John Alexander MacWilliam

John Alexander MacWilliam FRS
Född	( 1857-07-31 ) 31 juli 1857 Kiltarlity , Inverness-shire , Skottland
dog	13 januari 1937 (1937-01-13) (79 år gammal) Edinburgh, Skottland
Nationalitet	Brittisk/skotsk
Medborgarskap	Storbritannien
Alma mater	University of Aberdeen University College, London University of Leipzig
Känd för	Forskning och upptäckter inom området hjärtfunktion (hjärta, artärer, blodtryck).
Utmärkelser	FRS (1916) Honorär LL.D-pris från University of Aberdeen (1927)
Vetenskaplig karriär
Fält	Fysiologi , Kardiologi
Signatur

John Alexander MacWilliam (31 juli 1857 – 13 januari 1937), en fysiolog vid University of Aberdeen i slutet av artonhundratalet och början av nittonhundratalet, var en pionjär inom området hjärtelektrofysiologi . Han tillbringade många år med att studera kammarflimmer , och var den första personen som föreslog att kammarflimmer var den vanligaste orsaken till plötslig död - och att flimmer kunde avslutas (och liv potentiellt räddas) genom en serie induktionschocker i hjärtat. Han var den första som korrekt beskrev tillståndet av arytmi (oregelbunden hjärtslag), och han föreslog transthorax pacing för att behandla övergående asystoli (hjärtstopp). Även om hans arbete blev erkänt under hans livstid, var det inte förrän många decennier senare som det lade grunden för utvecklingen i förståelsen och behandlingen av livshotande hjärtsjukdomar, såsom i den konstgjorda pacemakern . MacWilliam utnämndes till Regius-professor vid Institutes of Medicine (senare fysiologi) vid University of Aberdeen vid en ålder av 29 år 1886, och förblev på den posten i 41 år tills han gick i pension 1927.

Bakgrund

MacWilliam föddes 31 juli 1857 i Kiltarlity , nära Beauly , Inverness-shire i Skottland , där hans far var bonde på Culmill farm. Hans föräldrar var William McWilliam (1814 - 1888) och hans hustru Isabella Cumming (1816 - 1887) som hade flyttat runt 1850 från de närliggande församlingarna Inveravon ( ibland stavat Inveraven) och Knockando på Speyside till gården vid Culmill. Hans mamma Isabella Cumming var den yngsta dottern till John och Helen Cumming, grundare av Cardhu whiskydestilleriet på Speyside.

John Alexander hade två syskon. Hans äldre bror, William Lewis McWilliam, föddes i Kiltarlity 1855. Han stannade som bonde på Culmill och gifte sig med Mary Burns. De hade inga barn. William var en respekterad bonde och landstingsråd i Inverness-shire, som också var ordförande i den lokala skolkommittén och ordförande i församlingsrådet i över 30 år. Han dog 1936, 81 år gammal. Hans syster, Isabella Helen McWilliam, föddes 12.10.1859 och dog i spädbarnsåldern – vid en ålder av bara 16 månader.

Runt slutet av 1880-talet valde han att ändra stavningen av sitt namn till MacWilliam snarare än McWilliam. Hans publicerade tidningar fram till 1889 är under McWilliam-stavningen.

Utbildning och tidigt arbete

MacWilliam utbildades vid Kiltarlity församlingsskola tills han gick vidare till Aberdeen University vid 17 års ålder 1874. I Aberdeen studerade han vid konstfakulteten i två år innan han bytte kurs för att studera medicin. Han tog examen MB, CM 1880 och tilldelades John Murray-medaljen det året för enastående prestation.

Efter forskarutbildning vid University of Edinburgh och vid University College, London, arbetade MacWilliam med fysiologerna Hugo Kronecker i Bern och Carl Ludwig , chef för Physiological Institute vid University of Leipzig . År 1847 hade Ludwig uppfunnit Kymograph (ett mekaniskt instrument för att registrera hjärtslag och andra muskelsammandragningar eller rörelser), men detta var naturligtvis fortfarande före uppfinningen av elektrokardiografen . MacWilliam började sin forskning med Ludwig om hjärtan hos kallblodiga djur som ål, fisk och grodor, och noterade en fylogenisk likhet mellan det elektriska beteendet hos hjärtan som utvecklas från dessa varelser till människan. Han utökade logiskt sina experiment på kammarflimmer hos lägre djur till människor, och antog att denna arytmi var orsaken till plötslig död. Efter att ha återvänt från kontinenten fick MacWilliam sin doktorsexamen (med högsta utmärkelse) från Aberdeen University 1882 för sin avhandling: Del 1 – "Om hjärtmuskulaturen hos olika djur", Del 2 - "Om diafragmafibrerna hos olika djur ".

Forskningsarbete och undervisning

Under de fyra åren från 1883 till 1886 arbetade MacWilliam främst vid University College London , som demonstrant under Edward Albert Sharpey-Schafer (tidigare Schäfer), och arbetade nära med framstående samtida inom fysiologi där ( WD Halliburton och Ernest Starling ), och med inspiration och vägledning från WH Gaskell vid King's College, Cambridge . År 1886 utnämndes MacWilliam till Regius-professor vid Institutes of Medicine vid University of Aberdeen – bara 29 år gammal – och efterträdde professor William Stirling . Rollen döptes om till Regius professor i fysiologi .

Under sin tid på University College studerade MacWilliam strukturen av muskelfibrerna i diafragman och hjärtat. Resultaten av hans forskning kommunicerades till Royal Society i en artikel "The structure and rhythm of the heart of the eel" – med resultaten av experiment som sträcker sig över två år på ursprunget och ledningen av sammandragningsvågen som sveper över ålens hjärta, de olika sätten på vilka vågen kunde blockeras och det sätt på vilket dess riktning kunde ändras. Från 1885 och framåt följde ytterligare tre år av systematisk undersökning. Han utvidgade sina experiment till hjärtat hos däggdjur, oftast katter, och fann att allt han hade observerat i hjärtat av (kallblodig) ålen också kunde ses i däggdjurshjärtat. Han studerade det tillstånd som då var känt som "Herz-delirium" eller "ventrikelflimmer", som blev av betydelse för läkare under de första decennierna av 1900-talet. Han sökte förklara det sätt på vilket denna inkoordination i hjärtmuskelns verkan åstadkoms och på vilket sätt normal sammandragning kunde återställas. Han fann att det fanns ett "visst område längs septum" där hämning av sammandragningsvågen lätt kunde produceras. Han observerade tillståndet som blev känt som "örafladder" och drog slutsatsen att flimmer var en muskelsjukdom, inte nerv. Han beskrev också de grundläggande delarna av hjärt-lungräddning - vanligen förkortat som HLR - (ventilation och hjärtkompression) för att hålla sina försöksdjur vid liv.

Hans bidrag till hjärtelektrofysiologi var inte begränsade till ventrikelflimmer. Till exempel beskrev han tekniken för transthoratisk pacing för transient bradykardi (onormalt långsam hjärtslag), och han föreslog att stimulera hjärtat under asystoli (hjärtstopp) genom att orsaka "artificiell excitation" med en serie induktionschocker (snarare än att använda konstant stark elektrisk strömmar som kan utlösa flimmer). Han listade flera potentiella utlösare av kammarflimmer hos individer med underliggande hjärtsjukdom som kan leda till ett "överkänsligt tillstånd" i hjärtat. Dessa inkluderade ansträngningsrelaterade förändringar i blodtryck och hjärtfrekvens, digitalis, kloroform och koronar obstruktion.

MacWilliam gjorde många andra bidrag till hjärtfysiologi under sin karriär. 1887, när kloroformbedövning var en orsak till kirurgisk död, visade hans omfattande djurförsök att kloroform kunde påverka hjärtat direkt och orsaka kammarflimmer. Mellan 1912 och 1925 publicerade han artiklar som analyserade de sammandragande egenskaperna hos isolerade blodkärl, mekanismen för Korotkoff-ljuden, effekten av perifert motstånd på blodtrycket och blodtrycksmätningar under normala och patologiska tillstånd. 1919 publicerade han The Mechanism and Control of Fibrillation in the Mammalian Heart .

MacWilliam var den första personen som beskrev drömmars verkan på hjärtfrekvens och blodtryck, efter att ha märkt detta först hos hundar i slutet av 1800-talet. 1923 rapporterade han om sina sömnstudier på människor och hundar, där han observerade att djupgående effekter på blodtryck och hjärtfrekvens ibland inträffade med "störd sömn" som "satte plötsliga och farliga krav på hjärtat". Han kände att flimmer kunde utlösas under sömn och drömmar, liknande effekterna av känslomässigt lidande.

Karikatyrskiss av prof. MacWilliam i föreläsningsläge

Även om hans forskningsarbete fortsatte under hela hans karriär, flyttade hans fokus mer mot hans lärarroll efter att ha tagit fysiologistolen i Aberdeen 1886. Han gick i pension 1927 vid 70 års ålder.

Bland hans elever i Aberdeen fanns många som fortsatte med sina egna enastående prestationer, inklusive John James Rickard Macleod (gemensam Nobelpristagare 1923 för upptäckten av insulin ). 1928 återvände Macleod från Kanada för att ta fysiologistolen i Aberdeen, i följd efter MacWilliam. Arthur Robertson Cushny tog sin doktorsexamen vid Aberdeen 1892 och blev en ledande farmakolog och professor vid de medicinska fakulteterna vid University of Michigan , University College London och slutligen University of Edinburgh .

Arv

Det skulle dröja mer än 60 år innan MacWilliams forskning om arytmier och deras behandling omsattes till kliniska tillvägagångssätt som läkare och kirurger kunde använda i patientvården. Den första framgångsrika defibrilleringen av en människa rapporterades 1947 av Cleveland-kirurgen Claude Beck, och den första framgångsrika mänskliga transthoratiska defibrilleringen av Bostons kardiolog Paul Zoll 1956. Hjärtpacemakerterapi skulle inte bli verklighet inom klinisk medicin förrän på 1950-talet (transthorax och temporär pacing). ) och 1960-talet (permanent tempo).

Under 1960-talet förbättrades vården av patienter som drabbats av hjärtstopp eller ansågs löpa risk för livshotande arytmier avsevärt genom införandet av hjärt- och lungräddning och införandet av kranskärlsavdelningen.

Värdet av MacWilliams arbete har uppmärksammats de senaste åren i flera publicerade artiklar. 1989 skrev Regis de Silva från Harvard University: "MacWilliam utarbetade metoder som lade grunden för modern hjärtforskning och som gav den första heltäckande metoden för framgångsrik hjärträddning" och "MacWilliams grundläggande fysiologiska koncept har överlevt i ett sekel, och har i hög grad påverkat fler än tre generationers forskning och praktik inom klinisk kardiologi". 1959 uppfann Dr Bernard Lown vid Harvard likströmskonvertering baserat på MacWilliams originalverk.

I sin långa dödsruna i Aberdeen University Review säger professor Hugh Maclean att "Han levde trettio år före sin tid" och "Det är nu uppenbart att värdet av hans bidrag knappast kan överskattas".

Högsta betyg

MacWilliam valdes till Fellow of the Royal Society (FRS) 1916 och belönades med LL.D. examen vid Aberdeen University 1927. Han var medlem av University Court (styrande organ) för Aberdeen University från 1917 till 1921 och var medlem av University Senate (Senatus Academicus) från 1906 till sin pensionering. I Aberdeen firas han i namngivningen av MacWilliam Resuscitation Training Room i universitetets Suttie Building.

På National Portrait Gallery i London representeras han av två fotografiska porträtt (ca 1912 och 1925).

Privatliv

35 Drumsheugh Gardens, Edinburgh, där MacWilliam dog

1889 vid en ålder av 32 gifte MacWilliam sig med Edith Constance Wise, syster till Berkeley Deane Wise , en civilingenjör. Edith dog i november 1893 vid 33 års ålder av malaria som drabbats av Kanarieöarna medan hennes man reste vidare till Sydafrika.

1898 gifte han sig för andra gången, med Florence Edith Thomas, ursprungligen från Wrexham i norra Wales, som överlevde honom med nästan två år. Hon var en utbildad sjuksköterska som hade arbetat på London Temperance Hospital och sedan som syster på St. Bartholomew's i London och senare som matron vid Radcliffe Infirmary i Oxford. I Aberdeen engagerade hon sig i en mängd olika sociala arbeten, inklusive att ta hand om soldater som återvände från tjänst under första världskriget . Under hela sitt gifta liv bodde MacWilliam i byn Cults , nu en förort till Aberdeen.

John MacWilliam led under stora delar av sitt liv av en obskyr form av dyspepsi, diagnostiserad (som sår på tolvfingertarmen) och behandlades först senare i livet.

Prof. JA MacWilliam senare i livet

Död

MacWilliam dog av hjärtsvikt i januari 1937, på ett vårdhem vid 35 Drumsheugh Gardens i Edinburgh. Han är begravd, tillsammans med sina fruar, på Allenvale-kyrkogården i Aberdeen.

Publikationer

• JA McWilliam: Om hjärtats struktur och rytm hos fiskar, med särskild hänvisning till ålens hjärta J Physiol, 6 (1885), s. 192–245
• JA McWilliam: Fibrillär sammandragning av hjärtat J Physiol, 8 (1887), s. 296–310
• JA McWilliam: On the rhythm of the mammalian heart Proc Royal Soc (2nd ed.), 44 (1888), s. 206–208
• JA McWilliam: Inhibition of the mammalian heart Proc Royal Soc (2nd ed.), 44 (1888), s. 208–213
•    McWilliam, John A. (16 februari 1889). "Elektrisk stimulering av hjärtat i människan" . British Medical Journal . 1 (1468): 348–350. doi : 10.1136/bmj.1.1468.348 . PMC 2154721 . PMID 20752595 .
• JA MacWilliam: Hjärtsvikt och plötslig död Br Med J, 1 (1889), s. 6–8
• JA MacWilliam: Några tillämpningar av fysiologi till medicin, Ventricuar fibrillering och plötslig död Br Med J, 2 (1923), s. 215–217
• JA MacWilliam: Blodtryck och hjärtverkan i sömn och drömmar Br Med J, 2 (1923), s. 1196–1200
• John Alexander MacWilliam: Physiological Studies First Series av (pub. 1916 av Aberdeen University Press, återutgiven av Hardpress Ltd 2012)
• John Gray Mackendrick och John Alexander MacWilliam: The Principles of Physiology (pub. 1928)

externa länkar

• Regis de Silva, Heart Disease (Biographies of Disease) Inbunden, Greenwood Press, (juni 2012)
• Mickey S. Eisenberg MD, PhD, History of the Science of Cardiopulmonary Resuscitation , Springer, (2005)
•   Sykes, AH (oktober 1991). "Brittiska fysiologer 1885–1914: en biografisk ordbok" . Medicinsk historia . 35 (4): 470–471. doi : 10.1017/S0025727300054442 . PMC 1036446 .