Elmer Verner McCollum ( - ) est un biochimiste américain connu pour ses travaux sur l'influence du régime alimentaire sur la santé. Il est également connu pour avoir été le premier à utiliser les rats, aux États-Unis, dans les recherches nutritionnelles. Sa réputation a souffert d'une controverse posthume. Le magazine Time l'a appelé Dr. Vitamine. Sa règle était : « Mangez ce que vous voulez après avoir mangé ce que vous devriez ».
Vivant à une époque où les vitamines étaient inconnues, il a demandé et essayé de répondre aux questions : « Combien y a-t-il de produits alimentaires essentiels et quels sont-ils ? ». Lui et Marguerite Davis ont découvert la première vitamine, nommée A, en 1913. McCollum a également aidé à découvrir la vitamine B et la vitamine D et a travaillé sur l'effet des oligo-éléments dans l'alimentation.
En tant que travailleur au Wisconsin et plus tard à l'Université Johns-Hopkins, McCollum a agi en partie à la demande de l'industrie laitière. Lorsqu'il a dit que le lait était « le meilleur de tous les aliments protecteurs », la consommation de lait aux États-Unis a doublé entre 1918 et 1928. Mais McCollum a également promu les légumes-feuilles, qui ne bénéficiaient d'aucun plaidoyer de la part de l'industrie agro-alimentaire.
McCollum a écrit dans son manuel de 1918 que le lacto-végétarisme est, « lorsque le régime est correctement planifié, le plan le plus satisfaisant qui puisse être adopté dans la nutrition de l'Homme ».
Famille et éducation Les ancêtres de McCollum ont immigré aux États-Unis depuis l'Écosse en 1763. McCollum est né en 1879 dans une ferme du Kansas, Famille modeste ayant acquis de l'aisance.
Poussé dans les études par sa mère, comme ses collatéraux, ils visitèrent l'Exposition universelle de 1893, à Chicago.
Gros lecteur, (rôle de l'Encyclopædia Britannica), il obtient ses diplômes de l'Université du Kansas en 1903 et 1904, où il travaille particulièrement la chimie organique.
Il obtient une bourse à l'Université de Yale en 1904 et passe sa thèse de doctorat à Yale (sur les pyrimidines-C4H4N2). Il travaille avec et Lafayette Mendel sur les protéines végétales et l'alimentation.
Il trouve un poste d'instructeur en chimie agricole à l'Université du Wisconsin à Madison.
L'expérience de la céréale unique Dans le Wisconsin, McCollum est chargé d'analyser l'alimentation des vaches et le lait, le sang, les excréments et l'urine de l'animal pour la célèbre expérience mono-nutritionnelle, dirigée par le chef du département Stephen Babcock et son successeur Edwin B. Hart. L'expérience a duré quatre ans jusqu'en 1911.
Babcock avait étudié pour son doctorat. à l'Université de Göttingen en Allemagne avant de travailler à la station d'expérimentation agricole de l'État de New York, puis de rejoindre le personnel du Wisconsin. À cette époque, les chimistes allemands essayaient de créer les aliments parfaits pour les animaux de la ferme. En raison des découvertes de Justus von Liebig et d'autres, ils pensaient que tout aliment contenant une quantité déterminée de protéines, de glucides, de graisses, de sels et d'eau était équivalent à tout autre. Babcock ne les croyait pas et plaisantait avec ses collègues allemands en disant que les vaches pouvaient survivre avec du charbon et du cuir broyé selon leurs calculs.
A l'université du Wisconsin, en 1906, Babcock et d'autres ont créé une expérience pour tester cette hypothèse.
On a utilisé seize veaux, répartis en quatre groupes, pour l'expérience. Trois groupes de veaux sur quatre ont reçu des aliments préparés à partir d'une seule céréale et élevés jusqu'à ce qu'ils aient eu deux grossesses.
Un groupe a reçu du blé, le second de l'avoine, tandis que le troisième n'a mangé que du maïs. Un quatrième groupe a reçu une combinaison des trois grains. Après la première année, seul le groupe de maïs était en plein essor, chez les autres les petits étaient faibles ou mourants.
Le groupe blé était le plus mal loti, le groupe avoine et les groupes mixtes se situaient entre les deux.
Enfin, les vaches faibles furent nourries de maïs, récupérèrent et mirent au monde des veaux sains.
Hart et son équipe ont publié leurs résultats en 1911 dans Physiological Effect on Growth and Reproduction of Rations Balanced from Restricted Sources. Devant les difficultés d'interprétation de l'expérience, McCollum commenta : "quelque chose de fondamental restait à découvrir."
La colonie de rats Cherchant à comprendre, McCollum se procura les 37 volumes du Rapport annuel sur les progrès de la chimie animale de Richard Maly où il put suivre environ 13 expériences effectuées entre 1873 et 1906 sur de petits animaux, souvent des souris, nourris avec des régimes restreints. Dans tous les cas, les animaux n'ont pas réussi à se développer et sont morts en quelques semaines.
McCollum a compris qu'il devait découvrir ce qui manquait dans leur alimentation purifiée, et qu'il avait besoin d'expérimenter sur des animaux ayant une courte durée de vie. Il choisit les rats.
Les rats sont omnivores, nourris à bas prix, grandissent rapidement et "ont peu de valeur sentimentale et aucune valeur économique positive". Il fut soutenu dans ses choix par Babcock Il opta finalement pour douze jeunes rats albinos et domestiqués achetés dans une animalerie de Chicago. Sa colonie de rats, commencée en , fut la première en Amérique à être utilisée pour la recherche nutritionnelle.
McCollum a décidé que certains régimes échouaient parce qu'ils manquaient de « goût ». Il pensait que si un régime avait bon goût et que les animaux mangeaient plus de nourriture, alors la nutrition serait adéquate. En 1911, Osborne et Mendel ont critiqué l'hypothèse de McCollum et ses données, lorsqu'ils ont découvert que les régimes de protéines végétales devaient être complétés par du lait sans protéines. Les rats mangeraient alors des régimes purifiés sans arômes. De plus, Mendel et Osborne ont suggéré dans leurs articles que McCollum avait été moins que prudent dans ses expériences. Embarrassé, McCollum a reconnu son erreur
Découverte de la vitamine A Il était encore responsable du soin des génisses jusqu'en 1911, et le soin et l'alimentation de ses rats incombaient à une aide en grande partie bénévole, Marguerite Davis, une étudiante en économie domestique devenue biochimiste qui les veillait quotidiennement
Davis a aidé McCollum à développer « la méthode biologique pour l'analyse des aliments », et ils ont co-écrit un certain nombre d'articles.
Notamment, ils ont étudié « la nécessité de certaines lipines dans l'alimentation pendant la croissance ». Ils ont nourri des rats de caséine pure, de glucides (lactose, dextrine et / ou amidon), avec un peu d'agar-agar et un mélange de six ou sept sels . Ils ont substitué le saindoux ou l'huile d'olive à certains des glucides d'un groupe de rats. Pendant 70 à 120 jours, leurs rats ont grandi, puis ils ont arrêté de grandir. Ils semblaient toujours en bonne santé, mais les femelles n'avaient pas assez de lait pour nourrir leurs petits. Ils ont réussi à ramener une trentaine de rats à la normale, après que ces rats aient atteint le stade de suspension de croissance, en ajoutant une petite quantité d'extraits d'oeuf ou de beurre.
Leur article comprenait des graphiques pour cinq rats, illustrant leurs poids au fil du temps par rapport à une courbe de croissance normale, cherchant à montrer "le succès presque invariable à induire une reprise de croissance après une suspension complète pendant un certain temps".
Un autre graphique a montré leurs résultats avec un régime sans graisse et les a convaincus que sans une certaine substance de l'œuf ou extraite de beurre, les rats ne pourraient pas grandir, même s'ils semblaient être en bonne santé.
Ils en ont conclu que les rats cessent de croître jusqu'à ce qu'ils soient nourris avec certains « extraits éthérés d'œuf ou de beurre » et que « certains composants en faible teneur, dans certaines denrées alimentaires, sont essentiels à une croissance normale pendant de longues périodes ». Ils ont également trouvé ce facteur alimentaire dans des extraits de feuilles de luzerne et dans les abats. Cette substance que McCollum appela « facteur A », fut plus tard appelée vitamine A.
McCollum et Davis, ont finalement été crédité de la découverte après avoir soumis leur article pour publication trois semaines avant Osborne et Mendel. Les deux articles ont paru dans le même numéro du Journal of Biological Chemistry en 1913. La compétition scientifique a donc été sévère sur la fin, preuve que le cheminement pour trouver le rôle des vitamines et les localiser avait été long, et nécessité beaucoup de concours. Et la vitamine A ne sera synthétisée qu'en 1947.
Davis a publié avec McCollum de 1909 à 1916 et Nina Simmonds a fait la même chose de 1916 à 1929. En l'espace de six ans, McCollum est finalement devenu professeur titulaire.
Découverte de la vitamine B Dans la question du béribéri et du problème du riz décortiqué, Christiaan Eijkman et Gerrit Grijns essayaient de trouver la cause de la polynévrite, influencés par Louis Pasteur. ils pensaient à une cause infectieuse.
Mais les expériences de McCollum et Davis conduisirent à la découverte que la substance anti-neuritique d'Eijkman et de Grijns était la même que leur facteur B (vitamines B) hydrosoluble en 1915.
La constatation est le numéro 8 dans leur liste de conclusions, « la substance hydrosoluble n'est pas la même que celle fournie par la graisse de beurre. L'ajout de 20 pour cent de graisse de beurre n'induit aucune croissance à moins que l'autre substance ne soit fournie ». Il a découvert plus tard que ce facteur B est en fait combiné à partir de nombreux composés différents. En 1916, McCollum et Cornelia Kennedy nommèrent tous ces facteurs avec des lettres alphabétiques.
Discussions à propos de la dénomination « vitamine » :
Cette dénomination fait référence aux amines qui ont une signification chimique trop précise par rapport à la composition chimique connue alors pour les facteurs alimentaires repérés.
McCollum s'est donc opposé au nom proposé par Casimir Funk en 1912.
Il exposa : « Nous suggérons donc qu'il est souhaitable de cesser d'utiliser le terme vitamine et de remplacer les termes liposoluble A et hydrosoluble B pour les deux classes de substances inconnues concernées par l'induction de la croissance ».
C'est en 1920, seulement que le terme de vitamines va s'imposer.
Mc Collum à la Johns Hopkins En 1917, la Fondation Rockefeller établit un nouveau département d'hygiène chimique à l'Université Johns-Hopkins pour des scientifiques non médecin travaillant dans des stations d'expérimentation agricole. McCollum s'est vu offrir la présidence et un poste de professeur, ce qui bousculait les hiérarchies en place.
McCollum a été élu membre de l'Académie nationale des sciences en 1920. Il est devenu professeur émérite en 1945.
Au cours de ses plus de vingt-cinq ans à la Johns Hopkins, McCollum a publié environ 150 articles. Ses travaux portaient sur le fluor et la prévention de la carie dentaire, les vitamines D et E, et l'effet d'une multitude d'oligo-éléments dans la nutrition, notamment l'aluminium, le calcium, le cobalt, le phosphore, le potassium, le manganèse, le sodium, le strontium et le zinc.
McCollum a travaillé avec la US Food Administration d'Herbert Hoover pour aider ceux qui mouraient de faim en Europe après la Première Guerre mondiale. Hoover l'a envoyé faire une tournée de conférences dans toutes les grandes villes de l'ouest des États-Unis, où McCollum a expliqué que le régime américain était de mauvaise qualité, et qu'il serait préférable de manger des abats (plutôt que des viandes musculaires), moins de pommes de terre et moins de sucre.
Découverte de la vitamine D En conversation avec John Howland, un pédiatre de Johns Hopkins, et plus tard avec les médecins Edwards A. Park et Paul G. Shipley, ils ont découvert que le rachitisme pouvait être induit par le régime.