Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



Neue Folge iu. Band; 

 der ganzen Reihe 32. Band. 



Sonntag, den 7. Januar 1917. 



Nummer 1. 



[Nachdruck verboten.l 



Atniung und Garung. 



Von Dr. Egon Eichwald (Halle a. S.). 



Die ersten, den heutigen Auffassungen sich 

 nahernden Vorstellungen iiber das Wesen der 

 A t m u n g beschaftigten sich naturgemafi mit 

 der Lungenatmung der Saugetiere. Es wurde 

 gezeigt, dafi die Atmung ein durch den Sauer- 

 stoff der Luft hervorgerufener Verbrennungs- 

 prozefi ist, der dazu dient, dem Organismus die 

 notige Betriebsenergie zur Verfiigung zu stellen. 

 Man dachte sich, dafi dieser Verbrennungsprozefi 

 in den Alveolen der Lunge vor sich gene, ohne 

 zunachst an den zahlreichen Schwierigkeiten dieser 

 Auffassung Anstofi zu nehmen. 



Es waren zwei Probleme, die mehr und mehr 

 diese erste primitive Verbrennungstheorie er- 

 schiitterten: Erstens die zunachst unerklarliche 

 Tatsache, dafi die Verbrennung im Organismus 

 bei einer Temperatur stattfindet, die wes>entlich 

 niedriger ist als die aufierhalb des Organismus 

 zu Verbrennungen notwendige. Und zweitens die 

 Frage, auf welche Weise die ohne freien Sauer- 

 stoff lebenden Organismen ihre Energie sich be- 

 schaffen, eine Frage, die um so entscheidender 

 wurde, als durch P f 1 ii g e r nachgewiesen wurde, 

 dafi Frosche auch ohne Sauerstoffzufuhr noch 

 langere Zeit Kohlensaure ausscheiden. Bei zahl- 

 reichen anaeroben Pflanzen wurde dieses eben- 

 falls beobachtet, vor allem bei der Hefe. 



Die erste Schwierigkeit fuhrte zu der hcute 

 herrschenden fermentativen Auffassung 

 der Atmungsprozesse, die zweite zu der Erkennt- 

 nis der Vorgange der sogenannten intramole- 

 kularen Atmung, die, konsequcnt durch- 

 gefiihrt, schliefilich die Tatigkeit der Lunge nur 

 noch auf den Austausch von Sauerstoff und 

 Kohlensaure beschrankte, dagegen den eigent- 

 lichen Veratmungsprozefi auch bei den lungen- 

 atmenden Tieren in das Innere des Korpers als 

 intramolekulare Atmung verlegte. Bei beiden 

 Vorgangen wurde die auch sonst in der Ge- 

 schichte der Biologic im Vordergrunde stehende 

 alkoholische Garung noch ein weiteres Mai ent- 

 scheidend fiir unsere Vorstellungen bei den Pro- 

 zessen der Atmung, da sie ja ein besonders 

 augenfalliges Beispiel der intramolekularen At- 

 mung darstellt, und es ist deshalb zuerst not- 

 wendig, uns mit den augenblicklich herrschenden 

 Auffassungen uber die Garungsvorgange vertraut 

 zu machen. 



Die Hefegarungf. 



o o 



Die Vorgange bei der Hefegarung bestehen 

 bekanntlich darin, dafi Traubenzucker unter dem 

 EinfiuB des von Buchner isolierten Fermentes, 

 der Zymase, in Alkohol und Kohlensaure zer- 



legt wird. Vor den bahnbrechenden Buchner- 

 schen Arbeiten war man der Ansicht, dafi es 

 unter alien Umstanden der Gegenwart lebender 

 Zellen bedtirfe, um die alkoholische Garung her- 

 vorzurufen, und es spielte demgemafi in alien 

 Diskussionen iiber die Hefegarung der Begriff der 

 Lebenskraft eine grofie Rolle , bis schliefilich 

 durch die Tatsache, dafi vollkommen zellfreie 

 Prefisafte die gleichen Erscheinungen erzeugen 

 konnen, der Nachweis gefiihrt war, dafi es sich 

 keineswegs um Lebenstatigkeiten der Zelle 

 handelt, sondern um Vorgange, die durch ein 

 Ferment, die Zymase, auch auSerhalb der Zelle 

 reproduzierbar sind. Seitdem hat man eine grofie 

 Zahl solcher ,,i n tr azell ulare n" Fermente 

 isoliert und durch diese Isolierung die Bedin- 

 gungcn zu eingehender chemischer und physika- 

 lisch-chemischer Erforschung ihrer Wirkungsweise 

 geschaffen. Denn erst jetzt war es moglich, die 

 Fermente genau zu dosieren und dadurch den 

 Einflufi ihrer Menge auf den Umsatz der zersetzten 

 Substanzen zu studieren, erst jetzt moglich, den 

 Einflufi bestimmter chemischer Stoffe zu unter- 

 suchen und ein Bild iiber den genaueren che- 

 mischen Verlauf der sich abspielenden Umsatze 

 zu gewinnen. Der Erfolg dieser Arbeiten war, 

 dafi man den vorher einfachen Prozefi in eine 

 Reihe von Zwischenstufen zerlegte und im Zu- 

 sammenhang damit das vorher als einheitlich be- 

 trachtete Ferment ,,Zymase" als ein Gemisch 

 verschiedenartiger, sich gegenseitig erganzender 

 Fermente crkanntc. 



Betrachten wir zunachst die chemische Seite 

 des Problems. 



Bei der alkoholischen Garung wird Trauben- 

 zucker nach folgender Formel in Alkohol und 

 Kohlensaure zerlegt: 



C U H 1S 



2 CH 3 CH 2 OH 



2 C0 2 . 



So einfach diese Formel aussieht, so unbe- 

 friedigend mufi sie trotzdem bei eingehender Be- 

 trachtung bleiben , da sie offenbar einen sehr 

 komplizierten Zerfall des Traubenzucker-Molekiils 

 voraussetzt. 



Die Bemuhungen, Einzelheiten iiber den Ab- 

 bau des Traubenzuckers bei der Garung zu er- 

 fahren, fiihrten zuerst zu einer Theorie, die durch 

 einen hauptsachlich im Tierkorper, unter ge- 

 wissen Bedingungen aber auch im Pflanzenkorper 

 ablaufenden Abbau des Traubenzuckers nahe liegt. 

 Man nahm namlich an, dafi zuerst sich Milch- 

 saure bildet und daraus Alkohol und Kohlen- 

 saure. Indessen steht dieser Auffassung entgegen, 

 dafi Milchsaure vollkommen unvergarbar ist und 



