Арчибальд Хилл - Archibald Hill

Арчибальд Вивиан Хилл
Арчибальд Вивиан Хилл.jpg
Родился ( 1886-09-26 )26 сентября 1886 г.
Бристоль , Англия
Умер 3 июня 1977 г. (1977-06-03)(90 лет)
Кембридж , Англия
Национальность Объединенное Королевство
Альма-матер Тринити-колледж, Кембридж
Известен Механическая работа в мышцах
Модель сокращения мышц
Основы биофизики
Уравнение Хилла (биохимия)
Награды Нобелевская премия по физиологии и медицине (1922 г.);
Королевская медаль (1926 г.);
медаль Копли (1948 г.)
Научная карьера
Поля Физиология и биофизика
Учреждения Кембриджский
университет Университетский колледж Манчестера
, Лондон
Академические консультанты Уолтер Морли Флетчер
Известные студенты Te-Pei Feng
Ralph H. Fowler
Бернард Кац
Примечания

Арчибальд Вивиан Хилл CH OBE FRS (26 сентября 1886 - 3 июня 1977), известный как AV Hill , был британским физиологом , одним из основоположников различных дисциплин биофизики и исследования операций . Он разделил Нобелевскую премию 1922 года по физиологии и медицине за объяснение образования тепла и механической работы в мышцах .

биография

Родился в Бристоле , он получил образование в школе BLUNDELL в и окончил Тринити - колледж, Кембридж в качестве третьего Wrangler в математике Tripos прежде чем обратиться к физиологии . Еще будучи студентом Тринити-колледжа, он вывел в 1909 году то, что стало известно как уравнение Ленгмюра. Это тесно связано с кинетикой Михаэлиса-Ментен . В этой статье, первой публикации Хилла, он вывел как равновесную форму уравнения Ленгмюра, так и экспоненциальный подход к равновесию. Эта статья, написанная под руководством Джона Ньюпорта Лэнгли , является важной вехой в истории теории рецепторов , потому что контекстом ее вывода было связывание никотина и кураре с « рецепторным веществом» в нервно-мышечном соединении .

Еще будучи студентом, он поступил в Корпус подготовки офицеров ; он был отличным стрелком. В 1914 году, когда разразилась Первая мировая война , Хилл стал мушкетером Кембриджширского полка . Британцы не пытались использовать своих ученых. В конце 1915 года, когда он был дома в отпуске, Гораций Дарвин из Министерства боеприпасов попросил его приехать на день и посоветовать, как обучать зенитчиков. На месте Хилл сразу же предложил простой метод двух зеркал для определения высоты самолетов. Переведенный в отдел боеприпасов, он понял, что зеркала могут измерять места разрыва дымовых снарядов, и если он сопоставит эти данные с уравнениями, описывающими полет снаряда, они смогут предоставить точные таблицы дальности для зенитных орудий. Для измерения и вычислений он собрал Экспериментальную секцию ПВО , команду людей, слишком старых для призыва, Ральфа Х. Фаулера (раненого офицера) и парней, слишком молодых для службы, включая Дугласа Хартри , Артура Милна и Джеймса Кроутера . Кто-то окрестил его разношерстную группу «Разбойники Хилла», и они с гордостью приняли это решение. Позже во время войны они также работали над обнаружением вражеских самолетов по их звуку. Он мчался между их рабочими местами на своем любимом мотоцикле. В конце войны майор Хилл выдал сертификаты более чем сотне разбойников. Он был назначен кавалером Ордена Британской империи (OBE).

В 1923 году он сменил Эрнеста Старлинга на посту профессора физиологии в Университетском колледже Лондона , а через несколько лет стал там профессором-исследователем Королевского общества, где и оставался до выхода на пенсию в 1951 году. В 1933 году он стал вместе с Уильямом Бевериджем и лордом Резерфордом одним из основателей и вице-президент Совета по академической помощи (который в 1936 году стал Обществом защиты науки и обучения). К началу Второй мировой войны организация спасла 900 ученых (18 из которых получили Нобелевские премии) от преследований нацистов . Он выставил на видном месте в своей лаборатории игрушечную фигурку Адольфа Гитлера с поднятой рукой в ​​знак приветствия, что, как он объяснил, было благодарностью всем ученым, изгнанным из Германии, некоторые из которых теперь работали с ним. Хилл считал, что «Смех - лучшее средство для стирки ерунды».

В 1935 году он вместе с Патриком Блэкеттом и сэром Генри Тизардом работал в комитете, положившем начало созданию радара . Он также был биологическим секретарем Королевского общества; Уильям Генри Брэгг был президентом. Оба были разочарованы задержкой с привлечением ученых к работе во время предыдущей войны. Королевское общество составило список ученых, и Хилл представлял общество в Министерстве труда. Когда началась война, Хилл возглавил кампанию по освобождению интернированных ученых-беженцев. Он служил независимым членом парламента (МП) Кембриджского университета с 1940 по 1945 год. В 1940 году он был направлен в посольство Великобритании в Вашингтоне для содействия военным исследованиям в все еще нейтральных Соединенных Штатах. Ему было разрешено обмениваться секретами с американцами, но это не могло сработать: как вы оцениваете чужой секрет? Хилл увидел ответ и убедил британцев показать американцам все, над чем они работают (кроме атомной бомбы). Мобилизация ученых союзников была одним из главных успехов войны.

После войны он восстановил свою лабораторию в Университетском колледже и энергично продолжил исследования. В 1951 году его деятельность была вознаграждена созданием под его руководством биофизического отдела. В 1952 году он стал главой Британской ассоциации развития науки и генеральным секретарем Международного совета научных союзов . Он был президентом Морской биологической ассоциации с 1955 по 1960 год. В 1967 году он уехал на пенсию в Кембридж, где постепенно потерял способность пользоваться ногами. Он умер, «вызванный величайшей любовью более сотни потомков ученых со всего мира».

Кооперативность связывания белков и кинетики ферментов

Хотя работа Хилла в области физиологии мышц, вероятно, является наиболее важной и, безусловно, ответственна за его Нобелевскую премию, он также очень хорошо известен в биохимии благодаря уравнению Хилла , которое он использовал для количественной оценки связывания кислорода с гемоглобином, записанного здесь как кинетическое уравнение. , так как он в основном используется для этого:

Здесь скорость реакции при концентрации субстрата, это скорость при насыщении, это значение, которое дает , а показатель степени является параметром, который выражает степень отклонения от кинетики Михаэлиса-Ментен: положительная кооперативность для , без кооперативности для , и отрицательное сотрудничество для . Обратите внимание, что нет никакого значения, которое является целым числом, и в большинстве экспериментальных случаев, за исключением тривиального случая , это не так. Хотя многие авторы используют или, а не эти символы, вводят в заблуждение, если их следует понимать, что они показывают количество сайтов связывания на белке. Сам Хилл избегал такой интерпретации.

Уравнение можно переформулировать следующим образом:

Это показывает, что при точном соблюдении уравнения Хилла (а обычно это не так) график дает прямую линию наклона . Это называется сюжетом Хилла .

Физиология мышц

Хилл провел множество точных измерений тепла, выделяемого при сокращении и расслаблении скелетных мышц. Ключевым открытием было то, что тепло выделяется во время сжатия, что требует затрат химической энергии, но не во время релаксации, которая является пассивной. В своих первых измерениях использовалось оборудование, оставленное шведским физиологом Магнусом Бликсом. Хилл измерил повышение температуры всего на 0,003 ° C. После публикации он узнал, что немецкие физиологи уже сообщали о тепле и сокращении мышц, и отправился в Германию, чтобы узнать больше об их работе. Он постоянно совершенствовал свой прибор, чтобы сделать его более чувствительным и сократить временной интервал между выделением тепла при приготовлении и его записью его термопарой .

Хилл считается, наряду с Германом Гельмгольцем , одним из основоположников биофизики.

Хилл ненадолго вернулся в Кембридж в 1919 году, прежде чем занять кафедру физиологии в Университете Виктории в Манчестере в 1920 году после Уильяма Стирлинга . Используя себя в качестве испытуемого (он бегал каждое утро с 7:15 до 10:30), он показал, что бег зависит от запасов энергии, которые впоследствии пополняются за счет повышенного потребления кислорода . Параллельно с работой немца Отто Фрица Мейерхофа , Хилл объяснил процессы, посредством которых в мышцах производится механическая работа. Эти двое разделили Нобелевскую премию 1922 года по физиологии и медицине за эту работу. Хилл представил концепции максимального потребления кислорода и кислородного долга в 1922 году.

Личная жизнь

В 1913 году он женился на Маргарет Невилл Кейнс (1885–1974), дочери экономиста Джона Невилла Кейнса и сестре экономиста Джона Мейнарда Кейнса и хирурга Джеффри Кейнса . У них было два сына и две дочери:

  • Полли Хилл (1914–2005), экономист, вышла замуж за К.А.К. Хамфриса, регистратора Западноафриканского экзаменационного совета.
  • Дэвид Кейнс Хилл (1915–2002), физиолог, женился на Стелле Мэри Хамфри.
  • Морис Хилл (1919–1966), океанограф, женился на Филиппе Пасс.
  • Джанет Хилл (1918–2000) детский психиатр вышла замуж за иммунолога Джона Герберта Хамфри .

Почести и награды

Синий налет

Голубая табличка на Бишопсвуд-роуд, 16, Хайгейт.

9 сентября 2015 года в бывшем доме Хилла по адресу Бишопсвуд-роуд, 16, Хайгейт , где он проживал с 1923 по 1967 год, была установлена табличка « Английское наследие синего цвета» . С тех пор дом был разделен на квартиры и принадлежал школе Highgate School , где Хилл жил в Губернатор с 1929 по 1960 год. Сейчас он был продан, реконструирован и переименован в Hurstbourne. Во времена Хилла, по словам его внука Николаса Хамфри , постоянными гостями в доме были 18 нобелевских лауреатов в изгнании, его зять, экономист Джон Мейнард Кейнс и друзья Стивен Хокинг и Зигмунд Фрейд . Послеобеденные беседы в гостиной неизбежно включали страстные дискуссии о науке или политике. «Каждое воскресенье нам приходилось ходить на чаепитие в дедушкином доме, и, помимо развлечения некоторых необычных гостей, он придумывал для нас несколько отличных игр, таких как лягушачьи бега в саду или просмотр через линзу (рассеченного) овечьего глаза. ". Сэр Ральф Кон FRS, который предложил Голубую табличку, сказал: «Нобелевский лауреат А. В. Хилл внес большой вклад в наше понимание физиологии мышц. Его работа привела к широкому применению в спортивной медицине. Как выдающийся гуманитарий и парламентарий он был бескомпромиссный в своем осуждении нацистского режима за его преследование ученых и др. А.В. Хилл сыграл решающую роль в оказании помощи и спасении многих беженцев, которые продолжили свою работу в этой стране ».

Публикации

По Хиллу:

  • Грей, CH (1947). «Значение реакции ван ден Берга». Ежеквартальный медицинский журнал . 16 (63): 135–142. PMID  20263725 .
  • Hill, AV; Лонг, CNH; Луптон, Х. (1924). «Мышечные упражнения, молочная кислота, снабжение и использование кислорода» . Труды Королевского общества B: биологические науки . 96 (679): 438–475. DOI : 10,1098 / rspb.1924.0037 .
  • Хилл, А. В. (1924–25). Учебник по зенитной артиллерии , 2 тт.
  • «Научное исследование легкой атлетики». Scientific American . 224 (апрель) (4): 224–225. 1926. Bibcode : 1926SciAm.134..224H . DOI : 10.1038 / Scientificamerican0426-224 .
  • Мышечная активность . Филадельфия: Пенсильванский университет Press. 1926а. ISBN 978-0-8493-5494-6.
  • Мышечная активность: лекции Гертера - шестнадцатый курс . Балтимор: Компания Williams & Wilkins. 1926b.
  • - (1927а). Мышечные движения в человеке
  • - (1927b). Живая техника
  • Хилл, А.В. (1928). «Миотермический аппарат» . Труды Королевского общества B: биологические науки . 103 (723): 117–137. Bibcode : 1928RSPSB.103..117H . DOI : 10,1098 / rspb.1928.0029 .
  • Приключения в биофизике . Филадельфия: Пенсильванский университет Press. 1931 г.
  • - (1932) Передача химической волны в нерве
  • Этическая дилемма науки и других работ . Нью-Йорк: Издательство Института Рокфеллера. 1960 г.
  • Следы и испытания в физиологии: библиография, 1909–1964; с обзорами определенных тем и методов и разведкой для дальнейших исследований . Лондон: Арнольд. 1965 г.

использованная литература

Источники

Парламент Соединенного Королевства
Предшественник
сэр Кеннет Пикторн, Bt.
Сэр Джон Уизерс
Член парламента Кембриджского университета
1940 - 1945
С: сэром Кеннетом Пикторн, Bt.
Преемник
сэр Кеннет Пикторн, Bt.
Уилсон Харрис

внешние ссылки