Archibald Vivian Hill CH OBE FRS [2] (26 de septiembre de 1886 - 3 de junio de 1977), más conocido por sus amigos y colegas como AV Hill , fue un fisiólogo británico , uno de los fundadores de las diversas disciplinas de la biofísica y la investigación de operaciones . Compartió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1922 por su elucidación de la producción de calor y trabajo mecánico en los músculos . [3] [4]
Nacido en Bristol , estudió en la Escuela Blundell y se graduó en el Trinity College de Cambridge como tercer ayudante en el examen final de matemáticas antes de dedicarse a la fisiología . Mientras todavía era estudiante en el Trinity College, dedujo en 1909 [5] lo que se conocería como la ecuación de Langmuir. [6]
Esto está estrechamente relacionado con la cinética de Michaelis-Menten . En este artículo, la primera publicación de Hill, derivó tanto la forma de equilibrio de la ecuación de Langmuir como también el enfoque exponencial del equilibrio. El artículo, escrito bajo la supervisión de John Newport Langley , es un hito en la historia de la teoría de los receptores , porque el contexto para la derivación fue la unión de la nicotina y el curare a la "sustancia receptiva" en la unión neuromuscular . [ cita requerida ]
Mientras era estudiante se había inscrito en el Cuerpo de Entrenamiento de Oficiales ; era un tirador de primera. En 1914, al estallar la Primera Guerra Mundial , Hill se convirtió en el oficial de mosquetería del Regimiento de Cambridgeshire . Los británicos no hicieron ningún esfuerzo por aprovechar a sus científicos. [7] [8]
A finales de 1915, mientras estaba en casa de permiso, Horace Darwin, del Ministerio de Municiones, le pidió que fuera un día para asesorarlos sobre cómo entrenar a los artilleros antiaéreos. En el lugar, Hill propuso inmediatamente un método simple de dos espejos para determinar las alturas de los aviones. Transferido a Municiones, se dio cuenta de que los espejos podían medir dónde estallaban los proyectiles de humo y que, si ajustaba estos datos a las ecuaciones que describen el vuelo de un proyectil, podrían proporcionar tablas de alcance precisas para los cañones antiaéreos. Para medir y calcular, reunió a la Sección Experimental Antiaérea , un equipo de hombres demasiado viejos para el reclutamiento, Ralph H. Fowler (un oficial herido) y muchachos demasiado jóvenes para el servicio, entre ellos Douglas Hartree , Arthur Milne y James Crowther . Alguien apodó a su variopinto grupo "Los Brigands de Hill", que adoptaron con orgullo. Más tarde en la guerra, también trabajaron en la localización de aviones enemigos a partir de su sonido. Iba a toda velocidad de un lugar de trabajo a otro en su querida motocicleta. Al finalizar la guerra, el mayor Hill emitió certificados a más de cien bandidos y fue nombrado Oficial de la Orden del Imperio Británico (OBE). [7]
En 1923, sucedió a Ernest Starling como profesor de fisiología en el University College de Londres , y unos años más tarde se convirtió en profesor de investigación de la Royal Society allí, donde permaneció hasta su jubilación en 1951. En 1933, se convirtió junto con William Beveridge y Lord Rutherford en miembro fundador y vicepresidente del Consejo de Asistencia Académica (que en 1936 se convirtió en la Sociedad para la Protección de la Ciencia y el Aprendizaje). Al comienzo de la Segunda Guerra Mundial , la organización había salvado a 900 académicos (18 de los cuales ganaron premios Nobel) de la persecución nazi . Exhibió prominentemente en su laboratorio una figura de juguete de Adolf Hitler con el brazo levantado saludando, lo que explicó que era en agradecimiento a todos los científicos que Alemania había expulsado, algunos de los cuales ahora trabajaban con él. [9] Hill creía que "la risa es el mejor detergente para las tonterías". [10]
En 1935, trabajó con Patrick Blackett y Sir Henry Tizard en el comité que dio origen al radar . También fue secretario biológico de la Royal Society; William Henry Bragg era presidente. Ambos se habían sentido frustrados por la demora en poner a los científicos a trabajar en la guerra anterior. La Royal Society recopiló una lista de científicos y Hill representó a la Sociedad en el Ministerio de Trabajo. Cuando llegó la guerra, Hill lideró una campaña para liberar a los científicos refugiados que habían sido internados. Se desempeñó como miembro independiente del Parlamento (MP) de la Universidad de Cambridge de 1940 a 1945. En 1940, fue destinado a la Embajada británica en Washington para promover la investigación de guerra en los todavía neutrales Estados Unidos. Se le autorizó a intercambiar secretos con los estadounidenses, pero esto no podía funcionar: ¿cómo se le da valor al secreto de otro? Hill vio la respuesta y persuadió a los británicos para que mostraran a los estadounidenses todo en lo que estaban trabajando (excepto la bomba atómica). La movilización de los científicos aliados fue uno de los principales éxitos de la guerra. [11]
Visitó la India entre noviembre de 1943 y abril de 1944 para supervisar la investigación científica y tecnológica. Sus sugerencias influyeron en la creación de los Institutos Indios de Tecnología (IIT) en la década siguiente.
Después de la guerra, reconstruyó su laboratorio en el University College y continuó con su investigación intensamente. [12] En 1951, su labor fue recompensada con el establecimiento de un Departamento de Biofísica bajo su liderazgo.
En 1952 se convirtió en director de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia y Secretario General del Consejo Internacional de Uniones Científicas . Fue presidente de la Asociación de Biología Marina de 1955 a 1960. En 1967 se retiró a Cambridge, donde perdió gradualmente el uso de sus piernas. Murió "con el mayor afecto de más de cien descendientes científicos en todo el mundo". [13]
Aunque el trabajo de Hill en fisiología muscular es probablemente el más importante, y ciertamente responsable de su Premio Nobel, también es muy conocido en bioquímica por la ecuación de Hill , que se utiliza para cuantificar la unión del oxígeno a la hemoglobina , escrita aquí como una ecuación cinética: [14]
Aquí está la velocidad de reacción a la concentración de sustrato, es la velocidad a la saturación, es el valor de que da , y el exponente es un parámetro que expresa el grado de desviación de la cinética de Michaelis-Menten : cooperatividad positiva para , ninguna cooperatividad para , y cooperatividad negativa para . Nótese que no hay ninguna implicación de que sea un número entero, y en la mayoría de los casos experimentales, aparte del caso trivial de , no lo es. Aunque muchos autores usan o en lugar de estos símbolos son engañosos si se toman para implicar que muestra el número de sitios de unión en la proteína . El propio Hill evitó cualquier interpretación de este tipo.
La ecuación se puede reorganizar de la siguiente manera:
Esto demuestra que cuando se cumple con precisión la ecuación de Hill (lo que no suele ocurrir), un gráfico de da como resultado una línea recta de pendiente . Esto se denomina gráfico de Hill .
Hill realizó muchas mediciones precisas del calor liberado cuando los músculos esqueléticos se contraen y relajan. Un hallazgo clave fue que el calor se produce durante la contracción, que requiere inversión de energía química, pero no durante la relajación, que es pasiva. [2] Sus primeras mediciones utilizaron equipos dejados por el fisiólogo sueco Magnus Blix ; Hill midió un aumento de temperatura de solo 0,003 °C. Después de la publicación, se enteró de que los fisiólogos alemanes ya habían informado sobre el calor y la contracción muscular y fue a Alemania para aprender más sobre su trabajo. Mejoró continuamente su aparato para hacerlo más sensible y reducir el desfase temporal entre el calor liberado por la preparación y su registro por su termopar .
Hill es considerado, junto con Hermann Helmholtz , uno de los fundadores de la biofísica .
Hill regresó brevemente a Cambridge en 1919 antes de ocupar la cátedra de fisiología en la Universidad Victoria de Manchester en 1920, en sustitución de William Stirling . Tomándose a sí mismo como sujeto (corría todas las mañanas de 7:15 a 10:30), demostró que correr una carrera depende de las reservas de energía que luego se reponen con un mayor consumo de oxígeno . En paralelo con el trabajo del alemán Otto Fritz Meyerhof , Hill dilucidó los procesos mediante los cuales se produce trabajo mecánico en los músculos. Los dos compartieron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina de 1922 por este trabajo. [15] Hill introdujo los conceptos de consumo máximo de oxígeno y deuda de oxígeno en 1922. [16] [17]
En 1913 se casó con Margaret Neville Keynes (1885-1974), hija del economista John Neville Keynes , y hermana del economista John Maynard Keynes y del cirujano Geoffrey Keynes . Tuvieron dos hijos y dos hijas:
El 9 de septiembre de 2015, se erigió una placa azul de English Heritage en la antigua casa de Hill, 16 Bishopswood Road, Highgate , donde había vivido desde 1923 hasta 1967. Desde entonces, la casa había estado dividida en apartamentos y era propiedad de la Highgate School , donde Hill fue gobernador de 1929 a 1960. Ahora se ha vendido, reurbanizado y rebautizado como Hurstbourne. En la época de Hill, según su nieto Nicholas Humphrey , entre los huéspedes habituales de la casa se encontraban 18 premios Nobel exiliados, su cuñado, el economista John Maynard Keynes , y también amigos tan diversos e inesperados como Sigmund Freud [25] y Stephen Hawking , a los que conoció durante el curso de su larga y extraordinaria vida. [26] [27] [28] Las conversaciones después de la cena en el salón inevitablemente implicaban apasionados debates sobre ciencia o política. "Todos los domingos teníamos que asistir a una merienda en casa del abuelo y, además de entretener a unos invitados extraordinarios, él ideaba algunos juegos geniales para nosotros, como carreras de ranas en el jardín o mirar a través de la lente de un ojo (diseccionado) de oveja". Sir Ralph Kohn FRS , que propuso la placa azul, dijo: "El ganador del Premio Nobel AV Hill contribuyó enormemente a nuestra comprensión de la fisiología muscular. Su trabajo ha dado lugar a una amplia aplicación en la medicina deportiva. Como destacado humanitario y parlamentario, fue inflexible en su condena del régimen nazi por su persecución de científicos y otros. [29] AV Hill jugó un papel crucial en la asistencia y el rescate de muchos refugiados para que continuaran su trabajo en este país". [30] [28] [31]
![{\displaystyle \ln[v/(Vv)]=h\ln ah\ln K_{0.5}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5ac0ecf1273217b9a9b6c0f2552f76b67ac75868)
![{\displaystyle \ln[v/(Vv)]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/91ff98e08e7533e9a679e7866d0c56395a6131d1)