Lavoisiers Atmung 1784 – Die tierische Maschine

Heute wissen Wissenschaftler, dass der Atmungsvorgang die vom Körper benötigte Energie liefert und dass diese Energie aus der Oxidation von Stoffen wie Proteinen und Kohlenhydraten stammt. 

Die wesentlichen chemischen Reaktionen dieses Vorgangs finden in den Mitochondrien der Zellen statt, die bei der Atmung Sauerstoff verbrauchen. 

1. Beim Einatmen von Luft nehmen wir Sauerstoff in unsere Lunge auf.
2. Durch das Hämoglobin in den Blutzellen wird Sauerstoff zu den Zellen unseres Körpers transportiert.
3. Wir benötigen Sauerstoff, um aus unserer Nahrung Energie zu gewinnen.
4. Nahrungsmittel werden in kleine Moleküle zerlegt, die zur Energiegewinnung dienen.
5. Diese Moleküle werden von Strukturen in unseren Zellen verarbeitet, die Mitochondrien heißen.
6. In den Mitochondrien finden die chemischen Reaktionen statt, die zur Energiegewinnung erforderlich sind.
7. Dabei entstehen Moleküle namens ATP, die Energie speichern.
8. ATP dient dazu, den Energiebedarf unserer Zellen zu decken.
9. Das bei der Energiegewinnung entstehende Kohlendioxid wird mit der Atmung ausgeschieden.

Körperwärme und Atmung

Zu den Ersten, die einen Zusammenhang zwischen Atmung, Körperwärme, Schwitzen und Verdauung herstellten, gehörte der französische Chemiker Antoine Lavoisier. Lavoisier beschrieb den menschlichen Körper als „tierische Maschine“ und erklärte, dass die Atmung gemeinsam mit Schwitzen und Verdauung die Grundlage der Körperwärme bilde und das System als Kreislauf funktioniere.

1784 erfanden Lavoisier und der Mathematiker und Astronom Simon de Laplace ein Gerät, um die von lebenden Meerschweinchen erzeugten Mengen an Wärme und Kohlendioxid zu messen. Lavoisier stellte fest, dass Tiere bei der Umwandlung des Luftsauerstoffs in Kohlendioxid bestimmte Mengen an Wärme und „fixierter Luft“ (heute als Kohlendioxid bekannt) erzeugten. Außerdem erkannte er einen Zusammenhang: Die an der Atmung beteiligten Gase waren dieselben, die bei der Verbrennungsreaktion einer Kerze erzeugt und verbraucht wurden.

Veränderlicher Sauerstoffverbrauch

Lavoisier zeigte auch, dass der menschliche Körper bei körperlicher Bewegung mehr Sauerstoff verbraucht als in Ruhe. Er schlug vor, den Energieaufwand nahezu jeder menschlichen Tätigkeit zu bestimmen, etwa des Haltens einer Rede oder des Spielens eines Musikinstruments. Seiner Ansicht nach ließ sich sogar die mechanische Energie bewerten, die ein Philosoph beim Nachdenken verbrauchte.

Leider starb Lavoisier während der Französischen Revolution unter der Guillotine. Dem Wissenschaftler C. S. Minot zufolge gilt: „Verglichen mit dem Fortschritt der Wissenschaft sind Regierungswechsel kleine Ereignisse. Es gibt keinen richtigen Maßstab für Werte, solange nicht klar erkannt wird, dass das schwerste Verbrechen der Französischen Revolution nicht die Hinrichtung des Königs, sondern die Hinrichtung Lavoisiers war.“

Lavoisier gilt als einer der Begründer der modernen Chemie und leistete wichtige Beiträge zur Entdeckung von Sauerstoff und Wasserstoff.

Sauerstoff: Mit seinen Beiträgen zur Entdeckung des Sauerstoffs führte Lavoisier im 18. Jahrhundert zum Zusammenbruch der Phlogistontheorie. Die Phlogistontheorie sollte Verbrennungsvorgänge erklären und behauptete, Stoffe verlören beim Brennen eine Substanz namens „Phlogiston“. Mit seinen Experimenten in den 1770er-Jahren zeigte Lavoisier, dass das Gewicht von Stoffen bei der Verbrennung zunahm und dies auf ihre Wechselwirkung mit Luft zurückging. Er nannte dieses neue Element „Sauerstoff“ und widerlegte damit die Phlogistontheorie.

Wasserstoff: Lavoisiers Beitrag zur Entdeckung des Wasserstoffs bestand darin, dessen Rolle in der Zusammensetzung von Wasser zu verstehen. 1783 führten Lavoisier und sein Wissenschaftlerkollege Pierre-Simon Laplace Experimente durch, die zeigten, dass bei der Verbrennung von Wasserstoff Wasser entsteht. Diese Experimente ergaben, dass Wasserstoff einer der Hauptbestandteile von Wasser ist und dass Wasser aus Wasserstoff und Sauerstoff besteht. Diese Entdeckung gilt als wichtiger Schritt zum Verständnis chemischer Verbindungen.

Mit diesen Arbeiten revolutionierte Lavoisier die Chemie und beeinflusste maßgeblich die Entdeckung und das Verständnis der Elemente. Seine Beiträge zur Entdeckung von Sauerstoff und Wasserstoff spielten eine wichtige Rolle bei der Grundlegung der chemischen Wissenschaft.

Beschreibung des Artikelbildes: Porträt von Antoine Lavoisier und seiner Frau, der Chemikerin Marie-Anne Pierrette Paulze, gemalt vom französischen Maler Jacques-Louis David

Im Artikel erwähnte historische Persönlichkeiten: Antoine-Laurent de Lavoisier (1743–1794), Pierre-Simon, Marquis de Laplace (1749–1827)

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