Orvosi Hetilap, 1976. december (117. évfolyam, 49-52. szám)
1976-12-26 / 52. szám - HORUS - Kenéz János: A. V. Hill 90 éves
A. W. Hill 90 éves Hogyan jellemzi Kellner Dániel, aki 1936-ban megjelent könyvében úttörőként népszerűsítette •az orvosi Nobel-díjasokat az 1922-es év kitüntetetteit? ,,Hill és Meyerhof nem találtak fel új gyógymódokat, amelyeknek segélyével emberek ezreinek élete volna megmenthető, de amit tettek, az más szempontból nagy jelentőségű. Az életfolyamatok titkait fedő fátyolon ütöttek egy kicsinyke rést és munkájuk révén betekinthetünk azokba.” Mi is volt az a felfedezés, amelyért egy londoni angol és egy kicli német kutató Nobel-díjat kapott? Hill az általa módosított, nagyon elegáns termoelektromos metódussal tanulmányozta az izom hőtermelését, míg Meyerhof biokémiai módszerekkel mérte az izom oxigénfogyasztását, illetve a szénhidrátok tejsavvá és újból glikogénné való átalakulásának törvényszerűségeit fektette le. Azt a tényt, hogy izommunka közben — mint energiaforrások — kémiai jelenségek is tekintetbe jöhetnek, már az energia megmaradása törvényének felfedezői is úgy tekintették, hogy az e törvényekből önként következik. H. Helmholtz (1821—1894) 27 éves korában az izolált izom hőtermelését az akkoriban igen kezdetleges műszerekkel kezdte el vizsgálni. Még a porosz hadsereg egyenruháját viselte, amikor első dolgozata „Über die Erhaltung der Kraft” címmel megjelent. Ebben részletesen foglalkozott az energia megmaradásának elvével, amit a 40-es évek elején R. Mayer hellbronti orvos (1814— 1878) és J. Joule angol fizikus (1818—1889) fedezett fel. Az izgalomba hozott izmon ez volt az első élettani kísérlet a keletkező hő mérésére. A munka abbamaradt. Vagy 50 évvel később W. M. Fleischer (1873—1933) folytatta a kísérleteket. Munkája „The survival respiration of muscle” címmel jelent meg. Munkatársa a később Nobel-díjat nyert F. S. Hopkins (1861—1947), színhelye az akkoriban még M. Foster vezetése alatt álló cambridge-i fiziológiai intézet volt. Mi volt Fletscher és Hopkins klasszikusnak számító felfedezéseinek lényege? Kimutatták, hogy az izomban a tejsavképződés szoros összefüggésben van az izom összehúzódásának folyamatával. Ez fényt vetett egy addig rejtélyesnek számító megfigyelésre, vagyis arra, hogy az izom oxigénmentes közegben is tud munkát végezni, amit addig paradox jelenségnek tekintettek. Minthogy azonban nem képezte vita tárgyát az, hogy az izommunkához szükséges energia a táplálék oxidációjából keletkezhet, a munka és az égés közötti összefüggés csak indirekt módon volt elképzelhető. Fletscher és Hopkins megfigyelte, hogy az izomban tejsav keletkezik oxigén távollétében is, nyugalomban lassabban, tevékenység közben gyorsabban és a keletkezett tejsav oxigén jelenlétében ismét eltűnik. Azt azonban nem sikerült tisztázniuk, hogyan áll összefüggésben a tejsav a munkateljesítménnyel és egyáltalán miből keletkezik — annak ellenére, hogy a tejsav képződését izommunka közben már Du Bois Reymond (1818—1896) 1859-ben megfigyelte és leírta. Az első, aki ilyen irányú megfigyeléseket tett, a nagy svéd kémikus, Berzelius (1779—1848) volt. Ő ugyanis már kimutatta, hogy a meghajszolt, majd elejtett szarvas izmaiban sok tejsav van. Ezen megfigyelés nyomán nagy szerepet tulajdonítottak mind a hullamerevség, mind a fáradtság kialakulásában a tejsavnak. A kutatásnak ebbe a fázisába kapcsolódott be Hill. Archibald Vivian Hill 1886. IX. 26-án született Bristolban. Ösztöndíjasként került a Trinity College-ba Cambridge-be, ahol először matematikát, később a cambridge-i iskola kiválóságai mellett fiziológiát tanult. Kutatómunkáját Walter Morley Fletscher mellett kezdte, de a fiziológiai osztály élén már akkor is Langley (1852—1925) állott. 1909- ben Langley, aki Foster halála után átvette az intézet vezetését, levélben szólította fel Hillt, hogy vizsgálja az izolált béka sartorius-izmot, éspedig Fletscher és Hopkins vizsgálati eredményeinek felhasználásával, illetve elsősorban azt vizsgálja, hogy milyen az izolált békaizomrost hőtermelésének hatásfoka aerob és anaerob körülmények között. Ugyancsak felhívta a figyelmét M. G. Blix (1849—1904) lundi fiziológus által konstruált készülékre. Hill kezdetben az izomrost hosszúsága és a hőtermelés foka közötti összefüggést igyekezett kimutatni, amit a szívizommal kapcsolatban Starling londoni fiziológus (1866— 1925) tett vizsgálat tárgyává. 1910- ben a Trinity College ösztöndíjával Németországban folytatta tanulmányait. Itt Bürker professzor biotermikus megfigyelésekre oktatta, Paschen pedig megajándékozta egy igen érzékeny galvanométerrel. Hill 1910-ben kezdett foglalkozni Blix termogalvanométerével. Ez a készülék nemcsak a keletkezett hőt regisztrálja, hanem arra is alkalmas, hogy a hőfejlődéshez szükséges időt is jelezze. Elősegítette a kutatást a Hill-féle termooszlop alkalmazása. Ez az izom- és az idegműködés során fellépő csekély hőmérséklet-különbség mérésére szolgáló eszköz. Lényege nagyszámú termoelem soros kapcsolása. Működésének elve: különböző fémek összeforrasztási helyének melegítésekor potenciálkülönbségek keletkeznek. A Hill által tökéletesített Blix-féle termodinamikus hőmérő segítségével lehetővé vált 0,003 C-fok hőmérsékletváltozás regisztrálása néhány századmásodperc alatt. Hill első megfigyelése az volt, hogy az élő izomban a galvanométer mutatójának kilengése sokkal tovább tartott, mint a kontroll kísérletben. E jelenség okát a hőtermelés késésében találta meg, vagyis a hőfejlődés elsősorban a pihenés fázisában keletkezett, ehhez viszont már szükséges az oxigén jelenléte. Ez a kísérlet Hill véleménye szerint egyértelmű választ ad arra a kérdésre, hogy mi a tejsav szerepe az izom elernyedési fázisában. Kísérleteikhez a túlélő békaizmot használták. Mint ismeretes, a kivágott békaizom még órák, % 3175