Арчибальд Хилл¶

Арчибальд Хилл (англ. Archibald Hill; 26 сентября 1886, Бристоль — 3 июня 1977, Кембридж) — британский физиолог и биофизик, один из основоположников биоэнергетики мышечного сокращения. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1922 года (совместно с Отто Мейергофом) за открытия, касающиеся теплопродукции в мышце. Член Лондонского королевского общества (1918), иностранный член Академии наук СССР (1934) и ряда других академий.

¶Биография

¶Ранние годы и образование

Арчибальд Вивиан Хилл родился в Бристоле в семье Джонатана Хилла, торговца лесоматериалами, и Ады Хилл (урождённой Рамсей). После ранней смерти отца воспитывался матерью. Начальное образование получил в школе Бланделлс в Тивертоне, затем в школе Труро. В 1905 году поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета, где изучал математику и естественные науки. В 1909 году окончил курс с отличием и начал научную работу под руководством физиолога Уолтера Флетчера.

¶Научная карьера

С 1911 по 1914 год Хилл работал в Кембридже, где совместно с Флетчером начал исследования тепловых процессов в мышцах. В 1914 году был избран профессором физиологии в Манчестерском университете. Во время Первой мировой войны служил в артиллерийских подразделениях, занимаясь вопросами баллистики и противовоздушной обороны. После войны вернулся в Манчестер, где продолжил эксперименты по измерению теплопродукции мышц.

В 1920 году Хилл перешёл в Университетский колледж Лондона, где возглавил кафедру физиологии. В 1926 году стал профессором Королевского общества (Foulerton Professor) и работал в Кембридже до выхода на пенсию в 1951 году. В годы Второй мировой войны занимался вопросами военной физиологии, в том числе разработкой методов защиты от холода и кислородного голодания.

¶Общественная и политическая деятельность

Хилл активно участвовал в научно-организационной работе: был членом Совета по медицинским исследованиям (1930–1938), президентом Британской ассоциации содействия развитию науки (1952), членом парламента от Кембриджского университета (1940–1945). В 1930-х годах выступал за развитие международного научного сотрудничества, в том числе с учёными СССР. В 1935 году посетил Советский Союз, где участвовал в работе Международного физиологического конгресса. В 1940-е годы критиковал нацистскую политику в науке и поддерживал эмигрировавших учёных.

¶Научные достижения

¶Теплопродукция мышц

Основные работы Хилла посвящены термодинамике мышечного сокращения. Используя сверхчувствительные термопары, он впервые измерил выделение тепла в изолированной мышце лягушки в процессе сокращения и расслабления. Хилл показал, что теплопродукция состоит из двух фаз: начального тепла (связанного с химическими процессами сокращения) и восстановительного тепла (связанного с окислительными процессами). Он установил, что общая теплопродукция пропорциональна механической работе мышцы, что подтвердило закон сохранения энергии в биологических системах.

¶Уравнение Хилла

В 1938 году Хилл вывел эмпирическое уравнение, описывающее зависимость скорости сокращения мышцы от нагрузки. Уравнение Хилла (Hill equation) имеет вид: (P + a)(v + b) = const, где P — сила сокращения, v — скорость, a и b — константы. Это уравнение стало основой для количественного описания механики мышц и широко используется в биофизике до настоящего времени.

¶Модель мышечного сокращения

Хилл предложил раннюю модель мышечного сокращения, основанную на представлении о «сократительном элементе» и последовательном упругом компоненте. Хотя впоследствии модель была уточнена (в частности, скользящей нитью Хаксли), работы Хилла заложили основы для понимания энергетики и механики мышц.

¶Другие исследования

Помимо физиологии мышц, Хилл занимался:

• изучением теплообмена в организме человека (влияние влажности, ветра и одежды на терморегуляцию);
• разработкой методов измерения основного обмена веществ;
• исследованиями диффузии кислорода в тканях;
• вопросами баллистики и аэродинамики (в военный период).

¶Награды и признание

• Нобелевская премия по физиологии и медицине (1922, совместно с Отто Мейергофом)
• Медаль Копли (1948) — высшая награда Лондонского королевского общества
• Медаль Бейли (1945)
• Рыцарское звание (1946)
• Иностранный член Академии наук СССР (1934)
• Почётные докторские степени университетов Оксфорда, Кембриджа, Гарварда, Парижа и других

¶Память

Именем Хилла названы:

• Медаль Арчибальда Хилла, присуждаемая Британским физиологическим обществом за выдающиеся исследования в области физиологии;
• Кратер Хилл на Луне (диаметр 16 км, координаты 20,2° с. ш., 40,8° в. д.);
• Лекция Арчибальда Хилла в Кембриджском университете.

¶Источники

• Nobel Lectures, Physiology or Medicine 1922–1941, Elsevier Publishing Company, 1965.
• Hill, A. V. (1927). "The heat production of muscle". The Journal of Physiology.
• Hill, A. V. (1938). "The heat of shortening and the dynamic constants of muscle". Proceedings of the Royal Society of London. Series B.
• Katz, B. (1977). "Archibald Vivian Hill, 1886–1977". Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society.
• Большая советская энциклопедия, 3-е издание, статья «Хилл Арчибалд».