Кіріспе
Алан Ллойд Ходжкин (5 ақпан 1914 жыл - 20 желтоқсан 1998 жыл) – ағылшын физиологы және биофизигі, 1963 жылы Эндрю Хаксли және Джон Экклзпен бірге физиология және медицина саласындағы Нобель сыйлығын бөлісіп алған.
Sir Alan Lloyd Hodgkin (5 February 1914 – 20 December 1998) was an English physiologist and biophysicist who shared the 1963 Nobel Prize in Physiology or Medicine with Andrew Huxley and John Eccles.
Ерте өмір және білім
Ходжкин 1914 жылғы 5 ақпанда Оксфордширдегі Банбери қаласында дүниеге келді. Ол квакерлер Джордж Ходжкин мен Мэри Уилсон Ходжкиннің үш ұлының ең үлкені болған. Оның әкесі Томас Ходжкиннің ұлы болды және Кембридж университетіндегі Табиғи ғылымдар бойынша білім алды, онда ол электрофизиолог Кит Лукаспен дос болды. Көзінің нашар көруіне байланысты медицинаны оқи алмады және ақырында Банберидегі банкте жұмыс істеді. Достар қоғамының мүшелері ретінде Джордж пен Мэри 1916 жылғы әскери қызмет туралы заңға қарсылық көрсетті, ол міндетті әскери қызметті енгізді, және жергілікті қоғамнан көптеген қорлықтарға ұшырады, тіпті Джорджты қалалық каналдың біріне тастауға әрекет жасалды. 1916 жылы Джордж Ходжкин Арменияға апатты жағдайды зерттеу үшін сапар шекті. Армян босқындарының қайғылы жағдайы мен азаптарына куә болғаннан кейін, ол 1918 жылы Парсы шығанағы арқылы қайта оралуға тырысты (Ресейдегі Қазан төңкерісі салдарынан солтүстік жол жабылып қалған еді). Ол 1918 жылғы 24 маусымда Бағдадта дизентериядан қайтыс болды, бұл оның кіші ұлы Кейт дүниеге келгеннен кейін бірнеше апта өткен соң болды. Ходжкин мен оның бауырлары ерте жасынан-ақ үйлерінің маңындағы аймақты зерттеуге ынталандырылды, бұл Аланның табиғат тарихына, әсіресе орнитологияға деген қызығушылығын оятты. 15 жасында ол Уилфред Бэкхаус Александрға қара құстардың мекендеу орындарын зерттеуге көмектесті, ал кейін Грэшем мектебінде ол көп уақытын Дэвид Лэкпен бірге өткізді. 1930 жылы ол Құстарды қорғау жөніндегі Корольдік қоғам ұйымдастырған Мектептер арасындағы эссе сайысында қола медаль жеңіп алды.
Мектеп пен университет
Алан білімін Даунс мектебінде бастады, оның құрбылары болашақ ғалымдар Фредерик Сэнгер, Алек Бангем, Ходжкиннің сөзінше, "мектепте ерекше көзге түспеген", сондай-ақ болашақ суретшілер Лоренс Гоуинг және Кеннет Роунтри болды. Даунс мектебінен кейін ол Грешем мектебіне түсті, онда болашақ композитор Бенджамин Бриттен және Мори Мейклжонмен бірге оқыды. Соңында ол Кембридждегі Тринити колледжінде ботаника, зоология және химия пәндері бойынша стипендия алды. Мектеп пен колледж арасында ол 1932 жылдың мамыр айында, Тринитидегі болашақ ғылыми жетекшісі Карл Пантиннің ұсынысымен, Врей қасындағы Тұщы су биологиялық станциясында жұмыс істеді. Врей Каслдан кейін ол Франкфуртта неміс отбасымен екі ай өткізді, себебі "сол кезде ғылымды оқығысы келетін әркімнің неміс тілін жақсы білуі қажет деп есептелді". 1932 жылдың тамыз айында Англияға оралғаннан кейін анасы Мэри, Аланның әйелі Роберт Говард Ходжкинге үйленген А. Л. Смиттың үлкен ұлы Лайонел Смитпен (1880–1972) қайтадан үйленді. 1932 жылдың күзінде Ходжкин Тринити колледжінде бірінші курсқа түсті, оның достары классиктер Джон Рейвен және Майкл Грант, ғалым әріптестері Ричард Синж және Джон Х. Хамфри, сондай-ақ Нобель сыйлығының лауреаты Арчибальд Хиллдің балалары Поли және Дэвид Хилл болды. Ол алғашқы екі жылда физиологияны химия және зоологиямен бірге оқыды, соның ішінде Нобель сыйлығының лауреаты Э. Д. Адрианның лекцияларын тыңдады. Трипостың екінші бөлімінде ол зоологияның орнына физиологияға ден қоюға шешім қабылдады. Дегенмен, ол 1934 жылы Джон Прингл басқаратын Мароккодағы Атлас тауларына зоологиялық экспедицияға қатысты. 1935 жылдың шілдесінде трипостың екінші бөлімін аяқтады және Тринитиде ғылыми қызметкер ретінде қалды. Оқу кезінде өзін "Британ лейбористік партиясының жақтасы ретінде тәрбиеленген" деп сипаттаған Ходжкин коммунистермен дос болып, соғысқа қарсы үнқағаздарды таратуға белсенді қатысты. Кембриджте ол Джеймс Клугманн мен Джон Корнфордты білді, бірақ автобиографиясында достарының ешқайсысы "оның ойын өзгертуге тырыспағанын" атап өтті, тіпті соңынан да. 1935 жылдан 1937 жылға дейін Ходжкин Кембридж Апостолдарының мүшесі болды.
Соғысқа дейінгі зерттеулер
Ходжкин 1934 жылғы шілдеде бақалардың семіз жүйкесі арқылы электрлік белсенділіктің қалай жүретінін зерттеу үшін тәжірибелер жүргізе бастады. Ол суық немесе қысыммен шектелген жүйке импульсі, шектеуден тыс электрлік сезімталдықты төмендетуі мүмкін екенін анықтады, бұл импульс жүйкедегі электротондық потенциалдың таралуын тудырады. 1936 жылы Ходжкин Нью-Йорктегі Рокфеллер институтының директоры Герберт Гассердің 1937-1938 жылдары оның зертханасында жұмыс істеу шақыруын қабылдады. Онда ол Рафаэль Лоренте де Но және Кеннет Стюарт Коулмен кездесті, олармен бірге ғылыми мақала жариялады. Сол жылы ол Вудс-Холл теңіз биологиялық зертханасында да уақыт өткізді, онда ол кальмардың алып аксонымен танысты, бұл оның кейіннен Нобель сыйлығына ие болуына әкелген зерттеулердің көп бөлігін жүргізуге мүмкіндік берген модельдік жүйе болды. 1938 жылдың көктемінде ол Сент-Луистегі Вашингтон университетіндегі Джозеф Эрлангерге барды, ол Ходжкиннің жүйке импульсі таралуының жергілікті тізбек теориясын қабылдайтынын, егер ол жүйке талшығының сыртындағы сұйықтықтың кедергісін өзгерту жүйке импульсінің жылдамдығына әсер ететінін көрсетсе ғана мойындайтынын айтты. Жағалаудағы шаяндар мен кальмарлардың жеке жүйке талшықтарымен жұмыс істеп, ол теңіз суында өткізу жылдамдығы майға қарағанда әлдеқайда жоғары екенін көрсетті, бұл жергілікті тізбек теориясын қуатты дәлелдеді. Кеймбриджге оралғаннан кейін ол 1935 жылы, Ходжкиннен үш жыл кейін Тринити колледжіне бірінші курсқа түскен Эндрю Хакслимен бірлесе жұмыс істеуге кірісті. Рокфеллер қорынан 300 фунт стерлингтік жабдық гранты алған Ходжкин Рокфеллер институтындағыдай физиологиялық жабдықты орнатуға қол жеткізді. 1939 жылдың шілдесінде ол барлық жабдығын Плимут теңіз зертханасына көшірді. Онда ол және Хаксли кальмардың алып аксонына жіңішке канюла енгізіп, жүйке талшығының ішіндегі әрекет потенциалын тіркеді. Олар өздерінің табысы туралы Nature журналына Екінші дүниежүзілік соғыс басталмас бұрын қысқаша хабарлама жіберді.
Соғыс уақытындағы іс-шаралар
Квакерлік тәрбиеге қарамастан, Ходжкин 1932 жылы Германияда болған кезде нацистермен байланысқа түскендіктен, пацифистік нанымдарынан бас тартып, соғысқа қатысуға ынта білдірді. Оның алғашқы қызметі Корольдік әуе кемесі зерттеу орталығында болды, онда ол авиациялық медицина мәселелерімен, атап айтқанда, ұшқыштарға жоғары биіктікте оттегімен қамтамасыз ету және қандағы азот көпіршіктерінен туындайтын декомпрессиялық ауру сияқты мәселелермен айналысты. 1940 жылдың ақпан айында ол Телекоммуникация зерттеу орталығына (ТРЭ) ауысты, онда сантиметрлік радарларды, соның ішінде Inn AGLT әуедегі артиллериялық нысана алу жүйесін әзірлеуде жұмыс істеді. Ол Оңтүстік Уэльстегі Сент-Атан қаласындағы Е. Г. Боуэннің тобының мүшесі болды және Джон Прингл мен Роберт Хэнбери Браунмен бірге жергілікті қонақ үйінде тұрды. 1940 жылдың мамыр айында топ Сванэджге көшті, онда Прингл Боуэннің орнын топ жетекшісі ретінде иеленді. 1941 жылдың наурыз айында Ходжкин алғашқы сантиметрлік радар жүйесімен жабдықталған Bristol Blenheim ұшағының сынақ ұшуына қатысты. 1944 жылдың ақпан және наурыз айларында ол Ұлыбритания мен Америка арасындағы радар технологиялары туралы ақпарат алмасуды ынталандыру үшін MIT радиациялық зертханасына сапар шекті. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде өзі қатысқан әскери тарихтың аз белгілі бір бөлігін оқырманға түсінікті ету Ходжкиннің "Кездейсоқтық және дизайн: бейбітшілік пен соғыстағы ғылым туралы естеліктер" атты автобиографиясын жазуға негізгі себебі болды.
19451963: Әрекеттік әлеует теориясы және Нобель сыйлығы
Қатысқан күштердің Францияға басып кіруі және 1944 жылдың күзінде Германияға қарай үздіксіз ілгерілеуі соғыстың жақын арада аяқталуын көрсете бастағандықтан, Ходжкин Кембридждегі ғылыми-зерттеу қызметіне оралуды жоспарлай бастады. Ол В. А. Х. Раштонмен ынтымақтастығын жаңартты және олар бірлесіп жүйке талшығының мембраналық кедергісін, мембраналық сыйымдылығын, аксоплазманың кедергісін және талшыққа орташа сұйықтықтың кедергісін эксперименттік байқаулар арқылы қалай есептеуге болатыны туралы мақала жариялады. 1945 жылдың тамызында Адрианның өтініші бойынша әскери қызметтен босатылып, Ходжкин Бернард Кац және соғысқа дейінгі әріптесі Эндрю Хакслимен бірлесіп тәжірибелерін қайта бастады. Олар 1947, 1948 және 1949 жылдары Плимут теңіз зертханасында жазды, онда шағаланың гигант аксонының ішіндегі тыныш және әрекет потенциалын өлшеуді жалғастырды. Кацпен бірге ол нейрондық жасуша мембранасының натрийге қатысты өткізгіштігі әрекет потенциалы кезінде артатынын және натрий иондарының жасушаға ішке таралуына мүмкіндік беретінін көрсетті. 1949 жылы алынған деректер «Физиология журналында» жарияланған бес мақалаға әкелді, олар кейіннен әрекет потенциалының Ходжкин-Хаксли моделі ретінде танылды және Ходжкин мен Хакслиге физиология немесе медицина саласындағы Нобель сыйлығын әкелді. Кеннет С. Коулдың жұмысына сүйене отырып, олар мембраналық кернеуді тұрақты деңгейде ұстап тұрып, шағала аксондарының мембранасы арқылы иондық тоқтарды өлшеу үшін «кернеу тұтқасы» деп аталатын электрофизиологиялық әдіс қолданды. Олар әрекет потенциалының ерекше пішіні мембрананың әртүрлі иондарға, атап айтқанда натрийге, калийге және хлорға қатысты селективті өткізгіштігінің өзгеруінен туындайтынын болжады. Дифференциалдық теңдеулер жиынтығына негізделген және қозғыш жасушаның әрбір компонентін электр элементі ретінде сипаттайтын модель олардың эмпирикалық өлшемдерімен сәйкес келді. Жасуша мембранасының деполяризация тізбегі, онда шағын деполяризация натрий өткізгіштігінің артуына, содан кейін натрий иондарының ағылуына және мембрананың одан әрі деполяризациясына әкеледі, қазір Ходжкин циклі деп аталады. Сонымен қатар, Ходжкин мен Хакслидің зерттеулері оларды жасуша мембраналарында иондық каналдардың бар екендігі туралы гипотеза жасауға итермеледі, бұл гипотеза ондаған жылдардан кейін ғана расталды. Иондық каналдардың расталуы Эрвин Нехер мен Берт Сакманға 1991 жылы, ал Родерик Маккиннонға 2003 жылы Нобель сыйлығын беруге әкелді, олар патч-құбыр әдісін жасады. Іс-қимыл потенциалының механизмі ретінде таңдаулы өткізгіш жасуша мембранасы арқылы иондық қозғалысты анықтағаннан кейін, Ходжкин назарын іс-қимыл потенциалы кезінде жүретін иондық алмасудың кейін қалай қайта оралуы мүмкін екендігіне бұрды. Ричард Кейнспен бірге ол әрекет потенциалына әкелетін өткізгіштіктің өзгеруіне қоса, натрийді шығарып, электрохимиялық градиентке қарсы калийді сіңіретін секреторлық механизмнің бар екенін көрсетті. Бірнеше жылдан кейін даниялық ғалым Йенс Кристиан Скоу Na+/K+ АТФаза ферментін ашты, ол АТФ энергиясын пайдаланып үш натрий ионын экспорттап, екі калий ионын импорттайды, бұл үшін ол 1997 жылы химия саласындағы Нобель сыйлығын алды. Ходжкин 1953 жылы Лорд Адрианның ұсынуымен физиология немесе медицина саласындағы Нобель сыйлығына ие болды. 1961 жылдың қазан айында швед журналистері оған Хаксли мен Экклзпен бірге Нобель сыйлығын алғанын хабарлады. Бірақ бұл жалған дабыл болды, өйткені көп ұзамай 1961 жылғы сыйлық Георг фон Бекезиге берілді деп жарияланды. Екі жылдан кейін ғана Ходжкин, Хаксли және Экклз «нервтік жасуша мембранасының шеткі және орталық бөліктеріндегі қозу мен тежеуге қатысы бар иондық механизмдерді ашқандары үшін» сыйлық алды. 1963 жылдың 10 желтоқсанында Нобель банкетінде Ходжкин үш нейрофизиолог атынан дәстүрлі сөз сөйлеп, корольге және физиология немесе медицина саласындағы Нобель комитетіне сыйлықтары үшін алғыс айтты. Сонымен қатар, Ходжкин әйелімен бірге Нобель сыйлығын беру рәсіміне екінші рет үш жылдан кейін қатысты, оның әкесі Фрэнсис Пейтон Роус 1966 жылы физиология немесе медицина саласындағы Нобель сыйлығын алды.
Кейінгі мансап және әкімшілік қызметтер
1951 жылдан 1969 жылға дейін Ходжкин Кембридждегі Корольдік қоғамның Фоллертон профессоры болды. 1970 жылы ол Кембридж университетінің Джон Хамфри Пламмер атындағы биофизика профессоры болды. Осы шамада ол Плимут теңіз зертханасындағы жүйкелерге қатысты тәжірибелерін аяқтады және Кембриджде, басқалардың көмегімен, Корольдік қоғамның президенті қызметін атқарып жүргенде визуалды зерттеулерге назарын аударды. Денис Бейлор және Питер Детвайлермен бірлесіп, ол тасбақаның фоторецепторлары туралы бірнеше мақала жариялады. 1970 жылдан 1975 жылға дейін Ходжкин Корольдік қоғамның (PRS) 53-ші президенті болды. PRS лауазымында қызмет еткен кезінде ол 1972 жылы рыцарь атағымен марапатталды және 1973 жылы "Еңбегі үшін" орденімен наградталды. 1978 жылдан 1984 жылға дейін ол Кембридждегі Тринити колледжінің 34-ші магистрі болды. Ол 1958 жылдан 1960 жылға дейін Корольдік қоғам кеңесінде, ал 1959 жылдан 1963 жылға дейін Медициналық зерттеулер кеңесінде қызмет етті. 1961 жылдан 1967 жылға дейін Физиологиялық қоғамның халықаралық хатшысы болды. Сонымен қатар, ол 1971 жылдан 1984 жылға дейін Лестер университетінің канцлері лауазымын атқарды.
Жеке өмір
1937 жылы Рокфеллер институтында болған кезінде Ходжкин америкалық патолог Фрэнсис Пейтон Роусты танысты, ол кейін 1966 жылы физиология немесе медицина саласындағы Нобель сыйлығын алды. Роус оны үйіне кешкі асқа шақырғанда, Ходжкин Роустың қызы Марнимен танысты, ол сол кезде Свартмор колледжінің студенті болған. Ходжкин 1944 жылы АҚШ-қа қысқа уақытқа оралғанда (Соғыс кезеңіндегі қызметін қараңыз), олар қайта табысып, 31 наурызда үйленді. Олардың тұңғыш қызы Сара 1945 жылғы сәуірде, Ходжкинстер Кембриджге қайтып оралар алдында дүниеге келді. Олардың тағы үш баласы болды: Дебора Ходжкин (2 мамыр 1947 жылы туған), Джонатан Ходжкин (24 тамыз 1949 жылы туған) және Рейчел Ходжкин (1951 жылғы маусымда туған). Марни Макмиллан баспасында балалар кітаптарының редакторы болды және "Жас қыстың әңгімелері" және "Шын мәнінде өлген" сияқты балалар әдебиетінің сәтті авторы атанды. Джонатан Ходжкин Кембридж университетінде молекулалық биолог болды. Дебора Ходжкин де табысты психолог. Томас Ходжкин (1798–1866), Ходжкин лимфомасын алғаш сипаттаған, Алан Ходжкиннің туысы болды.
Өлім
Ходжкин Троица шебері қызметінен зейнетке шыққаннан кейін көп ұзамай басталған бірқатар денсаулық мәселелерінен зардап шекті. 1989 жылы мойын омыртқасының аралық дискілерінің бірінен омыртқа миына түскен қысымды жеңілдету үшін оған операция жасалды, нәтижесінде ол тіреусіз жүре алмады және денсаулығы нашарлай бастады.