William A. Hagins

William Archer Hagins (fallecido el 6 de junio de 2012) ^[1] fue un investigador médico estadounidense. Fue jefe de la Sección de Biofísica de Membranas en el Laboratorio de Física Química del Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales tras su jubilación en 2007. ^[2] Hagins y sus colegas hicieron el descubrimiento seminal de la corriente oscura en las células fotorreceptoras . Este hallazgo se convirtió en fundamental para comprender cómo funcionaban las células visuales y condujo al conocimiento de la importancia de volver a unir una retina desprendida lo antes posible para su uso continuo. Como becario del Programa Fulbright , también sirvió en la Marina de los Estados Unidos como Oficial Médico de Investigación. Se unió al Laboratorio de Biología Física del NIDDK en 1958, realizando investigación independiente en la Sección de Fotobiología , dirigida por Frederick Sumner Brackett . Hagins fue un mentor para muchos, particularmente a través de su trabajo con la Fundación Brackett.

Educación

William A. Hagins era oriundo de Washington y residente en Chevy Chase. En la Universidad de Stanford , California , obtuvo una licenciatura en biología y, en 1948, una maestría en anatomía . En 1951, se graduó en la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford. Con una beca Fulbright, estudió en el laboratorio de fisiología de la Universidad de Cambridge , Inglaterra. En 1958, recibió su doctorado.

Carrera

William A. Hagins se unió al Laboratorio de Biología Física del NIDDK en 1958. Fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias y fue presidente de la Sociedad Biofísica . Participó en varias revistas profesionales como editor o miembro del consejo editorial. Fue mentor de estudiantes de posgrado y médicos posdoctorales. ^[3] En la década de 1960, Hagins y su grupo demostraron cómo el ojo transforma las imágenes en la retina para producir la sensación de visión.

Intereses de investigación

Hagins, como estudiante de posgrado en la Universidad de Stanford, trabajó en el proyecto sobre la influencia del diámetro en las características del potencial de acción de fibras nerviosas individuales. ^[4] En el laboratorio de fisiología de la Universidad de Cambridge, Hagins se centró en la fototransducción de la rodopsina , especialmente la fotosensibilidad, el fotoblanqueo y la fotólisis flash. ^{[5] [6] [7] [8]}

Después de unirse al Laboratorio de Biología Física, Hagins se adentró en este campo y se esforzó más en estudiar los efectos fotoeléctricos de los fotorreceptores funcionales en la retina, especialmente la retina del calamar. ^{[9] [10] [11] [12]} Con enormes esfuerzos en los efectos fotoeléctricos en la retina, Hagins y sus colegas encontraron la corriente oscura en los bastones de la retina. ^[13] Hagins con su grupo realizó una serie de investigaciones para explorar los mecanismos biológicos celulares de los bastones y conos a nivel molecular. ^{[14] [15] [16] [17] [18] [19] [20]}

Hagins también realizó algunos trabajos sobre óptica y microscopía. ^[21]

Publicaciones seleccionadas

• Origen de la membrana del fotovoltaje rápido de la retina del calamar ^[22] – Una pequeña región dentro de los segmentos externos de los fotorreceptores del calamar puede generar una corriente de membrana que fluye localmente después de una excitación luminosa, cuya propagación a lo largo de los segmentos externos conduce al "potencial receptor temprano". La fuente de esta corriente está siendo investigada.

• Orígenes moleculares y térmicos de los efectos fotoeléctricos rápidos en la retina del calamar ^[23] – La cantidad relativa de rodopsina y sus diversos fotoproductos estables al comienzo de la excitación luminosa determina la forma de onda de un voltaje fotoeléctrico. Mientras tanto, el efecto térmico durante la absorción también produce un voltaje termoeléctrico. El efecto térmico se puede corregir mediante la interconversión de moléculas de rodopsina y metarrodopsina ácida mediante iluminación.

• Corriente oscura y fotocorriente en los bastones retinianos ^[13] – Una corriente constante fluye hacia el interior a través de la membrana de los segmentos externos de los bastones en la oscuridad, que se equilibra con una corriente de salida igual distribuida a lo largo del resto de cada bastoncillo. Una fotocorriente reduce transitoriamente la corriente oscura mediante la absorción de destellos. La fotocorriente es aparentemente la consecuencia sensorial primaria de la absorción de luz por la rodopsina.

• Cinética de la fotocorriente de los bastones retinianos ^[24] – Un análisis de las propiedades detectables conduce a una serie de conclusiones sobre el mecanismo de excitación de los bastones, como sigue: (a) La cinética de la fotocorriente no guarda una relación simple con la formación o desintegración de ninguno de los intermediarios espectroscópicos detectados hasta ahora durante la fotólisis de la rodopsina. (b) Las formas de los procesos que limitan la amplitud y la velocidad no son compatibles con la organización de la rodopsina en "unidades fotorreceptoras" que contienen más de 300 cromóforos. Incluso a altas intensidades de estímulo, la mayoría de los cromóforos de rodopsina permanecen conectados al aparato excitador de los bastones. (c) La velocidad máxima de ascenso de la fotocorriente es demasiado rápida para ser consistente con los discos plegados de un segmento externo de bastón que se adhieren a la membrana plasmática suprayacente. La mayoría de los discos se comportan eléctricamente como si estuvieran aislados dentro de la célula. (d) Es probable que el control de la fotocorriente en la membrana del segmento externo dependa del control de la permeabilidad de la membrana plasmática por un agente liberado desde los discos, en lugar de la segregación de los portadores de carga de la corriente dentro de los discos de varillas.

• Topología de las membranas del segmento externo de los bastones y conos de la retina revelada por una sonda fluorescente ^[25] – La diferencia en la tinción de los bastones y conos con N,N'-didansil cistina sugiere que las membranas del disco de los bastones no son continuas con las membranas plasmáticas. La diferencia en la tinción de la membrana plasmática de los bastones y conos en los segmentos externos de los fotorreceptores en experimentos electrofisiológicos y bioquímicos, y para estudiar el patrón de plegamiento de los discos de bastones y conos.

• Mecanismos iónicos en la excitación de los fotorreceptores ^[26] – Tanto los resultados experimentales como los cálculos teóricos sugieren la posición de entrada de la corriente oscura en la membrana plasmática y su mecanismo subyacente.

• Aspectos iónicos de la excitación en los segmentos externos de los bastones ^[27] – Se revisa el estado actual del problema de los mecanismos iónicos que subyacen a la excitación de los fotorreceptores de vertebrados.

• Control de Ca2+ en los discos de segmentos externos de bastones por la luz y el GMP cíclico ^[28] – Se realizan experimentos para demostrar el almacenamiento y la liberación de Ca2+ requeridos de las membranas de los discos de bastones suspendidos en medios que contienen ésteres de fosfato de alta energía y electrolitos que se aproximan a la composición citoplasmática de las células de bastones vivas. El GMP cíclico estimula la captación de Ca2+ por los discos de segmentos externos de bastones en dichos medios.

• Calor de transducción en bastones retinianos: pruebas del papel del GMPc mediante calorimetría piroeléctrica ^[29] – La hipótesis de que la corriente oscura sensorial de los bastones retinianos de vertebrados está controlada por una serie de ciclos bioquímicos acoplados activados por la luz se prueba midiendo la producción de calor por retinas de ranas vivas cuando se estimulan con secuencias de destellos de luz de energía progresivamente creciente. Sin embargo, la cinética de la producción de calor de los bastones y la división de 1-3 microM de GMPc citoplasmático libre durante la transducción no coinciden con las predicciones de los modelos de control de GMPc en ese momento.

Referencias

1. "Obituario de William A. Hagins Jr. (2012) The Washington Post". Legacy.com .
2. "Reconocimientos y graduaciones, otoño de 2012 | Actualización del director | NIDDK". Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales . Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE. UU . . Consultado el 27 de abril de 2020 .
3. Bernstein, Adam. «William A. Hagins, investigador médico». The Washington Post . Consultado el 27 de abril de 2020 .
4. Hagins, William Archer (1948). La influencia del diámetro de la fibra en las características del potencial de acción de las fibras nerviosas individuales . Documento: Tesis/disertación, Universidad de Stanford 1948. OCLC  655068693.
5. Hagins, Washington; Rushton, WA (29 de junio de 1953). "La medición de rodopsina en el conejo albino descerebrado". La Revista de Fisiología . 120 (4): 61. ISSN  0022-3751. PMID  13070262.
6. Hagins, WA (28 de julio de 1955). "La eficiencia cuántica del blanqueo de rodopsina in situ". The Journal of Physiology . 129 (1): 22–3P. ISSN  0022-3751. PMID  13252610.
7. Hagins, WA (29 de noviembre de 1954). "La fotosensibilidad de la rodopsina de mamíferos in situ". The Journal of Physiology . 126 (2): 37. ISSN  0022-3751. PMID  13222326.
8. Hagins, WA (26 de mayo de 1956). "Fotólisis flash de rodopsina en la retina". Nature . 177 (4517): 989–90. Bibcode :1956Natur.177..989H. doi :10.1038/177989b0. ISSN  0028-0836. PMID  13322011. S2CID  4254310.
9. Hagins, WA; Jennings, WH (7 de julio de 1959). "Migración sin radiación de la excitación electrónica en los bastones retinianos". Informe de investigación. Naval School of Aviation Medicine . 1 : 343–55. ISSN  0099-9237. PMID  24546338.
10. Hagins, WA; Zonana, HV; Adams, RG (2 de junio de 1962). "Corriente de membrana local en los segmentos externos de los fotorreceptores del calamar". Nature . 194 (4831): 844–7. Bibcode :1962Natur.194..844H. doi :10.1038/194844a0. ISSN  0028-0836. PMID  13903645. S2CID  30922080.
11. Hagins, WA (1965). "Señales eléctricas del flujo de información en los fotorreceptores". Simposios de Cold Spring Harbor sobre biología cuantitativa . 30 : 403–18. doi :10.1101/sqb.1965.030.01.040. ISSN  0091-7451. PMID  5219490.
12. Penn, RD; Hagins, WA (12 de julio de 1969). "Transmisión de señales a lo largo de los bastones retinianos y el origen de la onda a electrorretinográfica". Nature . 223 (5202): 201–4. Bibcode :1969Natur.223..201P. doi :10.1038/223201a0. ISSN  0028-0836. PMID  4307228. S2CID  4281727.
13. Hagins, WA; Penn, RD; Yoshikami, S. (mayo de 1970). "Corriente oscura y fotocorriente en bastones retinianos". Revista biofísica . 10 (5): 380–412. Código Bibliográfico :1970BpJ....10..380H. doi :10.1016/S0006-3495(70)86308-1. ISSN  0006-3495. PMC 1367773 . PMID  5439318. 
14. Hagins, WA; Rüppel, H. (enero de 1971). "Efectos fotoeléctricos rápidos y propiedades de los fotorreceptores vertebrados como cables eléctricos". Actas de la Federación . 30 (1): 64–8. ISSN  0014-9446. PMID  5539875.
15. Hagins, WA (1972). "El proceso visual: mecanismos excitatorios en las células receptoras primarias". Revista anual de biofísica y bioingeniería . 1 : 131–58. doi :10.1146/annurev.bb.01.060172.001023. ISSN  0084-6589. PMID  4567751.
16. Hagins, WA; Yoshikami, S. (marzo de 1974). "Actas: Un papel para el Ca2+ en la excitación de los conos y bastones de la retina". Experimental Eye Research . 18 (3): 299–305. doi :10.1016/0014-4835(74)90157-2. ISSN  0014-4835. PMID  4833765.
17. Yoshikami, S.; Hagins, WA (28 de abril de 1978). "Calcio en la excitación de bastones y conos de vertebrados: eflujo retiniano de calcio estudiado con diclorofosfonazo III". Anales de la Academia de Ciencias de Nueva York . 307 (1): 545–61. Bibcode :1978NYASA.307..545Y. doi :10.1111/j.1749-6632.1978.tb41981.x. ISSN  0077-8923. PMID  101121. S2CID  1150576.
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20. Yoshikami, S.; George, JS; Hagins, WA (24 de julio de 1980). "Flujos de calcio inducidos por la luz de la capa del segmento externo de las retinas de vertebrados". Nature . 286 (5771): 395–8. Bibcode :1980Natur.286..395Y. doi :10.1038/286395a0. ISSN  0028-0836. PMID  7402322. S2CID  4351135.
21. Hagins, WA (25 de enero de 1980). "Microscopía de infrarrojo cercano". Science . 207 (4429): 359. Bibcode :1980Sci...207..359H. doi :10.1126/science.7350669. ISSN  0036-8075. PMID  7350669.
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