Einführung in die allgemeine Biochemie / von Carl Oppenheimer.

Carl Oppenheimer

Date:: 1936

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Credit: Einführung in die allgemeine Biochemie / von Carl Oppenheimer. Source: Wellcome Collection.

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des Energieumsatzes in der lebenden Substanz zahlenmäßig vollkommen beherrscht, sind die Ansprüche des Betriebsstoffwechsels, des ständigen Abbaues und Wiederaufbaues physikochemischer Ungleich- gewichte zum Zweck der Erhaltung der Arbeitsbereitschaft der Zelle. Und bei diesen Prozessen ist die chemische Grundlage der Energieumsetzungen der weitgehende Abbau durch mehr oder minder vollständige Oxyda- tion. Auch der im Betriebsstoffwechsel an sich wichtige anoxybiontische Abbau setzt nur geringe Energiemengen frei, etwa 4—5 % beim Glykogen- abbau zu Milchsäure; wo er also als endgültig dominiert (Bakterien, einige tierische Parasiten), bedingt er einen sehr großen Umsatz an Kohlenhydra- ten in der Zeiteinheit. Der Hauptweg also zur Energiegewinnung ist der rein oxydative Abbau mit Hereinziehung des Luftsauerstoffes, der bei den eigentlichen Betriebs- stoffen, Fetten und Kohlenhydraten, restlos verläuft, zu C02 + H20, und somit die gesamte innere Energie dieser Verbindungen zur Verfügung stellt. Man kann dies sogar unbedenklich noch weiter vereinfachen, indem man die gesamte Energiegewinnung aus den eigentlich dazu bestimmten Reaktionen, also der Oxydation von Kohlenhydraten, Fetten und desaminierten Eiweißabbauprodukten als eine Knallgasreak- tion sH2 -j~ 02 — 2H20 versinnbildlicht. Tatsächlich ist die einzige Reaktion, die endgültig die gesamte Energie liefert, die Hydrierung von Sauerstoff zu Wasser. Alle anderen vorbereitenden Reaktionen ein- schließlich der Ausbildung van Carboxylen setzen nach beiden Richtungen geringe Energiemengen um, deren Gesamtresultat sich aus- gleicht; die Decarboxylierung selbst, die Entbindung des C02t verläuft ohne jegliche Abgabe von Energie. Ebenso wie also der große Hauptprozeß des Energieaufbaues, die Reduktion der Kohlensäure, nur dadurch bedingt wird, daß aus dem Wasser Sauerstoff ab gespalten wird, so ist auch der energetische Abbau ausschließlich die Wieder- vereinigung von H2 und 02. Eine energetisch sich auswirkende „Oxydation“ von Kohlenstoff zu C02 gibt es im biologischen Geschehen nicht: die bei diesem Endprozeß in Frage stehende Energieabgabe ist bereits sozusagen vorausgeschickt, sie ist in der gegenüber dem Wasserstoff bereits erheblich verringerten Verbrennungswär m e je Gewichtseinheit der organischen Substanzen enthalten; sie ist also bereits als Bildungs- wärme, AH, dieser Stoffe abgegeben worden. So ist es also zu deuten, wenn alle Prozesse, die zur W iederherstellung des Kohlendioxyds führen, im letzten Schluß energielos verlaufen und die gesamte Energie des ganzen biologischen Abbaus sich in die eine letzte Phase der Wasserstoffoxydation konzentriert. Der auf- genommene Luftsauerstoff kommt also bilanzmäßig ausschließlich als Wasser wieder zutage. Man kann tatsächlich berechnen, daß die „Oxydation des C zu COa“ durch den eige- nen Sauerstoff der Zucker + Wasser und die Freisetzung desH fast ohne jede freie Energie verläuft, die winzige Abgabe liegt innerhalb der Fehlergrenze: C6Hi206 + 6 H20 = 6 C02 + 12 H2 -f- 6277 geal. Es ist also vor allem der reiche Wasserstoffgehalt der organischen Substanzen, der sie als Energieträger bedeutsam macht. Diese Stoffe sind also die Reserven der Zelle, die hohen chemischen Potentiale, die abgebaut werden; und zwar endgültig; denn diese weitgehend ausge-