваниями и артериосклерозом, он встречается в больших количествах в клетках мозга и коре надпочечников. Уровень холестерина в крови повышается во время беременности и падает при инфекционных заболеваниях.
В начале XX в. Генрих Виланд, изучая желчные кислоты, выделил соединение, названное холановой кислотой. В 1919 г. Виндаус получил такую же кислоту из холестерина, доказав тем самым химическое сродство холестерина и желчных кислот. Оставалось, однако, еще неясным, соответствует ли установленное химическое сродство настоящей биологической связи.
В этот период своей научной деятельности Виндаус заинтересовался изучением витаминов – органических веществ, необходимых организму человека и животным для нормального роста и обеспечения жизнедеятельности. В 1897 г. нидерландский врач Христиан Эйкман описал болезнь бери-бери, возникающую из-за отсутствия в пище неизвестных тогда веществ, к числу которых, как оказалось позднее, относился тиамин (витамин В1). В 1906 г. Фредерик Гоуленд Хопкинс установил, что существенную роль для поддержания жизнеспособности организма играют «добавочные пищевые факторы». Вместе с польским химиком Казимежем Функом, который назвал эти вещества витаминами, Хопкинс в 1912 г. сформулировал концепцию, согласно которой отсутствие специфических витаминов в диете вызывает определенные болезни.
В начале 20-х гг. изучение витаминов шло очень активными темпами, несмотря на то что способы химического анализа были чрезвычайно сложны. Однако структура витаминов оставалась неизученной, и их характеристика зачастую сводилась к оказываемому ими физиологическому воздействию. Давно уже было известно, что рахит – болезнь, при которой у детей размягчаются кости, – встречается, как правило, в тех регионах, где мало солнца, и поддается лечению определенными видами жира из печени рыб, содержащими вещество, называемое витамином D. Выздоравливали также те больные рахитом, которых лечили ультрафиолетовыми лучами, а в 1924 г. американский физиолог Альфред Гесс доказал, что от рахита излечивают и некоторые виды пищи, облученные ультрафиолетовыми лучами. Это открытие привело к возникновению теории существования провитамина – вещества, которое под действием, скажем, ультрафиолетового облучения превращается в витамин. Анализ облученных таким образом продуктов питания показал, что провитаминами являются стерины.
Гесс пригласил Виндауса как ведущего специалиста по стеринам в Нью-Йорк, чтобы вместе с ним провести работу по определению химической структуры витамина D и его провитамина. Виндаус с самого начала полагал, что провитамином витамина D является холестерин, поскольку под действием ультрафиолетового облучения он обнаруживал свойства витамина D. В образце, однако, содержалась небольшая примесь, которую в 1927 г. Гесс и Виндаус назвали эргостерином. Чистый же витамин – витамин D2, или кальциферол, – был получен при воздействии на эргостерин ультрафиолетового облучения. В 1932 г. Виндаус и его коллеги доказали, что провитамином является еще одно соединение – 7-дегидрохолестерин. Это вещество, названное витамином D3 имело самое большое значение, поскольку стерин образовывался естественным путем в организмах животных и человека. Термин «витамин D1» был сохранен за первоначальной смесью кальциферола и других стеринов. Позднее Виндаус вспоминал: «Ни с одним другим витамином процесс исследования не шел такими странными и мучительными путями».
В 1928 г. ученый был удостоен Нобелевской премии по химии «за работы по изучению строения стеринов и их связи с витаминной группой». В своей вступительной речи от имени Шведской королевской академии наук X.Г. Седербаум сказал: «В результате терпеливой и высококвалифицированной работы Виндаусу удалось получить в чистом виде несколько дигиталис-глюкозидов и их соединений... Таким образом, было доказано, что эти растительного происхождения сердечные яды непосредственно связаны, с одной стороны, с холестерином и желчными кислотами, а с другой – с сердечным ядом животного происхождения, буфотоксином, который с большим успехом изучал Генрих Виланд». Далее Седербаум подчеркнул важное значение проведенных Виндаусом исследований витамина D.
Несколько ранее в сотрудничестве с биохимиком Францем Кноопом Виндаус изучал реакцию cахаров с аммиаком, пытаясь превратить углеводороды в аминокислоты. Продукты реакции оказались, однако, производными имидазола – соединения, содержащего кольцо из трех атомов углерода и двух атомов азота. Анализ этих веществ обнаружил аминокислоту гистидин и соединение гистамин, которое вызывает расширение кровеносных сосудов и, как теперь известно, играет определенную роль в возникновении аллергии и воспалительных процессов. Эти исследования представляли интерес для концерна «И.Г. Фарбениндустри» и других германских химико-фармацевтических компаний, которые, обеспечив Виндауса всем необходимым для проведения дальнейших исследований, поставили перед ним задачи, требующие разрешения.
Два нидерландских химика, Б.К.П. Янсен и У.Ф. Донат, предположили, что витамин В1, или тиамин, содержит имидазольное кольцо. Виндаусу удалось доказать, что в этом витамине, кроме тиазола и кольца пиримидина, присутствует сера, но нет имидазольного кольца. Позднее ученый занимался изучением структуры колхицина, применяемого при лечении рака, и стереохимией кольцевых структур. Установление в 1932 г. Виндаусом структуры стеринового кольца позволило его ассистенту Адольфу Бутенандту объяснить структуру половых гормонов. Несмотря на то что Виндаус принадлежал к числу противников нацистской партии и политики Адольфа Гитлера, положение, занимаемое им как ученым, защитило его и позволило без помех продолжать начатую работу. После 1938 г. он не занимался научными исследованиями, а в 1944 г. ушел в отставку из университета.
В 1915 г. Виндаус женился на Элизабет Ресау. От этого брака у них родились два сына и дочь. Умер ученый в возрасте 82 лет в Геттингене в 1959 г.
Виндаус получил множество наград, в т.ч. медаль Луи Пастера Французской академии наук (1938), медаль Гёте Института Гёте (1941) и германский правительственный большой орден «За заслуги» со звездой (1956). Он был удостоен почетных степеней Геттингенского, Мюнхенского, Фрейбургского и Ганноверского университетов.
