Stickstoff

Als ich die Ansicht vortrug, Stickstoff könnte sich in Kohlenmonoxid umwandeln, und die Experimente erläuterte, die dies stützten, bekam ich manchmal zu hören, dies sei doch eine reichlich „kühne Deutung“.

 

Um sämtliche Gründe aufzuzeigen, die mich zu der Einsicht führten, daß es die Reaktion

2 ¹⁴N := ¹²C + ¹⁶O

tatsächlich gibt, würde ich zu lange brauchen. Dazu wäre eine umfangreiche Abhandlung nötig, die auf alle Widersprüche in den bisherigen Versuchen, das abnormale Verhalten des Stickstoffs in der Biologie zu erklären, eingeht. Ich werde mich darum darauf beschränken, einzelne Experimente beispielhaft zu schildern, aus
denen die Verwandtschaft des Stickstoffs mit anderen Elementen hervorgeht.

Abnormaler Stoffwechsel des Stickstoffs

Ich will einige wenige Beispiele zitieren, die ich zum Teil von Terroine* übernehme, dem Autor dreier bedeutender Bände über den Stoffwechsel des Stickstoffs. Im ersten Band findet sich ein Kapitel mit dem Titel „Gibt es unerklärliche Stickstoffverluste?“ Als Antwort verweist Terroine auf eigene Experimente, und er zitiert darüber hinaus Aufsätze von 51 verschiedenen Autoren.

Tiere

* Terroine: Métabolisme de l’Azote. Band 1. Paris 19331) Tiere

 

Erhält ein Hund täglich erst 15 g, dann 30 g und schließlich 45 g Stickstoff pro Tag (als Menge Fleisch, die er frißt), scheidet er täglich jeweils 0,30 g, 0,55 g und 0,67 g aus.
Mithin vermindert sich der ausgeschiedene Stickstoffanteil mit zunehmender Nahrungsaufnahme immer mehr. Die Stickstoffmenge hängt also nicht allein von der Diät ab.

Bestätigung

Zur Bestätigung dieses Ergebnisses wurden verschiedene Experimente durchgeführt. Terroine berichtet:

 

Einem Tier wurde ein kleiner Darmabschnitt entleert und dann abgebunden. Nach wenigen Tagen enthielt dieses Stück, das aus dem übrigen Darm nichts aufgenommen haben konnte, ein Gemenge von stickstoffhaltigen Verbindungen. Also hatte an der Innenseite der Darmwand eine Stickstoffproduktion stattgefunden.

 

Persher verabreichte einem Hund täglich 2,33 g Stickstoff, das Tier aber schied jeden Tag 3,70 g aus. Bei Versuchen mit Menschen verringerte Seller die zugeführte Stickstoffmenge mit jedem Tag. Er fing mit 4,30 g an und erreichte am achten Tag 3,67 g. Die mit dem Stuhl ausgeschiedene Menge dagegen änderte sich lediglich von 5,75 g am ersten auf 5,04 am achten Tag.

 

Terroine schreibt: „Jedesmal wird mehr ausgeschieden als aufgenommen.“ Und er fügt hinzu: „Man sieht aber noch mehr. Eine Untersuchung der obengenannten Daten beweist nicht nur einen beständigen Stickstoffverlust, sondern auch, daß dieser Verlust eine quantitative Konstante enthält.“ Er kommt zu dem Schluß, daß es ganz sicher einen „endogenen Stoffwechsel des Stickstoffs“ gibt.

Weitere Beispiele

Ein Mensch, der täglich 0,3 g Stickstoff zu sich nimmt, scheidet über den Darm durchschnittlich 0,5 g aus. Ein Schwein nimmt täglich 0,2 g auf und scheidet 0,3 g aus. Ein Mensch, der zehn Tage gefastet hat, scheidet immer noch 0,3 g Stickstoff über seinen Darm aus.

Aufgenommener Stickstoff verschwindet

Die endogene Stickstoffproduktion kommt bei normaler Ernährung in den Stoffwechselbilanzen nicht zum Tragen, denn diese sind stets positiv (d. h. man nimmt mehr Stickstoff auf, als man ausscheidet). Diese Tatsache läßt Zweifel an den Stoffwechselbilanzen aufkommen, denn die klassische Wissenschaft konnte bislang nicht klären, wo der Überschuß bleibt. Eine lebenslange Anreicherung kann es nun wirklich nicht geben! Es gibt unentdeckte Wege, auf denen der Stickstoff „verschwindet“, und trotz tausender Experimente zahlreicher Wissenschaftler hat man dafür keine Erklärung finden können.

Ratten

Das folgende Experiment wurde an einer Gruppe Ratten durchgeführt. Man ermittelte, daß jede Ratte 5,96 g Stickstoff enthielt.

 

Die Gruppe wurde längere Zeit auf Fasten gesetzt. Jeden Tag wurde Exkremente und Urin gesammelt. (Ratten schwitzen nicht, so daß über die Poren der Haut nichts abgegeben wird.) Die Tiere wurden getötet, um den Gesamtstickstoffgehalt ihres Körpers zu ermitteln; der Wert für die Exkremente wurde hinzugerechnet. Der Gesamtwert für Stickstoff lag 0,55 g unter dem Anfangswert. Im Durchschnitt hatte jede Ratte 10 % Stickstoff verloren (eine Ratte sogar 55 %).

Eine Ratte wurde zwei Monate lang in einer verschlossenen Röhre gehalten, in der sich Luft und eine Chlorella-Kultur befanden. Der Stickstoffgehalt der Luft sank beträchtlich, was mit den Mitteln der klassischen Chemie nicht zu verstehen ist. Der Sauerstoffgehalt stieg an. Hier wurde der Stickstoff in Form von C + O genutzt.

Endogene Stickstoffbildung

Wir sahen, daß verhältnismäßig umso weniger Stickstoff über den Darm ausgeschieden wird, je mehr aufgenommen wird. Dies zeigt, daß der Stickstoff im Verdauungskanal verschwindet. Wenn andererseits zu wenig Stickstoff in der Nahrung enthalten ist, steigt die endogene Bildung von Stickstoff durch die Eingeweide, ganz wie eine Abwehrreaktion des Körpers. Darum benötigt der Darm dringend Kohlenhydrate. Der Körper magert ab, weil die Kohlenhydrate in Stickstoff umgewandelt werden, der aus dem Körper ausgeschieden wird.
Unterbinden wir einmal die Zufuhr von Stickstoff vollständig, indem wir reine Kohlenhydrate ohne jeden Stickstoffanteil geben, beispielsweise Zucker:

 

a) Ein Hund, der auf Fasten gesetzt wurde, scheidet täglich 2 g Stickstoff aus. Gibt man ihm 85 g Zucker, scheidet er nur 1 g Stickstoff pro Tag aus. Nach einigen Tagen erhält er täglich 120 g Zucker, worauf er nur noch 0,5 g Stickstoff ausscheidet.

 

b) Ein Mensch, der streng fastet, scheidet täglich insgesamt 11,9 g Stickstoff aus (wovon nur 10 bis 20 Prozent über den Darm abgegeben werden). Gibt man ihm Zucker, so scheidet er nur 6,3 g Stickstoff am Tag aus. Daraus erkennen wir, daß der Körper die Reservekohlenhydrate nicht anzugreifen braucht, wenn die Eingeweide den Rohstoff für die Stickstoffherstellung selbst zur Verfügung stellen können. Wenn er nicht mehr „nach Stickstoff hungert“, stellt er weniger davon her (nur soviel, wie er örtlich benötigt). Diese niedrigeren Mengen erzeugen keinen erhöhten Bedarf an Kohlenhydraten. Somit ist klar, daß hier als Erklärung nur eine Transmutation von Kohlenhydraten zu Stickstoff und umgekehrt in Frage kommt.

 

c) Treffen diese Schlußfolgerungen zu, so stellt ein Tier, daß nur wenig Stickstoff zugeführt bekommt, eine große Menge davon her. Und tatsächlich wird er von fleischfressenden Tieren, die viel Stickstoff aufnehmen, nicht gebildet und nur in sehr geringen Mengen ausgeschieden. Was sie aufnehmen, verschwindet größtenteils in ihrem Körper, wird für die Ernährung verwendet, zum Ansetzen von Gewicht, d. h. es ermöglicht ihnen die Bildung von Kohlenhydraten. So ergibt sich eine positive Stoffwechselbilanz: man findet keinen Stickstoff mehr in seiner ursprünglichen Gestalt.

Pflanzenfressende Tiere hingegen, deren Nahrung nur einen geringen Anteil stickstoffhaltiger Substanzen aufweist, stellen Stickstoff in großen Mengen her: ein zweijähriger Ochse (Pflanzenfresser) scheidet 13mal soviel Stickstoff aus wie ein Mensch (Fleischfresser) mit gleichem Körpergewicht.

Wer oder was bewirkt die Transmutation?

Mit welchen Mitteln bewerkstelligen die Eingeweide den Stickstoffaufbau bzw. -abbau (besser: die Elementumwandlung)? Wir wissen, daß die Darmflora dafür verantwortlich ist. Es ist aber verkehrt anzunehmen, alle Bakterien entfernten den Stickstoff bzw. (bei Mangel an Stickstoff in der Nahrung) nutzten den Luftstickstoff. (Diese Hypothese wurde von einigen Autoren vorgetragen, die vergaßen, die Menge der im Darm vorhandenen Luft und deren Erneuerungsrate zu messen.)

Stützte sich die endogene Stickstoffbildung auf den Luftstickstoff und schlüge sich als organische Moleküle im Fäkalmaterial nieder, so wäre der Vorgang unabhängig vom Stickstoffgehalt der Nahrung. Wir sahen aber, daß die endogene Bildung von Stickstoff mit den Kohlenhydraten in einem Zusammenhang steht und nicht direkt von der aufgenommenen Stickstoffmenge abhängt. Es sind bestimmte Bakterien in den Darmwänden, die Stickstoff in Kohlenstoff und Sauerstoff umwandeln. Andere Bakterien sind verantwortlich für die umgekehrte Reaktion.

Pflanzen

Über Stickstoff sind viele Bücher geschrieben worden. Eines davon ist dem Blatt gewidmet, und der Autor, A. Moyse*, zitiert darin eine Fülle von Fachliteratur. Auch hier finden sich Äußerungen, die zeigen, daß man die Beziehung zwischen Kohlenhydraten und Stickstoff seit langem erkannt hat:

* A. Moyse: Respiration et Metabolisme Azoté (de la Feuille). Paris: Hermann 1950

Borodin (1876-1878) nimmt an, daß es „eine Zersetzung und beständige Neubildung von Proteinen“ gibt. Diese Äußerung wird 1937 von Gregory und Sen bestätigt.

Zu den interessantesten und denkwürdigsten Experimenten, die Moyse schildert, gehören diejenigen mit Stengeln einzelner Bältter, die in einer genau bekannten Lösung im Dunkeln aufbewahrt werden. Diese Blätter bleiben einige Zeit am Leben. Nach vier Tagen aber ist eine Verschlechterung wahrnehmbar. Nach dem sechsten Tag beschleunigt sich der Abbau, und gewöhnlich sterben die Blätter nach zehn Tagen ab. Moyse faßt eigene Experimente mit Weizen-, Buchweizen- und Sauerampferblättern zusammen:
– Gesamtstickstoff (nur organischer Anteil) vor dem Versuch: 13,64 mg
– Gesamtstickstoff beim Tod: 22,8 mg (in Form von NH3)

 

Bis zum Tod ist also die Stickstoffmenge um 70 % angestiegen. Dieser Zuwachs ist nicht mit einer Umwandlung von organischem zu mineralischem Stickstoff zu erklären. Überdies verschwanden 82 mg Kohlenstoff. (Die Versuchsbedingungen gestatten es uns nicht zu ermitteln, wo der Kohlenstoff verblieben ist, fest steht aber, daß Stickstoff gebildet wurde.)

Moyse nennt ein weiteres Phänomen in Zusammenhang mit dem Zuwachs an Stickstoff: „Die Zunahme des Stickstoffs läßt sich nicht ausreichend damit erklären, daß er sich direkt durch Freisetzung aus dem Amid der Proteine oder indirekt durch Umwandlung der Asparaginsäure gebildet habe.“

Aus den genannten Experimenten wird verständlich, wieso Stallmist so viel Ammoniak abgibt. Es wird nicht nur Stickstoff aus dem Protein freigesetzt, sondern NH3 wird auch endogen aus den Kohlenhydraten des Strohs und der Cellulose gebildet.

Zaleski (1897) schrieb: „Blätter können Protein sogar im Dunkeln bilden; die Proteogenese benötigt lediglich die Anwesenheit großer Mengen an löslichen Kohlenhydraten.“ Das Licht begünstigt die Proteogenese nicht nur deshalb, weil die Kohlenhydratmenge durch die Photosynthese zunimmt, sondern auch, weil die Photosynthese Sauerstoff (O₂) ins Protoplasma abgibt. Im Dunkeln wird der Proteinabbau gefördert, weil dann der Sauerstoffdruck sinkt. Unter Lichteinfluß gibt das Blatt aufgrund der Tätigkeit des Chlorophylls Sauerstoff ab. Der Druck des Sauerstoffs im Blatt ist größer als in der Luft, so daß er in die Luft entweicht.

Im Dunkeln ist es genau umgekehrt: das Blatt absorbiert Sauerstoff; es findet nur die Atmung statt. Dieses Zusammenspiel mit Sauerstoff sieht man auch daran, daß in jungem und wachsendem Gewebe, das sauerstoffreich ist, Protein gebildet wird. Der Stickstoffgehalt der Wurzeln ist also verschieden von dem der Blätter und schwankt zudem je nach Jahreszeit und Lichteinwirkung.

Hier erschient es sinnvoll, einige weitere Klarstellungen zu den mysteriösen Kohlenmonoxidvergiftungen anzufügen. Das Thema ist bereits im Kapitel „Beobachtete Abnormalitäten“ behandelt worden und soll jetzt vervollständigt werden.

Transmutation von N2 und Kohlenmonoxidvergiftung ohne Einatmen von Kohlenmonoxid

Zusammenfassung der Experimente

Im Jahr 1955 kam es in Paris zu tödlichen Unfällen durch Kohlenmonoxidvergiftung. Offizielle Untersuchungsanstalten begannen eine systematische Studie an 42 Schweißern aus verschiedenen Fabriken. Die Untersuchung dauerte vier Jahre und bestätigte, daß diese Berufsgruppe immer von Kohlenmonoxidvergiftungen befallen wurde.

Das Kohlenmonoxid wurde auf verschiedene Weise gemessen. Es folgen einige Ergebnisse in cm3 Kohlenmonoxid (CO) pro Liter Blut. Dabei behalte man im Sinn, daß die Gefahrenschwelle bei 4 cm³/l liegt, daß bei 10 cm³/l eindeutig Kohlenmonoxidvergiftung vorliegt und daß 15 cm³/l tödlich sein können.

 

Fabrik I
Ein Arbeiter mit 19 cm3/l.

 

Fabrik II
Arbeiter A: 15 cm3/l
Arbeiter B: 9 cm3/l
Arbeiter C: 6 cm3/l

 

Fabrik III
Arbeiter K: 14 cm3/l
Arbeiter N: 12 cm3/l
Arbeiter P: 14 cm3/l
Arbeiter R: 15 cm3/l

 

Fabrik IV
Arbeiter D: 14 cm3/l

Arbeiter E: 11 cm3/l
Arbeiter F: 14 cm3/l

 

Fabrik V
Arbeiter G: 13 cm3/l

Arbeiter H: 14 cm3/l
Arbeiter L: 12 cm3/l
Arbeiter M: 9 cm3/l
Arbeiter S: 10 cm3/l
Arbeiter T: 11 cm3/l
Arbeiter U: 7 cm3/l
Arbeiter Y: 4 cm3/l

 

Arbeiter Y in Fabrik V verarbeitete Eisenbleche in mehreren Metern Abstand zu den Brennschneidern. Aus diesem Grunde atmete er keine Luft ein, die mit glühenden Blechen in Kontakt gekommen war. Dieser Faktor bestätigte indirekt, daß nur die Luft, die das glühende Eisen gestreift hatte, die endogene Bildung von Kohlenmonoxid verursachte.

Mir ist bekannt, daß es zahlreiche mögliche Erklärungen für dieses Phänomen gibt, doch keine der klassischen Deutungen wurde erhärtet (z. B. solche über den Luftdruck, den Sauerstoffpartialdruck usw.). Ich habe daraufhin sofort die Ansicht geäußert, es könne sich um eine neuartige Form des Stoffwechsels beim Stickstoff handeln. Sowohl im Kohlenmonoxid wie auch in der Luft befindet sich Sauerstoff. Das CO enthält aber außerdem noch Kohlenstoff, während die Luft Stickstoff (N2) enthält.

 

Meine Annahme lautete, daß ein unbekannter Mechanismus im Bereich der roten Blutkörperchen den Stickstoff in seinem Atomkern verändert, so daß bei den beiden Stickstoffatomen im Stickstoffmolekül der innere Zustand der Nukleonen sich ändert. (Der Luftstickstoff wird durch den Kontakt mit dem glühenden Eisen metastabil, bleibt aber Stickstoff; darum ist es für die Chemiker auch unmöglich, Kohlenmonoxid in der Atemluft nachzuweisen.) Ich formulierte:

2 ₁₄N := ₁₂C + ₁₆O.

Weitere Beobachtungen über die Beziehung zwischen Stickstoff und Kohlenstoff-Sauerstoff-Verbindungen

Daß zwischen Stickstoff (N2) und Kohlenmonoxid (CO) eine Beziehung besteht, ist seit langem bekannt. Man erinnere sich, daß beide Moleküle dieselbe Masse haben und ihnen auch einige weitere physikochemische Eigenschaften gemeinsam sind.

Bei den Reaktionen, die ich beobachtet habe, lag der Stickstoff immer in molekularer Form, als N₂, vor und der Sauerstoff in atomarer Form, wenn auch in vitro stets nur als O₂. Es ist sehr aufschlußreich, diese Ergebnisse mit Messungen von Satelliten zu vergleichen. Der Sauerstoff (O₂) dissoziiert schnell unter dem Einfluß energiearmer UV-Strahlung. In der Thermosphäre bei 120 km Höhe ist N₂ viermal so häufig wie O₂. In 300 km Höhe liegen 99,5 % des O₂ in atomarer Form vor, wogegen der Stickstoff in dieser Höhe lediglich zu 1 bis 2 % in seine Atome aufgespalten ist. Erst in 1000 km ist die Dissoziation vollständig, und dort findet beträchtliche Ionisierung statt. (Oberhalb 1000 km hat man Helium und jenseits von 2500 km Wasserstoff.)

An anderer Stelle habe ich aufgezeigt, daß die Energie des UV-Lichts (die von mittlerer Größe ist) für die Verdrängung des Sauerstoffs aus dem Atomkern auf biologischem Wege verantwortlich sind. Pflanzen und Enzyme geben also eine Energie ab, die der eines UV-Photons entspricht. Dies würde erklären, weshalb der Sauerstoff in biologischen Umwandlungen des Atomkerns nie als O₂ auftritt, sondern stets atomar, als O, wogegen es keine biologischen Kernumwandlungen mit N, sondern nur mit N₂ gibt. (Jedenfalls gilt das für alles, was ich bisher beobachtet habe.)

Natürlich habe ich nicht überall gleich Zustimmung für mein Konzept des Transmutationsphänomens gefunden. M. Loeper, ein bekannter französischer Experte auf dem Gebiet der Erforschung von Kohlenmonoxidvergiftungen, war der Ansicht, ein verminderter Partialdruck in den Lungenbläschen führe zu einer mangelhaften Oxidation im Blut, so daß CO statt CO2 entstehe.

 

Loepers Autorität hielt Professor Desoille nicht davon ab, in einer Fachzeitschrift für Berufskrankheiten (Arch. Mal. Prof., Juli/August 1963) festzustellen, es gebe „keinerlei Zusammenhang zwischen dem partialsauerstoffdruck und dem Kohlenmonoxidgehalt im Blut“. Damit war erneut bestätigt, daß der Kohlenmonoxidpartialdruck im Blut nicht auf die Gegenwart von Sauerstoff zurückzuführen ist.