Stoffwechsel (AUgemeine Physiologie des Stoffwechsels) 



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Der Nutzeffekt der Nahrung beim Auf- 

 bau neuer organismiseher Substanz sinkt hier 

 mit steigender Konzentration. Andererseits 

 sinkt auch bei starker abnehmender Kon- 

 zentration dieser Wert, er hat also bei einer 

 bestimmten Konzentration ein Optimum. 



Bei rein oxydativem Stoffwechsel ist 

 der Nutzeffekt i'm Anbau neuer Substanz 

 nicht notwendig giinstiger als bei reinem 

 Spaltungsstoffwechsel. 



So baut das anaerobe Clostridium pasteu- 

 rianum, das Luftstickstot'f bindet (s. oben) 

 ca. 27 mg organische Substanz mit 120 Knl. 

 Brennwert auf, fur je 1 & Zucker, das ver- 

 arbeitet wird. Da aber dieser Zucker in einer 

 Buttersauregarung verarbeitet wird. d. h. 

 t'tir 1 g nur 138 Kal. frei werden, so bctni'jt 

 der Aufwand an Betriebsenereie nur 1.15 Kal. 

 fiir 1 Kal. in Form von Bakterienleibern, 

 also nicht mehr, wie bei Pilzen, die aerob 

 leben, oder bei anderen Bakterien. 



5. Die Wirkung veranderter Bedin- 

 gungen auf den Stoffwechsel. Der Ablaut' 

 der Stoft'wechselvorgange, die in ihrem all- 

 gemeinen Verhalten dargestellt worden sincl, 

 verandert sich unter der Wirkung einer 

 Reihe von auBeren Bedingungen in sehr 

 charakteristischer Weise. Es sollen hier 

 als wichtigste Faktoren solcher Yerancle- 

 rungen die Teinperatur, das Licht und die 

 Konzentration der notwendigen Stoi'fe be- 

 handelt werden. Zu dem letzteren Fall 

 srehb'ren als Grenzfalle der vollige Mangel an 

 Nahrungsstoffen (der Hunger) tind die 

 vollstandige Entzieluing des Sauerstot'fs (die 

 Anaerobiose). 



5al Temperat urwirkungen. Die Er- 

 fahrungen der fhemie haben gelehrt, daB 

 jede chemische Reaktion in der Geschwmdig- 

 keit ihres Ablaut'es in hohem Mafie von der 

 Temperatur abhangig ist und zwar wiich^t. 

 wie van 't Hof f ;ezeigt hat, die Geschwindig- 

 keit auf das 2 bis 3 f ache, wenn die Temperatur 

 um 10 erhiiht wird. Es ist in der biologischen 

 Literatur ublich geworden, die Zahl, welche 

 die Beschleunigung fiir 10 Temperatur- 

 steigenmg angibt, als Q 10 zu bczeichnen. 

 Die Enzynireaktionen, die ira Mechanismus 

 des Lebens eine so grofie Rolle spielen, 

 folgen diesem Gesetz der Steigerung der ' 

 Reaktionsgeschwindigkeit sehr s;ut. So 

 betragt Qi fiir die Invertase der Hefe nahe- 

 zu 3. Es tritt aber bei alien biologischen Reak- 

 tionen eine Besonderheit auf. Da die Enzyme 

 bei hoheren Temperaturen zerstort werden, 

 so steigt die Wirkung, die eine bestimmte 

 Menge Enzym in bestimmter Zeit ausiibt, 

 nur bis zu einer gewissen Temperatur an, 

 um clann steil abzufallen. Ftir die Invertase i 

 z. B. ist bis gegen 50 hin die Uebereinstim- 

 mung zwischen der theoretischen Kurve 

 und der tatsiichlichen Wirkung sehr gut, 

 bei 60 aber erreicht die Wirkuna; schon ihr 



Maximum, um bei ca. 67 giinzlicli aufzu- 

 horen. Da in diesem Falle das Gesetz bekannt 

 ist, nach welchem das Ferment bei holier 

 Temperatur zerstort wird, so laBt sich zciui'ii, 

 daB in der Tat die Wirkung gleicher Fer- 

 mentmengen bis zur Grenze der Wirksam- 

 keit hin in der Weise ansteigt, wie es die 

 van't Hoffsche Regel erforclert. Figur 4 



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Fig. 4. Zerstiirung der Invertase durch Tempera- 

 turen zwischen 50 und 70 C. 



und 5 zeigen, wie das Ferment oberhalb 

 50 zerstort wird, und wie sich hieraus der 

 tatsachliche Verlauf der Reaktion bei holier 

 Temperatur erldiirt. 



Die Unterschiede der einzelnen Fermeiit- 

 reaktionen in bezug auf die Temperatur- 

 wirkung liegen in zwei Richtungen: einmal 

 sincl die oberen Temperaturgrenzen, bis zu 

 denen die einzelnen Fermente wirken, recht 

 verschieden. und andererseits ist der Faktor 

 Q 10 , der Grad der Beschleunigung durch 

 Temperaturerhohung, fiir die verschiedenen 

 Reaktionen durchaus nicht immer derselbe. 

 Wenn eine einzelne chemische Reaktion 

 innerhalb welter Temperaturgrenzen den- 

 selben Faktor Q 10 hat, so ist fiir den Gesamt- 

 umsatz eines Organismus, der sich ja ;iu.- 

 einer Fiille verschiedener Reaktionen '/.\\- 

 sammensetzt, zunachst nicht zu rrwarten, 



