אלמר מקקולום

אלמר ורנר מקקולום (באנגלית: Elmer Verner McCollum, 3 במרץ 1879 פורט סקוט, קנזס - 15 בנובמבר 1967 בולטימור) היה ביוכימאי ותזונאי אמריקאי. בשנת 1913 יחד עם מרגרט דייוויס, גילה את ויטמין A.
שניהם תרמו גם לזיהוי התיאמין, הידוע כויטמין B1. מקקולום כיהן בשנים 1917–1944 כפרופסור לביוכימיה באוניברסיטת ג'ונס הופקינס ונבחר לחבר האקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית.
כונה על ידי המגזין טיים "מר ויטמין".

שנותיו המוקדמות

אלמר נולד בשנת 1879 כילד הרביעי והבן הראשון מבין חמשת ילדיהם של זוג חוואים מפורט סקוט (מדינת קנזס): קורנליוס ארמסטרונג מקקולום ומרתה קתרין לבית קידוול. מוצא המשפחה הוא מסקוטלנד שמשם היגרו בשנת 1763 לאמריקה. ההורים שאפו להעניק לכל ילדיהם השכלה גבוהה, שחסרה לעצמם. שלוש האחיות למדו באוניברסיטת לומברד ונישאו לכמרים אוניברסיליסטים. האח הקטן ברטון, שהיה קשור מאוד לאלמר, למד כמוהו באוניברסיטת קנזס.

אלמר נאלץ מנעוריו לעזור בעבודות בחוות המשפחה, במיוחד אחרי שאביו הפך לנכה עקב מחלה קשה (ככל הנראה שחפת העצמות). לימודיו היסודיים התנהלו לסירוגין בבית ספר חד-חדרי בתנאים דלים. אירוע מכונן בילדותו היה הביקור עם אמו בגיל 14 (ב-1893) בתערוכה העולמית ה"קולומביאנית" בשיקגו. על מנת לאפשר לבניה ללמוד בבית ספר תיכון ואחר כך באוניברסיטת קנזס החליטו ההורים להשכיר את חוותם ולעבור בשנת 1896 לגור בקרבת האוניברסיטה בעיר לורנס. בחלקת אדמה קטנה שנרכשה שם על ידי המשפחה, הם גידלו פירות למכירה. בגלל השכלתו המצומצמת עד אז לא הצליח אלמר לעבור את מבחן התעודה הדרוש לצורך כניסה לבית הספר התיכון. מנהל התיכון שהתרשם מכך שהילד הירבה לקרוא ספרים וידע בעל פה לא מעט שירי משוררים (למשל Vision of Sir Launfal מאת ג'יימס ראסל לאואל), הסכים לפנים משורת הדין לקבלו על תנאי בבית ספרו. הנער לא איכזב והתקדם מהר בלימודיו תוך הצטיינות בחיבור באנגלית, בכימיה ובפיזיקה. הוא נהנה מאוד מעיון ב"אנציקלופדיה בריטניקה" שנמצאה בחדר האסיפות של בית הספר ורכש לאחר מכן עותק ממנה בחנות, תמורת 25$.

אלמר עבד בלילות בהדלקת פנסי העיר ובכיבוים. מאוחר יותר, בימי לימודיו באוניברסיטה, עבד בשיווק פרסומות עבור עיתון מקומי.
הצטרף לכנסייה האוניטריאנית אך במשך חייו לא נהג לפקוד כנסיות כלשהן.

לימודיו האקדמיים
בהתחלה אלמר חשב ללמוד רפואה אך במשך לימודיו באוניברסיטה נמשך לכימיה האורגנית, ואף התחיל להתפרנס מאנליזת מדגמי נפט. אחרי שסיים בשנת 1903 את התואר הראשון זכה במלגה של 300 דולר לשנה והועסק כמדריך סטודנטים בכימיה פיזיולוגית. אחרי שגמר את עבודת המסטר שלו בנושא הרכב הגז שבגבעולי הלוטוס האמריקאי (Nelumbo lutea), בחר להמשיך בלימודי ביוכימיה באוניברסיטת ייל. בשלב מסוים, בעזרת פרופסור ראסל צ'יטנדן שהכיר אותו בכנס, קיבל חדר מגורים בתוך בניין המחלקה לכימיה.
אחרי שלקה בדלקת ריאות מתישה פיגר אלמר בהכנותיו בתחום המקצוע המשני של הדוקטורט - קריסטלוגרפיה. המורה במקצוע זה, סמואל פנפילד, קלט את מצוקתו, ושלח אותו להתחזק על ידי שיט בקאנו שלוש פעמים בשבוע. הוא הכיר בפעילות ספורטיבית זו כמעבר הבחינה בתחומו.
בעת הכנת עבודת הדוקטורט התפרנס אלמר ממתן שיעורי כימיה ובימי הקיץ אף עבד כפקיד קבלה במלון. ביוני 1906 הציג את העבודה בתחום חקר הפירימידינים, שאותה ערך תחת הדרכתו של פרופ' טריט ב. ג'ונסון, וקיבל את התואר דוקטור למדעים (PhD).

אלמר נשאר אחר כך עוד שנה בייל כדי לעבוד עם הפרופסורים תומאס ב. אוסבורן ולפאייט ב. מנדל בסוגיות הרכב החלבוני של הצמחים והתזונה. מחקר זה השפיע בצורה מכרעת על הקריירה שלו. עניינו בביוכימיה התעורר במיוחד תוך כדי עבודתו בהדרכת אוסבורן בתחנת הניסויים החקלאית קונטיקט.

המשך פעילותו המדעית והאקדמית
אלמר פרסם כ-150 מחקרים מדעיים.
בשנים 1917–1944 היה פרופסור ב"בית הספר להיגיינה ולבריאות הציבור" של אוניברסיטת ג'ונס הופקינס, הראשון שלימד "היגיינה כימית", לימים "ביוכימיה". בין השנים 1945 ל-1967 היה פרופסור אמריטוס.
אלמר מקקולום נפטר בשנת 1967 בבלטימור בעקבות מחלה קשה. על ערש דווי בבית החולים אמר: "היו לי חיים נעימים בצורה יוצאת מן הכלל, ואני אסיר תודה על הכל".

מחקריו העיקריים עסקו בסוגיות התזונה, תפקיד הוויטמינים והמינרלים בגופם של בעלי החיים.
בשנת 1913 תרם מקקולום תרומה חשובה בגילוי הוויטמינים A ו-B. ב-1915 שיער כי ניתן להרכיב דיאטה תזונתית מיטבית.
ב-1916 יחד עם קורנליה קנדי, מתוך רצון לפתור את הבלבול לגבי הסיווג של גורמי התזונה, הציעו שמות אלפביתיים עוקבים, כדלהלן:הגורמים נמסים בשומן ייקראו A, והגורמים הנמסים במים - ייקראו B. זה הייתה התחלת הנומקלטורה השכיחה האלפביתית של הוויטמינים.
בשנת 1922 תרם לגילוי הוויטמינים D ו-E. בשנת 1926 חקר את ההרכב במלחים של הדם בתנאים שונים של התפתחות פילוגנטית. גילה שירידה ברמת הסידן בדם גורמת לטטניה והוכיח את תפקידם החיוני של המיקוראלמנטים.

תרומתו לגילוי ויטמין A
לפי הזמנתו של הפרופסור א.ב.הארט, מקקולום עבר באותה שנה להשתלם באוניברסיטת ויסקונסין במדיסון, בה קיבל משרה של מדריך בכימיה חקלאית בתחנה הניסויים החקלאית של האוניברסיטה.
אחרי הניסויים במעבדתם של אוסבורן ומנדל בנוגע לדיאטות המבוססות על מין צמח יחיד ולאחר עיון בספרות המדעית בתחום החסכים בתזונה התחיל מקקולום לערוך מחקרים על חולדות בעזרת תרכובות תזונה שונים כדי למצוא מה הם המרכיבים החיוניים במזון. המחקר המקורי, שניזום על ידי ס.מ. בבקוק, נועד לבדוק השפעת מזונות שונים על גדילתם, התפתחותם ופוריותם של הפרות. המזונות נקבעו לפי הרכבם השווה באספקת קלוריות, חלבונים, פחמימות ושומנים. במהלך הניסויים התברר שהתוצאות הביולוגיות היו שונות לפי סוג המזון שניתן. מקקולום מצא כי עדיף לערוך ניסויים על חיות קטנות כמו החולדות.
בניגוד לדעת הממונים עליו, הקים אז מקקולום באוניברסיטת ויסקונסין, לראשונה בארצות הברית, מושבה לחולדות מעבדה לבנות.

המחקרים שביצע בנושא בשנים 1906–1913 הצביעו על כך שחולדות וחיות קטנות אחרות שהוזנו בתזונה המבוססת על קזאין, שומן של בעל חיים, שמרי לקטוז ומלחים אנורגניים מבודדים ומטוהרים, נפגעו מהר בבריאותן, מצבם הגופני הידרדר ומתו תוך שבועות ספורים. לדברי מקקולום, המחקרים תמכו מאוד בהשערה כי קיימים גורמים נלווים מסוימים במיני מזון מסוימים שהם חיוניים לגדילה לתקופות ארוכות"."השאלה החשובה ביותר בתחום התזונה, הוא סבר, היא לגלות אילו חומרים חסרים באותן הדיאטות" הלקויות.
בהתחלה חשד מקקולום כי הכשל התזונתי של דיאטות מסוימות נגרם על ידי חוסר הטעם (lack of palatibility) וחוסר האטרקטיביות של המזון. הוא סבר כי תזונה טעימה יותר והגורמת לאכילה בכמויות מזון מספיקות, תהיה מתאימה.

אולם אוסבורן ומנדל מתחו בקורת על השערה זו. הם הוכיחו שדיאטות חלבונים צמחיים אינן מיטיבות בלי הוספת "חלב חופשי מחלבונים".
תוספת כזאת גרמה לגדילה טובה של החולדות גם ללא שימוש בתוספי טעם.
שני החוקרים שיערו כי מקקולום התרשל בכמה מניסוייו. מקקולום עצמו הודה בטעות והקדיש לאחר מכן את זמנו ומרצו לניסויים מוקפדים יותר שכללו אנליזה של הגורמים המקדמים גדילה בתוך "החלב החופשי מחלבונים". יחד עם עוזרת המחקר שלו בשנים 1909 -1916, מרגריט דייוויס, הוא הצליח לבודד את הוויטמין הראשון המסיס בשומן, וכינה אותו "ויטמין A".

לפי המלצתם של מקקולום וסי. קנדי הונהג השימוש באותיות האלפבית בשמות הוויטמינים החל משנת 1916.

גילוי ויטמין B1
החוקרים ההולנדים כריסטיאן אייקמן וחריט חריינס חיפשו את סיבת מחלת בריברי וחקרו את הקשר שלה לאכילת האורז המקולף. ברוח התגליות של לואי פסטר סבר אייקמן שבריברי נגרמת על ידי חיידקים.
לעומת זאת מקקולום חקר את סיבות הפגמים בגדילה.
בניסויים שערכו מקקולום ומרגרט דייוויס בעזרת דפוסי תזונה שונים אצל חולדות, הם גילו כי ה"חומר האנטי-נאוריטי" (כלומר, המונע היווצרות פולינאוריטיס) אותו תארו אייקמן וחריינס הוא זהה ל"ויטמין B" המסיס במים. תגלית זו מופיעה בסעיף 8 ברשימת המסקנות של מקקולום ודייוויס.

פעילותו למען תזונה בריאה
מקקולום ביקש להנחיל את נושא חשיבות התזונה הבריאה בקרב הציבור, לא רק במחקר אלא גם בהוראה ובפעילות הסברתית לקהל הרחב.
הוא פיתח את המושגים של "דברי מזון משלימים", "דברי מזון מגנים" ו"דיאטה מיטבית" (optimum diet). הביוגרף שלו, הנרי דיי הכתיר אותו כ"לבואזייה של מדע התזונה". זאת מפני שלא רק שנמנה עם מגלי הוויטמינים, אלא חקר את חשיבותם של יסודות אנאורגניים כמו הסידן, הזרחן, המגנזיום, הנתרן, האשלגן, הברזל, האבץ, המנגן, הבור, הקובלט. מחקריו על חשיבות הפלוריד בתזונה היו פותחי דרך בנוגע לחקר קשרו של הפלואור לבריאות השיניים
במטרותיו לשפר את תזונת העם שיתף מקקולם פעולה עם תעשיית החלב ועם מייצרי מזון, השתתף בעבודות ועדת הובר שדנה בנושא בימי מלחמת העולם הראשונה, העביר הרצאות רבות על התזונה ולמשך 24 שנה (1946-1922) פרסם מאמרים על כך במגזין "מקקול" (MCCall).
דגל בחיזוק מוצרי הלחם לא רק על ידי ויטמינים B1, B2, PP, ברזל, אלא גם החלק המוצק הלא שומני של החלב, שמרים וגרעיני חיטה ותירס.

גילוי ויטמין די
מקקולום וצוותו יחד עם קבוצת רופאי ילדים מבית החולים של אוניברסיטת ג'ונס הופקינס, ג'ון האולנד, אדוארדס איי. פארק ופול ג'י. שיפלי דנו בסוגיית הרככת.
מחקריו של מקקולום בשנות ה-1920 המוקדמות גילו שחולדות עלולות ללקות ברככת אם יאכילו אותם אך ורק בדיאטת דגנים. קבוצתו חקרה אצל החולדות למעלה מ-300 דיאטות ולבסוף הגיעה למסקנה ששמן דגים עשוי למנוע רככת.
לפי דוגמת עבודתו של אדוארד מלאנבי שהושפע בעצמו על ידי גילוי הוויטמין A על ידי מקקולום ודייוויס, מקקולום בחר בעלי חיים שלקו ברככת והאכיל אותם בשמן בקלה (קוד) שחומם ואוורר כך שהוויטמין A ייהרס. השמן לא היה מסוגל כך לרפא עיוורון לילה אלא רק את הרככת. אחרי שחולדותיו החלימו, מקקולום קרא לחומר שהיה חסר והושלם ויטמין D.
החוקרים השתכנעו שקרני השמש ושמן הדגים מגנים מפני רככת ובחנו זאת על ידי אי חשיפתם של חולדות לקרני השמש. בקרוב דור שלם של ילדים גדלו על שמן דגים והושג ניצחון על הרככת.
הרי דיי, עמית וביוגרף של מקקולום, כתב שגילוי הוויטמין D היה פרי עבודתם של הרבה חוקרים נוספים אבל מקקולום וקבוצתו עשו הרבה מעבודת ההכנה לקראת התגלית הסופית.
קנת קרפנטר שלימד באוניברסיטת ברקלי כתב במאמרו "פרס נובל וגילוי הוויטמינים" שבאופן מוזר מקקולום לא היה מועמד לפרס נובל.
. באותן השנים מי שהיו מועמדים בתחום לפרס נובל היו כריסטיאן אייקמן, קזימיר פונק, ג'וזף גולדברגר, חריט גריינס, פרדריק גואולנד הופקינס ואומטארו סוזוקי.
בסופו של דבר גילוים של הוויטמינים זיכה בפרס נובל עשרה מדענים, לרבות אדולף וינדאוס עבור הוויטמין D.

חיים אישיים
אלמר מקקולום היה נשוי משנת 1907 לקונסטנס קארות', אותה הכיר בלורנס, קנזס, וממנה התגרש כעבור שנים רבות. לזוג נולדו חמישה ילדים, בן - דונלד, שהפך לרופא, וארבע בנות - ג'ין וסטוויק, מרגרט ספרייג, קתלין אולברייט, ואלסבת פוקס.
כשחי בבולטימור, בשנת 1945 התחתן מקקולום שוב עם ג'.ארנסטין בקר, דיאטנית שכתבה יחד איתו כמה ספרים.

פרסים ואותות הוקרה
1920 - חבר באקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית
1921 - מדליית הווארד פוטס למדע ולהנדסה מטעם המכון פרנקלין
1923- מדליית ג'ון סקוט מטעם העיר פילדלפיה
1925- חבר באקדמיה לאופולדינה
1928-1927 -כיהן כיושב ראש "החברה האמריקאית של הכימאים הביולוגיים" (בימינו - החברה האמריקאית של הביוכימאים והביולוגים המולקולרים)
1943 - חבר זר של האקדמיה השוודית למדעים
פרס אוסבורן ומנדל של המכון האמריקאי לתזונה
מדליית יובל המאה של הפדרציה בורדן
מדליית צ'ארלס פ. ספנסר מטעם החברה האמראית לכימיה
פרס רפואה המודרנית
מדליית האקדמיה לרפואה של ניו יורק
1948 - פרס רמסן
1961 - חבר זר של החברה המלכותית של לונדון

מבחר פרסומים
 E. V. McCollum und M. Davis: The necessity of certain lipins in the diet during
growth. In: Journal of Biological Chemistry. vol. 15, 1913, p. 167–175.
 E. V. McCollum und C. Kennedy: The dietary factors operating in the production of polyneuritis. In: Journal of Biological Chemistry. vol. 24, 1916, p. 491–502.
E. V. McCollum and W. Pitz :The “Vitamine” Hypothesis and Deficiency Diseases
J. Biol. Chem. 1917 vol.31, 229–253
 E. V. McCollum, N. Simmonds, J. E. Becker und P. G. Shipley: Studies on experimental rickets. XXI. An experimental demonstration of the existence of a vitamin which promotes calcium deposition. Journal of Biological Chemistry. vol. 53, 1922, p. 293–312.
E. V. McCollum, Nina Simmonds, J. Ernestine Becker, and R. W. Bunting: The Effect of Additions of Fluorine to the Diet of the Rat on the Quality of the Teeth J. Biol. Chem. 1925 63: 553
 A History of Nutrition: The Sequence of Ideas in Nutrition Investigations. Houghton Mifflin, Boston 1957.
 From Kansas Farm Boy to Scientist. University of Kansas Press, Lawrence 1964.

לקריאה נוספת
Jean Meyer The Impact of Elmer Verner McCollum on National and Global  Nutritional Problems
Transactions of the Kansas Academy of Science, Vol.85, Nr.3 (1982) Kansas Academy of Science pp. 142–151

קישורים חיצוניים

 Harry G.Day Biographical Memoir, National Academy of Sciences 1974
 הערך בלקסיקון של ביוגרפיה מדעית באתר encyclopedia.com
Stanley L.Becker - Elmer McCollum in Dictionary of Scientific Biography, Ch Scribner's Sons 2008
 רשימת פרסומים
Elena Conis Fortified foods took out rickets in Los Angeles 24 july2006 Times
H. D.Kruse - "Citation and presentation of the Academy Medal to Elmer Verner McCollum".
Bulletin of the New York Academy of Medicine. 37 (4): 229–234.* 1961 PMC 1804669. 
Roberta Conlan, Elisabeth Sherman Unraveling the enigma of Vitamin D
National Academy of Sciences. June 13, 2016.
 http://www.jbc.org/content/277/19/e8.full Simoni, R. D., Hill, R. L., and Vaughan, M. - Nutritional biochemistry and the discovery of vitamins. The work of Elmer Verner McCollum J. Biol. Chem. 277 (19) 2002
 אתר המרכז לתזונת האדם של אוניברסיטת ג'ונס הופקינס - Center for Human Nutrition
 על מקקולום באתר אוניברסיטת ג'ונס הופקינס
 
 יושבי הראש של החברה האמריקאית של ביוכימאים והביולוגים המולקולרים

הערות שוליים

ביוכימאים אמריקאים
סגל אוניברסיטאות ומכללות בארצות הברית
חברי האקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית
עמיתים זרים בחברה המלכותית
תזונאים אמריקאים
אמריקאים שנולדו ב-1879
אמריקאים שנפטרו ב-1967