Beitrag von Karl Heinz Asenbaum vom 4.3.2018 Wasserstoff als Bedingung der Möglichkeit von Leben Vielleicht stutzen Sie weniger über meine Behauptung als über meine Formulierung “Bedingung der Möglichkeit” und fragen sich:  Warum schreibt er nicht einfach “Voraussetzung”? Was soll die Bedingung einer Möglichkeit sein? Leben ist doch etwas sehr Konkretes und keine Abstraktion, die in der Form eines Möglichkeitsbegriffes ausgedrückt werden muss. Wozu diese Abstraktion, die eher an einen akademischen Elfenbeinturm als an das reale Leben erinnert? Die Antwort ist, dass sehr viele Wissenschaftler mehr oder weniger bewusst mit diesem Möglichkeitsbegiff arbeiten, um das Phänomen des Lebens auf unserem Planeten zu verstehen und in anderen Regionen des Universums zu suchen. Auf unserem Planeten ist kein Leben ohne Wasser möglich - und Wasser ist nichts als Wasserstoffgas im oxidierten Zustand. Aber das Leben findet zwar im oxidierten Wasserstoff (Wasser) sehr gute Bedingungen, aber Wasser ist für kein auch nur theoretisches Lebewesen dieses Universums ein Nahrungsmittel. Denn die Energie des Wasserstoffs ist im H₂O durch die Oxidation mit Sauerstoff (Knallgasreaktion) bereits verbraucht. Es sei denn, das Lebewesen ist durch den Einsatz anderer Energieformen wie chemischer, elektrischer oder thermischer Energie imstande, den Wasserstoff aus dem Wasser wieder heraus zu holen. Die ersten Zellen auf der Erde waren aber keine Solarzellen, denn die Sonnenstrahlung war in dieser Frühphase der Erdgeschichte zunächst so stark, dass ein Leben auf der Erdoberfläche nicht möglich war. Die Einzeller, die man als den Ursprung des Lebens ansehen kann, gewannen ihren Wasserstoff aus der chemischen Reaktion von Metallen mit Wasser, die in der Tiefsee über heiße Schlote aus dem Erdinneren ins Wasser gespült wurden. Sie siedelten sich sozusagen am Abgas des Planeten Erde an.  Je mehr sich das Leben von seiner ursprünglichen Quelle im Ozean nach oben arbeitete, desto mehr spielte das Sonnenlicht eine Rolle. Durch die Abgase der Pflanzen entstand eine Atmosphäre mit Sauerstoff, die an ihrem äußeren Rad zum Weltraum durch die UV-Strahlung zu Ozon wurde, das die Lebensfeindlichkeit des Lichts auf ein Maß reduzierte, das auch die Evolution der Landlebewesen ermöglicht hat, die mit dem erdnahen Sauerstoff einen eigenständigen Energiehaushalt aufbauen konnten, der durch die Oxidation von Nahrung, die ausschließlich aus anderen Lebewesen bestand, auch ohne die Zufuhr von Sonnenstrahlung oder Erdwärme überleben lässt. Bevor wir uns der sehr gefährlichen Frage nach dem evolutionären “Ranking”  der Lebewesen auf unserem Planeten zuwenden, sollte wir uns nochmal etwas tiefer mit dem “Element Wasserstoff” beschäftigen (nicht “Wasser” - seit Lavoisier wissen wir, dass es gar kein Element ist, sondern ein Molekül, das aus den Gasen Wasserstoff und Sauerstoff gebildet wird, auch wenn noch viele es auch heute noch fälschlich als “Element” bezeichnen). Weithin bekannt ist ja, dass Wasserstoff das erste aller Elemente in unserem Universum war, und dass sich alle anderen Elemente, also auch Sauerstoff als der zweite Bestandteil von Wasser daraus entwickelt haben. Auf der Ebene des Möglichkeitsgedankens ist also nicht nur Wasser, sondern vor allem Wasserstoff das Element, das Astrophysiker im Universum suchen, um einen Ort zu fokussieren, an dem sich Leben entwickeln könnte oder bereits entwickelt hat. Das wirkt zunächst banal, denn das Universum hat insgesamt einen Wasserstoffgehalt von etwa 75 Prozent Wasserstoff und unser Sonnensystem besteht sogar zu 93 % aus Wasserstoffatomen. Wenn wir nun aber unseren Planeten Erde betrachten, besteht er nur zu 0,12 Prozent aus Wasserstoff. Auf der Erdkruste finden wir etwas mehr davon, nämlich 2,9 Prozent. Das liegt vor allem an der relativ großen Menge an oxidiertem Wasserstoff, der als Wasser den Großteil der Erde bedeckt. Aber auch daran, dass sich das Leben auf der Erdkruste entwickelt hat und die zahlenmäßig meisten Organismen dort mithilfe des Enzyms Hydrogenase Wasserstoff produzieren. Das Wasser der Ozeane ist also der bei weitem größte Vorrat an Wasserstoff auf unserem Planeten. Es verwundert also nicht, dass sich das Leben zuerst dort entwickelt hat, weil dort die größten Vorräte davon verfügbar sind. Es ist irgendwie kurios, dass wir in der deutschen Sprache  zwar den Begriff “Bodenschätze” kennen, aber kaum den Begriff “Wasserschätze”, und falls wir den Begriff gebrauchen sollten, allenfalls so etwas wie “Fischreichtum” dahinter vermuten würden. Selbst, wenn nicht Fischfangflotten, sondern unsere gegenwärtigen Energielieferanten aufs Meer hinaus fahren, um dort nach Erdöl oder Erdgas zu bohren, suchen sie ja keine “Meeresschätze”, sondern Bodenschätze unterhalb der Meeresflächen. Demgegenüber steht eine für viele wahrscheinlich überaus erstaunliche Zahl: Der menschliche Körper beinhaltet etwa 34,5 mal so viele Wasserstoffatome wie die Erdkruste, nämlich 99 Prozent! Er ist also, wie alle lebendigen Wesen, ein sehr erfolgreicher Wasserstoffsammler und Schatzsucher, vor allem, weil er sich ausschließlich von anderen Wasserstoffsammlern ernährt. Die sogenannte “Nahrungskette” ist nämlich nichts anderes als “Fressen von möglichst wasserstoffhaltigen Lebewesen”, wie ich später noch näher ausführen werde. Die meisten haben nun ja schon Schwierigkeiten mit der Erkenntnis, dass Ihr Körper in einer deutlichen Mehrheit aus oxidiertem Wasserstoff, also Wasser besteht. Nun müssen Sie sich von mir auch noch anhören, dass es dabei mitnichten nur um die funktionalen Eigenschaften von Wasser geht, weshalb wir etwa Drittel unserer Körpermasse mit Wasser befüllen. Wir bräuchten bei weitem nicht so viel Wasser, damit unsere Zellen darin herum schwimmen und Elektrolyte austauschen könnten. Wir bräuchten auch nicht so viel Wasser, um die Müllabfuhr für die schädlichen Stoffwechselprodukte aus unseren eigenen Zellen zu gewährleisten. Die Evolution hat bei vielen Lebewesen Wege gefunden, mit weitaus weniger Wasseranteilen im Körper zu leben. Eine Welwitschia Mirabilis Pflanze in der Namib Wüste kann fast ohne Wasser auskommen und weit über tausend Jahre alt werden. OK: Schachspielen lernt sie auch dieser Zeit nicht. Dazu braucht man ein gut befeuchtetes Gehirn. Also verschwenden wir mal einige Gedanken an dieses für das blanke Überleben nicht besonders wichtige Organ. Das Gehirn ist der größte Wasserverbraucher in unserem Körper und auch der größte Zuckerverbraucher (Glucose).  Zellen im Gehirn gewinnen den größten Teil Ihrer Energie aus Glycolyse und nicht durch die Verbrennung von Sauerstoff wie es z.B. Muskelzellen tun, die Mitochondrien besitzen und vorwiegend über die Atmungskette funktionieren.  Wenn auch nur einer dieser beiden Stoffe zu wenig verfügbar ist, stellt es seine “Schachspielfähigkeiten” rasch ein und konzentriert sich auf elementare Funktionen im Stammhirn zur Körperüberwachung. Die wenigsten sind sich bewusst, dass Zucker (Glucose) nach seiner Verstoffwechselung auch zu Wasser (H₂O) abgebaut wird. Im Gehirn entsteht - wie überall im Stoffwechsel - aus Glucose auch Wasser. Chemisch sieht das immer - egal ob aerob oder anaerob ohne Sauerstoff  - so aus: Glucose + 2 ADP + 2 P_i + 2 NADP⁺ --> 2 Pyruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 H₂O Und dieses H₂O ist auch ein Reservoir für weitere biochemische Prozesse der Energiegewinnung im Körper. Wo viel Energie im Voll-Last-Verfahren der Glycolyse produziert wird, also im Gehirn, fällt auch viel Abfall an. Daher braucht das Gehirn auch mehr “Putzwasser” als andere Organe. Deswegen ist das Gehirn der größte Wasserverbraucher im System Mensch. Dafür besitzt das Gehirn auch ein spezielles Ausschwemmungssystem (Glymphatisches System) um die Abfallprodukte seiner rund 86 Milliarden Nervenzellen auszuschwemmen.  Das ist bei anderen Säugetieren keineswegs so. Es kommt nämlich dafür nicht auf die absolute Größe des Gehirns an, sondern auf das Verhältnis der Gehirnmasse zur Masse des gesamten Körpers. Es kommt auf das Verhältnis an, den Enzephalisationsquotienten (EQ). Gegenüber einer Katze hat der Mensch einen EQ-Wert von 7,4 - 7,8. Ein Schimpanse hat nur 2,2 bis 2,5. Ab welchem EQ ein Gehirn das Schachspiel erlernen kann, ist vielleicht noch nicht erforscht.  Ein Pottwal mit einer Gehirnmasse von bis zu 9,5 kg (ein Walfänger hat ca. 1,5 kg)  ist offensichtlich aufgrund seiner Körpermasse  von bis zu 50 Tonnen mit elementareren Dingen als Strategiespielen beschäftigt. Den besten EQ scheint übrigens die Spitzmaus zu haben. Dass nicht sie, sondern der Mensch den Planeten Erde beherrscht, liegt wiederum nicht am Verhältnis von Körpermasse zu Gehirnmasse, sondern auch an der Vernetzungsdichte der Neuronen im Gehirn. Die scheint innerhalb der Spezies Mensch im Zeitalter der Informationsvernetzung bei Frauen größer zu sein als bei Männern, obwohl die Männer nach wie vor etwa 10 % mehr Hirnmasse haben. Allerdings wiegen Männer auch insgesamt meist mehr als Frauen, sodass das Verhältnis sich wiederum genderneutral ausgleicht, was ja auch durch die soziologische Entwicklungstendenz der letzten Jahrhunderte hin zur “Gleichberechtigung” gestützt wird. Immerhin gibt es “die Menschheit” erst seit etwa 500 Generationen, und so ist es auch nicht verwunderlich, dass sich zwischen der Generation “Kaiser Wilhelm” und der Generation “Smartphone”, innerhalb deren sich die Gehirnforschung entwickelt hat, möglicherweise bereits deutliche Veränderungen ausprägen. In Gesundheitsforen wird der Faktor “aerober” Stoffwechsel, und damit die gründliche Verstoffwechselung der Energie aus unserer täglichen Nahrung, meines Erachtens stark überbetont. Der Evolutionssprung zum Homo Sapiens bestand nicht darin, mehr und stärkere Muskeln zu entwickeln, sonst wären die Menschen alle zu King Kongs geworden und nicht zu Philosophen und Wissenschaftlern. Was die Evolution mit uns vorhatte, ist ein Test, ob es sich lohnt, mehr Energie in den Kopf zu pumpen. Mehr überlegen können, um überlegen zu werden. Die Konstruktion der “Maschine Mensch” zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass sie einen Wechsel zwischen Sauerstoff-Verbrennung und anaerober Glycolyse “on demand” erlaubt, der jedem Körperorgan entsprechend seinem individuellen aktuellen Bedarf den Wechsel zwischen den beiden Stoffwechsel-Systemen erlaubt. Vielleicht hinkt der Vergleich mit einem Hybrid-Fahrzeug in einigen Details. Aber er hilft sicher zum besseren Grundverständnis: Das Hybrid-Auto fährt grundsätzlich mit dem umweltfreundlichen Elektromotor, der keine Auspuffgase absondert. Wenn man aber überholen will und dazu Vollgas gibt, schaltet sich der Verbrennungsmotor ein. Unser Gehirn fährt meistens Vollgas. Auch die Mehrheit unserer Zellen, die Erythrozyten (Blutzellen) haben keine Zeit für den umweltfreundlichen Stoffwechsel, weil sie gar keine Mitochondrien dafür besitzen, die saubere Energie benutzen. Sie haben einfach keinen Platz dafür, weil sie überall hin schlüpfen müssen, wo Sauerstoff gebraucht wird. Sie sind sozusagen der Lieferdienst, der mit schädlichen Dieselautos Sauerstoffpakete zu den Kunden bringt und deren Müll gleich mit nimmt. Unsere Muskeln dagegen, die uns vorwärts bringen, waren in der Jäger-Sammler-Epoche der Menschheit mal super wichtig. Da war der Mensch auf einmal der beste Jäger, weil er viel ausdauernder war als Wildtiere. Ausdauer funktioniert nur über aeroben Stoffwechsel, wie jeder Jogger und Marathonläufer von seinem Trainingsguru gelernt hat. Denn bei längerer Leistungsanforderung an Muskeln würden durch anaeroben Stoffwechsel zu viele Abfallstoffe den Muskel versäuern. Daher war der Homo Sapiens mit dem Aufbau von Mitochondrien in den Muskelzellen und dem Aufbau seiner maximalen Umsetzungsrate von Sauerstoff darin zu Energie, die sich insbesondere durch Training erhöhen lässt, ausdauermäßig sehr gut zum Jagen auf Wild konditioniert, das ungefähr dieselbe Muskelmasse oder weniger als der Mensch besaß, also letztlich Kleinwild, mit dem Du Deine Großfamilie nicht durch den Winter bringst. Die richtige großen Beutetiere, wie die Mammuts der Urzeit, liefen den frühen Menschen aber locker davon,  wenn diese schon glaubten, ganz nahe zu sein, weil sie über eine besondere Speedreserve größerer Säugetiere und Reptilien (z. B. Wale, Krokodile)  verfügten, die auf der Umschaltung von aeroben auf anaeroben Stoffwechsel beruht. Im Flucht- oder Angriffsmodus schalten sie nämlich, wie ein Hybrid-Auto, den zweiten Antrieb dazu, die Glycolyse, die, wie oben schon erwähnt, 100 mal schneller Energie bereit stellt als der Stoffwechsel durch Sauerstoffverbrennung. Auf den letzten Metern vor dem Ziel ist das auch für einen super trainierten  Marathonläufer der Verlust der Goldmedaille. Und für die Familie bleibt nur das Kaninchen anstatt des Mammuts als Jagdbeute. Dem Grunde nach geht es aber sowohl bei der aeroben als auch bei der anaeroben Weise von Energiegewinnung immer nur um eines. Nämlich Wasserstoff. Der Unterschied besteht nur darin, wie bekommt man ihn schneller. Denn der Energieträger des Lebens ist Wasserstoff. Auch wenn man das heute etwas differenzierter sieht, möchte ich doch auf diese grundlegende Erkenntnis hinweisen, die Albert von Szent-Györgyi, der Entdecker des Vitamin C, in seiner Nobelpreisrede des Jahres 1937 folgendermaßen formuliert hat. „Unser Körper kennt wirklich nur einen Treibstoff, Wasserstoff. Unsere Nahrung, Kohlenhydrate, ist dem Grunde nach nur ein Wasserstoffpaket…und das Hauptereignis  bei  seiner  Verbrennung  ist  die  Abspaltung von Wasserstoff.“ Einfacher und besser kann man es nicht ausdrücken, was da für uns entscheidend ist. Wasserstoff als der Treibstoff des Lebens, ist immer das Ziel jeglichen Stoffwechsels, ob aerobisch oder glycolytisch. Es kommt nur darauf an, wie viel mehr man durch die eine oder andere Methode des Hybrid-Fahrzeugs Mensch gewinnen kann. Worauf ich aber in diesem euromultimedia Blog besonders hinweisen will, ist die große und in der neueren Alternativmedizin und Sportmedizin oft unterschätzte Wichtigkeit des anaeroben Stoffwechsels, der ja gerade für unser wichtigstes Human-Organ, also das Gehirn, von fundamentaler Bedeutung ist. Denn selten wird daran gedacht,  dass unsere Hirnzellen gar nicht daran denken, sich mit dem äußerst unsicheren Versorgungsfaktor Sauerstoff einzulassen. Vielleicht gehen Poeten, Wissenschaftler, Schachspieler und ähnliche Geistesarbeiter deshalb so selten an die frische Luft.  Außerdem ist die Energiegewinnung über Sauerstoff eine recht langsame Angelegenheit, auch wenn sie gründlicher und sorgfältiger ist als der aerobische Stoffwechsel. Doch die Gedanken sind nicht nur frei sondern sogar von tsunamihaftem Energiebedarf, also braucht das Gehirn auch die rund 100 mal schnellere Bereitstellung von Energie durch die sauerstofffreie Glycolyse anstelle der “sauberen” Sauerstoff- Arbeitsweise von mitochondrialen Zellen. Der “Gott der Evolution des Menschen” war wirklich kein Politiker der Grünen! Er hat die Produktion von weniger Stoffwechselabfällen in seine “App: Macht Euch die Erde Untertan!”  nicht einprogrammiert, sondern fordert das Gegenteil. Keine organische Spezies produziert mehr Müll als das menschliche Gehirn. Keine Zivilisation existiert auf Dauer, die dieses Müllproblem nicht löst. Das gilt insbesondere auch für den menschlichen Körper, der theoretisch locker über 130 Jahre alt werden könnte, wenn nicht das Müllproblem wäre. Kulturell fiel das bislang nicht besonders auf, weil die meisten Individuen der bisherigen Gattung Homo Sapiens sich  vorzeitig vor allem durch Kriege um Lebensräume und vor-wissenschaftliche Glaubensansichten gegenseitig umgebracht haben und auch heute noch an diesem Brauch festhalten. Aber wie wäre es, wenn wir nach der Erkenntnis der Vorteile eines “Hybrid-Stoffwechsels”, wie ich sie in diesem Blog beschrieben habe, einen neuen evolutionären Schritt wagen, indem wir den Wasserstoff als Bypass des Stoffwechsels nutzen und ihn uns direkt und ohne einen weiteren Abfall als Wasser (H₂O) zuführen, das wir mit einer nützlichen Menge von Wasserstoff angereichert haben, der nicht erst verstoffwechselt werden muss, sondern direkt verfügbar ist? Wenn wir das “Gas des Lebens”, um das unter allen höheren Lebewesen auf unserem im Vergleich zum Universum extrem wasserstoffarmen Planeten die größte Konkurrenz herrscht, weil es letztlich für die Frage entscheiden ist: Wer frisst wen am schnellsten? Stellen Sie sich mal die folgenden Fragen: • Was, außer Wasserstoff, brauchen wir eigentlich als Nahrung? • Was, außer Wasserstoff, sorgt für die Leistungsfähigkeit unsres Gehirns? • Was, außer Wasserstoff ist die Basis unserer Gesundheit? Ich komme jedenfalls zu keiner besseren Lösung als wasserstoffreiches Wasser unserer täglichen Ernährung hinzuzufügen. Wie jedes höhere Lebewesen haben wir uns Wasserstoff-produzierende Bakterien einverleibt. Nicht nur die anaeroben Bakterien, die in unserem Dickdarm für die Produktion von Wasserstoff sorgen.   Um uns dem Menschenaffen überlegen zu machen und mehr Hirnmasse zu ernähren, hat die Evolution den langsamen Dickdarm deutlich verkürzen müssen, damit mehr Energie im Kopf zur Verfügung steht. Statt langem Verdauen hat der Mensch sich für schnelles Denken entschieden. Natürlich können wir mehr Rohkost und Faserstoffe essen oder Lactulose einnehmen, um mehr Wasserstoff aus unserem Darm heraus zu produzieren.  Dennoch zeigt die neuere Wissenschaft vom Wasserstoff, dass es besser wirkt, den Wasserstoff von Außen zuzuführen. Warum das so ist, wissen wir, ehrlich gesagt, noch nicht so ganz genau. Aber soll uns das daran hindern, es zu tun? Ich trinke wasserstoffreiches Wasser seit 14 Jahren. Zunächst aus Wasserionisierern und heute zusätzlich aufgeboosted aus einem Wasserstoffbooster oder mittels Wasserstofftabletten. Vor 18 Jahren bekam ich meine Krebsdiagnose. Ich habe mich keiner der verfügbaren medizinischen Therapien  unterzogen. Und wie dieser Blog zeigt, lebe ich auch im Jahr 2018 noch ziemlich munter. Und ich behaupte: Die Zuführung von reinem Wasserstoff zu unserer Nahrungskette gibt der Evolution einen kräftigen Schubs. Was sagen Sie dazu?