Archibald-Hügel - Archibald Hill

Archibald Vivian Hill
Archibald Vivian Hill.jpg
Geboren ( 1886-09-26 )26. September 1886
Bristol , England
Ist gestorben 3. Juni 1977 (1977-06-03)(im Alter von 90 Jahren)
Cambridge , England
Staatsangehörigkeit Vereinigtes Königreich
Alma Mater Trinity College, Cambridge
Bekannt für Mechanische Arbeit in Muskeln
Muskelkontraktionsmodell
Grundlagen der Biophysik
Hill-Gleichung (Biochemie)
Auszeichnungen Nobelpreis für Physiologie oder Medizin (1922)
Königliche Medaille (1926)
Copley-Medaille (1948)
Wissenschaftlicher Werdegang
Felder Physiologie und Biophysik
Institutionen Cambridge University
University of Manchester
University College, London
Akademische Berater Walter Morley Fletcher
Bemerkenswerte Studenten Te-Pei Feng
Ralph H. Fowler
Bernard Katz
Anmerkungen
Er ist insbesondere der Vater von Polly Hill , David Keynes Hill , Maurice Hill und der Großvater von Nicholas Humphrey .

Archibald Vivian Hill CH OBE FRS (26. September 1886 – 3. Juni 1977), bekannt als AV Hill , war ein britischer Physiologe , einer der Begründer der verschiedenen Disziplinen der Biophysik und des Operations Research . Er erhielt 1922 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für seine Aufklärung über die Wärmeproduktion und mechanische Arbeit in den Muskeln .

Biografie

In Bristol geboren , wurde er an der Blundell's School ausgebildet und absolvierte das Trinity College in Cambridge als dritter Wrangler im Mathematik- Tripos, bevor er sich der Physiologie zuwandte . Noch während seines Studiums am Trinity College leitete er 1909 die sogenannte Langmuir-Gleichung ab. Dies ist eng mit der Michaelis-Menten-Kinetik verwandt . In dieser Arbeit, Hills erster Veröffentlichung, leitete er sowohl die Gleichgewichtsform der Langmuir-Gleichung als auch den exponentiellen Ansatz für das Gleichgewicht ab. Die unter der Leitung von John Newport Langley verfasste Arbeit ist ein Meilenstein in der Geschichte der Rezeptortheorie , da der Kontext für die Ableitung die Bindung von Nikotin und Curare an die „rezeptive Substanz“ an der neuromuskulären Verbindung war .

Während seines Studiums hatte er sich in das Offiziersausbildungskorps eingeschrieben ; er war ein Knaller. 1914, bei Ausbruch des Ersten Weltkriegs , wurde Hill Musketry Officer des Cambridgeshire Regiments . Die Briten bemühten sich nicht, ihre Wissenschaftler einzusetzen. Ende 1915 wurde er während seines Heimaturlaubs von Horace Darwin vom Munitionsministerium gebeten , für einen Tag zu kommen, um sie in der Ausbildung von Flugabwehrschützen zu beraten. Vor Ort schlug Hill sofort eine einfache Zwei-Spiegel-Methode vor, um die Höhe von Flugzeugen zu bestimmen. Auf Munition übertragen, erkannte er, dass die Spiegel messen konnten, wo Rauchgranaten explodierten, und wenn er diese Daten mit den Gleichungen zur Beschreibung des Fluges einer Granate anpasste, konnten sie genaue Entfernungstabellen für Flugabwehrgeschütze liefern. Um zu messen und zu berechnen, stellte er die Flugabwehr-Experimentalabteilung zusammen , ein Team von Männern, die zu alt für die Einberufung waren, Ralph H. Fowler (ein verwundeter Offizier) und Jungen, die zu jung für den Dienst waren, darunter Douglas Hartree , Arthur Milne und James Crowther . Jemand nannte seine bunt zusammengewürfelte Gruppe "Hill's Brigands", die sie stolz adoptierten. Später im Krieg arbeiteten sie auch daran, feindliche Flugzeuge aus ihrem Sound zu lokalisieren. Auf seinem geliebten Motorrad raste er zwischen ihren Arbeitsstätten hin und her. Am Ende des Krieges stellte Major Hill mehr als hundert Briganten Zertifikate aus. Er wurde zum Offizier des Order of the British Empire (OBE) ernannt.

1923 folgte er Ernest Starling als Professor für Physiologie am University College London , einige Jahre später wurde er dort Professor für Forschung der Royal Society, wo er bis 1951 in den Ruhestand verblieb. 1933 wurde er mit William Beveridge und Lord Rutherford Gründungsmitglied und Vizepräsident des Academic Assistance Council (aus dem 1936 die Gesellschaft zum Schutz von Wissenschaft und Bildung wurde). Bis zum Beginn des Zweiten Weltkriegs hatte die Organisation 900 Akademiker (von denen 18 Nobelpreise verliehen wurden) vor der nationalsozialistischen Verfolgung gerettet . Er zeigte in seinem Labor prominent eine Spielzeugfigur von Adolf Hitler mit erhobenem Arm, die er als Dank für all die Wissenschaftler erklärte, die Deutschland ausgewiesen hatte und von denen einige jetzt mit ihm arbeiteten. Hill glaubte, dass "Lachen das beste Waschmittel für Unsinn ist".

1935 gehörte er zusammen mit Patrick Blackett und Sir Henry Tizard dem Komitee an, das Radar hervorbrachte . Er war auch biologischer Sekretär der Royal Society; William Henry Bragg war Präsident. Beide waren frustriert über die Verzögerung bei der Arbeit von Wissenschaftlern im vorherigen Krieg. Die Royal Society stellte eine Liste von Wissenschaftlern zusammen und Hill vertrat die Gesellschaft im Arbeitsministerium. Als der Krieg ausbrach, führte Hill eine Kampagne zur Freilassung von internierten Flüchtlingswissenschaftlern. Von 1940 bis 1945 war er als unabhängiger Parlamentsabgeordneter (MP) für die Universität Cambridge tätig. 1940 wurde er an die britische Botschaft in Washington entsandt, um die Kriegsforschung in den noch neutralen Vereinigten Staaten zu fördern. Er war befugt, mit den Amerikanern Geheimnisse auszutauschen, aber das konnte nicht funktionieren: Wie schätzt man das Geheimnis eines anderen ein? Hill sah die Antwort und überredete die Briten, den Amerikanern alles zu zeigen, woran sie arbeiteten (außer der Atombombe). Die Mobilisierung alliierter Wissenschaftler war einer der größten Erfolge im Krieg.

Nach dem Krieg baute er sein Labor am University College wieder auf und forschte energisch. 1951 wurde sein Engagement durch die Einrichtung einer Biophysik-Abteilung unter seiner Leitung belohnt. 1952 wurde er Leiter der British Association for the Advancement of Science und Generalsekretär des International Council of Scientific Unions . Von 1955 bis 1960 war er Präsident der Marine Biological Association . 1967 zog er sich nach Cambridge zurück, wo er nach und nach seine Beine verlor. Er starb "von mehr als hundert wissenschaftlichen Nachkommen auf der ganzen Welt in größter Zuneigung gehalten".

Kooperativität von Proteinbindung und Enzymkinetik

Obwohl Hills Arbeit in der Muskelphysiologie wahrscheinlich die wichtigste ist und sicherlich für seinen Nobelpreis verantwortlich ist, ist er in der Biochemie auch sehr bekannt für die Hill-Gleichung , mit der er die Bindung von Sauerstoff an Hämoglobin quantifizierte, hier als kinetische Gleichung geschrieben , da es hauptsächlich dafür verwendet wird:

Hier ist die Reaktionsgeschwindigkeit bei einer Konzentration des Substrats, ist die Geschwindigkeit , mit der Sättigung, ist der Wert das gibt , und den Exponent ist ein Parameter, der den Grad der Abweichung von Michaelis-Menten Kinetik zum Ausdruck bringt: positive Kooperativität für , keine Kooperativität für , und negative Kooperation für . Beachten Sie, dass es keine Implikation gibt, die eine ganze Zahl ist, und in den meisten experimentellen Fällen, abgesehen vom trivialen Fall von , ist dies nicht der Fall . Obwohl viele Autoren verwenden oder statt diese Symbole , wenn genommen irreführend implizieren , dass sie die Anzahl der Bindungsstellen auf dem Protein zeigt. Hill selbst vermied eine solche Interpretation.

Die Gleichung lässt sich wie folgt umstellen:

Dies zeigt, dass, wenn die Hill-Gleichung genau befolgt wird (was normalerweise nicht der Fall ist), ein Diagramm von eine gerade Steigungslinie ergibt . Dies wird als Hill-Plot bezeichnet .

Muskelphysiologie

Hill führte viele genaue Messungen der Wärme durch, die freigesetzt wird, wenn sich die Skelettmuskeln zusammenziehen und entspannen. Ein wichtiges Ergebnis war, dass während der Kontraktion Wärme erzeugt wird, die den Einsatz chemischer Energie erfordert, aber nicht während der Entspannung, die passiv ist. Seine frühesten Messungen verwendeten Geräte, die der schwedische Physiologe Magnus Blix hinterlassen hatte , Hill maß einen Temperaturanstieg von nur 0,003 °C. Nach der Veröffentlichung erfuhr er, dass deutsche Physiologen bereits über Hitze und Muskelkontraktion berichtet hatten und ging nach Deutschland, um mehr über ihre Arbeit zu erfahren. Er verbesserte sein Gerät ständig, um es empfindlicher zu machen und die Zeitverzögerung zwischen der von der Präparation freigesetzten Wärme und der Aufzeichnung durch sein Thermoelement zu verringern .

Hill gilt neben Hermann Helmholtz als einer der Begründer der Biophysik.

Hill kehrte 1919 kurz nach Cambridge zurück, bevor er 1920 als Nachfolger von William Stirling den Lehrstuhl für Physiologie an der Victoria University of Manchester übernahm . Mit sich selbst als Thema – er lief jeden Morgen von 7.15 bis 10.30 Uhr – zeigte er, dass das Laufen eines Sprints auf Energiespeicher angewiesen ist, die anschließend durch erhöhten Sauerstoffverbrauch wieder aufgefüllt werden . Parallel zur Arbeit des Deutschen Otto Fritz Meyerhof erläuterte Hill die Prozesse, bei denen mechanische Arbeit in Muskeln erzeugt wird. Für diese Arbeit teilten sich die beiden 1922 den Nobelpreis für Physiologie und Medizin. Hill führte 1922 die Konzepte der maximalen Sauerstoffaufnahme und Sauerstoffschuld ein.

Persönliches Leben

1913 heiratete er Margaret Neville Keynes (1885-1974), Tochter des Ökonomen John Neville Keynes und Schwester des Ökonomen John Maynard Keynes und des Chirurgen Geoffrey Keynes . Sie hatten zwei Söhne und zwei Töchter:

  • Polly Hill (1914–2005), Ökonomin, heiratete KAC Humphreys, Standesbeamter des West African Examinations Council.
  • David Keynes Hill (1915–2002), Physiologe, heiratete Stella Mary Humphrey
  • Maurice Hill (1919–1966), Ozeanograph, verheiratet mit Philippa Pass
  • Janet Hill (1918–2000), Kinderpsychiaterin, heiratete den Immunologen John Herbert Humphrey .

Ehrungen und Auszeichnungen

Blaue Plakette

Blaue Plakette bei 16 Bishopswood Road, Highgate.

Am 9. September 2015 wurde in Hills ehemaligem Haus, Bishopswood Road 16, Highgate , wo er von 1923 bis 1967 gelebt hatte, eine englische Heritage Blue-Plakette aufgestellt . Seitdem war das Haus in Wohnungen aufgeteilt und im Besitz der Highgate School , wo Hill als Gouverneur von 1929 bis 1960. Es wurde jetzt verkauft, saniert und in Hurstbourne umbenannt. Zu Hills Zeiten gehörten laut seinem Enkel Nicholas Humphrey zu den Stammgästen des Hauses 18 im Exil lebende Nobelpreisträger, sein Schwager, der Ökonom John Maynard Keynes , sowie die Freunde Stephen Hawking und Sigmund Freud . Gespräche nach dem Abendessen im Salon würden unweigerlich zu leidenschaftlichen Debatten über Wissenschaft oder Politik führen. "Jeden Sonntag mussten wir bei Opas Haus eine Teeparty besuchen und neben der Bewirtung außergewöhnlicher Gäste hat er sich tolle Spiele für uns ausgedacht, wie zum Beispiel Froschrennen im Garten oder der Blick durch die Linse eines (sezierten) Schafsauges ". Sir Ralph Kohn FRS, der die Blaue Plakette vorgeschlagen hat, sagte: „Der Nobelpreisträger AV Hill hat einen großen Beitrag zu unserem Verständnis der Muskelphysiologie geleistet. Seine Arbeit hat zu einer weitreichenden Anwendung in der Sportmedizin geführt. Als herausragender Humanitärer und Parlamentarier war er kompromisslos in seiner Verurteilung des Nazi-Regimes wegen seiner Verfolgung von Wissenschaftlern und anderen. AV Hill spielte eine entscheidende Rolle bei der Unterstützung und Rettung vieler Flüchtlinge, damit sie ihre Arbeit in diesem Land fortsetzen können".

Veröffentlichungen

Von Hügel:

  • Gray, CH (1947). „Die Bedeutung der van den Bergh-Reaktion“. Die vierteljährliche Zeitschrift für Medizin . 16 (63): 135–142. PMID  20263725 .
  • Hügel, AV; Lang, CNH; Lupton, H. (1924). „Muskelübung, Milchsäure und die Versorgung und Nutzung von Sauerstoff“ . Proceedings of the Royal Society B: Biologische Wissenschaften . 96 (679): 438–475. doi : 10.1098/rspb.1924.0037 .
  • Hill, AV (1924–25). Lehrbuch der Flugabwehr , 2 Bände
  • „Die wissenschaftliche Erforschung der Leichtathletik“. Wissenschaftlicher Amerikaner . 224 (April) (4): 224–225. 1926. Bibcode : 1926SciAm.134..224H . doi : 10.1038/scientificamerican0426-224 .
  • Muskelaktivität . Philadelphia: University of Pennsylvania Press. 1926a. ISBN 978-0-8493-5494-6.
  • Muskuläre Aktivität: Herter-Vorlesungen – Sechzehnter Kurs . Baltimore: Williams & Wilkins Company. 1926b.
  • - (1927a). Muskelbewegung beim Menschen
  • - (1927b). Lebende Maschinen
  • Hill, AV (1928). "Myothermischer Apparat" . Proceedings of the Royal Society B: Biologische Wissenschaften . 103 (723): 117–137. Bibcode : 1928RSPSB.103..117H . doi : 10.1098/rspb.1928.0029 .
  • Abenteuer in der Biophysik . Philadelphia: University of Pennsylvania Press. 1931.
  • - (1932) Chemische Wellenübertragung in Nerven
  • Das ethische Dilemma der Wissenschaft und andere Schriften . New York: Rockefeller Institute Press. 1960.
  • Spuren und Versuche in der Physiologie: Eine Bibliographie, 1909-1964; mit Besprechungen zu bestimmten Themen und Methoden und einer Erkundung für weitere Forschungen . London: Arnold. 1965.

Verweise

Quellen

Parlament des Vereinigten Königreichs
Vorangegangen von
Sir Kenneth Pickthorn, Bt.
Sir John Withers
Mitglied des Parlaments der Universität Cambridge
1940 – 1945
Mit: Sir Kenneth Pickthorn, Bt.
Nachfolger von
Sir Kenneth Pickthorn, Bt.
Wilson Harris

Externe Links