„Sind wir ein Spiel von jedem Druck der Luft?“

„Sind wir ein Spiel von jedem Druck der Luft?“

Die Untersuchungen des Professors Paul Bert über den Einfluß des Luftdrucks auf das Leben.

Im Hochsommer 1879 ging es in der französischen Abgeordnetenkammer wieder einmal lebhaft her, als man die Vorlagen Ferry's behandelte, durch welche die Schule von dem Einflusse der Jesuiten befreit werden sollte. Unter den altbekannten schlagfertigen Politikern erschien damals auch ein auf der politischen Arena bisher noch wenig genannter Gelehrter, der durch seine zündenden Reden die Gefährlichkeit der jesuitischen Moral aufdeckte und für sein freimüthiges Auftreten den Beifallssturm der Republikaner und den glühendsten Haß der Schwarzen erntete. Es war der Professor der Medicin Paul Bert.

Unsere Aufgabe wird es nicht sein, das politische Wirken dieses Mannes näher zu prüfen. Wohl aber möchte es sich lohnen, dem plötzlich als Redner berühmt gewordenen Gelehrten auf das ruhige Gebiet ernster, wissenschaftlicher Forschung zu folgen und seine sehr werthvollen Studien über den Luftdruck und dessen Einfluß auf das thierische Leben einmal näher zu betrachten.

Der Luftdruck unterliegt bekanntlich fortwährenden Veränderungen, und der Volksverstand, der sich mit medicinischen Fragen stets eifrig beschäftigte, glaubte in diesen Schwankungen den Entstehungsgrund der verschiedensten nervösen und rheumatischen Leiden beim Witterungswechsel gefunden zu haben. Wenn aber diese Annahme Grund haben sollte, so müßten ja die Rheumatiker schon beim Besteigen einer kleinen Anhöhe, auf deren Spitze der Luftdruck um einige Millimeter geringer ist als unten – welcher Unterschied den täglichen Schwankungen in den Druckverhältnissen der Atmosphäre entsprechen würde – ähnliche Zufälle (Schmerzen in den Gliedern, den Narben etc.) empfinden. Davon ist aber nichts bekannt. Wahrscheinlich spielen hier andere Einflüsse mit, wie z. B. Veränderungen in der Feuchtigkeit und die Elektricitätsspannung der Atmosphäre. Ihre genauere Prüfung wird vielleicht einst in die dunkle Wissenschaft vom Rheumatismus Licht werfen; vorläufig ist es als Fortschritt zu bezeichnen, daß wir den Einfluß eines dieser Factoren, des Luftdrucks, auf das tierische Leben kennen gelernt haben.

Wer hohe Bergbesteigungen ausgeführt hat, der machte wohl gelegentlich die Bekanntschaft eines eigenthümlichen, den Gebirgsbewohnern wohlbekannten Uebels, der sogenannten Bergkrankheit. Sie besteht darin, daß in einer gewissen Höhe (und zwar gewöhnlich zwischen 3000 und 4000 Meter) unser Athem kürzer und unser Puls beschleunigt wird, und zwar so, daß diese Anfälle mit zunehmender physischer Anstrengung stärker werden und im Ruhestande des Körpers schnell verschwinden.

Steigt der Reisende noch höher, so nehmen diese Symptome bald einen drohenden Charakter an. Ohrensausen, Kopfschwindel, ein Gefühl von Schwere in den Knieen bilden die Vorboten gefährlicher Blutstürze aus den Lungen, der Mundhöhle oder den Ohren. In diesem Stadium kann selbst das Tragen einer geringfügigen Last oder das Erklimmen eines unbedeutenden Felsens den augenblicklichen Tod des Reisenden nach sich ziehen. Die körperliche Anstrengung beschleunigt den Eintritt dieser Zufälle, deshalb treten sie später, das heißt in größerer Höhe, auf, wenn wir auf einem Reittier die Berge erklimmen. Ihr starker Bundesgenosse ist auch die Kälte, und aus diesem Grunde können wir unter dem Aequator ohne Beschwerde höhere Berge besteigen, als in den Ländern, welche den Polen näher liegen. Im Allgemeinen beginnt die Region der Bergkrankheit mit der Linie des ewigen Schnees. Auch die Luftschiffer sind bei ihren Ausflügen ähnlichen Gefahren ausgesetzt.

Was ist nun der Grund dieser interessanten Erscheinungen?

Als in dem Kindesalter der Menschheit die Phantasie unbekannte Gebiete mit ihren poesievollen Gebilden erfüllte, da sollten lebende, geisterhafte Wesen dem Menschen den Zutritt zu jenen lichten Regionen verwehren. Die Völker Himalayas behaupteten, daß auf den nackten hohen Felsen Blumen wüchsen, die noch keine Menschenhand gepflückt habe und deren Blüthen einen betäubenden, tödtlichen Duft aushauchen sollten. Die Indianerstämme am Fuße der Anden in Südamerika glaubten, aus den Schlünden der Bergspitzen stiegen metallische Ausdünstungen in die Höhe, welche die dort Veta oder Puna genannte Bergkrankheit verursachen sollten.

Der berühmte schweizerische Naturforscher de Saussure war der Erste, welcher die wahre Ursache der Bergkrankheit erkannte. „Auf dem Gipfel des Montblanc,“ sagte er, „ist die Luft nur halb so dick als über dem Meeresspiegel; jeder Athemzug kann also auch nur halb so viel Sauerstoff enthalten, und wahrscheinlich ist es nicht ihre Dünnheit an sich, sondern der Mangel einer genügenden Sauerstoffzufuhr zum Blute, der unsern Puls auf hohen Bergen so beschleunigt und die gefährlichen Zufälle der Bergkrankheit erzeugt.“

Erst dem schon erwähnten Paul Bert, dem Nachfolger des unsterblichen Claude Bernard am College de France, gelang es, diese Frage auf experimentellem Wege zu entscheiden. Er bringt in seinen Vorlesungen einen kleinen Vogel unter die Glocke einer gewöhnlichen Luftpumpe, die durch ein Leitungsrohr mit einem Ballon verbunden ist, in welchem sich reines Sauerstoffgas befindet. Wenn der Luftdruck, dessen Höhe wir jeder Zeit an einem Manometer ablesen können, beim Auspumpen bis auf vierzig Centimeter gesunken ist, wird der Vogel unruhig, fällt auf die Seite und befindet sich bei weiterem Verdünnen der Luft in Lebensgefahr.

In diesem Augenblicke öffnen wir den Hahn und lassen reines Sauerstoffgas in die Glasglocke einströmen. Der Vogel erholt sich sofort und erhebt sich wieder ganz munter. Nach mehrmaliger Wiederholung dieser Manipulation haben wir unter der Glasglocke reinen Sauerstoff. Verdünnen wir jetzt das Gas in unserem Apparate nochmals, so können wir getrost die früher so gefährliche Grenze zwischen 30 bis 40 Centimeter überschreiten. Selbst bei 15 und 12 Centimeter Druck befindet sich unser Versuchsthier noch ganz wohl.

Damit war die Vermuthung de Saussure's als richtig erwiesen. Die atmosphärische Luft ist bekanntlich ein Gasgemenge, das nur zu seinem fünften Theile aus Sauerstoff besteht. Ein Cubikmeter Luft unter 760 Centimeter Druck wiegt rund 1250 Gramm und enthält etwa 250 Gramm Sauerstoff. Aber in einer Höhe von über einer halben Meile unter 40 Centimeter Druck wiegt ein Cubikmeter der bereits viel dünneren Luft nur die Hälfte, das heißt 625 Gramm, und enthält deshalb nur 125 Gramm Sauerstoff.

Zum Unterhalten des Lebensprocesses braucht jedes Thier in jedem Augenblicke eine bestimmte Menge Sauerstoff, z. B. in der Stunde 250 Gramm, wobei es einen Cubikmeter Luft verbraucht. Kommt es nun in eine Atmosphäre, in der unter geringerem Druck auf denselben Rauminhalt nur 150 oder 100 Gramm Sauerstoff vorhanden sind, so wird es in derselben, da es seinen Bedarf an Sauerstoff durch gewöhnliche Athmung nicht decken kann, anfangs Versuche machen, diesem Mangel durch beschleunigte Athmung abzuhelfen, schließlich aber absterben – ersticken müssen. Da aber der nöthige Bedarf an diesem Gase nicht nur bei jeder Art, sondern sogar bei jedem Individuum ein verschiedener ist und selbst bei diesem durch zahlreiche andere Einflüsse, wie Kälte, Hunger, Schlaf, Arbeit etc. verändert wird, so muß auch die Bergkrankheit bei dem einen Menschen früher, bei dem andern dagegen später auftreten, was auch von Bert in seinen später mit Menschen angestellten Versuchen nachgewiesen wurde.

Er ließ einen großen Luftverdünnungsapparat bauen in den er zuerst sich selbst eingeschlossen hatte. Bei 43 Centimeter Druck zeigten sich die ersten Symptome der Bergkrankheit zu ebener Erde. Sein Athem wurde beschleunigt; sein Puls stieg von 60 Schlägen in der Minute auf 82; Ohrensausen und eine merkliche Abschwächung der geistigen Functionen stellten sich ein. Der Professor konnte nicht mehr die Zahl seiner Pulsschläge mit Drei multipliciren und schrieb auf den Papierzettel nieder: „Zu schwierig!“ Er hatte aber in jenen Apparat einen mit Sauerstoff gefüllten Ballon mitgenommen, setzte ihn an seinen Mund, athmete das belebende Gas ein, und siehe da! alle jene Zufälle verschwanden wie mit einem Schlage.

Auf diese Weise verweilte er, ohne irgend welche Beschwerden zu fühlen, halbe Stunden und länger unter einem Drucke von zwanzig Centimeter, in einer Luft, die gleich jener war, welche die nackten Felsenspitzen des Everest, des höchsten Berges der Erde, umweht. Aehnliche Versuche wurden unter Bert's Aufsicht noch von den drei bekannten Luftschiffern Sivel, Crocé-Spinelli und Gaston Tissandier vorgenommen. Sivel zeigte sich selbst gegen bedeutende Luftverdünnung unempfindlich. Crocé-Spinelli dagegen befand sich bald in Erstickungsgefahr, aber auch bei ihm wurden alle Beschwerden, selbst das Schwarzwerden der Lippen und Ohren, durch die Sauerstoffeinathmung aufgehoben. Nachdem sie nun nach dieser Probe ein sicheres Mittel gegen die Beschwerden der Bergkrankheit gefunden zu haben glaubten, stiegen sie bald darauf mit einem Ballon in die Höhe und fanden in der That, daß bei „jedem Schlucke“ Sauerstoff die Schwäche von ihren Gliedern wich und alle anderen Zufälle verschwanden. Ermuthigt durch diesen Erfolg traten sie am 15. August 1875 ihre zweite verhängnißvolle Reise an. Bert war damals von Paris abwesend; er würde, wie er selbst in der „Gazette des Hôpitaux“ erklärte, ihnen entschieden gerathen haben, größere Mengen Sauerstoffs mitzunehmen. Da sie aber nur über geringe Quantitäten dieses Rettungsmittels verfügten, so mußten sie mit seinem Gebrauche sparsam umgehen, und als während der Reise der Ballon nach dem Wegwerfen des Ballastes plötzlich rasch in die Höhe stieg, wurden ihre Arme gelähmt, ehe sie die Schläuche mit Sauerstoff ergreifen konnten. Sivel hatte noch die Kraft, die Klappe zu öffnen. Aber diese Anstrengung brachte seiner starken Natur wahrscheinlich den Tod. In tiefern Regionen erwachte nur Gaston Tissandier, als kummervoller Zeuge des Todes seiner Gefährten, die im Kampfe für die Wissenschaft in der noch nie erreichten Höhe von über 8600 Meter ruhmvoll gefallen waren. Die französische Nation ehrte ihr Andenken durch eine reiche Geldsammlung für die Hinterbliebenen.

So hat die rauhe Wirklichkeit unserer Phantasie, die schon bis zur eigentlichen Region der Schnee- und Hagelbildung vorzudringen hoffte, wieder einmal die Flügel beschnitten. Nur an ein enges Gebiet des unermeßlichen Weltalls ist der menschliche Körper gebannt. Unüberwindbare Grenzen findet er sowohl in den feurigen Tiefen der Erde, wie auch in den stillen Regionen des Luftmeeres.

Das umgekehrte Verhältniß, eine merklich verdichtete Luft, tritt uns in der Natur kaum irgendwo entgegen, wohl aber hat man bei gewissen industriellen Unternehmungen ihre Anwendung vortheilhaft gefunden.

Experimente, welche Bert mit Ratten vorgenommen hat, belehren uns, daß Thiere selbst einen Druck von zehn Atmosphären ertragen können. Erst wenn der Hahn der Glasglocke geöffnet, und dadurch der hohe Luftdruck plötzlich in den normalen verwandelt wurde, starben sie sofort. Die Section dieser Thiere ergab, daß ihre Blutgefäße mit Luftbläschen angefüllt waren, die aus Kohlensäure und Sauerstoff bestanden. Daß aber der Eintritt freier Luft in das Blut den augenblicklichen Tod nach sich ziehen kann, ist den Aerzten schon lange bekannt.

Durch den Blutstrom werden nämlich die Luftbläschen in die Arterien getrieben, bis sie, in den feinsten Verzweigungen der Blutgefäße sich einkeilend, hier die Gerinnung der sie umgebenden Blutflüssigkeit und die Hemmung der Circulation hervorrufen. Tritt nun dieselbe im Gehirne ein, so ist im günstigsten Falle Lähmung, gewöhnlich aber der Tod ihre augenblickliche Folge.

Die Entstehungsursache der Gasbläschen im Blute unserer Versuchsthiere ist aber leicht zu erklären. Unter stärkerem Druck lösen sich die Gase in Flüssigkeiten in größeren Mengen auf, als unter dem normalen. Das Blut unserer Versuchsthiere wurde daher unter dem Druck von mehreren Atmosphären mit Kohlensäure und Sauerstoff übersättigt. Bei plötzlichem Verschwinden des starken Druckes wurden die Gase auf einmal frei und bildeten überall im Blute Luftbläschen, ähnlich der stürmischen Gasentwickelung in einer frisch geöffneten Mineralwasserflasche.

Wenn wir aber durch vorsichtiges Oeffnen den Druck allmählich verringern, dann können wir die Flasche ganz öffnen, ohne das Aufbrausen des Wassers hervorzurufen. Diese Erklärung paßt vortrefflich auf die inneren Vorgänge in unseren Versuchsthieren. Ihre Gesundheit bleibt unbeschädigt, wenn wir stufenweise den erhöhten Druck auf den normalen herabsetzen. Bei der Beobachtung dieser Maßregel wird der Ueberschuß an Gasen allmählich durch die Lungen ausgeschieden.

Diese Entdeckung, welche zum Aerger der Gegner der Vivisection mit dem Leben einiger Ratten bezahlt werden mußte, hat bereits segensreiche Früchte getragen.

Mit immer zunehmender Kühnheit drang der Mensch bis in den tiefsten Schooß des Oceans vor, um ihm Perlen und Korallen und die Schätze gesunkener Schiffe zu entreißen. Aber nach seiner Naturanlage kann er nur zwei bis höchstens drei Minuten unter dem Wasserspiegel bleiben. Heute setzt er sich einen mit gläsernen Augen versehenen Helm auf den Kopf, einen Helm, welcher durch eine lange Röhre mit einer auf dem Schiffsdeck aufgestellten Luftpumpe verbunden ist. Durch diese Röhre wird nun die Luft unter einem Drucke von vier bis fünf Atmosphären in den Helm hineingetrieben. Hier verdrängt sie durch kleine Oeffnungen das Wasser und, indem sie durch diese selbst entweicht, verhütet sie sein wiederholtes Eindringen. Mit solchem Helme ausgerüstet und comprimirte Luft einathmend, kann der Taucher eine halbe oder sogar eine ganze Stunde auf dem Meeresgrunde verweilen.

Dasselbe Princip wurde auch seit 1841 von dem Ingenieur Triger zum Bau der Brückenpfeiler benutzt. Der Grundgedanke des Apparates ist höchst einfach. In ein Gefäß mit Wasser tauchen wir eine Röhre ein, sodaß ihr unteres Ende auf dem Gefäßboden ruht, ihr oberes dagegen über der Wasseroberfläche hervorragt. Die Röhre wird sich sofort mit Wasser füllen. Wenn wir alsdann aber ihr oberes Ende in den Mund nehmen und in das Röhrchen blasen, so wird die verdichtete Luft das Wasser austreiben und den von der Röhre begrenzten Theil des Gefäßbodens trocken legen. Im Triger'schen Apparate nun sehen wir an der Stelle des Röhrchens große, luftdicht anschließende metallische Cylinder, während unsere Lungen und unser Mund durch eine mit Dampfkraft bewegte Luftpumpe vertreten werden. Diese metallischen Cylinder versenkt man auf den Grund der Flüsse, läßt dann in dieselben gewöhnlich auf fünf Atmosphären comprimirte Luft einströmen, und stellt so einen wasserfreien Raum her, in dem die Arbeiter die nöthigen Bauten verrichten können.

Die Gefahr tritt für Taucher und solche Tubenarbeiter mit dem Augenblicke ein, wo sie aus der comprimirten Luft in die normale zurückkehren. Todesfälle und Lähmungen standen früher bei ähnlichen Unternehmungen auf der Tagesordnung. Bei 160 Arbeitern, die bei dem Fundamentbau der Brücke von Saint Louis (Missouri) beschäftigt waren, kamen 30 schwere Erkrankungen und 12 Todesfälle vor. Seitdem aber die von Bert empfohlenen Vorsichtsmaßregeln ausgeführt worden sind, haben diese beklagenswerten Unfälle fast gänzlich aufgehört.

Wir haben noch zum Schluß des Einflusses zu erwähnen, den der comprimirte Sauerstoff auf den thierischen Organismus ausübt. In diesem Zustande ist der belebende Bestandtheil unserer Atmosphäre ein intensives Gift. Er hemmt momentan alle thierischen Functionen. Selbst Pflanzenorganismen können ihm nicht widerstehen, und er tödtet ebenso rasch die mikroskopischen Hefepilze, wie die winzigen Bakterien und Vibrionen.

Ob Bert sich nach seinem ersten Versuch in das stille Laboratorium Magendi's und Claude Bernard's zurückziehen oder gleich Virchow in Deutschland und Rokitansky in Oesterreich auf dem politischen Schlachtfelde Frankreichs weiter kämpfen wird, kann erst die Zukunft entscheiden.

St. von Jezewski.