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Premio Nobel per la medicina
1922
Come riconoscimento per la sua scoperta relativa alla
produzione del calore nei muscoli
Archibald Vivian Hill
Bristol (Inghilterra) - 26 settembre 1886
Cambridge 03 giugno 1977
Hill nato nel 1886 fu uno dei più autorevoli biofisici inglesi.
Studiò matematica al Trinity College di Cambridge, ma poi si unì a
F.G. Hopkins nel Dipartimento di biochimica dove studiò la
formazione dell'acido lattico nei muscoli. In seguito studiò con
Burker in Germania (1910-11). Dopo la prima guerra mondiale gli
venne affidata la cattedra di fisiologia a Manchester e più tardi si
trasferì a Londra come professore aggregato di fisiologia presso
l'University College. Divise il Premio Nobel con Otto Fritz
Meyerhof.
Nel 1926 diventò Professore corrispondente della Royal
Society. Fu segretario e (segretario per gli esteri) della Royal
Society (1935-1946) e lavorò come Segretario Generale
dell'International Council of Scientific Unions (1952-1956).
La relazione di Hill in occasione del conferimento del Premio
Nobel si intitolava “Il meccanismo della contrazione muscolare”.
Con l'aiuto del suo valentissimo tecnico, Peter Dowing, riuscì a
costruire una pila termoelettrica in miniatura ultrasensibile ed
alcuni galvanometri in grado di effettuare misurazioni rapidissime,
del calore prodotto dalla contrazione del muscolo, dell'ordine di
0,003 0° C, in pochi centesimi di secondo. Egli scoprì che il calore
iniziale era anaerobico, solo il calore successivo o di “recupero” richiedeva ossigeno.
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La contrazione del muscolo non richiedeva ossigeno, così che il
calore prodotto durante tale fase non poteva essere derivato
dall'ossidazione dell'acido lattico. Questo fatto fece nascere dubbi
sul ruolo del lattato nel meccanismo della contrazione muscolare.
Hill dimostrò che il debito di ossigeno era recuperato e l'acido
lattico era rimosso solo durante la fase di "recupero" della
contrazione.
I suoi studi accurati sulla glicolisi durante la contrazione
muscolare ci hanno permesso di approfondire le nostre
conoscenze sugli eventi metabolici del muscolo e degli altri tessuti
incluso il sistema nervoso. I suoi studi sul muscolo furono
pubblicati dalla Royal Society di Londra (1938) e riassunti in un
articolo del British Medical Bullettin (1956).
Dopo questo lavoro Hill spostò la sua attenzione sullo studio
della eccitabilità e sul metabolismo delle cellule nervose. Sviluppò
una teoria matematica sull'eccitabilità del nervo che spiegava la
fase di ascesa e di discesa del potenziale, la forza-durata della
curva di eccitabilità, il meccanismo di rallentamento della corrente
ascendente e la diminuzione della costante di tempo nelle fibre
nervose di grosso diametro.
In seguito in collaborazione con Peter Downing, Ralph Gerald e
Y. Zotterman lavorò per misurare il calore prodotto dai vari nervi.
Con la pila termoelettrica ultrasensibile di Downing, questi
ricercatori poterono misurare la produzione di calore perfino nei
nervi a riposo (circa 6 x 10-5 cal/ g/sec.).
La produzione di calore era raddoppiata durante la massima
eccitazione. Come nel muscolo, si osservava una iniziale
produzione di calore e due fasi di calore ritardato o di recupero
che seguiva al periodo di eccitazione. La Ia fase durava 20-30
secondi. Questa era seguita da una fase più lunga e più ampia di
recupero del calore che raggiungeva da 10 a 50 volte il calore
iniziale, con un incremento molto più marcato di quello osservato
nel muscolo. Sia il calore iniziale che quello ritardato nel nervo si
sviluppavano anche in assenza di ossigeno. Il consumo di
ossigeno aumentava durante l'eccitamento e il recupero, se
presente, ma aumentava molto di più se il nervo era stato
eccitato in assenza dì ossigeno. Ciò dimostrava un debito di
ossigeno, così come avveniva per il muscolo. Questi importanti
studi sull'eccitabilità nervosa e sul metabolismo furono descritti
da Hill in una sua conferenza a Cambridge nel 1932.
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