Comentario al artículo

Observations on the etiologic relationship of achylia gastrica to pernicious
anemia X. Activity of vitamin B as food (extrinsic) factor

Berk L, Castle WB, Welch AD, Heinle RW, Anker R and Epstein M
N Engl J Med 1948; 239: 911-3

R. de Paz Arias*, M. A. Canales* y F. Hernández-Navarro**
*Médico Adjunto. **Jefe del Servicio de Hematología y Hemoterapia. Hospital Universitario "La Paz". Madrid.

]]> Este artículo clásico hace referencia a la X observación, dentro de una serie de experimentos realizados por William Bosworth Castle (fig. 1). Castle, siendo joven estudiante de Medicina de la Universidad de Harvard, y posteriormente alumno interno del departamento de Medicina Interna del Boston City Hospital, elucida a través de sus observaciones y a lo largo de su trayectoria profesional, la patogénesis de la anemia perniciosa.

Fig. 1.- William Bosworth Castle.

Hasta entonces se sabía que la anemia que aparecía en el curso de una gastritis atrófica era conocida como anemia perniciosa, denominación que fue hecha por Addison en 1855 y posteriormente corroborada por Biermer en 1872. En aquella época esta enfermedad evidenciaba un mal pronóstico pero todavía no se conocía su causa. El concepto clásico descrito por Addison de anemia perniciosa era¹:

"En los pacientes el rostro se vuelve pálido, el blanco de los ojos toma un color perlado, toda la superficie corporal presenta un color blanquecino y apariencia encerada, los labios y la lengua parecen faltos de sangre, incrementa la flacidez de lo sólido, disminuye el apetito, se produce dificultad para respirar y taquicardia, aparecen ligeros edemas generalmente en los tobillos, la debilidad llega a ser extrema y el paciente llega a no poder levantarse de la cama, la mente ocasionalmente ausente, y llega a entrar en un tórpido estado de un largo morir."

Pero ya adentrados en el siglo XX, este concepto continuaba sin aclararse y la anemia perniciosa continuaba siendo una misteriosa y fatal enfermedad. Castle, en su época de estudiante y posteriormente alumno interno en el Massachusetts General Hospital, había visto morir a gente de esta enfermedad. Comenzó entonces a investigar en este sentido de la mano de Peabody y Minot. Peabody fue el primer director del Thorndike Memorial Laboratory en el Boston City Hospital donde Castle realizará sus primeros experimentos. Peabody y su sucesor Minot, dos buenos amigos, constituyen en aquella época, el centro de atención, por sus investigaciones, en el campo de la anemia perniciosa de Harvard en particular y de Boston en general.

Minot en 1928 en el Peter Bent Brigham, comenzó a administrar a sus pacientes un tipo de dieta enriquecida en hígado. W. Murphy colaborador de Minot, se encargaba de realizar contaje reticulínico seriado a estos pacientes, observando ambos que se producía crisis reticulínica en estos enfermos a los pocos días del inicio del comienzo de la dieta. Posteriormente el test reticulocitario realizado a pacientes durante los periodos de administración de sustancias concretas llegó a ser la base de numerosos ensayos clínicos que investigaban la fisopatología de las anemias nutricionales.

En 1926, en la ciudad de Atlanta, siendo Peabody secretario de la Asociación Americana de Medicina, Minot cautivó la atención de los médicos con este experimento.

En los cuatro años siguientes, la amplia aceptación de la dieta de Minot y Murphy, basada en una dieta rica en hígado, disminuyó la mortalidad de esta enfermedad en un 50% en hombres y mujeres de raza caucásica, con edades comprendidas entre 55 y 64 años, pico de edad en el que previamente se había estimado una alta mortalidad.

Por esa época Castle contribuía aportando biopsias de médula ósea realizadas en tibia a los pacientes con esta enfermedad antes y después de ser sometidos a este tratamiento dietético. Mientras tanto Minot, con la ayuda de Edwin J. Cohn, profesor de fisico-química, continuó sus investigaciones, dirigidas a purificar el principio activo hepático que inicialmente se llamó Fracción G.

En la primavera de 1927, se crea un comité de expertos en anemia perniciosa, bajo la dirección de Walter B. Cannon en la Universidad de Harvard.

En diciembre del mismo año, Castle fue nombrado secretario del comité de anemia perniciosa. Simultáneamente, Minot fue llamado a Indianapolis para tratar a la señora J.K.Lilly, mujer del presidente de la compañía Eli Lilly, afecta de anemia perniciosa. Minot le administra el tratamiento dietético rico en extracto de hígado, que resulta curativo. Lilly aprovecha la ocasión para comercializar el extracto hepático, que elabora como presentación oral y que denomina "Lilly 343" de 12,5 g de peso, equivalente a 300 g de hígado de ternera.

En aquel momento Castle ya sabía que los pacientes con anemia perniciosa tenían asociado un cuadro de aquilia gástrica, aunque la relación fisiopatológica entre ambos aún no se conocía. Por aquel entonces se creía que la causa podía ser la ausencia del efecto antiséptico normalmente presente en el jugo gástrico sobre la flora bacteriana del intestino delgado, donde los nutrientes son normalmente absorbidos. Para Castle efecto beneficioso de la ingesta de extracto hepático parecía insuficiente para suplir el este efecto, como había descrito Hurst en 1924.

Al mismo tiempo Austin Flint en 1860 y Samuel Fenwict en 1870, observaron al microscopio la ausencia de pliegues gástricos de pacientes fallecidos por esta causa, coincidiendo ambos, en que la atrofia gástrica contribuye a la ausencia del proceso de digestión. Castle, entonces, plantea la siguiente hipótesis:

"El paciente con anemia perniciosa es incapaz de realizar al completo el proceso de digestión, causando deficiencia de una sustancia que permite el contacto de la comida con el estómago en el individuo normal."

Diseñó entonces, tres estudios: un primer test que evaluaba el proceso de digestión de estos pacientes; un segundo test que valoraba su metabolismo hepático y por último un tercer test que determinase ambos procesos.

Castle, en la primavera de 1927, inicia el ensayo en enfermos con anemia perniciosa en el laboratorio Thorndike. Comienza el experimento comiendo el propio Castle hamburguesa de ternera (supuestamente rica igualmente en sustancias similares a las del hígado), y posteriormente, a la hora de la ingesta, induciéndose el vómito a sí mismo, analizaría el jugo gástrico recuperado que describe como:

"Material semilíquido amarronado, con una buena cantidad de moco y un pH entre 4 y 5."

Castle concluyó, que la digestión de la carne de ternera generaba una sustancia semejante a alguna sustancia presente también en el hígado.

En mayo de 1928, Castle presentó estos experimentos en Washington donde se celebró la primera Reunión de la Sociedad Americana de Investigación Clínica. Posteriormente fueron publicados en el American Journal of the Medical Science.

El siguiente experimento de Castle consistió en establecer tres grupos de pacientes administrando diferentes dietas a cada uno de ellos: el primer grupo de pacientes recibió carne de ternera, sin jugo gástrico; el segundo grupo recibió jugo gástrico de pacientes sanos que no habían ingerido previamente carne de ternera; y un tercero grupo recibió una mezcla de carne y jugo gástrico de pacientes sanos. Observando, una ausencia de recuperación hematológica en los dos primeros grupos, y una clara crisis reticulínica en el tercero, demostrando así, la presencia de un principio eritropoyético en la mezcla obtenida.

Castle en ese momento piensa que tal vez, el contacto de las células de la mucosa gástrica con la carne ingerida pudiera contribuir a la secreción de alguna sustancia similar a la presente en el hígado.

Castle fue premiado por este experimento el 6 de octubre de 1933 con el denominado Warren Triennial Prize of Massachusetts General Hospital dotado con 500$ que recibió de manos de Harvey Cushing en el 115 aniversario de la Universidad de Harvard.

Castle continuó sus experimentos volviendo a establecer tres grupos de pacientes. El primero de ellos recibió jugo gástrico procedente de personas sanas; un segundo grupo recibió jugo gástrico de personas sanas, las cuales habían sido sometidas a la ingesta de 200 g de carne hacía más de seis horas; y un tercer grupo, recibió la misma cantidad de carne, incubada durante 2 horas con ácido clorhídrico. Solamente en este último grupo se observó crisis reticulocitaria. Castle concluye:

"Creo que por primera vez la relación entre la función gástrica y la función de la médula ósea ha sido demostrada."

Estas conclusiones son publicadas en 1930, en su III Observación, con el título de Etiología de la relación entre la anemia perniciosa y la aquilia gástrica.

Castle, sin embargo, continúa con la investigación de cuál puede ser el factor o factores que intervienen en los procesos que asocian ambos procesos. Por lo que continúa sus experimentos, y esta vez, administra carne incubada con saliva humana a un primer grupo; carne incubada con contenido duodenal a un segundo grupo; y carne incubada con jugo gástrico humano precalentado; y por último un cuarto grupo que recibió carne de ternera incubada con jugo gástrico humano durante un periodo de dos horas, observando únicamente en este grupo de pacientes crisis reticulocítica.

"El constituyente activo o factor intrínseco del estómago con toda probabilidad es secretado por la mucosa gástrica de las personas sanas, estando ausente en la saliva y en las secreciones duodenales así como en los enfermos con anemia perniciosa."

Esta sustancia termolábil, necesita de una segunda sustancia, que denominó originalmente factor extrínseco y que se encuentra presente en el hígado y en la carne de ternera. De esta forma concluye:

"La ausencia de factor intríseco en el contenido gástrico de los pacientes con anemia perniciosa es el defecto esencial del desarrollo de esta enfermedad."

En mayo de 1929, Minot tituló el trabajo de Castle "El descubrimiento que marcó una época", en el libro The Interurban Clinical Club (1905-1976).

El 11 de junio de 1929 en Londres, Castle dirige una reunión en la Royal Society of Medicine en la cual resume sus experimentos y expone:

"En la diabetes mellitus el páncreas es el órgano el que falla y el defecto fisiológico tiene lugar en el meta-bolismo interno de los carbohidratos. En la anemia perniciosa el órgano defectuoso es el estómago y el mecanismo fisiopatológico es la ausencia de factor extrínseco².^"

En 1932, de modo experimental³, se confirma que el déficit nutrional provocado en monos, conduce a un estado de anemia, leucopenia y trombopenia severas, siendo comparable este cuadro, con aquel que padecían los Indios nativos y que se denominaba "anemia macrocítica tropical" tratada con una levadura rica en vitamina B. En todo momento, se intenta correlacionar la actividad del jugo gástrico humano, ya que éste por si sólo carece de actividad antianémica, con la función hematopoyética⁴, de forma que en conjunto se consiga una corrección del estado de anémico de estos pacientes⁵. En 1937 Miller, demuestra la presencia del factor extrínseco de Castle en la leche⁶. Pero también la levadura de Brewer´s, administraba en grandes cantidades resulta de utilidad, atribuyendo por entonces sus efectos a su contenido en folatos⁷. Con posteriori-dad, se relaciona el factor extrínseco con el complejo vitamínico B⁸.

Por lo tanto, Castle, a lo largo de aproximadamente un cuarto de siglo, elucida la patogenia de la anemia perniciosa a través de sus observaciones. Este artículo histórico hace referencia a la número X donde Castle le pone nombre y apellidos, (vitamina B₁₂), al factor extrínseco implicado en la patogenia de la anemia de aquellos pacientes con aquilia gástrica⁹. El descubrimiento de Castle en 1948, puesto de manifiesto en este artículo, es que determinados alimentos como las carne de vacuno, los huevos y la leche po-seen el factor anti-anémico, denominado originariamente "factor extrínseco". En un primer momento, se creía que el paciente con anemia perniciosa necesitaba ambos factores (intrínseco y extrínseco) para estimular la producción hepática del factor anti-anémico y que la unión de ambos factores no era estrictamente necesaria¹⁰. Con posterioridad, se observó que la ingesta de una dieta rica en hígado o carne de vacuno, era capaz de estimular la secreción de jugo gástrico, obteniendo una buena respuesta hematopoyética.

Castle en este artículo nos muestra como administrándole a un paciente con un cifra de 2.500.00 de hematíes, 1 centímetro cúbico de una solución oral que contiene extracto de hígado durante 10 días, se alcanza una respuesta reticulocitaria de un 3,4% y si esta misma dosis se repite durante 10 días más, la cifra de hematíes se eleva a 2.980.000.

Castle entonces, administra diariamente a cuatro pacientes con anemia perniciosa, 5 microgramos de vitamina B₁₂ disuelta en 125 ó 150 centímetros cúbicos de solución salina, vía oral durante un primer periodo de 10 días. En los 10 días siguientes, administra a estos mismos pacientes similar cantidad de vitamina B₁₂, asociando esta vez 125 ó 150 centímetros cúbicos de jugo gástrico humano neutralizado. Realizando un estudio comparativo entre los dos métodos viene a demostrar que la actividad anti-anémica de la vitamina B₁₂ es potenciada por la administración simultánea de jugo gástrico.

Hoy se sabe, que las principales causas de anemia macrocítica son de carácter nutricional, debido a un déficit vitamínico que origina cambios megaloblásticos en la médula ósea, dando lugar a eritrocitos de gran tamaño¹³. Las causas más frecuentes de anemia de origen nutricional son, por un lado, el déficit de cobalamina o vitamina B₁₂ (cuya causa más frecuente, es la malabsorción) y, por otro lado, el déficit de ácido fólico (cuya causa más frecuente es la carencia en las dietas inadecuadas)¹⁴. Cuando se analiza la posible influencia de la dieta en la aparición de anemia megaloblástica, como consecuencia de un déficit vitamínico, hay que tener en cuenta que las reservas de cobalamina en el organismo son suficientes para subsistir de 3 a 5 años sin aporte, mientras que las de ácido fólico se agotan en 3-4 meses¹⁵.

Una vez conocidos los posibles déficits vitamínicos más importantes que pueden ser causa de anemia megaloblástica, hay que diferenciar que, por tradición, la anemia que aparece en el contexto de una gastritis atrófica se debe a un déficit de cobalamina, como consecuencia de la ausencia de FI y se conoce con el nombre de anemia perniciosa, como se describe con anterioridad. Y que la causa más frecuente de ausencia de factor intrínseco es una alteración histológica y funcional de la mucosa gástrica conocida como gastritis atrófica.

En resumen, los experimentos que Castle llevó a cabo a lo largo de su trayectoria profesional, ayudaron a clarificar la patogénesis de la anemia perniciosa. Con sus observaciones, no sólo despertó el interés sobre otros déficits nutricionales, sino que contribuyó al desarrollo de la Hematología y de la investigación clínica de la Universidad de Harvard.

Referencias

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Recibido: 15-III-2004.
Aceptado: 11-VII-2004.

Lionel Berk, M. D.†, William B. Castle, M. D.‡, Arnold D. Welch, M. D.§, Robert W. Heinle, M. D.¶, Rudolf Anker,
Ph.D.||, and Martin Epstein, M. D.**

N Engl J Med 1948; 239: 911-3

*From the Thorndike Memorial Laboratory, Second and Fourth Medical Services (Harvard), Boston City Hospital, and the Department of Medicine,
Harvard Medical School; and the Departments of Pharmacology and Medicine, School of Medicine, Western Reserve University, and the University
Hospitals.
The expenses of this investigation were in part defrayed by the J. K. Lilly gift to Harvard Medical School and by a grant from the United States Public
Health Service to Western Reserve University. ]]> †Deceased; formerly, research fellow in medicine, Harvard Medical School and research fellow, Thorndike Memorial Laboratory, Boston City Hospital.
‡Professor of medicine, Harvard Medical School; director, Second and Fourth Medical Services (Harvard), and director, Thorndike Memorial Laboratory,
Boston City Hospital.
§Professor of pharmacology, School of Medicine. Western Reserve University.
¶Associate professor of medicine, School of Medicine, Wester Reserve University.
|Research fellow in pharmacology, School of Medicine, Western Reserve University.
**Chief resident in medicine, University Hospitals. Cleveland, Ohio.

BOSTON, MASSACHUSETTS, AND CLEVELAND, OHIO

It has been shown that various foods -for example, beef skeletal muscle¹, milk² and eggs³- contain a heat-stable, unidentified substance⁴, the so-called extrinsic factor. When such a source of extrinsic factor as beef muscle is ingested by a patient with pernicious anemia, untreated or in relapse, it produces little or no hematopoietic effect unless normal human gastric juice is also administered, either simultaneously or at least within six hours⁵. The very small amount of the gastric secretion of the patient with pernicious anemia thus apparently supplies little or none of the heat-labile substance, possibly an enzyme^6-8, that is responsible for the activity of the so-called intrinsic factor of normal human gastric juice when administered with beef muscle. Gastric juice when given without opportunity for contact with beef muscle or with components of an unrestricted diet possesses no hematopoietic power⁵. Despite claims to the contrary⁹, incubation of mixtures of beef muscle and gastric juice does not produce the heat-stable, antipernicious-anemia principle of liverin vitro⁶. Although there is reason to believe that contact between beef muscle and gastric juice at or near a neutral reaction within the intestinal tract is requiered for hematopoiesis⁶, attempts to concentrate hematopoietic substances from incubated mixtures of beef muscle and gastric juice have given inconsistent results at best. These observations are compatible with the theory that the patient with pernicious anemia requires intrinsic factor to utilize extrinsic factor at some stage in the production of the antipernicious-anemia principle of liver, but that a direct reaction between extrinsic and intrinsic factors does not necessarily occur.

A patient with pernicious anemia and an initial red-cell count of 2,540,000 was given 1 cc of solution of liver extract, purified (Lederle), containing 15 U.S.P. units (injectable), daily by mouth for ten days. A reticulocyte peak of 3.4 per cent was attained on the seventh day. During a second consecutive ten-day period, the simultaneous administration of normal human gastric juice with the same amount of liver extract produced a second reticulocyte peak of 6.6 per cent at an initial red-cell level of 2,980,000. In other patients it was shown that hydrolysis of liver extracts with dilute sulfuric acid, which apparently destroyed most of the antipernicious-anemia principle, also prevented the material from being potentiated by normal human gastric juice.

With the isolation¹² of crystalline vitamin B₁₂, which behaves so far as is now known like the classic antipernicious-anemia principle of liver^13,14 the effect of normal human gastric juice on the activity of the pure substance when orally administered could for the first time be tested. Accordingly, 5 microgm of vitamin B₁₂* dissolved in 125 or 150 cc of physiologic saline solution was given daily by mouth during a first ten-day period to 4 patients with untreated pernicious anemia. Immediately thereafter in a second ten-day period, the same amount of vita-min B₁₂ was given by mouth simultaneously with 125 or 150 cc of previously neutralized normal human gastric juice to each patient. The methods of dietary control, of obtaining normal human gastric juice and of blood study employed in these observations have previously been described^1,5 as has the interpretation of successive reticulocyte responses¹⁵. Particular attention was paid to administering the gastric juice at times as widely separated as possible from meals to minimize possible contact between the patient's food and the gastric juice. As an additional control on any hematopoietic effect of the gastric juice on the food, 3 patients (Cases 102, 103 and 140) received gastric juice during the first period twelve hours before each dose of vitamin B₁₂.

* Kindly supplied for clinical use by Dr. August Gibson, of Merck and Company, Incorporated Rahway, New Jersey.

As shown in table I, in each case a reticulocyte response was observed during Period II. Except in Case 104, this was accompanied by a significant increase of red cells and indicates the greater hematopoietic effect of vitamin B₁₂ given simultaneously with normal human gastric juice. The reticulocyte peaks were not marked in Period II of Cases 103 and 104. However, no hematopoietic effect whatever was noted during Period I, and significant clinica improvement did not begin until the reticulocyte response appeared in Period II of the observations on these 2 patients. In Case 104, during Period III, 5 gamma of vitamin B₁₂ was given intramuscularly daily. This resulted in a striking second reticulocyte response.

Conclusions

These observations indicate that the hematopoietic activity in pernicious anemia of orally administered vitamin B₁₂ is potentiated by the simultaneous administration of normal human gastric juice but, as with liver extracts, is not so great as the activity of the vitamin B₁₂ when given parenterally. It is suggested, therefore, that the food (extrinsic) factor may be identical with or closely related chemically to the antipernicious-anemia principle of liver, which is itself presumably identical with vitamin B₁₂. It is further suggested that the gastric (intrinsic) factor is necessary for the optimal utilization of the relatively small amounts of vitamin B₁₂ or of chemically related substances present in various foods.

Preliminary microbiologic findings with the use of Lactobacillus leichmanii (A.T.C.C. 4797) in an untreated patient with pernicious anemia suggest that the fecal elimination of vitamin B₁₂ is of such magnitude that either the vitamin derived from the food, or more probably that synthesized by intestinal bacteria, is not absorbed in sufficient amounts to abolish the deficiency. (Since this manuscript was submitted for publication Bethell and his associates¹⁶ have reported the results of microbiologic observations demonstrating large daily fecal excretions of vita-min B₁₂ in 4 cases of untreated pernicious anemia, and from this fact have drawn similar conclusions.) Other observations suggest that material soluble in 70 per cent alcoholic extracts of beef muscle, a classic source of extrinsic factor, when prepared in a form suitable for parenteral administration, possesses both microbiologic activity as vitamin B₁₂ and hematopoietic activity upon intravenous injection in pernicious anemia. It is therefore possible that the function of the intrinsic factor of normal human gastric juice is to facilitate the absorption by the intestine of vitamin B₁₂ or of chemically related compounds in the food, rather than to react with the extrinsic factor as hitherto assumed.

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