Alan Hodgkin — Nobeli laureaat ja ioonikanalite pioneer (1914–1998)

Alan Hodgkin (1914–1998) — Nobeli laureaat ja ioonikanalite pioneer; tema avastused närvirakkude membraani elektrimehhanismidest muutsid neuroteadust ja kaasaegset meditsiini.

Sir Alan Hodgkin, OM, KBE, PRS (Alan Lloyd Hodgkin, 5. veebruar 1914 - 20. detsember 1998) oli inglise füsioloog ja biofüüsik. Ta jagas 1963. aastal Nobeli füsioloogia- või meditsiiniauhinda koos Andrew Huxley ja John Ecclesiga.

Alan Hodgkin, Andrew Huxley ja John Eccles (sünapsiuuringute eest) said 1963. aastal ühiselt Nobeli füsioloogia- või meditsiiniauhinna "avastuste eest, mis käsitlevad närvirakkude membraani perifeersete ja kesksete osade erutus- ja pärssimismehhanisme". Lisaks sellele viitavad Hodgkini ja Huxley avastused ioonikanalite olemasolule rakumembraanides, mis leidis aastakümneid hiljem kinnitust.

Hodgkin löödi 1972. aastal rüütliks (KBE) ja 1973. aastal nimetati ta teenetemärgi liikmeks. Aastatel 1970-1975 oli ta Kuningliku Seltsi president.

Haridus ja teadustöö

Hodgkin sai oma teadusliku väljaõppe Cambridge'is ja pühendus elektrofüsioloogia probleemidele, mis puudutasid närvirakkude elektrilisi signaale. Tuntumaks muutus tema koostöö Andrew Huxley'ga: nad viisid läbi kvantitatiivseid eksperimente, kasutades niinimetatud voltage-clamp-meetodit (pingeklambrid), mille abil nad eristasid ja mõõtsid erinevate ioonide voogusid läbi närviraku membraani.

Põhiavastused ja Hodgkin–Huxley mudel

Hodgkin ja Huxley näitasid, et närviimpulss ehk aksioonipotentsiaal tekib membraani läbilaskvuse järsu muutuse tulemusena: lühiajaline suurenemine naatriumioonide (Na+) läbilaskvusest, millele järgneb kaaliumioonide (K+) läbilaskvuse kasv, mis taastab puhkeoleku. Nad formuleerisid selle nähtuse täpsustatud matemaatilise mudelina (1952), kasutades adaptiivsete "väravamuutujate" (tuntud kui m, h ja n) kirjeldusi. See töö on tänapäeval tuntud kui Hodgkin–Huxley mudel ja sellest sõltub suur osa aktsioonipotentsiaalide teooriast.

Nende mudel näitas, kuidas ioonkanalite kollektiivne käitumine loob rakutasandi elektrilise aktiivsuse, ja pakkus ennustusi, mis viisid hilisema katse- ja molekulaarbioloogilise tööni — lõpuks ioonkanalite struktuuri ja mehhanismi otsese kinnitamiseni. Hodgkin–Huxley võrrandid on endiselt aluslikud modelleerimisel närvi- ja südamerütmi, sünaptilise integratsiooni ning neuronivõrkude düknaamikaga seotud uurimustes.

Meetodid ja mõju

• Voltage-clamp tehnika: võimaldas eraldada ja mõõta iooniliste voogude ajalist kulgu aktsioonipotentsiaali ajal.
• Kvantitatiivne ja teoreetiline lähenemine: Hodgkin rõhutas eksperimentaalse andme ja matemaatika tihedat ühendamist.
• Pärand: tema ja Huxley tööd sillutasid tee modernsele ioonikanalite füsioloogiale, millest kasvasid välja patch-clamp meetodid ja ion channel proteoomi ning struktuuri uurimised.

Autasud ja ametikohad

Lisaks 1963. aasta Nobelile pälvis Hodgkin mitmeid tunnustusi ja riiklikke autasusid: ta sai rüütli tiitli (KBE) 1972. aastal ning sai 1973. aastal teenetemärgi liikmeks. Tema juhtimis- ja akadeemiline roll avaldus ka Kuningliku Seltsi presidendina aastail 1970–1975, kus ta edendas teaduse poliitilist ja rahvusvahelist tähtsust.

Mõju tänapäeva teadusele

Hodgkini töö on sügavmõjulise tähendusega nii teoreetilise kui rakulise neuroteaduse valdkonnas. Tema ja Huxley mudel annab jätkuvalt aluse neuromatemaatilistele simuleerimistele, närvihaiguste uurimisele ja biomeditsiinilisele tehnoloogiale (näiteks kardioloogias rakendatav mudeldamine). Lisaks on nende tehnikad ja mõisted (nt ioonikanalite selektiivsus ja ajastatud avamine/sulgemine) osa igapäevasest terminoloogiast närvibioloogias.

Elulõpp ja pärand

Alan Hodgkin suri 20. detsembril 1998. Tema töö on jäänud püsima kui üks neurofüsioloogia tugisambaid: nii eksperimentaalsed meetodid, matemaatilised mudelid kui ka kontseptuaalsed avastused on mõjutanud paljusid järgmist põlvkonda teadlasi.

Olulised saavutused (lühidalt)

• Nobeli füsioloogia- või meditsiiniauhind (1963, koos A. Huxley ja J. Ecclesiga)
• Hodgkin–Huxley mudeli väljatöötamine aktsioonipotentsiaali kirjeldamiseks
• Voltage-clamp tehnikaga mõõtmised, mis näitasid Na+ ja K+ rolli aktsioonipotentsiaalides
• Kuningliku Seltsi president (1970–1975) ning mitmed riiklikud autasud (KBE, OM)

Küsimused ja vastused

Küsimus: Kes oli Sir Alan Hodgkin?

K: Mille eest sai Sir Alan Hodgkin Nobeli preemia?

Küsimus: Mida Hodgkin ja Huxley oletasid rakumembraanide kohta?

K: Millal löödi Sir Alan Hodgkin rüütliks?

K: Milleks nimetati Sir Alan Hodgkin 1973. aastal?

K: Millal oli Sir Alan Hodgkin Kuningliku Seltsi president?

K: Kes veel sai 1963. aastal Nobeli füsioloogia- või meditsiinipreemia?

Otsing