Wilbur Olin Atwater - Wilbur Olin Atwater

Wilbur Olin Atwater
Wilbur Atwater assis.jpg
Le portrait de l' USDA d'Atwater
Nationalité États Unis
mère nourricière Université Wesleyenne ( BA )
Université Yale ( PhD )
Connu pour Système Atwater , études sur la nutrition et le métabolisme humains
Carrière scientifique
Des champs Chimie

Wilbur Olin Atwater (3 mai 1844 - 22 septembre 1907) était un chimiste américain connu pour ses études sur la nutrition et le métabolisme humains , et est considéré comme le père de la recherche et de l'éducation modernes en matière de nutrition. Il est crédité du développement du système Atwater , qui a jeté les bases de la science de la nutrition aux États-Unis et a inspiré la nutrition olympique moderne .

Atwater a été directeur de la première station d'expérimentation agricole des États-Unis à l'Université Wesleyan à Middletown, Connecticut et il a été le premier chef des enquêtes nutritionnelles du département américain de l'Agriculture .

Début de la vie

Atwater est né à Johnsburg, New York , fils de William Warren Atwater, pasteur épiscopal méthodiste, défenseur de la tempérance et bibliothécaire de la Yale Law School et d'Eliza (Barnes) Atwater. Il a grandi et a passé une grande partie de sa vie en Nouvelle-Angleterre . Il a choisi de ne pas se battre dans la guerre civile américaine , poursuivant plutôt ses études de premier cycle, d'abord à l' Université du Vermont , puis à l'Université Wesleyan dans le Connecticut, où il terminera ses études générales en 1865. Pendant les trois années suivantes, Atwater a été un enseignant dans diverses écoles et en 1868, il inscrit à l' Université de Yale l » école scientifique Sheffield , où il a étudié la chimie agricole sous William Henry Brewer et Samuel William Johnson . Pendant son séjour à Yale, Atwater a travaillé à temps partiel comme assistant de Johnson analysant les engrais pour la teneur en minéraux spécifiques; il a également effectué la première analyse chimique de denrées alimentaires ou d'aliments pour animaux aux États-Unis. Atwater a obtenu son doctorat en 1869 en chimie agricole, sa thèse était intitulée La composition immédiate de plusieurs types de maïs américain, dans laquelle il a utilisé des variantes du système d'analyse immédiate pour analyser quatre variétés de maïs. Par la suite, il poursuivit ses études pendant les deux années suivantes à Leipzig et à Berlin , étudiant la chimie physiologique et se familiarisant avec les stations d'expérimentation agricole d'Europe. Pendant son séjour là-bas, Atwater a étudié auprès du physiologiste et diététicien allemand Carl von Voit et a travaillé aux côtés de l'étudiant de Voit, Max Rubner . Atwater a passé du temps à voyager à travers l' Écosse , Rome et Naples ; lors de son voyage, il a écrit des articles sur ses observations pour des journaux locaux basés dans les endroits où il avait vécu aux États-Unis. En 1871, Atwater retourna aux États-Unis pour enseigner la chimie à l' East Tennessee University et l'année suivante, il déménagea au Maine State College.

Là-bas, Atwater a rencontré Marcia Woodard (1851-1932) de Bangor, Maine, la fille d'Abram Woodard. Ils se sont mariés en 1874 et en 1876, leur fille Helen est née et leur fils Charles est né en 1885.

Carrière

Engrais , 1882

Wilbur Atwater est retourné à Wesleyan en tant que professeur de chimie en 1873 et y est resté jusqu'à sa mort en 1907. Lui et son mentor de Yale, Samuel Johnson, étaient partisans d'amener aux États-Unis des organisations similaires aux stations d'expérimentation agricole qu'ils ont vues. en Europe. Atwater a même décrit les stations d'expérimentation agricole allemandes dans un rapport de 1875 au ministère de l'Agriculture. Pour persuader la législature du Connecticut d'affecter de l'argent à une station, Orange Judd a fait un don de fonds et Wesleyan a offert des installations de laboratoire et les services d'Atwater à temps partiel. Grâce à leur travail et à une contribution de 5 600 $ de la législature du Connecticut pour une période d'essai de deux ans, la première station d'expérimentation agricole a été créée aux États-Unis. Atwater a été administrateur de l'essai de 1875 à 1877 avec des recherches initiales axées sur les engrais. Avant la fin des deux ans d'essai, la législature du Connecticut a accepté le financement régulier de la station, mais avait décidé de déplacer la station expérimentale permanente du Connecticut à la Sheffield Scientific School de Yale avec Samuel Johnson comme premier directeur. Pendant ce temps, Atwater a écrit de nombreux articles pour des périodiques scientifiques détaillant ses recherches et ses découvertes en chimie physiologique et agricole et sur les recherches menées à l'étranger (en particulier en Allemagne). Beaucoup de ses articles sont parus dans une colonne intitulée "Science Applied to Farming", traitant principalement des engrais agricoles dans l' American Agriculturalist d' Orange Judd .

Au cours de la phase initiale de la première station expérimentale, Atwater a élargi son programme d'engrais et a commencé à étudier et à expérimenter la croissance et la composition des grandes cultures. La recherche sur les grandes cultures s'est poursuivie même après la fin de l'appropriation dans une ferme voisine; Atwater s'est particulièrement intéressé au métabolisme des plantes et a été l'un des premiers chercheurs à apporter la preuve que les légumineuses assimilent l'azote de l'air. Au fur et à mesure que ses expériences et ses réalisations sont devenues connues, l'aide d'Atwater a été demandée pour une variété de projets. De 1879 à 1882, il a mené des études approfondies sur l'alimentation humaine pour le compte de la United States Fish Commission et de la Smithsonian Institution. En 1879, la US Fish Commission a offert à Atwater des fonds pour étudier la composition et la valeur nutritionnelle des espèces nord-américaines de poissons et d'invertébrés. Pour l'année scolaire 1882-1883, Atwater s'absente de Wesleyan pour étudier la digestibilité du poisson maigre avec von Voit en Allemagne. Ensemble, ils ont trouvé du poisson comparable au bœuf maigre; pendant ce temps, il a pris conscience de la façon dont les scientifiques allemands étudiaient la nutrition et espérait apporter des recherches similaires aux États-Unis à son retour. En 1885, la première série d'études d'Atwater sur les pois cultivés en solution nutritive a été publiée dans l'American Chemical Journal. La même année, le Massachusetts Bureau of Statistics of Labor a demandé une étude des données recueillies par le bureau concernant les achats alimentaires des familles. Dans l'étude, Atwater a calculé les apports quotidiens par habitant en glucides, lipides et protéines fournis dans les données, et en tenant compte des données de coût incluses, a fait des recommandations sur la façon dont des régimes plus économiques, tout en ayant une valeur nutritionnelle adéquate, pourraient être choisis. . Le rapport qu'il a préparé a été inclus dans le rapport annuel de 1886 du Bureau.

Pendant tout ce temps, Atwater a continué à faire campagne et à soutenir l'expansion des stations d'expérimentation agricole de l'État. En raison de leurs recherches européennes et de leur expérience avec les stations expérimentales européennes financées par le gouvernement, Atwater et Johnson étaient devenus des consultants de l'USDA et des promoteurs vocaux de la recherche agricole réglementée et financée par le gouvernement fédéral. Atwater avait même commencé à écrire dans des publications de l'USDA en faveur de l'adoption du modèle européen de laboratoires scientifiques dans les stations d'expérimentation domestiques. En 1885, Atwater et Johnson avaient commencé à conseiller le Congrès et le président Grover Cleveland sur la création de stations d'expérimentation dans les collèges de concession de terres créés par le Morrill Act en 1862. En 1887, le Hatch Act a été adopté, qui a donné des fonds fédéraux (15 000 $ chacun ) aux Land-Grant Colleges pour créer des stations d'expérimentation. Au moment de l'adoption de la loi, Atwater a été nommé directeur de la deuxième station d'expérimentation agricole du Connecticut établie au Storrs Agricultural College , et il y a servi jusqu'en 1892. L'année suivante, le Bureau des stations d'expérimentation a été créé pour surveiller et évaluer les expérimentations et les activités des stations ; Atwater a été choisi comme premier directeur. Il accepte le poste à condition de pouvoir conserver à la fois son poste de professeur et son poste de directeur de la nouvelle station d'expérimentation agricole de Storrs. Atwater a passé environ 8 mois de l'année à Washington et avait des députés pour lui dans ses autres postes pendant son absence.

Atwater considérait que sa mission en tant que directeur du Bureau des stations expérimentales était de « rassembler les stations à travers le pays, d'unifier leur travail et de les mettre en communication avec le grand monde de la science ». Il a immédiatement créé un journal, l' Experiment Station Record , censé être un moyen de tenir les stations au courant des recherches scientifiques menées par leurs collègues et scientifiques à l'étranger. Atwater a clairement indiqué que la publication était censée être une collection d'articles scientifiques et non une plate-forme pour échanger des conseils sur la ferme. La publication était un moyen pour les stations Hatch Act de rapporter leurs recherches à l'USDA, tout en tenant également les scientifiques responsables de normes particulières de recherche et de rapport. Parallèlement, des Bulletins des agriculteurs ont été créés pour offrir aux agriculteurs une présentation facile à lire et à comprendre des résultats des stations de recherche agricole et d'autres institutions scientifiques. Grâce au rôle d'Atwater en tant que directeur, il a pu orienter la recherche des stations d'expérimentation agricole vers des méthodes scientifiques et expérimentales.

Recherche et innovation en nutrition

Tout au long de sa carrière, Atwater s'est intéressé aux études de nutrition humaine ; après avoir mené les études pour le compte de la US Fish Commission et de la Smithsonian Institution, il avait poursuivi ses recherches sur la nutrition humaine et la station expérimentale de Storrs s'est fait connaître pour ses études nutritionnelles. Une fois la station Storrs créée, Atwater et ses collègues avaient commencé à mener et à publier des études sur la composition chimique des aliments. En 1891, il a démissionné de son poste de directeur du Bureau des stations expérimentales afin de retourner dans les Storr et de se concentrer exclusivement sur la recherche en nutrition. Après sa démission, Atwater a été nommé agent spécial en charge des programmes de nutrition. Grâce à ce poste, il a organisé des analyses alimentaires approfondies, des études diététiques, des expériences sur la digestibilité des aliments, des enquêtes sur les besoins énergétiques à l'aide de sujets humains et des études sur le coût et l'économie de l'utilisation et de la production d'aliments. En 1894, Atwater a reçu sa première appropriation du Congrès, allouée à son laboratoire de recherche en nutrition humaine. Les études d'Atwater pendant cette période ont été utilisées pour créer des normes alimentaires. Il fonde les normes sur les apports moyens, mais ne les considère pas comme quantitativement exactes ; elles variaient logiquement en fonction de l'âge, du sexe et du niveau d'activité, mais il a souligné qu'il ne s'agissait pas d'études métaboliques.

Le sujet sort du calorimètre respiratoire dans le laboratoire d'Atwater. Avec l'aimable autorisation de Special Collections, US National Agricultural Library

Il a ensuite mené des études métaboliques liées aux normes alimentaires, sur la base des observations de son travail avec Voit, qui avait utilisé un calorimètre respiratoire Rubner pour mener des expériences similaires sur de petits animaux. Avec Charles Ford Langworthy , ils ont compilé un condensé de près de 3 600 expériences métaboliques comme amorce de la recherche qu'ils allaient mener. Atwater a ensuite travaillé avec le physicien Edward Bennett Rosa et le nutritionniste Francis Gano Benedict pour concevoir le premier calorimètre direct suffisamment grand pour accueillir des sujets humains pendant plusieurs jours. Le calorimètre, ou appareil de respiration humaine, a été conçu pour mesurer avec précision l'énergie fournie par la nourriture. Atwater a voulu l'utiliser pour étudier et comparer les teneurs en nutriments de différents aliments et comment le corps humain consomme ces nutriments dans diverses conditions de repos et de travail. Le calorimètre mesurait le métabolisme humain en analysant la chaleur produite par une personne effectuant certaines activités physiques ; en 1896, ils ont commencé la première de ce qui allait s'accumuler en près de 500 expériences. Grâce à leurs expériences, ils ont pu créer un système, connu sous le nom de système Atwater , pour mesurer l'énergie en unités, appelées calories alimentaires . Avec la machine, la dynamique du métabolisme pourrait être quantifiée et la relation entre l'apport alimentaire et la production d'énergie pourrait être mesurée. "Les expériences sont faites avec un homme à l'intérieur d'une armoire, ou une chambre de respiration, comme on l'appelle. C'est en fait une boîte de cuivre enfermée [ sic ] dans des murs de zinc et de bois. Dans cette chambre, il vit - mange, boit , travaille, se repose et dort. Il y a un apport constant d'air frais pour la ventilation. La température est maintenue au point le plus agréable pour l'occupant. Dans la chambre se trouvent un petit lit pliant, une chaise et une table. Le jour, le lit est plié et mis de côté, de manière à laisser de la place à l'homme pour s'asseoir à table ou pour aller et venir. et 6 pieds de haut. La nourriture et les boissons sont introduites dans la chambre à travers une ouverture qui sert également à l'élimination des produits excréteurs solides et liquides, et à l'entrée et à la sortie du matériel de toilette, des livres et d'autres choses nécessaires pour le confort et la commodité ." Ses recherches ont été guidées par la première loi de la thermodynamique , prenant en compte que l'énergie peut être transformée mais qu'elle ne peut pas être créée ou détruite, malgré la croyance à l'époque que la loi ne s'appliquait qu'aux animaux parce que les humains étaient uniques. Des expériences antérieures concernant l'apport et la dépense caloriques avaient prouvé que la première loi s'appliquait aux animaux et les découvertes d'Atwater démontraient que la loi s'appliquait également aux humains. Grâce aux expériences, il a démontré que toute quantité d'énergie consommée par les humains qui ne pouvait pas être utilisée était stockée dans le corps.

Grâce aux études de calorimétrie, une plus grande sensibilisation a été apportée à la calorie alimentaire en tant qu'unité de mesure à la fois pour la consommation et le métabolisme. Atwater a indiqué que le poids de la calorie était un moyen de mesurer l'efficacité d'un régime et que différents types d'aliments produisaient différentes quantités d'énergie. Grâce à ses recherches, il a pu démontrer que les calories provenant de différentes sources pouvaient affecter le corps différemment et, à son tour, il a publié des tableaux comparant les calories de divers aliments.

Atwater a également étudié l'effet de l' alcool sur le corps. Ses découvertes ont montré que les humains produisaient de la chaleur à partir de l'alcool tout comme ils produisaient de la chaleur à partir d'un glucide. À une époque où la Scientific Temperance Federation et la Woman's Christian Temperance Union doutaient de la valeur nutritionnelle de l'alcool, Atwater a prouvé que l'alcool pouvait être oxydé dans le corps et utilisé dans une certaine mesure comme carburant. Les informations obtenues grâce aux expériences d'Atwater ont été utilisées par le commerce de l'alcool dans la promotion de l'alcool. « [Atwater] était très important dans le mouvement pour la tempérance, et chaque année, il faisait la leçon aux étudiants sur la tempérance et essayait de promouvoir [l'abstention d'alcool] », … « Étant un bon scientifique, il rapportait les données et était très contrarié. que les sociétés d'alcool ont utilisé ses recherches" pour faire la publicité de leurs produits.

Mort et héritage

En 1904, Atwater a subi un accident vasculaire cérébral et est resté incapable de travailler jusqu'à sa mort en 1907. Il est enterré au cimetière d' Indian Hill à Middletown, Connecticut .

Pendant son déclin, le programme de Wesleyan se poursuit à travers ses associés. Sa collaboratrice et successeur, Frances Benedict a poursuivi son travail et a aidé à établir un laboratoire de nutrition à Boston avec un financement de la Carnegie Corporation . Initialement, le financement visait à construire un nouveau laboratoire pour Atwater et à financer la poursuite de ses travaux ; cependant, avec la réalisation qu'il ne reviendrait pas, les fonds ont été transférés au projet de laboratoire de Boston. Benedict a poursuivi le travail d'Atwater et a utilisé le calorimètre respiratoire pour mesurer davantage le métabolisme et d'autres processus corporels. Benedict a étudié les différents taux de métabolisme des nourrissons nés dans deux hôpitaux du Massachusetts, des athlètes, des étudiants, des végétariens, des Mayas vivant dans le Yucatán et des adultes normaux. Il a même développé un calorimètre assez grand pour contenir douze éclaireuses pendant une période prolongée. Sa plus grande amélioration a été l'invention des calorimètres portables pour la respiration sur le terrain. En 1919, Francis Benedict a publié un rapport sur les normes métaboliques avec des tableaux détaillés basés sur l'âge, le sexe, la taille et le poids.

L'héritage d'Atwater perdure non seulement dans le domaine de la nutrition mais aussi dans le travail des stations d'expérimentation agricole. Lui et Johnson sont considérés comme responsables de la concentration du rôle des stations expérimentales sur l'étude scientifique au service du public et les tables et formules créées par Atwater grâce à ses recherches sont toujours utilisées aujourd'hui. "Ses études minutieuses sur la nutrition et celles qui ont suivi ont contribué à stimuler les politiques fédérales qui ont beaucoup fait pour soulager la faim chez les enfants. Nous voyons des reflets de son influence sur les étiquettes des produits dans nos épiceries, et nous commençons à voir des informations nutritionnelles sur le menus de restaurants. La pyramide alimentaire familière d'aujourd'hui, un guide visuel rapide et facile de la consommation quotidienne recommandée de nourriture, est un hommage à Atwater et à ses successeurs. La fille d'Atwater, Helen W. Atwater , a été l'une de ses assistantes de laboratoire, notamment en aidant à la préparation du manuscrit. Elle a été assistante éditoriale au Bureau des stations expérimentales de 1898 à 1903 ; elle a poursuivi sa carrière en tant que spécialiste de l'économie domestique et a été la première rédactrice à temps plein du Journal of Home Economics . Sa petite-fille, Catherine Merriam Atwater , la fille de son fils, Charles, était un auteur qui épousa l'économiste John Kenneth Galbraith .

L'héritage d'Atwater est reconnu par la conférence commémorative annuelle de l' Adj Atwater , parrainée par le Département de l'agriculture des États-Unis, Service de recherche agricole . Chaque année, un scientifique est reconnu pour sa contribution unique à l'amélioration de l'alimentation et de la nutrition dans le monde. Les papiers d'Atwater et de sa famille sont conservés dans plusieurs institutions, et les collections sont, pour la plupart, liées à l'institution détentrice.

Le laboratoire Wilbur O. Atwater de l' Université du Connecticut est nommé en son honneur. Le bâtiment abrite le laboratoire de diagnostic médical vétérinaire du Connecticut.

Bibliographie

  • Atwater, WO (1894). "Farmers' Bulletin No. 23 - Foods: Nutritive Value and Cost" . Archives Internet . Washington, DC : Département de l'Agriculture des États-Unis.
  • Atwater, WO (1910). "Bulletin des agriculteurs n° 142 - Principes de nutrition et valeur nutritive des aliments" . Archives Internet . Washington, DC : Département de l'Agriculture des États-Unis.
  • Atwater, adj; Benedict, FG (1993), "An Experimental investigation Concernant la valeur nutritive de l'alcool. 1902.", Obesity Research (publié en mai 1993), 1 (3), pp. 228-244, doi : 10.1002/j.1550-8528.1993 .tb00616.x , hdl : 2027/hvd.hwxj1s , PMID  16350575

Les références

Lectures complémentaires