Gravitation und Melanine: Unterschied zwischen den Seiten

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[[Datei:Zebrafish embryos.png|mini|300px|Vier Tage alte Embryonen des [[w:Zebrabärbling|Zebrabärbling]]s, unten eine [[w:Albinismus|Albino]]-Mutation ohne Melanin]]


Die '''Gravitation''' (von [[Latein|lat.]] ''gravitas'' „Schwere“) oder '''Schwerkraft''' ist eine der vier bekannten [[Grundkräfte der Physik]] und bewirkt die gegenseitige Anziehung von [[Masse (Physik)|Massen]]. Die '''Gewichtskraft''', das '''Gewicht''', entsteht durch die Wirkung des '''Gravitationsfeldes'''. Im Zustand der '''Schwerelosigkeit''' ist die Wirkung der Schwerkraft aufgehoben.  
'''Melanine''' (von {{ELSalt|μέλας}} ''mélas'' „schwarz“) sind dunkelbraune bis schwarze oder gelbliche bis rötliche [[Pigment (Biologie)|Pigmente]], die die Färbung der [[Haut]], [[Haar]]e, [[Feder]]n und [[Auge]]n bewirken, außer bei [[w:Albinismus|Albinismus]]. Chemisch handelt es sich um [[Copolymer]]e mit [[w:Indol|Indol]]verbindungen als Untereinheiten. Sie kommen in  Wirbeltieren und Insekten, als [[Farbstoff]] in der Tinte von [[w:Tintenfische|Tintenfische]]n (siehe [[w:Sepia (Farbstoff)|Sepia]]) und auch in Mikroorganismen und Pflanzen vor. Melanine entstehen durch die enzymatische [[Oxidation]] des [[w:Tyrosin|Tyrosin]]s (enzymatische Bräunung). Gebildet wird Melanin bei Wirbeltieren in den [[Melanozyten]] der Haut sowie in der [[Aderhaut]]<ref>''Pschyrembel. Klinisches Wörterbuch.'' De Gruyter, 255. Auflage. Berlin/New York 1986, ISBN 3-11-007916-X, S. 1041.</ref> und [[Iris (Auge)|Iris]] des Auges.<ref>[http://www.aerztekammer-bw.de/20buerger/30patientenratgeber/a_f/albinismus.html Was ist Albinismus?]</ref> Beim Menschen und anderen [[Primaten]] kommt '''Neuromelanin''', dessen dortige Funktion unklar ist, in der [[Substantia nigra]] des [[Gehirn]]s vor. Neuromelanin entsteht durch die [[Oxidation]] zytosolischer [[w:Katecholamine|Katecholamine]], beispielsweise [[Dopamin]]. <ref>M. Gerlach u.&nbsp;a.: [http://www.blackwell-synergy.com/doi/abs/10.1046/j.1471-4159.1995.65020923.x  ''Mössbauer Spectroscopic Studies of Purified Human Neuromelanin Isolated from the Substantia Nigra.''] In: ''Journal of Neurochemistry'', 1995, 65 (2), 923–926. {{DOI|10.1046/j.1471-4159.1995.65020923.x}}</ref> Die genaue Struktur und Funktion des Neuromelanins sind derzeit noch unklar. Nach heutigem Wissensstand scheint dieser Melanintyp im Gehirn eher schützende, [[w:Antioxidans|antioxidative]] Eigenschaften zu besitzen.


Die [[geist]]ige Ursache der Schwere liegt in dem [[Geist der Schwere]], der dem Reich der [[Urengel]] ([[Archai]]) angehört. Auch [[Ahriman]] wirkt als Geist der Schwere. Der '''Schwere''' entgegen gerichtet wirkt als [[ätherisch]]e [[Umkreiskraft]] die [[Leichte]], die für das [[Pflanze]]nwachstum von ganz besonderer Bedeutung ist.  
== Struktur ==
Trotz langjähriger Bemühungen ist es bisher nicht gelungen, die exakte Struktur eines Melanins aufzuklären. Es gilt als sicher, dass es sich um [[Copolymer]]e handelt, deren Untereinheiten [[w:Indol|Indol]]verbindungen sind, die hauptsächlich über C-C-Bindungen verknüpft sind. Die Schwierigkeit liegt in der [[Löslichkeit|Unlöslichkeit]] der Melanine in jedem Lösungsmittel, in ihrer ausgeprägten [[Heterogenität]] und im Fehlen von wohldefinierten spektralen oder physikochemischen Signalen. Außerdem sind sie schwer von biologisch gleichzeitig entstehenden [[Protein]]en zu trennen.<ref>Pezzella, Alessandro, et al. „An integrated approach to the structure of Sepia melanin. Evidence for a high proportion of degraded 5, 6-dihydroxyindole-2-carboxylic acid units in the pigment backbone.“ Tetrahedron 53.24 (1997): 8281-8286.</ref><ref>Banerjee, Aulie, Subhrangshu Supakar, and Raja Banerjee. „Melanin from the nitrogen-fixing bacterium Azotobacter chroococcum: a spectroscopic characterization.“ PloS one 9.1 (2014): e84574.</ref>
Eine Übersicht zur Melaninbildung, Untersuchungsmethoden und Strukturelementen finden sich in zwei der folgenden Standardwerke zu Chemie und Biologie der Melanine<ref>R.A. Nicolaus „Melanins“, Hermann Verlag, Paris 1968</ref><ref>G. Prota „Melanins and Melanogenesis“, Academic Press 1992</ref>


== Physikalische Grundlagen ==
== Melanin beim Menschen ==
[[Datei:LaCoste-Romberg.PNG|mini|Schematischer Aufbau des LaCoste-Romberg-[[w:Gravimeter|Gravimeter]]s]]
Melanin tritt beim Menschen vor allem in zwei Varianten auf: eine braun-schwärzliche ('''Eumelanin'''), die sich von den [[Aminosäuren]] [[w:Tyrosin|Tyrosin]] und [[w:Levodopa|Levodopa]] ableitet, und eine hellere gelblich-rötliche ('''Phäomelanin''') Variante, die [[schwefel]]haltig ist. Es gibt auch andersfarbige Varianten, sogenannte Allomelanine, die aus [[w:Hydroxybenzol|Hydroxybenzol]]en entstehen. Diese finden sich vorwiegend in Pflanzen, Pilzen und Bakterien. Fast immer treten die Melanine als Mischtypen auf und sind zusätzlich mit Lipiden oder Eiweiß verknüpft.
Nach dem [[Wikipedia:Newtonsches Gravitationsgesetz|Newtonschen Gravitationsgesetz]] beträgt die [[Kraft]] <math>F</math> zwischen zwei Massepunkten <math>m_1</math> und <math>m_2</math>:


:<math>F = G\ \frac{m_1\, m_2}{r^2}</math>
Die Melanine in der menschlichen Haut und den Haaren sind Mischformen aus Eumelaninen und den schwefelhaltigen Phäomelaninen. Das Mischungsverhältnis dieser beiden Melanintypen ist mitbestimmend für den Hauttyp eines Menschen. Dabei ist der Gehalt an Phäomelanin in tiefrotem Haar besonders hoch und nimmt über braune zu schwarzen Haaren hin ab. Die Melaninbildung wird durch UVB-Strahlung angeregt und es dient vermutlich als Lichtschutz vor dem schädlichen Einfluss der [[UV-Strahlung]] der Sonne. Eines der Hauptargumente für die UV-Schutzfunktion ist die Beobachtung, dass stark pigmentierte Bevölkerungsgruppen in geringerem Maße an sonneninduziertem Hautkrebs („[[w:Melanom|Melanom]]“) erkranken als schwächer pigmentierte Bevölkerungsgruppen. Inzwischen sind auch die photochemischen Prozesse, welche Melanin zu einem hervorragenden UV-Filter machen, untersucht worden. Es wurde gezeigt, dass Melanin mehr als 99,9 % der Strahlungsenergie in harmlose Wärme umwandelt.<ref name="Meredith">{{cite journal |author=Meredith, Paul; Riesz, Jennifer |title=Radiative Relaxation Quantum Yields for Synthetic Eumelanin |url= |journal= Photochemistry and photobiology |volume=79 |issue=2 |pages=211–216 |year=2004 |pmid= |issn=}}</ref>
Dies geschieht durch die ultraschnelle [[w:innere Umwandlung|innere Umwandlung]] (engl. ''internal conversion'') vom elektronisch angeregten Zustand in Vibrationszustände des Moleküls. Durch diese ultraschnelle Umwandlung verkürzt sich die Lebensdauer des angeregten Zustandes. Dadurch wird verhindert, dass sich freie Radikale bilden. Der angeregte Zustand des Melanins ist sehr kurzlebig, und deshalb bietet es einen exzellenten [[w:Photoprotektion|Photoschutz]].


Die [[Wikipedia:Gravitationskonstante|Gravitationskonstante]] hat dabei den Wert: <math>G = 6{,}673\;84\;(80) \cdot 10^{-11}\,\mathrm{\frac{m^3}{kg \cdot s^2}}</math> <ref name="CODATAbg">{{internetquelle |url=http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?bg |hrsg=National Institute of Standards and Technology |titel=CODATA Recommended Values |zugriff=17. Juni 2011}} Wert für die Gravitationskonstante in Basiseinheiten</ref>
Rothaarige Personen haben eine höhere Wahrscheinlichkeit, Melanome zu entwickeln. Deswegen wird angenommen, dass dieser Melanintyp die Haut weniger effizient schützt.<ref name="meduniwien">Medizinische Universität Wien – AKH consilium: {{Webarchiv|url=http://hauttumoren-boesartige.universimed.com/ |wayback=20100612013459 |text=''Hautkrebs (Malignes Melanom)'' |archiv-bot=2019-05-01 01:48:29 InternetArchiveBot }}</ref>


Die '''Gewichtskraft''' oder '''Gravitationskraft''' <math>\vec {F}_\text{G}</math> ist das Produkt der [[Masse (Physik)|Masse]] <math>m</math> mit der '''Schwerebeschleunigung''' <math>\vec g</math>, die als [[vektor]]ielle Größe durch Betrag und Richtung gekennzeichnet ist. Auf der [[Erdoberfläche]] beträgt die '''Erdbeschleunigung''' im Mittel: <math>g = 9{,}81 \, \mathrm{m/s^2}</math>.
Durch genetische Veranlagung bzw. durch im Laufe der Zeit erworbene Schäden an der Erbsubstanz kann die Synthese des Melanins gestört sein. Eine verminderte Bildung führt zu einer [[w:Hypopigmentierung|Hypopigmentierung]]. Ist die Produktion blockiert, so fehlen auch die Farbmittel in Haut, Haaren und Augen, wodurch sich eine sehr helle weiße Haut, eine ungewöhnlich helle Haarfarbe und blau, blaugraue oder grüne Augen ergeben, die je nach Einfallswinkel des Lichts ''rot'' erscheinen können. Man spricht von [[w:Albinismus|Albinismus]] und bezeichnet die betroffenen Organismen als Albinos. Bei Überproduktion ([[w:Hyperpigmentierung|Hyperpigmentierung]]) treten vermehrt dunkle Flecken in der Haut auf ([[w:Leberfleck|Leberfleck]]e, [[w:Sommersprossen|Sommersprossen]]), die bösartig ([[w:Malignes Melanom|Melanom]]) werden können. Die Melaninproduktion kann durch den Wirkstoff [[w:Rucinol|Rucinol]] gezielt unterbrochen werden.


:<math>\vec{F}_\text{G} = m \, \vec g</math>
Wissenschaftler der [[w:Johannes Gutenberg-Universität Mainz|Universitäten in Mainz]] und [[w:Christian-Albrechts-Universität zu Kiel|Kiel]] haben 2016 weitere Details zum molekularen Mechanismus der enzymkatalysierten Oxidation der Melaninbildung aufgedeckt. Im Zentrum dieser Untersuchungen stehen die Aktivitäten der Enzyme [[w:Tyrosinase|Tyrosinase]] und [[w:Polyphenoloxidase|Catecholoxidase]].<ref>{{Literatur|Autor=Even Solem, Felix Tuczek, Heinz Decker|Titel=Tyrosinase versus Catechol Oxidase. One Asparagine Makes the Difference|Sammelwerk=Angewandte Chemie International Edition|Band=55|Nummer=8|Verlag=WILEY Online Library|Datum=2016-02-18|Seiten=2884–2888|ISSN=1521-3773|DOI=10.1002/anie.201508534}}</ref>


Das Newtonsche Gravitationsgesetz ist als Näherungslösung nur für schwache und zeitunabhängige Gravitationsfelder hinreichend gültig. Starke und zeitlich veränderliche Gravitationsfelder werden gemäß der [[Allgemeine Relativitätstheorie|allgemeinen Relativitätstheorie]] berechnet, die die Gravitation als geometrische Eigenschaft der gekrümmten [[vierdimensional]]en [[Raumzeit]] deutet, in der [[Raum]] und [[Zeit]] zu einem vierdimensionalen [[Raum-Zeit-Kontinuum]] vereinigt sind und Raum- und Zeitkoordinaten durch [[Koordinatentransformation]] ineinander übergehen bzw. miteinander vermischt werden können.
== Melanin bei Pilzen ==
Eine wissenschaftliche Arbeit aus dem Jahr 2007 berichtet von [[Pilze]]n, die wahrscheinlich mittels Melanin ionisierende Strahlung in für ihren Organismus nutzbare Energie umwandeln ([[w:radiotrophe Pilze|radiotrophe Pilze]]).<ref>Ekaterina Dadachova et al.: ''Ionizing Radiation Changes the Electronic Properties of Melanin and Enhances the Growth of Melanized Fungi'', in: ''PLoS ONE'' 2(5), [[doi:10.1371/journal.pone.0000457]].</ref>


Die Schwerebeschleunigung an einem geographischen Ort kann mittels eines [[w:Gravimeter|Gravimeter]]s gemessen werden.
Ausdrücklich hervorgehoben wird, dass die Rolle des Melanins bei der Energieerzeugung im Organismus nach wie vor unklar ist. Klar ist lediglich, dass bei den aus Proben aus dem versiegelten [[w:Katastrophe von Tschernobyl|Kernreaktorblock 4 von Tschernobyl]] stammenden Pilzen
* eine höhere [[Stoffwechsel]]rate gegeben war, wenn sie mit Melanin angereichert wurden, als bei unbehandelten Pilzen,
* bei der Energieerzeugung Veränderungen in der [[Elektronenkonfiguration]] der [[Elektronenhülle]] ihres Melanins nachgewiesen wurden. Dies weist auf ein verändertes [[Energieniveau]] hin, das bei der Erzeugung von Energie auch zu erwarten ist,
* eine auf das Vierfache gestiegene [[Reduktion (Chemie)|Reduzierung]] von [[w:Nicotinamidadenindinukleotid|NAD+]] zu beobachten ist, wenn sie bestrahlt werden. Dabei handelt es sich um einen Stoffwechselvorgang.


=== Lotrichtung ===
Bei einer um den Faktor 500 erhöhten [[w:Strahlenbelastung]] war die Aktivität des [[Stoffwechsel|Metabolismus]] von ''Wangiella dermatitidis'' und ''[[w:Cryptococcus neoformans|Cryptococcus neoformans]]'' [[w:Signifikanz (Statistik)|signifikant]] höher im Vergleich zur normalen Aktivität unter der [[Radioaktivität#Entstehung und Vorkommen von Radioaktivität|natürlichen Strahlenbelastung]].
[[Datei:Geoid-2Vert,Equipotential.png|mini|360px|Berge krümmen die Lotrichtung um bis zu 0,01°. Die Lotlinien durchstoßen das Geoid und alle anderen Niveauflächen unter genau 90°]]
Die lokale Richtung der Schwerebeschleunigung wird als '''Lotrichtung''' oder kurz als '''Lot''' bzw. '''Vertikale''' bezeichnet. Sie steht senkrecht auf den Niveauflächen des '''Schwerefeldes''' der [[Erde (Planet)|Erde]] und ist die Resultierende aus der wirkenden Schwerkraft und der durch die Erddrehung bedingte [[Fliehkraft]], weshalb sie auch meist nicht exakt zum [[Erdmittelpunkt]] weist. [[Berg]]e können aufgrund ihrer großen Masse die Lotrichtung um bis zu 0,01° krümmen.


Auf einfache Weise kann die Lotrichtung mit einem '''Schnurlot''' (Senkblei) bestimmt werden. Eine auf die Lotrichtung senkrecht stehende Ebene wird als '''Waagrechte''' bzw. '''Horizontale''' oder auch als '''mathematischer Horizont''' bezeichnet.
== Einzelnachweise ==
 
<references />
== Phänomenologische Betrachtung ==
 
{{GZ|Denn sehen Sie, man hat verlernt, namentlich seit die
Physik allmählich gekommen ist unter den Newtonschen Einfluß, der
eigentlich heute noch immer wirksam ist, man hat verlernt, Tatbestände
unmittelbar auszusprechen. Einzelne Menschen haben ja
wiederum versucht, auf das Unmittelbare der Tatbestände hinzuweisen,
''[[Goethe]]'' im Großen, und Menschen wie zum Beispiel ''[[w:Gustav Robert Kirchhoff|Kirchhoff]]'' in
einer mehr theoretischen Weise. Aber im ganzen hat man eigentlich
verlernt, die Aufmerksamkeit rein auf die Tatbestände zu richten. Und
so hat man zum Beispiel im Sinne von Newton den Tatbestand aufgefaßt,
daß materielle Körper, die sich in der Nähe von anderen materiellen
Körpern befinden, auf diese anderen materiellen Körper hinfallen
unter entsprechenden Voraussetzungen. Man hat dieses zugeschrieben
einer Kraft, die von dem einen Körper ausgeht und auf
den anderen ausgeübt wird, der Schwerkraft. Sie können sich aber
überlegen, soviel Sie wollen, und Sie werden niemals dasjenige, was
man unter dem Worte Schwerkraft versteht, unter die Tatbestände
rechnen können. Wenn ein Stein zur Erde fällt, so ist der Tatbestand
lediglich der, daß er sich der Erde nähert. Sie sehen ihn an einem Orte,
sehen ihn an einem zweiten Orte, an einem dritten Orte usw. Wenn
Sie sagen: Die Erde zieht den Stein an, so denken Sie zum Tatbestand
etwas hinzu, Sie sprechen die Erscheinung, das Phänomen nicht mehr
rein aus. Dies hat man sich immer mehr und mehr abgewöhnt, die Erscheinung
rein auszusprechen, aber es kommt darauf an, die Erscheinung
rein auszusprechen. Denn spricht man die Erscheinungen nicht
rein aus, sondern geht man über zu erdachten Erklärungen, dann kann
man die verschiedensten erdachten Erklärungen finden, die oftmals das
gleiche erklären. Nehmen Sie also an, Sie haben zwei - meinetwillen -
Weltenkörper, so können Sie sagen: Diese beiden Weltenkörper ziehen
sich gegenseitig an, sie senden da so etwas Unbekanntes wie eine Kraft
in den Raum hinaus und ziehen sich gegenseitig an.
 
[[Datei:GA320 111a.gif|200px|center|Zeichnung aus GA 320, S. 111]]
 
Sie brauchen aber nicht zu sagen: Diese Körper ziehen sich gegenseitig an, sondern
Sie können sich auch sagen: Hier ist der eine Körper, hier ist der
andere Körper, hier sind viele andere kleine Körperchen, meinetwillen
sogar Ätherteilchen, hierzwischen auch; diese Ätherteilchen sind in
Bewegung, bombardieren die beiden Weltenkörper, das bombardiert
so hin, das so her, und was dazwischen ist, fliegt hin und her und
bombardiert auch. Nun ist die Angriffsfläche hier eine größere als
die da drinnen.
 
[[Datei:GA320 111b.gif|200px|center|Zeichnung aus GA 320, S. 111]]
 
Daher wird da drinnen weniger bombardiert, außen
wird mehr bombardiert. Die Folge davon ist, daß sich die Weltenkörper
einander nähern, sie werden gegeneinander gestoßen durch
den Unterschied, der besteht zwischen der Anzahl der Stöße, die zwischendrinnen
ausgeführt werden, und der Anzahl der Stöße, die außen
ausgeführt werden. Es hat Menschen gegeben, die die Schwerkraft
so erklärt haben, daß sie gesagt haben: Da ist eine Fernkraft, die die
Körper anzieht -, und es hat Menschen gegeben, die gesagt haben: Das
ist ein Unsinn. Es ist das ganz undenkbar, die Wirkung der Kraft in
die Ferne anzunehmen. Also, nehmen wir den Raum durch den Äther
erfüllt an, und nehmen wir dieses Bombardieren dazu, dann werden die
Massen gegeneinander gesprudelt. - Neben diesen Erklärungen gibt
es noch alle möglichen Erklärungen. Es ist das nur ein Musterbeispiel,
wie nicht gesehen wird heute auf das wirkliche Phänomen, sondern
wie hinzugedacht werden allerlei Erklärungen, Was liegt aber dem
eigentlich zugrunde? Ja, sehen Sie, dieses Hinzudenken von allerlei
unbekannten Agenzien, illusorischen Energien, die allerlei tun, das
erspart einem etwas. Selbstverständlich ist es ebenso hinzugedacht,
was man hier als Stöße hinzutheoretisiert, wie dasjenige, was man als
Fernkräfte hinzutheoretisiert. Aber es überhebt einem dieses Hinzudenken
einer Annahme, die heute den Menschen furchtbar unangenehm
ist. Denn sehen Sie, es ist immer so, daß man fragen muß, wenn
da zwei voneinander unabhängige Weltenkörper sind, die sich nähern,
die zeigen, daß es-zu ihrer Wesenheit gehört, sich zu nähern, ja, dann
muß etwas zugrunde liegen, was das Nähern bewirkt. Es muß irgendeine
Begründung für das Nähern da sein. Nun ist das Einfachere, man
denkt Kräfte hinzu, als daß man sich sagt, es gibt noch einen anderen
Weg, nämlich den Weg, die Weltenkörper nicht unabhängig voneinander
zu denken. Wenn ich zum Beispiel die Hand an meine Stirne
lege, so wird es mir nicht einfallen zu sagen: Meine Stirne zieht die
Hand an, sondern ich werde sagen: Das ist ein innerer Akt, der ausgeübt
wird durch dasjenige, was seelisch-geistig zugrunde liegt. Es ist
eben meine Hand von meiner Stirne nicht unabhängig, das sind nicht
eigentlich zwei Dinge, die Hand und die Stirne. Ich komme nur dazu,
die Sache richtig zu betrachten, wenn ich mich als Ganzes betrachte.
Ich betrachte nicht eigentlich eine Realität, wenn ich sage: Da ist ein
Kopf, da sind zwei Arme mit den Händen daran, da ist ein Rumpf,
da sind zwei Beine. Nein, das ist keine vollständige Betrachtung,
sondern eine vollständige Betrachtung ist es, wenn ich den ganzen
einheitlichen Organismus schildere, wenn ich die Dinge so schildere,
daß sie zusammengehören, das heißt, ich habe die Aufgabe, nicht bloß
dasjenige, was ich sehe, zu schildern, sondern ich habe die Aufgabe,
nachzudenken über die Realität desjenigen, was ich sehe. Dadurch,
daß ich etwas sehe, ist es eben noch kein Reales. Ich habe, weil ich
solche Dinge oftmals auch in anderen Vorträgen andeutete, das Folgende
wiederholt gesagt: Nehmen Sie einen Steinsalzwürfel. Dieser ist
in gewisser Beziehung ein Ganzes - alles ist in gewisser Beziehung ein
Ganzes. Er kann durch den Komplex desjenigen, was er ist innerhalb
seiner sechs Flächen, bestehen. Wenn Sie aber eine Rose anschauen,
die Sie abgeschnitten haben, so ist diese Rose kein Ganzes, denn die
kann nicht in derselben Weise durch den Komplex dessen, was in ihr
ist, bestehen wie der Steinsalzwürfel, sondern die Rose kann nur bestehen
dadurch, daß sie am Rosenstock ist. Daher ist die abgeschnittene
Rose, obzwar Sie sie ebensogut wahrnehmen wie den Steinsalzwürfel,
eine reale Abstraktion, sie ist etwas, das für sich gar nicht als Realität
angesprochen werden darf. Daraus folgt etwas außerordentlich Erhebliches,
daraus folgt, daß wir jeder Erscheinung gegenüber nachforschen
müssen, inwiefern sie eine Realität ist oder inwieferne sie nur
etwas Herausgeschnittenes ist aus einem Ganzen. Wenn Sie die Sonne
und den Mond oder die Sonne und die Erde für sich betrachten, so
können Sie natürlich ebensogut eine Schwerkraft hinzuerfinden, eine
Gravitation, wie Sie eine Gravitation erfinden, daß meine Stirne die
rechte Hand anzieht. Aber Sie betrachten Dinge, die kein Ganzes sind,
sondern die Glieder des ganzen planetarischen Systems sind, wenn Sie
die Sonne und die Erde und den Mond betrachten.
 
Das, sehen Sie, ist das Wichtigste, daß man beobachtet, inwieferne
etwas ein Ganzes ist oder aus einem Ganzen herausgeschnitten ist.
Unzähliges, was eigentlich ganz irrtümlich ist, entsteht dadurch, daß
man dasjenige, was nur eine Teilerscheinung ist in einem andern, als
ein Ganzes betrachtet. Aber sehen Sie, man hat sich durch dieses Betrachten
der Teilerscheinungen und durch das Hinzuerfinden der Energien
erspart, das Leben des Planetensystems zu betrachten. Das heißt,
man hat darnach gestrebt, dasjenige in der Natur, was Teil ist, wie ein
Ganzes zu betrachten und dann alles dasjenige, was als Wirkungen
entsteht, einfach durch Theorien entstehen zu lassen.|320|110ff}}
 
== Inneres Erleben der Schwerkraft im Lebenslauf ==
 
<div style="margin-left:20px">
„Wir lernen nicht die einfachste Erdenkraft
kennen, wenn wir nur die Außenwelt schauen. Nehmen Sie ein Physikbuch
zur Hand. Sie wissen, es wird da von der Gravitation, von der
Erdenschwere gesprochen; aber es wird stets hinzugefügt, das Wesen
der Schwerkraft kenne man natürlich nicht. Man ist sogar recht selbstgefällig,
wenn man auseinandersetzt, das Wesen der Schwerkraft kenne
man nicht.
 
Wie lernt man das Wesen derjenigen Kraft kennen, die die Kreide
herunterfallen läßt, wenn man sie losläßt aus der Hand? Die Kraft, die
man die Schwerkraft nennt, man lernt sie auf folgende Weise kennen.
Man wird in einem bestimmten Zeitpunkt seines Lebens, vielleicht vom
dreißigsten Lebensjahre an, vielleicht auch schon früher, das hängt von
der liebevollen Führung durch das Schicksal ab, etwas erkennen, wenn
man sich selbst im geisteswissenschaftlichen Sinne, nicht in der gewöhnlichen
Weise beobachtet – durch die Methoden der Geisteswissenschaft
wird man ja etwas eingeführt in die Methoden wahrer Selbstbeobachtung
—, also man wird ungefähr mit dem zweiunddreißigsten
Lebensjahre etwas kennenlernen. Man wird, wenn man sich nicht so
beobachtet, wie es die abstrakten Mystiker tun, sondern wenn man
wirkliche Selbstbeobachtung lernt, zu dieser wirklichen Selbstbeobachtung
kommen zum Beispiel, daß wenn man, nun sagen wir, vom fünfunddreißigsten
bis zum vierzigsten Jahre lebt, man merkt, daß man
organisch ein anderer geworden ist. Manche bemerken es daran, daß
ihre Haare grau geworden sind; heute kommt es auch vor, daß die
Männer in dieser Zeit Glatzen kriegen. Also man ist anders geworden.
Aber wenn man nicht die Fähigkeit errungen hat, sich selbst zu beobachten,
dann erlebt man dieses Anderswerden nicht, dann erlebt man
nicht im inneren Dasein, wie dieses Anderswerden sich abspielt. Man
kann es erleben, wenn man das auf sich anwendet, was in meinem
Buche «Wie erlangt man Erkenntnisse der höheren Welten?» gesagt ist.
Man kann es erfahren etwa vom zweiunddreißigsten Jahre an, wie das
sich innerlich erlebt. Und dann lernt man erkennen an der Art und
Weise, wie man immer seinen Körper anders tragen muß, wie der Körper
schwerer wird. Dann erlebt man innerlich die Schwere, dasjenige,
was man Gravitation nennt. Das muß man aber innerlich erleben.
 
All das Wischiwaschi, das in der Mystik zum Ausdruck kommt, ist
nicht so wichtig wie solch eine konkrete Tatsache, wie man selber innerlich
in dieser Zeit das Schwererwerden erleben kann. Das Schwererwerden
können Sie nicht erleben lernen, wenn Sie hier einen Menschen
haben und der nun einen Stein fallen läßt. Nicht an dem Fallen des
Steines beobachten Sie die Schwere, denn der Stein enthält die wirkliche
Materialität nicht. Das müssen Sie in sich selbst beobachten, indem
Sie jetzt nicht auf den Raum schauen, sondern auf die Zeit, das
heißt auf das, was Sie nacheinander erleben. Man muß übergehen vom
räumlichen Erleben zum zeitlichen Erleben. Man muß erst die Selbstbeobachtung
machen können. Man muß dasjenige, was in der äußeren
Wahrnehmungswelt nimmermehr zu finden ist, durch innerliche Erlebnisse
finden.“ {{Lit|{{G|197|104ff}}}}
</div>
 
== Die unmittelbare Verbindung der Ich-Organisation mit der Schwerkraft ==
 
In seinem [[GA 317|Heilpädagogischen Kurs]] beschreibt [[Rudolf Steiner]], wie die [[Ich-Organisation]], wenn sie den [[Physischer Leib|physischen Leib]] und den [[Ätherleib]] ergreift, ''unmittelbar'' mit der Schwerkraft in Verbindung tritt. Der physische Leib verliert dadurch seine Schwere.
 
[[Datei:GA 317 27.6.1924.jpg|mini|400px|Tafel 4 aus [[GA 317]]]]
 
{{GZ|Die Ich-Organisation ergreift
nicht bloß den ätherischen und den physischen Leib, wenn sie zurückgeht
beim Aufwachen, sondern sie ergreift im menschlichen Leibe
die äußere Welt, die Kräfte der äußeren Welt. Was heißt das? Nun
stellen Sie sich vor, wir haben die Schwerkraft, die so wirkt (siehe
Tafel 4). Innerhalb der Richtung der Schwerkraft stehen wir ja aufrecht,
wenn wir wachen. Stellen Sie sich einfach die Schwerkraft als
solche vor, die da wirkt, also die Richtung der Gewichtskräfte. Nun
gibt es zwei Vorstellungen; machen wir uns das recht klar: die eine
konnte darin bestehen, daß das Ich - sehen wir zunächst vom ätherischen
Leibe ab - den physischen Leib ergreift, der physische Leib fügt
sich dann der Schwerkraft, nicht wahr, wir stellen uns in die Schwerkraft
hinein, wenn wir gehen, wir müssen das Gleichgewicht aufsuchen
und so weiter. Das wäre die eine Vorstellung: wir ergreifen im Aufwachen
mit dem Ich den physischen Leib; der physische Leib, der ist
schwer und unterliegt dem Gewichte der Erde, und jetzt unterliegen
wir mit unserem physischen Leib dem Gewichte der Erde und haben
dadurch mittelbar eine Beziehung zur physischen Schwerkraft. Das ist
die eine Möglichkeit. Es ist gerade so, wie wenn ich mit dem Gewichte
des Buches eine mittelbare Beziehung zur Schwerkraft habe, indem ich
das Buch ergreife. Das ist die eine Vorstellung; die ist falsch, unrichtig.
Die andere Vorstellung ist diese: das Ich schlüpft hinein in den physischen
Leib, ergreift den physischen Leib, aber schlüpft so weit hinein,
daß es den physischen Leib unschwer macht; der physische Leib verliert,
indem das Ich hineinschlüpft, seine Schwerkraft. Wenn ich also
als wacher Mensch aufrecht stehe, so ist für mein Bewußtsein, für das
Ich selbst, für die Ich-Organisation, die auch im Wärmeorganismus
ihren physischen Ausdruck hat, die Schwerkraft überwunden. Es ist
keine Möglichkeit vorhandenen mittelbare Beziehung zur Schwerkraft
zu treten. Das Ich tritt in unmittelbare Beziehung, stellt sich als Ich in
die Schwerkraft hinein, schaltet also den physischen Leib aus. Das ist
dasjenige, um was es sich handelt. Sie stellen sich fortwährend in die
wirkliche Schwerkraft der Erde hinein mit der Ich-Organisation, wenn
Sie gehen, nicht auf dem Umwege durch den physischen Leib, Sie treten
in unmittelbare Beziehung zu dem Tellurischen.
 
Ebenso ist es mit dem Ätherleib. Auch der Ätherleib ist in Kräfte
eingeschaltet. Nehmen wir eine von diesen Kräften. Ich habe oft darauf
aufmerksam gemacht, wir unterliegen, indem wir als Mensch auf
der Erde herumgehen, einem sehr starken Auftrieb. Wir haben unser
Gehirn; das ist durchschnittlich 1500 Gramm schwer. Wenn diese
Schwere von 1500 Gramm auf die Basis unseres Gehirns mit den feinen
Adern drücken würde, würden diese sofort zerquetscht werden. Es
drückt eben nicht, es schwimmt in Wahrheit in dem Gehirnwasser.
Dadurch erleidet es einen Auftrieb, es verliert soviel von seinem Gewicht,
als die verdrängte Wassermasse Gewicht hat. Diese verdrängte
Wassermasse hat ein Gewicht, das ungefähr 20 Gramm weniger ist als
das Gewicht des Gehirns selbst, so daß das Gehirn nur mit einem Gewichte
von 20 Gramm auf seine Unterlage drückt. Wir haben also ein
schweres Gehirn, das aber nicht hinuntergedrückt wird, sondern einen
Auftrieb hat. In diesem Auftrieb leben wir darinnen, unser Ätherleib
lebt darinnen. Aber indem wir hineinschlüpfen mit unserer Ich-
Organisation in unseren Ätherleib, stehen wir nicht mittelbar in dem
Auftrieb darinnen, sondern direkt mit der Ich-Organisation. Mit allen
Kräften der Erde, mit der ganzen physischen Welt steht unsere menschliche
Organisation in Beziehung, und zwar in direkter unmittelbarer
Beziehung, nicht in indirekter Beziehung.
 
Nun, sehen Sie, womit steht da unsere Ich-Organisation in Beziehung?
Da steht unsere Ich-Organisation erstens in Beziehung zur
Schwerkraft, das heißt zu dem Irdischen. Denn, meine lieben Freunde,
das, was die Physiker Materie nennen, das gibt es ja nicht. In Wirklichkeit
existieren nur Kräfte, und die Kräfte sind durchaus ähnlich
wie zum Beispiel die Schwerkraft - es gibt natürlich noch andere
Kräfte, gewisse elektrische Kräfte, magnetische Kräfte -, mit allen
steht die Ich-Organisation in unmittelbarer Beziehung und ist während
des ganzen Wachzustandes im normalen Menschen darinnen. Wir können
sagen, alles dasjenige, was wir unter Erde umfassen, das sind diese
Kräfte. Alles dasjenige, was wir unter Wasser umfassen, was im Gleichgewichtszustande
ist, mit dem steht die Ich-Organisation in unmittelbarer
Verbindung, Alles, was luftförmig ist - nicht wahr, wir müssen
in der Physik neben der gewöhnlichen Mechanik auch eine Hydromechanik,
eine Aeromechanik lernen, weil die Gleichgewichtsprozesse
und meteorologischen Prozesse in der Luft ihre besondere Formung
haben -, mit dem steht die Ich-Organisation in unmittelbarer Verbindung.
Dann steht die Ich-Organisation noch in Verbindung mit einem
Teile des allgemeinen Wärmezustandes, mit einem Teile der allgemeinen
Wärmekräfte, durch den wir immer durchgehen, wenn wir in der
physischen Welt leben.|317|44ff}}
 
== Schwerkraft und Mondenkräfte ==
 
Die nach der Abtrennung des [[Mond]]es in der [[Erde (Planet)|Erde]] verbliebenen Mondenkräfte, deren Ursprung bereits in der Entwicklungsperiode des [[Alter Mond|alten Mondes]] liegt, sind nach [[Rudolf Steiner]] die unmittelbare Ursache der irdischen Schwerekräfte, durch deren Einfluss auch erst das feste [[Erdelement]] entstanden ist.
 
<div style="margin-left:20px">
"Der Mond tritt
ja während der Erdenmetamorphose heraus, wird Nebenplanet und
läßt der Erde die inneren Erdenkräfte zurück. Zum Beispiel sind die
Kräfte der Schwere durchaus etwas, was vom Monde zurückgeblieben
ist in physischer Beziehung. Die Erde würde nicht die Kräfte der
Schwere entwickeln, wenn nicht zurückgeblieben wären die Reste des
alten Mondeneinschlusses; er selber ist fortgegangen. Der Mond ist jene
Kolonie im Weltenraum, von der ich Ihnen vom geistigen Aspekte aus in
den jüngst verflossenen Tagen gesprochen habe. Er hat eine ganz andere
Substantialität als die Erde, aber er hat in der Erde zurückgelassen das,
was man im weiteren Sinne den Erdenmagnetismus nennen kann; die
Kräfte der Erde, namentlich die Schwerkräfte der Erde, die Wirkungen, die man als die Gewichtswirkungen bezeichnet, sind vom Monde
zurückgeblieben. So können wir sagen: Wir haben hier (siehe Zeichnung
Seite 71) Saturn- und Sonnenzustand, die im wesentlichen warme,
lichtdurchglänzte Metamorphose, wenn wir die beiden zusammennehmen;
wir haben hier, Monden- und Erdzustand, die mondgetragene,
wässerige Metamorphose, das Wäßrige, das sich herausbildet während
der Mondmetamorphose und dann während der Erdenmetamorphose
bleibt; das Feste wird ja gerade durch die Schwerkräfte hervorgerufen." {{Lit|{{G|230|64f}}}}
</div>
 
<div style="margin-left:20px">
"Schwerkraft nehmen also nur diejenigen
Wesen wahr und ihr unterliegen nur diejenigen Körperlichkeiten,
die auf einem Planeten sind, der fest ist. Wesen, welche leben
könnten auf einem Planeten, der flüssig ist, würden nichts wissen von
einer Schwerkraft. Man könnte nicht davon reden. Und Wesen, die
nun gar auf einem Weltkörper leben, der gasig ist, die würden das
entgegengesetzte der Schwerkraft, das Streben nach allen Seiten vom
Zentrum weg, als das Normale ansehen müssen. Wenn ich mich paradox
ausdrücken will: Bei Wesen, die einen gasförmigen Planeten bewohnten,
müßten die Körper, statt hinzufallen zum Planeten, fortwährend
abgeschleudert werden." {{Lit|{{G|321|108}}}}
</div>
 
== Schwerkraft und das Tote im Planetensystem ==
 
{{GZ|Die Umlaufzeiten
der Planeten im Sonnensystem stehen in Verhältnissen
zueinander, die inkommensurabel sind. Wenn man von da ab nun
sich überlegt, was geschehen würde, wenn die Verhältniszahlen der
Umlaufzeiten der Planeten nicht inkommensurabel wären, so müßte
man sich sagen: Es würden im Planetensystem Störungen entstehen,
die sich immer wiederholen würden und die durch ihre Wiederholungen
das Planetensystem zum Stillstand bringen würden. Es
ist durch eine einfache Rechnung, die uns aber hier zu weit führen
würde, nachzuweisen, daß nur durch die Inkommensurabilität der
Verhältniszahlen bei den Umlaufzeiten der Planeten das Planetensystem
gewissermaßen im Leben bleibt. Es muß also einen Zustand
im Sonnensystem geben, der immer hindrängt eigentlich nach Stillstand.
Und diesen Zustand, den rechnen wir eigentlich, wenn wir an
ein Ende der Rechnung kommen. Kommen wir aber an das Inkommensurable,
so kommen wir nicht an ein Ende der Rechnung. Da
kommen wir gerade an das Leben des Planetensystems heran. Wir
sind in einer merkwürdigen Lage, wenn wir das Planetensystem berechnen.
Würde es so sein, daß wir es berechnen könnten, dann
würde es sterben, würde längst gestorben sein, wie ich früher schon
einmal sagte. Es lebt dadurch, daß wir es nicht berechnen können.
Alles dasjenige, was wir nicht berechnen können im Planetensystem,
ist das Lebendige. Was legen wir der Rechnung zugrunde, wenn wir
ausrechnen bis zu dem Punkte, wo das Planetensystem sterben
müßte? Wir legen zugrunde die Gravitationskraft, die Weltengravitation!
In der Tat, wenn wir nur die Gravitationskraft zugrunde legen
und von da aus dann konsequent denken, bis wir zu einem Bilde
kommen des Planetensystems unter dem Einfluß der Gravitationskraft,
dann kommen wir ja allerdings zur kommensurablen Verhältniszahl.
Aber das Planetensystem müßte ersterben. Wir rechnen also
gerade soweit, als im Planetensystem der Tod ist, und verwenden
dazu die Gravitationskraft. Es muß im Planetensystem etwas sein,
was etwas anderes ist als die Gravitationskraft und was gerade der
Inkommensurabilität zugrunde liegt.|323|155f}}
 
== Schwerkraft und Elementarwesen ==
 
[[Gnome]] formen ihren Körper aus der unsichtbaren, flüchtigen Schwerkraft, der deshalb ständig Gefahr läuft, seine [[Substanz]] zu verlieren und zu zerfallen. Die Gnome sind darum äußerst aufmerksam auf ihre Umgebung, auf alles, was ihre Existenz gefährden könnte, und ständig genötigt, sich gleichsam aus der Schwere immer wieder neu zu erschaffen und erscheinen als eine sich beständig vervielfältigende, nicht zählbare Vielheit.
 
<div style="margin-left:20px">
"... diese Gnomen binden zusammen,
möchte ich sagen, alles, was an Schwerkraft vorhanden ist, und
formen sich aus der flüchtigen, unsichtbaren Schwerkraft ihren Körper,
der übrigens fortwährend in Gefahr ist zu zerfallen, seine Substanz
zu verlieren. Die Gnomen müssen sich sozusagen immer wieder und
wieder aus der Schwere schaffen, weil sie immerdar in der Gefahr stehen,
ihre Substanz zu verlieren. Dadurch sind diese Gnomen, um ihre
eigene Existenz zu retten, fortwährend aufmerksam auf das, was um
sie herum vor sich geht. Es gibt für die Erdenbeobachtung keine aufmerksameren
Wesen als solch einen Gnom. Der paßt auf alles auf, weil
er alles kennen muß, alles auffassen muß, um sein Leben zu retten. Er
muß immer wachen; wenn er schläfrig würde, wie die Menschen oftmals
schläfrig sind, würde er sogleich an seiner Schläfrigkeit sterben.
 
Es gibt ein deutsches Sprichwort, das eigentlich, aus sehr alter Zeit
stammend, sehr gut ausdrückt diese Eigenschaft der Gnomen, immer
aufmerksam sein zu müssen. Man sagt: Gib acht wie ein Wichtelmann. -
Und Wichtelmänner sind eben die Gnomen. Also wenn man jemanden
zur Aufmerksamkeit mahnen will, dann sagt man ihm: Gib acht wie ein
Gnom. - Der ist wirklich ein aufmerksames Wesen." {{Lit|{{G|230|129f}}}}
</div>


== Schwerkraft und Aufrichtekraft ==
== Weblinks ==
{{Wikibooks|Biochemie und Pathobiochemie: Tyrosin-Stoffwechsel|Tyrosin-Stoffwechsel}}
* [http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/278398.html populärwissenschaftlicher Artikel 1 zur Arbeit von Casadevalls Team]
* [https://www.heise.de/tp/features/Astronautennahrung-aus-Tschernobyl-3413646.html populärwissenschaftlicher Artikel 2 zur Arbeit von Casadevalls Team]


Die [[Aufrichtekraft]], durch die sich der [[Mensch]] als aufrechtes Wesen der [[Erde (Planet)|Erde]] entgegenstellt, hält der Schwerkraft das Gleichgewicht. Nach dem [[Tod]] zerstreuen sich die [[Stoff]]e, die unseren [[Leib]] erfüllen, obwohl sie wie alle [[Materie]] der Schwere unterliegen, letztlich in Richtung dieser von der Erde wegweisenden Aufrichtekraft.
[[Kategorie:Haut]]
 
<div style="margin-left:20px">
"Die eine Kraft kommt während der Zeit unseres Lebens dadurch
zur Erscheinung, daß wir in der allerersten Zeit unseres Lebens auf
allen vieren kriechen und dann uns vertikal aufrichten. Wir orientieren
uns ja erst nach und nach in der Vertikallinie. Indem wir uns
vom kriechenden Kinde zum aufrechtgehenden Menschen umgestalten,
folgen wir einer gewissen Kraftlinie, in die wir uns hineinstellen,
mit der wir uns identifizieren. Diese Kraftlinie ist, geisteswissenschaftlich
angesehen, sehr genau anschaubar im Menschen. Von unten läuft
eine Linie, die vom Mittelpunkt der Erde ins Universum hinausgeht.
Man hat das in alten Zeiten einfach so bezeichnet, daß man sagte:
Vom Mittelpunkt der Erde ins Universum geht eine Linie, die für
jeden Menschen, sogar für jeden Zeitpunkt, eine andere ist, aber
immer von der Mitte der Erde hinaus nach dem Universum. Das ist
die eine im Menschen wichtige Kraftlinie. Wie sie in unserem physischen
Leben wirkt, so wirkt sie eben nur so lange, als dieses physische
Leben dauert; denn da hält die physische Schwerkraft unseres Leibes
dieser Kraft das Gleichgewicht. In dem Augenblicke, wo diese physische
Schwerkraft nicht mehr so wirkt, wie sie im lebendigen Leibe
wirkt, mit dem Zeitpunkt, wo der lebendige Leib Leichnam wird, da
entfaltet sich diese Kraftlinie vom Mittelpunkt der Erde zum Universum
hinaus als diejenige, welche zunächst unsere Stoffteilchen schiebt,
trägt. Natürlich werden sie ja immer durch ihre eigene Schwere dann
weiter getrieben, aber wenn wir durch lange Zeit sie verfolgen würden,
was mit unseren Stoffteilen geschieht, so würden wir finden, daß sie
sich zerstreuen in der Richtung dieser Kraft, wenn dies auch Jahrhunderte
in Anspruch nimmt." {{Lit|{{G|181|205f}}}}
</div>
 
== Die Gravitation im Gefüge einer möglicherweise einmal gefundenen [[Weltformel]] ==
{{Tabelle der Grundkräfte}}
 
== Siehe auch ==
* {{WikipediaDE|Gravitation}}
 
== Literatur ==
 
* [[Carlo Rovelli]]: ''Die Wirklichkeit, die nicht so ist, wie sie scheint. Eine Reise in die Welt der Quantengravitation'', Rowohlt Buchverlag 2016, ISBN 978-3498058067, eBook {{ASIN|B01F6CGGR2}}
* [[Carlo Rovelli]]: ''Loop Quantum Gravity'', Physics World, November 2003 [http://cgpg.gravity.psu.edu/people/Ashtekar/articles/rovelli03.pdf pdf]
* [[Rudolf Steiner]]: ''Erdensterben und Weltenleben. Anthroposophische Lebensgaben. Bewußtseins-Notwendigkeiten für Gegenwart und Zukunft'', [[GA 181]] (1991), ISBN 3-7274-1810-9 {{Vorträge|181}}
* [[Rudolf Steiner]]: ''Gegensätze in der Menschheitsentwickelung'', [[GA 197]] (1989), ISBN 3-7274-1970-9 {{Vorträge|197}}
* [[Rudolf Steiner]]: ''Der Mensch als Zusammenklang des schaffenden, bildenden und gestaltenden Weltenwortes'', [[GA 230]] (1993), ISBN 3-7274-2300-5 {{Vorträge|230}}
* [[Rudolf Steiner]]: ''Heilpädagogischer Kurs'', [[GA 317]] (1995), ISBN 3-7274-3171-7 {{Vorträge|317}}
* [[Rudolf Steiner]]: ''Geisteswissenschaftliche Impulse zur Entwickelung der Physik, I'', [[GA 320]] (2000), ISBN 3-7274-3200-4 {{Vorträge|320}}
* [[Rudolf Steiner]]: ''Geisteswissenschaftliche Impulse zur Entwickelung der Physik, II'', [[GA 321]] (2000), ISBN 3-7274-3210-1 {{Vorträge|321}}
* [[Rudolf Steiner]]: ''Das Verhältnis der verschiedenen naturwissenschaftlichen Gebiete zur Astronomie'', [[GA 323]] (1997), ISBN 3-7274-3230-6 {{Vorträge|323}}
 
{{GA}}
 
== Einzelnachweise ==
<references/>


[[Kategorie:Allgemeine Relativitätstheorie]]
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[[Kategorie:Klassische Mechanik|H]]
[[Kategorie:Quantenfeldtheorie]]
[[Kategorie:Quantenphysik]]
[[Kategorie:Gravitation|!]]

Version vom 3. August 2019, 15:20 Uhr

Vier Tage alte Embryonen des Zebrabärblings, unten eine Albino-Mutation ohne Melanin

Melanine (von griech. μέλας mélas „schwarz“) sind dunkelbraune bis schwarze oder gelbliche bis rötliche Pigmente, die die Färbung der Haut, Haare, Federn und Augen bewirken, außer bei Albinismus. Chemisch handelt es sich um Copolymere mit Indolverbindungen als Untereinheiten. Sie kommen in Wirbeltieren und Insekten, als Farbstoff in der Tinte von Tintenfischen (siehe Sepia) und auch in Mikroorganismen und Pflanzen vor. Melanine entstehen durch die enzymatische Oxidation des Tyrosins (enzymatische Bräunung). Gebildet wird Melanin bei Wirbeltieren in den Melanozyten der Haut sowie in der Aderhaut[1] und Iris des Auges.[2] Beim Menschen und anderen Primaten kommt Neuromelanin, dessen dortige Funktion unklar ist, in der Substantia nigra des Gehirns vor. Neuromelanin entsteht durch die Oxidation zytosolischer Katecholamine, beispielsweise Dopamin. [3] Die genaue Struktur und Funktion des Neuromelanins sind derzeit noch unklar. Nach heutigem Wissensstand scheint dieser Melanintyp im Gehirn eher schützende, antioxidative Eigenschaften zu besitzen.

Struktur

Trotz langjähriger Bemühungen ist es bisher nicht gelungen, die exakte Struktur eines Melanins aufzuklären. Es gilt als sicher, dass es sich um Copolymere handelt, deren Untereinheiten Indolverbindungen sind, die hauptsächlich über C-C-Bindungen verknüpft sind. Die Schwierigkeit liegt in der Unlöslichkeit der Melanine in jedem Lösungsmittel, in ihrer ausgeprägten Heterogenität und im Fehlen von wohldefinierten spektralen oder physikochemischen Signalen. Außerdem sind sie schwer von biologisch gleichzeitig entstehenden Proteinen zu trennen.[4][5] Eine Übersicht zur Melaninbildung, Untersuchungsmethoden und Strukturelementen finden sich in zwei der folgenden Standardwerke zu Chemie und Biologie der Melanine[6][7]

Melanin beim Menschen

Melanin tritt beim Menschen vor allem in zwei Varianten auf: eine braun-schwärzliche (Eumelanin), die sich von den Aminosäuren Tyrosin und Levodopa ableitet, und eine hellere gelblich-rötliche (Phäomelanin) Variante, die schwefelhaltig ist. Es gibt auch andersfarbige Varianten, sogenannte Allomelanine, die aus Hydroxybenzolen entstehen. Diese finden sich vorwiegend in Pflanzen, Pilzen und Bakterien. Fast immer treten die Melanine als Mischtypen auf und sind zusätzlich mit Lipiden oder Eiweiß verknüpft.

Die Melanine in der menschlichen Haut und den Haaren sind Mischformen aus Eumelaninen und den schwefelhaltigen Phäomelaninen. Das Mischungsverhältnis dieser beiden Melanintypen ist mitbestimmend für den Hauttyp eines Menschen. Dabei ist der Gehalt an Phäomelanin in tiefrotem Haar besonders hoch und nimmt über braune zu schwarzen Haaren hin ab. Die Melaninbildung wird durch UVB-Strahlung angeregt und es dient vermutlich als Lichtschutz vor dem schädlichen Einfluss der UV-Strahlung der Sonne. Eines der Hauptargumente für die UV-Schutzfunktion ist die Beobachtung, dass stark pigmentierte Bevölkerungsgruppen in geringerem Maße an sonneninduziertem Hautkrebs („Melanom“) erkranken als schwächer pigmentierte Bevölkerungsgruppen. Inzwischen sind auch die photochemischen Prozesse, welche Melanin zu einem hervorragenden UV-Filter machen, untersucht worden. Es wurde gezeigt, dass Melanin mehr als 99,9 % der Strahlungsenergie in harmlose Wärme umwandelt.[8] Dies geschieht durch die ultraschnelle innere Umwandlung (engl. internal conversion) vom elektronisch angeregten Zustand in Vibrationszustände des Moleküls. Durch diese ultraschnelle Umwandlung verkürzt sich die Lebensdauer des angeregten Zustandes. Dadurch wird verhindert, dass sich freie Radikale bilden. Der angeregte Zustand des Melanins ist sehr kurzlebig, und deshalb bietet es einen exzellenten Photoschutz.

Rothaarige Personen haben eine höhere Wahrscheinlichkeit, Melanome zu entwickeln. Deswegen wird angenommen, dass dieser Melanintyp die Haut weniger effizient schützt.[9]

Durch genetische Veranlagung bzw. durch im Laufe der Zeit erworbene Schäden an der Erbsubstanz kann die Synthese des Melanins gestört sein. Eine verminderte Bildung führt zu einer Hypopigmentierung. Ist die Produktion blockiert, so fehlen auch die Farbmittel in Haut, Haaren und Augen, wodurch sich eine sehr helle weiße Haut, eine ungewöhnlich helle Haarfarbe und blau, blaugraue oder grüne Augen ergeben, die je nach Einfallswinkel des Lichts rot erscheinen können. Man spricht von Albinismus und bezeichnet die betroffenen Organismen als Albinos. Bei Überproduktion (Hyperpigmentierung) treten vermehrt dunkle Flecken in der Haut auf (Leberflecke, Sommersprossen), die bösartig (Melanom) werden können. Die Melaninproduktion kann durch den Wirkstoff Rucinol gezielt unterbrochen werden.

Wissenschaftler der Universitäten in Mainz und Kiel haben 2016 weitere Details zum molekularen Mechanismus der enzymkatalysierten Oxidation der Melaninbildung aufgedeckt. Im Zentrum dieser Untersuchungen stehen die Aktivitäten der Enzyme Tyrosinase und Catecholoxidase.[10]

Melanin bei Pilzen

Eine wissenschaftliche Arbeit aus dem Jahr 2007 berichtet von Pilzen, die wahrscheinlich mittels Melanin ionisierende Strahlung in für ihren Organismus nutzbare Energie umwandeln (radiotrophe Pilze).[11]

Ausdrücklich hervorgehoben wird, dass die Rolle des Melanins bei der Energieerzeugung im Organismus nach wie vor unklar ist. Klar ist lediglich, dass bei den aus Proben aus dem versiegelten Kernreaktorblock 4 von Tschernobyl stammenden Pilzen

  • eine höhere Stoffwechselrate gegeben war, wenn sie mit Melanin angereichert wurden, als bei unbehandelten Pilzen,
  • bei der Energieerzeugung Veränderungen in der Elektronenkonfiguration der Elektronenhülle ihres Melanins nachgewiesen wurden. Dies weist auf ein verändertes Energieniveau hin, das bei der Erzeugung von Energie auch zu erwarten ist,
  • eine auf das Vierfache gestiegene Reduzierung von NAD+ zu beobachten ist, wenn sie bestrahlt werden. Dabei handelt es sich um einen Stoffwechselvorgang.

Bei einer um den Faktor 500 erhöhten w:Strahlenbelastung war die Aktivität des Metabolismus von Wangiella dermatitidis und Cryptococcus neoformans signifikant höher im Vergleich zur normalen Aktivität unter der natürlichen Strahlenbelastung.

Einzelnachweise

  1. Pschyrembel. Klinisches Wörterbuch. De Gruyter, 255. Auflage. Berlin/New York 1986, ISBN 3-11-007916-X, S. 1041.
  2. Was ist Albinismus?
  3. M. Gerlach u. a.: Mössbauer Spectroscopic Studies of Purified Human Neuromelanin Isolated from the Substantia Nigra. In: Journal of Neurochemistry, 1995, 65 (2), 923–926. doi:10.1046/j.1471-4159.1995.65020923.x
  4. Pezzella, Alessandro, et al. „An integrated approach to the structure of Sepia melanin. Evidence for a high proportion of degraded 5, 6-dihydroxyindole-2-carboxylic acid units in the pigment backbone.“ Tetrahedron 53.24 (1997): 8281-8286.
  5. Banerjee, Aulie, Subhrangshu Supakar, and Raja Banerjee. „Melanin from the nitrogen-fixing bacterium Azotobacter chroococcum: a spectroscopic characterization.“ PloS one 9.1 (2014): e84574.
  6. R.A. Nicolaus „Melanins“, Hermann Verlag, Paris 1968
  7. G. Prota „Melanins and Melanogenesis“, Academic Press 1992
  8. Meredith, Paul; Riesz, Jennifer: Radiative Relaxation Quantum Yields for Synthetic Eumelanin. In: Photochemistry and photobiology. 79, Nr. 2, 2004, S. 211–216.
  9. Medizinische Universität Wien – AKH consilium: Hautkrebs (Malignes Melanom) (Memento vom 12. Juni 2010 im Internet Archive) i Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft (bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis)
  10.  Even Solem, Felix Tuczek, Heinz Decker: Tyrosinase versus Catechol Oxidase. One Asparagine Makes the Difference. In: Angewandte Chemie International Edition. 55, Nr. 8, WILEY Online Library, 18. Februar 2016, ISSN 1521-3773, S. 2884–2888, doi:10.1002/anie.201508534.
  11. Ekaterina Dadachova et al.: Ionizing Radiation Changes the Electronic Properties of Melanin and Enhances the Growth of Melanized Fungi, in: PLoS ONE 2(5), doi:10.1371/journal.pone.0000457.

Weblinks

 Wikibooks: Tyrosin-Stoffwechsel – Lern- und Lehrmaterialien


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