Archibald Hill: O matemático que mediu o músculo

Archibald Vivian Hill ganhou um Prémio Nobel por detetar o calor emitido por um músculo em contração — quantidades tão pequenas que teve de melhorar o termopar antes de conseguir vê-las. Ele já tinha escrito, na sua juventude, a equação que ainda hoje descreve como o oxigénio se liga à hemoglobina. Também chefiou uma unidade de artilharia em tempo de guerra alcunhada de «Os Brigadões de Hill» (Hill's Brigands), integrou o comité que produziu o radar e ajudou a resgatar novecentos académicos da Alemanha nazi.

Bristol e Cambridge

Hill nasceu a 26 de setembro de 1886 em Bristol, filho de Jonathan Hill e Ada Priscilla Rumney. Foi educado na Blundell's School e frequentou o Trinity College, em Cambridge, onde estudou matemática e obteve o terceiro lugar no exigente exame de honra (wrangler) — entre os melhores da sua promoção no exame mais difícil da Grã-Bretanha.

Depois passou-se para a fisiologia. Essa mudança definiu-o: trouxe para a biologia a insistência matemática de que um fenómeno não é compreendido até ser expresso como uma quantidade.

Em 1913 casou-se com Margaret Neville Keynes, filha do economista John Neville Keynes e irmã de John Maynard Keynes e do cirurgião Geoffrey Keynes. Os seus quatro filhos tornaram-se todos académicos: Polly Hill, economista; David Keynes Hill, fisiólogo; Janet Hill, psiquiatra infantil, e Maurice Hill, oceanógrafo.

As equações

As primeiras contribuições de Hill surgiram antes de terminar a sua formação. Em 1909, ainda estudante universitário, deduziu a relação hoje conhecida como equação de Langmuir enquanto estudava a forma como a nicotina e o curare se ligam na junção neuromuscular. Em 1910 formulou a equação de Hill, descrevendo como o oxigénio se liga à hemoglobina.

A equação de Hill continua a ser um padrão na bioquímica um século depois. O seu expoente — o coeficiente de Hill — mede a cooperatividade, o grau em que a ligação num local altera a afinidade dos restantes, expresso como desvio da cinética de Michaelis-Menten. É a ferramenta comum para descrever a resposta de uma molécula a um sinal, deduzida por um jovem antes de ter uma carreira.

Os Brigadões de Hill

A Primeira Guerra Mundial retirou-o do laboratório. Hill serviu como oficial de fuzilaria no Regimento de Cambridgeshire e, no final de 1915, juntou-se ao Ministério das Munições. A artilharia antiaérea em 1915 baseava-se em grande parte em conjecturas, sobretudo porque ninguém conseguira determinar de forma fiável a altitude de um avião. Hill concebeu um método de dois espelhos para a medir e reuniu a Secção Experimental Antiaérea — o grupo que ficou conhecido como «Os Brigadões de Hill» —, que produziu tabelas balísticas precisas para as armas antiaéreas. Foi nomeado Oficial da Ordem do Império Britânico (OBE) em 1918.

O calor no músculo

Em 1920, Hill assumiu a cátedra de fisiologia na Universidade Victoria de Manchester e dedicou-se à questão que lhe daria o Nobel: o que acontece, energeticamente, quando um músculo se contrai?

Utilizando equipamento de termopares que ele próprio tinha melhorado, fez medições rigorosas do calor libertado por um músculo. O resultado foi limpo e decisivo. O calor é produzido durante a contração, o que exige um investimento de energia química; não é produzido durante o relaxamento, que é passivo. O músculo ficava assim inserido na contabilidade comum da termodinâmica — uma máquina que converte energia química em trabalho e calor, com um registo mensurável.

Em 1922 introduziu dois conceitos que nunca mais abandonaram a fisiologia do exercício: o consumo máximo de oxigénio e o débito de oxigénio (dívida de oxigénio). Todas as medidas modernas da capacidade atlética descendem deles. O seu trabalho decorreu em paralelo com o de Otto Fritz Meyerhof sobre a química do mesmo processo, e em 1922 ambos partilharam o Prémio Nobel de Fisiologia ou Medicina, tendo a citação de Hill rezado «pela sua elucidação da produção de calor e trabalho mecânico nos músculos».

A fundação de uma disciplina

Hill tornou-se professor no University College London em 1923 e aí permaneceu até à sua reforma em 1951, ano em que fundou um departamento de biofísica nessa instituição. É considerado, a par de Hermann Helmholtz, um dos fundadores da biofísica — a insistência de que o tecido vivo obedece às leis físicas e pode ser medido em conformidade.

As honras sucederam-se de forma constante: Membro da Royal Society em 1918, a Medalha Real em 1926, o Prémio Actonian em 1928, membro estrangeiro da Academia Americana de Artes e Ciências em 1934 e da Sociedade Filosófica Americana em 1938, Companheiro de Honra em 1946 e a Medalha Copley em 1948.

Resgate

Em 1933, com a ascensão de Hitler ao poder e o início da expulsão de académicos judeus pelas universidades alemãs, Hill cofundou o Conselho de Assistência Académica com William Beveridge e Lord Rutherford. À data da deflagração da guerra, este já tinha salvo 900 académicos da perseguição nazi; dezoito deles viriam a ganhar prémios Nobel. O seu neto Nicholas Humphrey recordou que a casa de Hill em Highgate acolhia regularmente dezoito laureados com o Nobel em exilados de cada vez.

Hill guardava uma estatueta de brincar de Hitler no seu laboratório, explicando que representava a sua gratidão pelos cientistas que a Alemanha lhe tinha entregue. «O riso», afirmou, «é o melhor detergente para o absurdo».

Parlamento e uma segunda guerra

Integrou o comité de 1935 que desenvolveu o radar, ao lado de Patrick Blackett e Henry Tizard. De 1940 a 1945 foi membro da Câmara dos Comuns como deputado independente pela Universidade de Cambridge. Destacado para a Embaixada Britânica em Washington em 1940, pressionou em prol da cooperação científica e persuadiu o seu próprio governo a partilhar a investigação com funcionários de uns Estados Unidos ainda neutros — excetuando o trabalho sobre armas atómicas. Também trabalhou para libertar cientistas refugiados que a Grã-Bretanha tinha internado como estrangeiros inimigos.

Entre novembro de 1943 e abril de 1944 percorreu a Índia a avaliar a sua investigação científica; as suas recomendações ajudaram a moldar a criação dos Institutos Indianos de Tecnologia.

Últimos anos

Hill presidiu à Associação Britânica para o Avanço da Ciência em 1952 e à Associação de Biologia Marinha de 1955 a 1960. Retirou-se para Cambridge em 1967 e foi perdendo gradualmente o uso das pernas. Morreu aí a 3 de junho de 1977, com noventa anos, profundamente acarinhado por mais de cem descendentes científicos em todo o mundo. A English Heritage colocou uma placa azul na sua casa de Highgate a 9 de setembro de 2015.

Porque é que Hill importa

Hill tornou a fisiologia quantitativa. Mediu a energia no músculo com uma precisão que ninguém tinha alcançado, deu à bioquímica uma equação ainda em uso diário e fundou um departamento e uma disciplina para fazer avançar o método. Depois passou o resto da vida a aplicar a mesma seriedade a problemas fora do laboratório — fogo antiaéreo, radar, alianças de guerra e as vidas de novecentos académicos que um governo queria destruir.