76 Viertes Kapitel. 



Nach Besprechung der Einzelfaktoren, die bei der Atmung und 

 Gärung beteihgt sind, sei noch auf die Frage kurz eingegangen, inwie- 

 weit ein Vergleich dieser beiden energieliefernden, katenergetischen Pro- 

 zesse möglich ist, wenn wir die chemischen, Teilvorgänge, die sich bei 

 ihnen abspielen, näher ins Auge fassen. Während man früher annahm, 

 daß bei der Atmung der Luftsauerstoff in die Peroxydform übergeführt 

 und z. B. als Wasserstoffsuperoxyd direkt oxydierend auf die Betriebs- 

 stoffe einwirken würde, hat Bredig und vor allem Wieland (1914) 

 die Hypothese aufgestellt, daß der Mechanismus der biologischen Oxy- 

 dationen nicht vorwiegend auf einer Anlagerung von Sauerstoff, sondern 

 auf einer Abspaltung von Wasserstoff, einer Dehydrierung beruhe. 

 Ihre Hypothese hat den großen Vorteil, daß sie für Atmung und Gärung 

 ein gemeinsames Prinzip in der Dehydrierung aufdeckt. Bei beiden 

 Prozessen wird durch fermentative Wirkung Wasserstoff abgespalten, 

 bei der Atmung dient als Wasserstoff akzeptor der Luftsauerstoff, bei 

 der Gärung der in den sauerstoffreichen Betriebsstoffen chemisch ge- 

 bundene Sauerstoff. 



Wielands Hypothese hat durch die Untersuchungen von Lipschitz 

 (1920, 1921) eine wertvolle Stütze gefunden. Lipschitz hat zeigen 

 können, daß Dinitrobenzol sowohl durch atmende, wie durch gärende 

 Zellen zu ^-Nitrophenylhydroxylamin reduziert wird. In beiden Fällen 

 dient also der in Dinitrobenzol chemisch gebundene Sauerstoff als 

 Wasserstoffakzeptor. Es hat sich ferner gezeigt, daß der freie Sauer- 

 stoff bei der Atmung in weitgehendem Maße durch chemisch gebundenen 

 ersetzbar ist. Denn Froschspermatozoen, die in einer Wasserstoff- 

 atmosphäre infolge Sauerstoffmangel bewegungslos geworden sind, 

 können sofort wieder zu kräftiger Bew^egung angeregt werden, wenn 

 ihnen das eine Mal Luftsauerstoff, das andere Mal Dinitrobenzol zu- 

 geführt ward (G. Hertwig u. Lipschitz 1921). 



Wenn demnach auch manche Berührungspunkte zwischen Atmung 

 und Gärung bestehen, so sei andererseits doch auf die Unterschiede 

 hingewiesen. Die Gärung ist gegen Blausäure viel w^eniger empfindlich 

 als die Atmung, was auf einen Unterschied der Fermente hinweist. 

 Die Gärung arbeitet ferner vom energetischen Standpunkt viel unöko- 

 nomischer. Um den gleichen Energiegewinn zu erzielen, muß die gärende 

 Zelle erheblich größere Mengen Betriebsstoffe zerlegen, da ja die Energie 

 derselben nur zum kleinen Teil ausgenutzt wird; so ist bei der Zerlegung 

 von Zucker in Alkohol in diesem noch ein großer Energievorrat un- 

 benutzt geblieben. Schließlich scheint auch in den Fällen, wo eine 

 Zelle sowohl atmen wie gären kann, der Atmungsprozeß nicht für alle 

 vitalen Zellfunktionen durch die Gärung ersetzbar zu sein; denn die 

 Hefezellen können wohl ihren Betriebsstoffw-echsel ohne freien Sauer- 

 stoff allein durch Gärung vollziehen, in ihrem Wachstum sind sie da- 

 gegen ohne Zufuhr von Luftsauerstoff stark gehemmt und gehen schließlich 

 zugrunde, wenn ihnen nicht Gelegenheit zum Atmen gegeben wird. 



Der Salzstoffwechsel der Zellen. 



Wie schon bei der Besprechung der chemischen Analyse des Plasmas 

 ge^ieigt wurde, enthalten alle Zellen neben Eiweiß-, Fett- und Kohle- 

 hydratverbindungen stets anorganische Salze, die entweder als freie 

 Ionen oder aber in chemisch gebundener Form in ihnen vorkommen. 



