Der Stoff- und. Kraftwechsel der Zelle. 75 



durch Schütteln und Zencibcn mit Sand völHp: zerstörte. Warburö 

 hat ferner nachgewiesen, daß Schvvermetalle, vor allem Eisen, bei diesen 

 oxydativen Atmungs Vorgängen als Katalysator beteiligt sind. Wichtig 

 ist nun aber, daß die Gärungs- bzw. Atmungsgeschwindigkeit dieser 

 zellfreien Filtrate nur wenige Prozent von derjenigen beträgt, die die 

 gleiche Menge intakter Zellen entwickelt. Offenbar spielt neben den 

 Fermenten nicht nur die Zell-, sondern namentlich ihre Oberflächen- 

 struktur eine wichtige gärungs- und atmungsbeschleunigende Eolle. 

 Warburg hat zuerst auf diese Bedeutung der Zellstruktur für den ge- 

 regelten Ablauf der energieliefernden Prozesse hingewiesen und zugleich 

 eine Beobachtung mitgeteilt, die sehr zugunsten seiner Annahme spricht. 

 Wenn man Seeigeleier befruchtet, und diese nach dem Eindringen des 

 Samenfadens eine Befruchtungsmembran bilden (siehe Kap. X), so 

 schnellt plötzlich die Atmung der Eier um mehrere hundert Prozent 

 in die Höhe. Da nun alle chemischen Stoffe, die entwicklungserregend 

 wirken und die Eioberfläclie in gleicher Weise verändern, gleichzeitig 

 auch denselben atmungssteigernden Effekt auf die unbefruchteten Eier 

 ausüben, so ist es äußerst wahrscheinlich, daß der plötzliche gewaltige 

 Atmungsanstieg bei der Befruchtung die Folge der Membranl)ildung 

 und der dadurch bewirkten Oberflächenveränderung ist. Warburgs 

 Schlußfolgerung gewinnt noch dadurch an Beweiskraft, daß die Zer- 

 störung der Membran durch Schütteln der Eier die Oxydationsbeschleu- 

 nigung wieder aufhebt. Neben den katalytisch wirksamen Fermenten 

 sind daher die Oberflächenstrukturen der Zelle, wobei wir aber nicht 

 nur an die äußere Zellmembran, sondern auch an die ,, inneren" Ober- 

 flächen von den Plasmakolloiden denken müssen, bei der Atmung und 

 Gärung von großer Bedeutung; sie sind gleichsam die Verbrennungsorte, 

 die die verbrennbare Substanz, die Betriebsstoffe und die chemischen 

 Katalysatoren, die Fermente, an ihre Oberfläche binden, sie dort kon- 

 zentrieren und dadurch die oxydativen Prozesse beschleunigen. 



Warburg hat zur Illustration seiner Ansicht ein ,, Atmungs - 

 modell" konstruiert. Wässrige Lösungen von Oxalsäure oder Amino- 

 säuren werden mit Blutkohle gemischt, von dieser adsorbiert und ver- 

 brennen dann bei gewöhnlicher Zimmertemperatur unter Sauerstoff- 

 verbrauch zu denselben Endprodukten wie in der lebenden Zelle. Das 

 in der Blutkohle adsorbierte Eisen wirkt als Schwermetallkatalysator, 

 die fein verteilte Blutkohle als Oberflächenkatalysator. Es ist nun 

 von großem Interesse, daß Narkotika, die die Zellatmung hemmen, auch 

 im Modellversuch die Zersetzung der Aminosäuren hintenanhalten. Für 

 beide Vorgänge ist die Erklärung wohl die gleiche. Dadurch, daß die 

 Narkotika an der Oberfläche der Blut kohle bzw. der Zelle adsorbiert 

 werden, und die Oberflächen dadurch ,, bedecken", verkleinern sie die 

 freien Oberflächen, die für die Reaktionsteilnehmer am Oxydations- 

 prozeß, die verbrennbare Substanz, den chemischen Katalysator (Fer- 

 ment) und den Sauerstoff verfügbar sind. Tatsächlich läßt sich denn 

 auch die Wirksamkeit verschiedener Narkotika aus ihrer Adsorptions- 

 konstante und ihrem Molekularvolumen im voraus berechnen. Nur die 

 Blausäure macht hier eine Ausnahme, die sowohl im Modellversuch 

 wie an der lebenden Zelle die Atmung viel stärker hemmt. Warb uro 

 nimmt daher an, daß die Blausäure einen andern Wirkungsmechanismus 

 besitzt, und daß sie den Schwermetallkatalj^sator (das Ferment) direkt 

 außer Funktion setzt. 



