Sir Alan Lloyd Hodgkin OM KBE FRS [1] (5 de febrero de 1914 - 20 de diciembre de 1998) fue un fisiólogo y biofísico inglés que compartió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1963 con Andrew Huxley y John Eccles .
Hodgkin nació en Banbury , Oxfordshire, el 5 de febrero de 1914. Era el mayor de tres hijos de los cuáqueros George Hodgkin y Mary Wilson Hodgkin. Su padre era hijo de Thomas Hodgkin y había leído en el Natural Science Tripos de Cambridge , donde se había hecho amigo del electrofisiólogo Keith Lucas . [2]
Debido a problemas de vista no pudo estudiar medicina y finalmente terminó trabajando en un banco en Banbury. Como miembros de la Sociedad de Amigos , George y Mary se opusieron a la Ley del Servicio Militar de 1916 , que introdujo el servicio militar obligatorio, y tuvieron que soportar muchos abusos por parte de su comunidad local, incluido un intento de arrojar a George a uno de los canales de la ciudad. [3] En 1916, George Hodgkin viajó a Armenia como parte de una investigación sobre problemas. Conmovido por la miseria y el sufrimiento de los refugiados armenios, intentó regresar allí en 1918 por una ruta a través del Golfo Pérsico (ya que la ruta norte estaba cerrada debido a la Revolución de Octubre en Rusia). Murió de disentería en Bagdad el 24 de junio de 1918, pocas semanas después del nacimiento de su hijo menor, Keith. [4]
Desde pequeños, se animó a Hodgkin y sus hermanos a explorar el país alrededor de su hogar, lo que inculcó en Alan el interés por la historia natural , en particular la ornitología . A los 15 años ayudó a Wilfred Backhouse Alexander con estudios de garzas y posteriormente, en la Gresham's School , coincidió y pasó mucho tiempo con David Lack . [5] [6] En 1930, ganó una medalla de bronce en el Concurso de Ensayos de Escuelas Públicas organizado por la Real Sociedad para la Protección de las Aves . [7]
Alan comenzó su educación en The Downs School , donde entre sus contemporáneos se encontraban los futuros científicos Frederick Sanger , Alec Bangham , "ninguno de los cuales era extraordinariamente brillante en la escuela" según Hodgkin, [8] así como los futuros artistas Lawrence Gowing y Kenneth Rowntree . Después de la Escuela Downs, pasó a la Escuela Gresham , donde coincidió con el futuro compositor Benjamin Britten y Maury Meiklejohn . [9] Terminó recibiendo una beca en el Trinity College de Cambridge en botánica, zoología y química. [10]
Entre la escuela y la universidad, pasó mayo de 1932 en la Estación Biológica de Agua Dulce en Wray Castle por recomendación de su futuro Director de Estudios en Trinity , Carl Pantin . [11] Después de Wray Castle, pasó dos meses con una familia alemana en Frankfurt ya que "en aquellos días se pensaba muy deseable que cualquiera que quisiera leer ciencias tuviera un conocimiento razonable del alemán". [12] Después de su regreso a Inglaterra a principios de agosto de 1932, su madre Mary se volvió a casar con Lionel Smith (1880-1972), [13] el hijo mayor de AL Smith , cuya hija Dorothy también estaba casada con el tío de Alan, Robert Howard Hodgkin . [14]
En el otoño de 1932, Hodgkin comenzó como estudiante de primer año en el Trinity College, donde entre sus amigos se encontraban los clasicistas John Raven y Michael Grant , los colegas científicos Richard Synge y John H. Humphrey , [15] así como Polly y David Hill , los niños. del premio Nobel Archibald Hill . [5] [16] Tomó fisiología con química y zoología durante los primeros dos años, incluidas conferencias del premio Nobel E.D. Adrián . [17] Para la Parte II de los tripos decidió centrarse en la fisiología en lugar de la zoología. Sin embargo, participó en una expedición zoológica a las montañas del Atlas en Marruecos dirigida por John Pringle en 1934. [18] Terminó la Parte II de los tripos en julio de 1935 y permaneció en Trinity como investigador. [19]
Durante sus estudios, Hodgkin, que se describió a sí mismo como "criado como partidario del Partido Laborista británico" [20], era amigo de comunistas [21] y participó activamente en la distribución de panfletos contra la guerra. [22] En Cambridge, conoció a James Klugmann [23] y John Cornford , [24] pero enfatizó en su autobiografía que ninguno de sus amigos "hizo ningún esfuerzo serio para convertirme [al comunismo ], ni entonces ni después". [25] De 1935 a 1937, Hodgkin fue miembro de los Apóstoles de Cambridge . [26]
Hodgkin comenzó a realizar experimentos sobre cómo se transmite la actividad eléctrica en el nervio ciático de las ranas en julio de 1934. [27] Descubrió que un impulso nervioso que llega a un bloqueo por frío o compresión puede disminuir el umbral eléctrico más allá del bloqueo, lo que sugiere que el impulso produce una propagación de un potencial electrotónico en el nervio más allá del bloqueo. [28] En 1936, Hodgkin fue invitado por Herbert Gasser , entonces director del Instituto Rockefeller en la ciudad de Nueva York, a trabajar en su laboratorio durante 1937-1938. Allí conoció a Rafael Lorente de Nó [29] y Kenneth Stewart Cole con quienes acabó publicando un artículo. [30] Durante ese año también pasó un tiempo en el Laboratorio de Biología Marina Woods Hole , donde conoció el axón gigante del calamar , [31] que terminó siendo el sistema modelo con el que llevó a cabo la mayor parte de la investigación que finalmente lo llevó a su Premio Nobel. En la primavera de 1938, visitó a Joseph Erlanger en la Universidad de Washington en St. Louis, quien le dijo que tomaría en serio la teoría del circuito local de Hodgkin sobre la propagación del impulso nervioso si podía demostrar que alterar la resistencia del fluido fuera de una fibra nerviosa marcaba la diferencia. a la velocidad de conducción del impulso nervioso. [32] Trabajando con fibras nerviosas individuales de cangrejos y calamares costeros , demostró que la velocidad de conducción era mucho más rápida en el agua de mar que en el petróleo, proporcionando una fuerte evidencia para la teoría del circuito local. [33]
Después de su regreso a Cambridge, comenzó a colaborar con Andrew Huxley, quien había ingresado en Trinity como estudiante de primer año en 1935, tres años después de Hodgkin. [34] Con una subvención de £ 300 para equipos de la Fundación Rockefeller , Hodgkin logró establecer un sistema de fisiología similar al que había trabajado en el Instituto Rockefeller. Trasladó todo su equipo al Laboratorio Marino de Plymouth en julio de 1939. [35] Allí, él y Huxley lograron insertar una fina cánula en el axón gigante de los calamares y registrar los potenciales de acción desde el interior de la fibra nerviosa. Enviaron una breve nota de su éxito a Nature justo antes del estallido de la Segunda Guerra Mundial . [36]
A pesar de su educación cuáquera , Hodgkin estaba ansioso por unirse al esfuerzo de guerra ya que el contacto con los nazis durante su estancia en Alemania en 1932 había eliminado todas sus creencias pacifistas . Su primer puesto fue en el Royal Aircraft Establishment , donde trabajó en cuestiones de medicina aeronáutica, como el suministro de oxígeno a los pilotos en grandes altitudes y la enfermedad por descompresión causada por las burbujas de nitrógeno que salen de la sangre. [37] En febrero de 1940 se trasladó al Establecimiento de Investigación de Telecomunicaciones (TRE), donde trabajó en el desarrollo del radar centimétrico , incluido el diseño del sistema de colocación de armas aerotransportadas Inn AGLT del pueblo . Era miembro del grupo de EG Bowen en St Athan, en el sur de Gales, y vivía en una casa de huéspedes local junto con John Pringle y Robert Hanbury Brown . El grupo se mudó a Swanage en mayo de 1940, donde Pringle reemplazó a Bowen como líder del grupo. [38] En marzo de 1941, Hodgkin realizó el vuelo de prueba de un Bristol Blenheim equipado con el primer sistema de radar centimétrico aerotransportado. En febrero y marzo de 1944, visitó el Laboratorio de Radiación del MIT para ayudar a fomentar el intercambio de información sobre los avances en radar entre Gran Bretaña y Estados Unidos. [39]
Proporcionar un relato legible de la pieza poco conocida de la historia militar de la que formó parte durante la Segunda Guerra Mundial fue la principal motivación para que Hodgkin escribiera su autobiografía Chance and Design: Reminiscences of Science in Peace and War . [40]
Cuando la invasión de Francia por las fuerzas aliadas y su continuo avance hacia Alemania en el otoño de 1944 sugirieron el fin de la guerra en un futuro previsible, Hodgkin comenzó a planificar su regreso a una carrera de investigación en Cambridge. Renovó su colaboración con WAH Rushton y publicaron un artículo sobre cómo calcular la resistencia de la membrana de una fibra nerviosa, la capacidad de la membrana, la resistencia de su axoplasma y la resistencia del fluido externo en el que se coloca la fibra, a partir de observaciones experimentales. [41]
Después de ser liberado del servicio militar en agosto de 1945 a petición de Adrian , Hodgkin pudo reiniciar sus experimentos en colaboración con Bernard Katz y su colaborador de antes de la guerra, Andrew Huxley . Pasaron los veranos de 1947, 1948 y 1949 en el Laboratorio Marino de Plymouth , donde continuaron midiendo los potenciales de acción y de reposo desde el interior del axón gigante del calamar. [42] Junto con Katz, proporcionó evidencia de que la permeabilidad de la membrana celular neuronal al sodio aumentaba durante un potencial de acción, permitiendo así que los iones de sodio se difundan hacia el interior. [43] Los datos que habían obtenido en 1949 dieron como resultado una serie de cinco artículos publicados en The Journal of Physiology que describían lo que más tarde se conoció como el modelo Hodgkin-Huxley del potencial de acción y finalmente le valió a Hodgkin y Huxley el Premio Nobel de Fisiología. o Medicina . [44] [45] [46] [47] [48] Basándose en el trabajo de Kenneth S. Cole [49], utilizaron una técnica de electrofisiología , conocida como pinza de voltaje, para medir las corrientes iónicas a través de las membranas de los axones de los calamares mientras sostenían el voltaje de la membrana a un nivel establecido. Propusieron que la forma característica del potencial de acción es causada por cambios en la permeabilidad selectiva de la membrana para diferentes iones, específicamente sodio , potasio y cloruro . Un modelo que se basa en un conjunto de ecuaciones diferenciales y describe cada componente de una celda excitable como un elemento eléctrico concordaba bien con sus mediciones empíricas. [48] [50]
La secuencia de despolarización de la membrana celular, en la que una pequeña despolarización conduce a un aumento en la permeabilidad del sodio, lo que conduce a la entrada de iones de sodio, lo que a su vez despolariza aún más la membrana [51] , ahora se conoce como ciclo de Hodgkin . [52]
Además, los hallazgos de Hodgkin y Huxley los llevaron a plantear la hipótesis de la existencia de canales iónicos en las membranas celulares, lo que se confirmó sólo décadas después. La confirmación de los canales iónicos se produjo con el desarrollo de la abrazadera de parche que llevó al premio Nobel en 1991 para Erwin Neher y Bert Sakmann , y en 2003 para Roderick MacKinnon . [53]
Después de establecer los movimientos iónicos a través de una membrana celular selectivamente permeable como mecanismo del potencial de acción, Hodgkin centró su atención en cómo el intercambio iónico que ocurre durante el potencial de acción podría revertirse posteriormente. Junto con Richard Keynes demostró que además de los cambios en la permeabilidad que conducen a un potencial de acción, existe un mecanismo secretor que expulsa sodio y absorbe potasio en contra de los gradientes electroquímicos. [54] Unos años más tarde, el científico danés Jens Christian Skou descubrió la enzima Na+/K+-ATPasa que utiliza ATP para exportar tres iones de sodio a cambio de dos iones de potasio que se importan, [55] por lo que recibió el Premio Nobel. en Química en 1997. [56] Hodgkin fue nominado al Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1953 por Lord Adrian . [57] En octubre de 1961, periodistas suecos le dijeron que él, Huxley y Eccles habían recibido el Premio Nobel. Sin embargo, esto resultó ser una falsa alarma cuando poco después se anunció que el premio de 1961 había sido otorgado a Georg von Békésy . Sólo dos años más tarde, Hodgkin, Huxley y Eccles finalmente recibieron el premio "por sus descubrimientos sobre los mecanismos iónicos implicados en la excitación y la inhibición en las porciones periféricas y centrales de la membrana de las células nerviosas". [58] [59] Durante el banquete del Nobel el 10 de diciembre de 1963, Hodgkin pronunció el tradicional discurso en nombre de los tres neurofisiólogos, agradeciendo al rey y al Comité Nobel de Fisiología o Medicina por el premio. [60] Por cierto, Hodgkin y su esposa asistieron a la ceremonia del Premio Nobel por segunda vez, tres años después, cuando el suegro de Hodgkin, Francis Peyton Rous , recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1966. [61]
De 1951 a 1969, Hodgkin fue profesor Foulerton de la Royal Society en Cambridge. En 1970 se convirtió en profesor de biofísica John Humphrey Plummer en Cambridge. Por esta época también terminó sus experimentos sobre los nervios en el Laboratorio Marino de Plymouth y cambió su enfoque a la investigación visual que podía realizar en Cambridge con la ayuda de otros mientras se desempeñaba como presidente de la Royal Society . Junto con Denis Baylor y Peter Detwiler publicó una serie de artículos sobre los fotorreceptores de las tortugas . [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68]
De 1970 a 1975, Hodgkin fue el 53º presidente de la Royal Society (PRS). Durante su mandato como PRS, fue nombrado caballero en 1972 y admitido en la Orden del Mérito en 1973. [69] De 1978 a 1984 fue el 34º Maestro del Trinity College de Cambridge . [ cita necesaria ]
Formó parte del Consejo de la Royal Society de 1958 a 1960 y del Consejo de Investigación Médica de 1959 a 1963. Fue secretario de Asuntos Exteriores de la Sociedad de Fisiología de 1961 a 1967. También ocupó puestos administrativos adicionales como el de Canciller de la Universidad de Leicester , desde 1971 a 1984
Un retrato de Hodgkin realizado por Michael Noakes se encuentra en la colección del Trinity College. [75]
Durante su estancia en el Instituto Rockefeller en 1937, Hodgkin conoció al patólogo estadounidense Francis Peyton Rous [76] , que más tarde recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1966. [77] Cuando Rous lo invitó a cenar a su casa, Hodgkin conoció a la hija de Rous, Marni , que entonces era estudiante en Swarthmore College . [76] Él le propuso matrimonio antes de regresar a Inglaterra en 1938, pero ella lo rechazó. [78] Cuando Hodgkin regresó brevemente a los EE. UU. en 1944 (ver Actividades en tiempos de guerra), se reunieron y se casaron el 31 de marzo. [79]
Su primera hija, Sarah, nació en abril de 1945, poco antes de que los Hodgkins regresaran a Cambridge. [80] Tuvieron tres hijos más: Deborah Hodgkin (nacida el 2 de mayo de 1947), [81] Jonathan Hodgkin (nacido el 24 de agosto de 1949), [82] y Rachel Hodgkin (nacida en junio de 1951). [83] Marni se convirtió en editor de libros para niños en Macmillan Publishing Company y en un exitoso escritor de literatura infantil, incluidos Young Winter's Tales y Dead Indeed . Jonathan Hodgkin se convirtió en biólogo molecular en la Universidad de Cambridge. Deborah Hodgkin también es una psicóloga de éxito.
Thomas Hodgkin (1798–1866), quien describió por primera vez el linfoma de Hodgkin , fue el antepasado de Alan Hodgkin. [84]
Hodgkin sufrió una serie de problemas médicos que comenzaron poco después de su retiro como Maestro de Trinity. En 1989 fue operado para aliviar la presión sobre la médula espinal de uno de los discos intervertebrales del cuello, lo que le dejó incapaz de caminar sin apoyo y con una incapacidad progresiva. [1] Hodgkin murió en 1998 en Cambridge . [85]