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Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



N. F. XX. Nr. 1 6 



wohnlichen elektrolytischen Wasserzersetzung mil 

 Hilfe von Metallelektroden. Um die Elektrolyse 

 dauernd in Gang zu erhalten, miissen die Elek- 

 troden auf eine ziemlich hohe Spannungsdifferenz 

 gebracht werden (iiber 1,2 V.). Der Beginn der 

 Elektrolyse erfolgt aber schon bei viel geringerer 

 Spannung (0,005 V.); dabei beladen sich die Elek- 

 trolyten mil H und O und die Elektrolyse kommt 

 im wesentlichen rasch zum Stillstand; sie kann 

 aber weiter in Gang gebracht und dauernd er- 

 halten werden auf zweifach verschiedene Weise: 

 entweder durch Erhohung der Spannung der 

 Elektroden oder und dies interessiert hier 

 bei gleich nieder bleibender Spannung dadurch, 

 dafi die Elektrolysenprodukte (H und O) rasch 

 durch einen chemischen Prozefi entfernt werden; 

 ,,dazu miissen wir die Anode, an der sich der 

 Sauerstoff entwickelt, in eine reduzierende, die 

 wasserstoffbildende Kathode in eine oxydierende 

 Losung tauchen. Diese Losungen verbrauchen die 

 Zersetzungsprodukte an den Elektroden und sorgen 

 damit fur deren dauernde Depolarisation". So 

 wird der Fortgang der Elektrolyse ermoglicht. 

 Dies laflt sich realisieren z. B. beim Eintauchen 

 von Metallelektroden in eine Losung Chinhydron 

 bei einer Klemmspannung von nur 005 V. Es 

 geniigen also so geringe Spannungen wie sie 

 auch im lebenden Organismus vorkommen konnen, 

 urn die Elektrolyse dauernd zu erhalten, wenn 

 nur durch Depolarisation eine Polarisation ver- 

 mieden wird. Ohne weiteres kann aber dieser 

 Versuch nicht als Modell der biologischen Vor- 

 gange gelten, denn erstens sind dabei Metall- 

 elektroden in Verwendung und zweitens kommt 

 die wirksame Spannung ja durch aufiere Strom- 

 zufuhrung dabei zustande. Diese Schwierigkeiten 

 sind aber nicht uniiberwindlich. Elektrolytische 

 Zersetzung kann auch -- wie zuerst Braun ge- 

 zeigt hat ohne Metallelektroden erfolgen und 

 zwar in kapillaren Systemen. Braun bezeichnete 

 diesen Prozefi als Stenolyse. 1 ) Schickt man 

 durch eine porose Scheidewand ,,aus Ton oder 

 von Spriingen durchsetztem Glas, das z. B. beider- 

 seits an AgNO 8 -L6sung grenzt, einen elektrischen 

 Strom, so erfolgt Elektrolyse, und zwar wird an 

 der der Anode zugewandten kapillaren Seite Silber 

 ausgeschieden, wahrend an der entgegengesetzten 

 Silbersuperoxyd entsteht. Diese Silbersuperoxyd- 

 bildung ist der Typus einer depolarisierenden 

 elektrolytischen Oxydation. . ." Analoges erfolgt 

 auch an anderen kapillaren Systemen wie an 

 semipermeablen Niederschlagsmembranen. Diesen 

 Vorgang der Stenolyse hat Coehn als echten 

 elektrolytischen Prozefi erkannt. 



Es fragt sich nun weiter: geht Stenolyse an 

 kapillaren Membranen auch dann vor sich, wenn 

 von aufien kein Strom zugefiihrt wird ? Dies ist 

 tatsachlich der Fall, sobald die Membran selbst 

 zum Sitz der treibenden elektrischen Krafte wird. 

 Solche Krafte treten z. B. an porosen Glaswan- 



J ) atcr6i scbmal, eng. 



den auf, wenn sie in Sauren tauchen und wie 

 wir ja schon wissen an semipermeablen Mem- 

 branen. Wie aber konnen die hier realisierten 

 Spannungsdifferenzen Stenolyse bewirken? Da- 

 durch, dafi sie Veranlassung sind zum Auftreten 

 lokaler Membranstrome : durch die mit Fliissigkeit 

 erfullten Kapillaren der Membran wird infolge der 

 an ihren Grenzflachen herrschenden Spannung ein 

 elektrischer Strom hindurchgetrieben und in ent- 

 gegengesetzter Richtung durch die Membran- 

 substanz selbst. Solche lokale Membranstrome 

 wiederum bewirken wie ein von aufien zugefiihrter 

 Strom das Auftreten der Stenolyse und diese geht 

 dauernd vor sich, wenn geeignete Depolarisatoren 

 vorhanden sind zur Beseitigung der Stenolyse- 

 produkte. Zur kontinuierlichen Elektrolyse ist 

 also unter bestimmten Bedingungen erforderlich : 

 I. Eine nur geringfiigige Spannung, 2. eine kapil- 

 lare Membran, 3. Depolarisatoren, welche die 

 Elektrolyseprodukte chemisch beschlagnahmen. 



Nathansohn nimmt an, dafi derartige Ver- 

 haltnisse in den lebenden Zellprotoplasten reali- 

 siert erscheinen. Spannungen von der erforder- 

 lichen Starke treten - - wie erwahnt, an den plas- 

 matischen Grenzschichten, die uberall mit Elektro- 

 lytlosungen in Beriihrung stehen, ganz allgemein 

 auf. Sind im Protoplasma aber auch die Be- 

 dingungen gegeben, dafi diese Spannungen zur 

 Auslosung lokaler Membranstrome fiihren konnen? 

 Die plasmatischen Membranen miifiten kapillare 

 Struktur besitzen. Dies ist aber gewifi der Fall, 

 denn jede kolloide Substanz und nur als solche 

 ist das Lebenssubstrat zu verstehen weist kapil- 

 laren, mehrphasigen Bau auf und speziell fur die 

 Plasmamembran hat Nathansohn eine mosaik- 

 artige Zusammensetzung aus wasserloslichen ei- 

 weiSartigen und wasserunloslichen lipoiden Teil- 

 chen gefordert. Es sind also alle die Bedingungen 

 fur lokale Membranstrome gegeben und die not- 

 wendige Folge davon ist die Einleitung einer 

 stenolytisch elektrolytischen Wasserzersetzung. 



Wird aber die Stenolyse in der lebenden Zelle 

 dauernd vor sich gehen konnen, finden sich ge- 

 eignete Depolarisatoren die den entstehenden 

 Wasserstoff und Sauerstoff standig beseitigen? 



Was geschieht mit dem naszierenden Wasser- 

 stoff? Es besteht keine Schwierigkeit anzunehmen, 

 dafi er oxydiert wird; schon geloster Luftsauer- 

 stoff oxydiert an der Kathode frei werdenden 

 Wasserstoff zu Wasserstoffsuperoxyd. Geht dies 

 in der Zelle auch vor sich, so wird H 2 O 2 mit der 

 allgegenwartigen Katalase zusammentreffen und 

 dieses Enzym zersetzt H.,0 21 wobei wieder Sauer- 

 stoff entsteht, der dann um so energischer den 

 stenolytisch entstehenden Wasserstoff oxydiert. 1 ) 



Die Beseitigung des naszierenden Wasserstoffs 

 wird aber vielleicht auch gefordert durch andere 



') Es ist von Interesse, dafi H 2 O 2 die Winterruheperiode 

 der Pflanzen abzukiirzen imstande ist, wobei es sich um eine 

 Erhohung der Atmungsintensiiat handeln du'rfte. Auch ist der 

 Gehalt an Katalase bei manchen Organen mafigebend fiir ihr 

 Oxydationsvermbgen. 



