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GESCHICHTE DER BIOLOGIE

Nahrungsfaktoren (25)

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James Lind und Frederick Cowland Hopkins

Die Keimtheorie beherrschte die Geister der meisten Ärzte während des letzten Drittels des neunzehnten Jahrhunderts, aber es gab auch einige, die ihr Widerstand entgegensetzten. Der deutsche Pathologe Virchow war der bedeutendste unter ihnen. Er zog es vor anzunehmen, daß eine Krankheit eher durch eine innere Störung als durch einen äußeren Erreger verursacht würde. Er war außerdem ein Mann von starkem sozialem Verantwortungsbewusstsein, der einige Jahrzehnte hindurch in der Berliner Stadtpolitik und im deutschen Reichstag eine Rolle spielte. Er setzte bedeutende Verbesserungen im Hinblick auf die Wasserversorgung und Kanalisation durch. Pettenkofer (vergl. Seite go) war ein anderer Arzt dieses Typs. Er und Virchow gehören zu den Begründern der öffentlichen Hygiene (Erforschung von der Verhinderung von Krankheiten in der Gemeinschaft).

Solche Verbesserungen verhinderten die leichte Übertragbarkeit von Krankheiten (gleichgültig, ob Virchow an die Keimtheorie glaubte oder nicht) und waren sicher genauso wirkungsvoll bei der Bekämpfung der Epidemien, die Europa bis zur Mitte des vorigen Jahrhunderts heimgesucht hatten, wie die direkte Anwendung der Keimtheorie.

Dass in einer Zeit, in der man sich der Bedeutung der Krankheitskeime bewusst war, Hippokrates’ Interesse an der Reinlichkeit wiederum zur Geltung kam, konnte erwartet werden.

Überraschend dagegen war vielleicht die Tatsache, dass sein Rat für eine gute und vielseitige Ernährung ebenfalls seine alte Anziehungskraft zurückerhielt, und das nicht nur aus Gründen des allgemeinen Wohlbefindens, sondern als spezifische Methode zur Verhinderung bestimmter Krankheiten. Während der Zeit, in der die Keimtheorie eine ganze Generation erfasste, also von 1870 - 1900, galt die Auffassung, eine wenig gehaltvolle Ernährung als Krankheitsursache anzunehmen, als längst veraltet, und doch gab es starke Anzeichen dafür, dass sie durchaus nicht veraltet war.

So verbrachten zB. in den Anfängen des Zeitalters der Entdeckungsreisen Menschen lange Monate auf Schiffen und lebten nur von Nahrungsmitteln, die während der Reise nicht verdarben, denn Kühlverfahren waren noch unbekannt. In jenen Tagen war der Skorbut die gefürchtete Krankheit der Seeleute. Ein schottischer Arzt, James Lind (1716-94), bemerkte die Tatsache, dass Skorbut immer mit einförmiger Kost einherging und zwar nicht nur an Bord eines Schiffes, sondern auch in vom Feinde belagerten Städten und in der Gefangenschaft. Könnten nicht fehlende Bestandteile in der Nahrung die Ursache der Krankheit sein?

Im Jahr 1747 versuchte es Lind mit verschiedenen Nahrungsmitteln bei vom Skorbut befallenen Seeleuten und fand heraus, dass Zitrusfrüchte hervorragend geeignet waren, Erleichterung zu bewirken. Langsam gewann diese Erkenntnis an Boden. Der große englische Forschungsreisende Kapitän James Cook (1728 bis 1779) gab seiner Mannschaft auf seinen Fahrten zwischen 1770 - 79 im Pazifik Zitrusfrüchte zu essen und verlor nur einen Mann an Skorbut. Im Jahre 1795 begann die britische Marine unter dem Druck eines verzweifelten Kriegs mit Frankreich ihren Seeleuten zwangsweise Limonensaft zu verabreichen. Dadurch wurde der Skorbut auf britischen Schiffen ausgerottet.

Ohne die entsprechenden Erfolge in den grundlegenden Naturwissenschaften vollzieht sich der auf reiner Erfahrung beruhende Fortschritt nur langsam. Während des neunzehnten Jahrhunderts bezogen sich die wesentlichen Entdeckungen hinsichtlich der Ernährung auf die Bedeutung des Eiweißes und im besonderen auf die Tatsache, dass einige Eiweißarten "vollständig" waren und das Leben förderten, sofern sie in der Nahrung vorkamen, während andere, wie z. B. Gelatine, durch ihre „Unvollständigkeit“ das nicht vermochten.

Eine Erklärung für diesen Unterschied unter den Eiweißkörpern fand man erst, als man die Natur des Eiweißmoleküls besser erforscht hatte. Im Jahre 1820 wurde das komplexe Molekül der Gelatine durch Behandlung mit Säure zerlegt und ein einfaches Molekül, man nannte es “Glyzin“, isoliert. Glyzin gehört zu einer Klasse von Verbindungen, die man „Aminosäuren“ nennt.

Man nahm zunächst an, dass Glyzin der Baustein des Eiweißes sei, genauso wie der einfache Zucker, Glukose, der Baustein der Stärke war. Im Laufe des neunzehnten Jahrhunderts ergab sich aber, daß diese Theorie unzulänglich war. Aus verschiedenen Eiweißarten erhielt man andere einfache Moleküle. Alle gehörten zur Klasse der Aminosäuren, unterschieden sich aber in ihren Einzelheiten. Eiweißmoleküle werden nicht nur aus einer, sondem aus einer Reihe von Aminosäuren aufgebaut. Um 1900 kannte man ein Dutzend verschiedener Aminosäuren als Bausteine.

Es war daher gut möglich, dass die Eiweiße sich nur in dem relativen Mengenverhältnis der verschiedenen Aminosäuren unterschieden. Auch war es denkbar, daß einem bestimmten Eiweiß eine oder mehrere bestimmte Aminosäuren fehlten und daß diese Aminosäuren lebensnotwendig waren.

Der englische Biochemiker Frederick Cowland Hopkins (1861 bis 1947) war der erste, der dies bestätigen sollte. Im Jahre 1900 hatte er eine neue Aminosäure, das Tryptophan, entdeckt und ein chemisches Verfahren entwickelt, das sein Vorhandensein anzeigte. Das aus Getreide isolierte Eiweiß “Zein“ sprach auf dieses Verfahren nicht an und enthielt daher kein Tryptophan. Zein war ein unvollständiges Eiweiß und würde das Leben nicht erhalten, wenn es das einzige Eiweiß in der Nahrung wäre. Wenn man jedoch etwas Tryptophan zum Zein hinzufügte, wurde das Leben von Versuchstieren verlängert.

Ähnliche Experimente, die man in den ersten Jahrzehnten des zwanzigsten Jahrhunderts durchführte, ließen daran keinen Zweifel, dass einige Aminosäuren im Körper eines Säugetieres aus Substanzen gebildet werden konnten, die im Gewebe gewöhnlich vorhanden waren. Einige konnten aber nicht auf diese Weise erzeugt werden und mussten daher in der Kost bereits vorgebildet sein. Gerade das Fehlen einer oder mehrerer solcher “wesentlicher Aminosäuren“ machte das Eiweißmolekül unvollständig und verursachte Krankheit und unter Umständen den Tod.

Dadurch wurde der Begriff des „Nahrungsfaktors“ eingeführt: Das ist jede Verbindung, die der Körper nicht selbst herstellen kann, die aber zur Aufrechterhaltung seines Lebens in der Nahrung vorhanden sein muss. Natürlich stellten die Aminosäuren keine ernsten medizinischen Probleme dar, so interessant sie auch für Ernährungswissenschaftler sein mochten. Ein Mangel an Aminosäuren wurde im allgemeinen durch künstliche und absichtlich einseitige Ernährung verursacht. Eine natürliche Ernährungsweise gab dem Körper gewöhnlich genügende Mengen jeder Aminosäure, selbst wenn die Nahrung nicht reichhaltig war.

Wenn eine Krankheit wie der Skorbut durch Limonensaft geheilt werden konnte, war die Annahme sinnvoll, dass der Limonensaft einen fehlenden Nahrungsfaktor beisteuerte. Es war jedoch unwahrscheinlich, daß der Nahrungsfaktor eine Aminosäure war. Tatsächlich konnten alle Bestandteile des Limonensafts, die den Biologen des neunzehnten Jahrhunderts bekannt waren, einzeln oder zusammen den Skorbut nicht heilen. Der Nahrungsfaktor musste daher eine Substanz sein, die nur in sehr geringen Mengen erforderlich war, und die chemisch von den üblichen Komponenten der Nahrung ganz verschieden sein musste.

Das Rätsel war jedoch nicht so schwer zu lösen, wie es scheinen mochte. Noch als man den Begriff der wesentlichen Aminosäure aufstellte, wurden andere, schwieriger zu erkennende Nahrungsfaktoren entdeckt, die nur in sehr geringen Mengen erforderlich waren. Wie der Zufall es wollte, geschah dies nicht durch die Untersuchung des Skorbuts.

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