Weinhändler und anerkannter Wissenschaftler, Mitbegründer der Physiologischen Chemie

Moritz Traube

Moritz Traube wurde 1826 in Ratibor (heute Racibórz, Polen) als jüngerer Sohn eines jüdischen Weinkaufmanns (Enkel eines Krakauer Rabbiners) geboren [1, 2]. Er war ein Pionier der physiologischen Chemie.

Moritz Traube

Moritz Traube | © gemeinfrei, wikimedia

Sein älterer Bruder Ludwig (1818–1876) war ein bekannter Arzt und experimenteller Pathologe, der mangels eines Labors die Tierversuche in seiner Wohnung durchführen musste. Ludwigs Name erscheint in vielen Eponymen der von ihm beschriebenen physikalischen Untersuchungsmethoden (Traubescher Doppelton, Geräusch, Wellen [Fieber-Puls-Atemfrequenz-Kurve]) und klinischen Erscheinungen (Dyspnoe, Korpuskeln [dysmorphe hypochrome Erythrozyten]). Ludwig stand stets in engem Kontakt zu seinem Bruder Moritz und hat ihn mit Rat und praktischer Hilfe beim Studium und der späteren wissenschaftlichen Arbeit unterstützt.

Moritz Traube absolvierte 1842–1844 in Berlin und Gießen ein breit gefächertes Studium bei den Koryphäen der damaligen Zeit, wie Eilhard Mitscherlich und Justus von Liebig. Er promovierte über Verbindungen des Chroms. Ab 1848 wechselte er zum Medizinstudium bei Johannes Müller, Rudolf Virchow und seinem Bruder Ludwig. Nach dem frühen Tod seines zweiten Bruders, der für die Geschäftsnachfolge vorgesehen war, verlangte der Vater kategorisch und gegen den Widerstand von Moritz die Übernahme der Geschäftsleitung (1849) in Ratibor, eine von Universitäten, Wissenschaft und Literatur abgeschlossene Kleinstadt. Seine Großnichte Marga Engel geb. Litten (aus bekannter Arztfamilie stammend) schrieb zu dieser Forderung des Vaters: „Seine Zunftgenossen können es heute noch nicht verzeihen, dass er seine kostbare Zeit und Kraft zur Schaffung von Mitgift für die fünf Schwestern vergeuden musste“.

1855 heiratete er Bertha Moll, aus der Ehe gingen drei Töchter und zwei Söhne hervor. Sohn Hermann (1860–1913) wurde Mineraloge und ordentlicher Professor in Greifswald. Wilhelm (1866–1942) war Chemiker und wurde Abteilungsvorsteher am Chemischen Institut von Emil Fischer. Er synthetisierte Purinkörper und Metallkomplexe und erwarb mehrere Patente. Otto Hahn isolierte bei seinen Kernspaltungsversuchen mit einer Einschlussverbindung von Wilhelm Traube ein wichtiges Bariumisotop. Als Jude wurde Wilhelm 1935 entlassen und starb 1942 vor der Deportation ins KZ an Misshandlungen im Gefängnis. Otto Hahn und Walter Schoeller hatten vergeblich versucht, die Verhaftung durch die Gestapo zu verhindern.

Forschungen in Breslau und Berlin

1866–1891 verlegte Moritz Traube sein gut gehendes Geschäft in die Universitätsstadt Breslau, wo er zunächst in Laboratorien befreundeter Universitätsprofessoren (Rudolf Heidenhain, 1834–1897) forschte, bis er sich ein Labor bauen und zeitweise auch Assistenten (Guido Bodländer, Richard Gscheidlen) beschäftigen konnte. Enge Verbindung pflegte er mit Ferdinand Julius Cohn, einem Begründer der modernen Bakteriologie. 1876 präsentierte Robert Koch bei Cohn den neu entdeckten Bacillus anthracis, Traube wurde als Ehrengast dazu eingeladen. In Breslau konnte Traube am wissenschaftlichen Leben teilnehmen, Vorträge halten und die aktuelle Literatur nutzen. Er war Mitglied und später im Vorstand der Schlesischen Gesellschaft für vaterländische Kultur. Nach Übergabe seiner Weinhandlung an den Schwiegersohn verbrachte er die letzten drei Lebensjahre in Berlin. Trotz Krankheit forschte er immer noch über Sauerstoffaktivierung, Autoxidation, Osmose und Membranen. Er starb 1894 an Diabetes und ischämischer Herzkrankheit.

Beschäftigung mit Diabetes

1852 zu Beginn seiner eigenständigen Forschungen befasste sich Moritz Traube mit der Glukoseausscheidung im Urin von Diabetikern pro Zeiteinheit und unter verschiedener Ernährung: unter Stärkediät hohe Glukosurie und unter proteinreicher Nahrung Rückgang der Glukosurie. Er empfahl die Messung der Glukoseausscheidung mit Fehlingscher Lösung morgens nüchtern und nach Nahrungsaufnahme (wie es heute mit Blutglukosemessungen noch üblich ist), um daraus Schlüsse für die Diät zu ziehen. Das Fortschreiten des Diabetes konnte er daran erkennen, dass auch beim Fasten Glukose ausgeschieden wurde [3]. Die Resorption von Fetten war bei seinen Patienten nicht gestört. Er betonte die Bedeutung der verschiedenen Nahrungsmittel für den Stoffwechsel.

Widerlegung der vitalistischen Theorie

Über viele Jahre beschäftigte er sich (als Weinhändler!) mit Gärungsvorgängen und vertrat eine neuartige Fermenttheorie. Eilhard Mitscherlich (1794–1863) hatte nachgewiesen, dass bei der Gärung Glukose gebildet wird, die sich vom Rohrzucker unterscheidet. Louis Pasteur und Friedrich Wöhler postulierten, dass Gärung an die Lebenstätigkeit („vitale Kraft“) der Hefe gebunden ist. Dagegen definierte Traube die Fermente (erst 1878 von Friedrich Kühne als Enzyme bezeichnet) als chemische Verbindungen mit Eiweißcharakter, die eine fast unbegrenzte Menge einer anderen Substanz chemisch (katalytisch) verändern können [4]. Ein direkter molekularer Kontakt (Substrat <–> Ferment) ist dazu notwendig und wurde später von Emil Fischer als Schlüssel-Schloss-Prinzip postuliert. Traube versuchte bereits eine Klassifikation der Fermente nach Reaktionstypen. Für den Proteincharakter sprach auch der Aktivitätsverlust bei höheren Temperaturen. Traube wies bereits auf die reziproken Korrelationen von Enzymmenge und Reaktionszeit hin, was erst 1926 als Michaelis-Menten-Gleichung formuliert wurde. Nachdem ihm die Reindarstellung von Hefen gelungen war, konnte er beweisen, dass pflanzliche Fermente auch nach Extraktion aus der Zelle wirksam bleiben und widerlegte damit die vitalistische Theorie der Fermentwirkung. Auch Friedrich Alphons Musculus (1829–1888) hatte 1876 bewiesen, dass das später Urease genannte Enzym der ammoniakalischen Gärung ohne den lebenden Micrococcus ureae wirksam war. Von der wissenschaftlichen Gemeinschaft wurde aber Eduard Buchner für die 1897 beschriebene zellfreie Gärung 1907 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. Erwähnt sei, dass James B. Sumner erst 1926 durch Kristallisation der Urease die Proteinstruktur der Enzyme endgültig beweisen konnte.

Nutzung der Traubeschen Membrane

Thomas Graham (1805–1869) führte 1862 osmotische Studien an tierischen Membranen durch, die Kolloide und Kristalloide voneinander trennen konnten. Die Untersuchungen Traubes zur Pflanzenphysiologie gingen von „künstlichen Zellen“ beziehungsweise Niederschlagsmembranen aus, die bei Eintropfen von Leimtröpfchen in Gerbsäure entstanden, durch Wassereinstrom wuchsen, platzten und durch neue Membranen ersetzt wurden, was er als Zellwachstum durch osmotischen Druck erklärte. 1876 erzeugte er die sogenannten Traubeschen Zellen, indem Kaliumferrizyanid in einer Lösung von Kupfersulfat Filme bildete, die sich an Gefäßwänden anlegten. Die Membranen waren semipermeabel, nur Wasser konnte in die hochkonzentrierte Lösung einströmen. Traube betrachtete die Membranen als „Atomsiebe“ (Atom und Molekül waren noch nicht abgegrenzt) und sprach bereits von aktiven Poren, die heute als Ionen- und Wasserkanalproteine große Bedeutung besitzen. 1877 brachte Wilhelm Pfeffer (1845–1920) die Traubeschen Membranen auf eine Tonzelle und konnte mittels eines Steigrohres den osmotischen Druck messen. Harmon Northrop verbesserte die Stabilität dieser Zellen, indem er die Membranen mittels Elektrolyse fest auf den Tonzellen verankerte. Unter Nutzung der Traubeschen Membranen veröffentlichte Jacobus Henricus van’t Hoff 1887 (1901 erster Nobelpreis für Chemie) die Arbeit „Die Rolle des osmotischen Druckes in Analogie zwischen Lösungen und Gasen“ und zeigte die Beziehungen zu Siedepunktionserhöhung und Gefrierpunktserniedrigung, auf denen die aktuellen Osmometer beruhen [5]. Semipermeable Membranen haben später eine große Rolle in der Kolloidchemie und Dialyse gespielt. Eine zusammenfassende Arbeit über Osmose konnte Traube nicht mehr vollenden.

Traube hat vier Abhandlungen über die Aktivierung des Sauerstoffs geschrieben und lange Jahre harte Diskussionen mit dem bekannten Biochemiker Felix Hoppe-Seyler (1825–1895) geführt, der von einer primären Aktivierung des Wasserstoffs (sogenannter naszierender Wasserstoff) ausging [6]. Nach Traube ist Atmung und Sauerstoffzufuhr der grundlegende Prozess aller Lebenstätigkeit, wie Wärme, Strukturbildung und Organfunktionen. Der Muskel gewinnt seine Energie durch Oxidation von proteinfreien Substanzen, womit er andere vorherrschende Meinungen widerlegte. Die Oxidation findet in allen Zellen der Körpergewebe statt und nicht im Blut, wie Liebig vermutete. Neben Luftsauerstoff konnte er durch Experimente mit Zn und Cu auch die Bildung von Wasserstoffperoxid nachweisen. Die Beteiligung von Ozon an den biologischen Oxidationsvorgängen (Christian Friedrich Schönbein, 1799–1868) lehnte er ab. Der Disput mit Hoppe-Seyler wurde noch zu Beginn des 19. Jahrhunderts auf höherem Niveau von den Nobelpreisträgern Heinrich Wieland (H-aktivierende Enzyme) und Otto Warburg (O2- und Peroxid-aktivierende Enzyme) fortgeführt.

Vorschlag zur Entkeimung von Wasser

Die letzte Arbeit Traubes enthält einen Vorschlag, Trinkwasser mit Chlorkalk zu entkeimen [7]. 1942 wurde in den USA in rund 100 Städten das Wasser auf diesem Weg behandelt. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde von den Besatzern dieses Verfahren auch in Deutschland angewendet.

Traube hat 51 Arbeiten veröffentlicht und drei Vorträge gehalten. Er hat bei Veröffentlichungen immer lange gezögert und die Ergebnisse nochmals überprüft, bevor er die Publikationen eingeschickt und dadurch gelegentlich seine Priorität gefährdet hat. Andererseits hat er sich als „Privatgelehrter“ (Nichtuniversitätsangehöriger) nicht gescheut, vielen Koryphäen zu widersprechen, wie zum Beispiel L. Pasteur, F. Hoppe-Seyler, J. Sachs, C. Voit, E. Baumann und M. Berthelot. Trotz der Streitigkeiten und Diskussionen wurden die Untersuchungen und Gedanken Traubes von allen gelobt und bewundert. 1867 erhielt er das Ehrendoktorat der Universität Halle-Wittenberg. Die größte Anerkennung war für ihn 1881 die Wahl zum korrespondierenden Mitglied der Physikalisch-mathematischen Klasse für das Fach Chemie der Königlich-Preußischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin. 1875 hat Karl Marx in Karlsbad seine Bekanntschaft gesucht, um mehr über die anorganischen Zellen von Traube zu lernen. Der Anlass war die geplante Schrift von Friedrich Engels („Anti-Dühring“) über die Dialektik in der Natur (Wechselwirkung zwischen Anorganischer und Organischer Natur). Charles Darwin ließ sich 1875 von Traube dessen Arbeit über die Bildung „anorganischer Zellen“ schicken.

Literatur

1. de.wikipedia.org/wiki/Moritz_Traube.

2. Franke H: Moritz Traube (1826–1894). Vom Weinkaufmann zum Akademiemitglied. Der außergewöhnliche Weg des jüdischen Privatgelehrten und Pioniers der physiologischen Chemie. Verlag für Wissenschafts-und Regionalgeschichte Dr. Michael Engel, Berlin 1998; Erweiterung der Medizinischen Dissertation der Humboldt-Universität 1994.

3. Traube M: Ueber die Gesetze der Zuckerausscheidung im Diabetes mellitus. Arch path Anatomie Physiol klin Med 1852; 4: 109–47.

4. Traube M: Zur Theorie der Fermentwirkungen. Ber dt chem Ges 1874; 7: 115–6.

5. Fiedler H: Osmolalität – osmotische Lücke. MTA Dialog 2004; 5: 200.

6. Fiedler H: Felix Hoppe-Seyler. Begründer der Physiologischen Chemie. MTA Dialog 2017; 18: 357.

7. Traube M: Einfaches Verfahren Wasser in großen Mengen keimfrei zu machen. Z Hyg Infektionskrankh 1894; 16: 149–50.

 

Entnommen aus MTA Dialog 9/2019