imported>Odyssee |
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| [[Datei:1GZX Haemoglobin.png|miniatur|Das Hämoglobin-Heterotetramer besteht aus zwei α-Untereinheiten (<span style="color:red">rot</span>) und zwei β-Untereinheiten (<span style="color:blue">blau</span>). Die vier [[Wikipedia:Häme (Stoffgruppe)|Häm-Gruppen]], an deren zentrales [[Eisen]]-Atom der [[Sauerstoff]] gebunden wird, sind <span style="color:green">grün</span> dargestellt.]]
| | == Beschreibung == |
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| '''Eiweiße''' oder '''Proteine''' (von {{ELSalt|πρωτεῖος}} ''proteios'' „grundlegend“; abgeleitet von {{lang|grc|πρῶτος}} ''protos'' „Erster“) sind, [[Biochemie|biochemisch]] gesehen, aus [[Wikipedia:Aminosäuren|Aminosäuren]] aufgebaute, [[Biologie|biologisch]] aktive kettenförmige [[Makromolekül]]e von überragender [[funktionell]]er und [[struktur]]eller Bedeutung für alle [[irdisch]]en [[Lebewesen]]. Sie sind Bestandteil der meisten [[Enzym]]e oder bilden als '''Strukturproteine''' (auch ''Skleroproteine'', ''Faserproteine'' oder ''Gerüstproteine'') eine wesentliche Gerüstsubstanz von [[Zelle (Biologie)|Zellen]] und [[Gewebe]]n der [[Lebewesen]].
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| Kurzkettige Verbindungen, wie sie beispielsweise beim primären Eiweißabbau durch die [[Wikipedia:Peptidase|Peptidase]] (kurz für: ''Peptidbindungshydrolase'') [[Wikipedia:Pepsin|Pepsin]] entstehen, werden als '''Peptide''' bezeichnet. Die Gesamtheit aller zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem [[Lebewesen]] bzw. in einem [[Gewebe (Biologie)|Gewebe]], einer [[Zelle (Biologie)|Zelle]] oder einem [[Zellkompartiment]] vorhandenen Proteine bilden ein sog. [[Proteom]].
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| '''Proteinkomplexe''' entstehen, wenn sich mehrere Proteine zu einer strukturellen bzw. funktionellen Einheit zusammenlagern. Die beteiligen Proteine sind dabei häufig durch [[Wikipedia:Wasserstoffbrückenbindung|Wasserstoffbrücken]], [[Wikipedia:Ionische Bindung|ionische]] oder [[Wikipedia:kovalente Bindung|kovalente Bindung]]en ([[Wikipedia:Disulfidbrücke|Disulfidbrücke]]n) miteinander verbunden. So besteht etwa das für den [[Sauerstoff]]-Transport essentielle [[Wikipedia:Hämoglobin|Hämoglobin]]-Heterotetramer aus jeweils zwei identischen α-Untereinheiten und zwei identischen β-Untereinheiten.
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| Die '''Aminosäuren''', aus denen sich das Eiweiß aufbaut, enthalten die [[Chemisches Element|chemischen Elemente]] [[Kohlenstoff]], [[Wasserstoff]], [[Sauerstoff]], [[Stickstoff]] und teilweise auch [[Schwefel]] und in einem einzigen Fall ([[Wikipedia:Selenocystein|Selenocystein]]) auch [[Wikipedia:Selen|Selen]]. Der Schwefel vermittelt dabei nach [[Rudolf Steiner]] dem [[Stoff]] die überall in der Welt ausgebreiteten [[geist]]igen Gestaltungskräfte.
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| == Proteinstruktur ==
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| [[Datei:Peptid Bindung.svg|mini|hochkant=1.7|Peptidbindung in einem einfachen Dipeptid aus [[w:Alanin|Alanin]] und [[w:Glycin|Glycin]] mit der entsprechenden ''cis''- bzw. ''trans''-Konfiguration]]
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| [[Datei:Protein-Struktur.png|mini|hochkant=1.7|Faltung und Struktur des Proteins 1EFN]]
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| Die [[dreidimensional]]e [[Raum|räumliche]] '''Proteinstruktur''' wird zumeist durch durch [[Kristallstrukturanalyse]] oder [[w:NMR-Spektroskopie|NMR-Spektroskopie]] ermittelt. Wie der Prozess der '''Proteinfaltung''' genau abläuft, durch den das Protein meist innerhalb von Sekundenbruchteilen seine energetisch stabilste '''native Konformation''' annimmt, ist noch unklar. Die Anzahl der möglichen Konformationen wächst exponentiell mit der Länge der Aminosäurekette. Selbst wenn man für jeden Aminosäurebaustein nur zwei verschiedene Zustände annimmt, ergäben sich bei einer Kettenlänge von <math>n</math> Aminosäuren <math>2^n</math> Faltungsmöglichkeiten. Auch wenn man annimmt, dass eine Konformationsänderung nur <math>10^{-13}s</math> benötigt, würde ein aus 150 aneinandergereihten Aminosäuren bestehendes Protein <math>2^{150} \cdot 10^{-13}s = 1,4\cdot 10^{32}s</math>, also mehr als <math>10^{24}</math> Jahre benötigen, um alle Kombinationsmöglichkeiten durchzuspielen und so die stabilste Konformation zu finden. Auf dieses heute als '''Levinthal-Paradoxon''' bekannte Phänomen hat erstmals 1969 der US-amerikanische Molekularbiologe [[WikipediaEN:Cyrus Levinthal|Cyrus Levinthal]] (1922-1990) hingewiesen<ref>Levinthal, Cyrus (1968). "Are there pathways for protein folding?" ([https://web.archive.org/web/20090902211239/http://www.biochem.wisc.edu/courses/biochem704/Reading/Levinthal1968.pdf pdf]). Journal de Chimie Physique et de Physico-Chimie Biologique. 65: 44–45. Archived from the original ([http://www.biochem.wisc.edu/courses/biochem704/Reading/Levinthal1968.pdf pdf]) on 2009-09-02.</ref><ref>Levinthal, Cyrus (1969). "How to Fold Graciously". Mossbauer Spectroscopy in Biological Systems: Proceedings of a meeting held at Allerton House, Monticello, Illinois: 22–24. [https://web.archive.org/web/20101007174851/http://www-miller.ch.cam.ac.uk/levinthal/levinthal.html online] (Archived from the original on 2010-10-07).</ref>.
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| Proteine bzw. Proteinkomplexe können aus einer oder mehreren funktionell und strukturell unterschiedlichen '''Proteindomänen''' bestehen. Dabei gibt es vier hierarchisch geodnete [[Struktur]]ebenen:
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| * Die '''Primärstruktur''' wird durch die '''Aminosäuresequenz''' bestimmt, d.h. durch die Abfolge der Aminosäuren, die über '''Peptidbindungen''' (-CO-NH-) miteinander verbunden sind.
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| * Die '''Sekundärstruktur''' bestimmt die räumlichen Gestalt lokaler Proteinbereiche und wird durch die Wasserstoffbrücken zwischen den CO- und NH-Gruppen des Peptidgerüsts bestimmt. Dabei werden folgende Sekundärstrukturelemente unterschieden:
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| **[[w:α-Helix|α-Helix]]
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| **[[w:π-Helix|{{polytonisch|π}}-Helix]]
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| **[[w:3-10-Helix|3<sub>10</sub>-Helix]]
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| **[[w:Kollagen#Kollagenmolekül|linksgängige α-Kette der Kollagene]]
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| **[[w:β-Faltblatt|β-Faltblatt]]
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| **[[w:β-Schleife|β-Schleife]]
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| **[[w:β-Helix|β-Helix]]
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| **[[w:Random Coil|Random Coil]]: Bereiche ohne definierter Sekundärstruktur
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| * Die '''Tertiärstruktur''' bestimmt den räumlichen Aufbau einer ganzen Proteineinheit.
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| * Die '''Quartärstruktur''' beschreibt die räumliche Struktur eines ganzen Proteinkomplexes mit allen seinen Untereinheiten.
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| '''Globuläre Proteine''' haben eine annähernd sphärische (kugelförmige) Tertiär- bzw. Quartärstruktur. Durch ihre nach außen gerichteten polaren Seitenketten sind sie relativ gut [[wasserlöslich]].
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| == Schwefel als Vermittler zwischen den geistigen Gestaltungskräften und dem Physischen ==
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| [[Datei:Disulfide Bridges (SCHEMATIC) V.1.svg|mini|Schematische der intrachenaren<ref name="JakubkeHD">Hans-Dieter Jakubke, Hans Jeschkeit: ''Aminosäuren, Peptide, Proteine'', Verlag Chemie, Weinheim, S. 101, 1982, ISBN 3-527-25892-2.</ref> Disulfidbrücken innerhalb einer Peptidkette eines Proteins.]]
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| [[Datei:Disulfide Bridges (SCHEMATIC) V3.svg|mini|Schematische Präsentation von der interchenaren Disulfidbrücken zwischen den Peptidketten zweier Proteine.]]
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| {{GZ|Wenn man die vollständige Bedeutung des Eiweißes kennenlernen
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| will, so darf man nämlich nicht bloß unter den bedeutenden Ingredienzien
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| des Eiweißes aufführen Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und
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| Kohlenstoff, sondern man muß den für das Eiweiß in einer tief bedeutsamen
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| Weise tätigen Stoff, den Schwefel mit anführen. Denn der
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| Schwefel ist gerade dasjenige innerhalb des Eiweißes, was den Vermittler
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| darstellt zwischen dem überall in der Welt ausgebreiteten
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| Geistigen, zwischen der Gestaltungskraft des Geistigen und dem
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| Physischen. Und man kann schon sagen, wer eigentlich in der materiellen
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| Welt die Spuren verfolgen will, die der Geist zieht, der muß
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| die Tätigkeit, des Schwefels verfolgen. Wenn auch diese Tätigkeit
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| nicht so offen liegt, wie diejenige anderer Stoffe, so ist sie darum doch
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| gewiß von der allergrößten Bedeutung, weil auf dem Wege des
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| Schwefels der Geist in das Physische der Natur hereinwirkt, Schwefel
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| ist geradezu der Träger des Geistigen. Er hat seinen alten Namen
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| Sulfur, der ja verwandt ist mit dem Namen Phosphor; er hat seinen
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| alten Namen, weil man in älteren Zeiten in dem Licht, in dem sich
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| ausbreitenden Licht, dem sonnenhaften Lichte sah auch das sich ausbreitende
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| Geistige. Und man nannte deshalb diese Stoffe, die mit dem
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| Hereinwirken des Lichts in die Materie zu tun haben, wie Schwefel
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| und Phosphor, die Lichtträger.|327|64}}
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| [[Biochemie|Biochemisch]] gesehen wird der übergeordnete räumliche Aufbau der Proteine, ihre [[Wikipedia:Tertiärstruktur|Tertiärstruktur]] und bei Proteinkomplexen aus mehreren Proteinen auch ihre [[Wikipedia:Quartärstruktur|Quartärstruktur]], wesentlich durch [[Wikipedia:Disulfidbrücke|Disulfidbrücke]]n stabilisiert.
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| == Eiweiß als Bestandteil der Nahrung ==
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| <div style="margin-left:20px">
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| "Um noch etwas anderes zu berühren: Die denkbar größte Sorgfalt
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| muß darauf gerichtet sein, daß dem Körper nicht zuviel und nicht
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| zuwenig Eiweißstoffe zugeführt werden. Da muß unbedingt das richtige Maß gefunden werden. Denn innerhalb der Verdauung entsprechen die Eiweißstoffe demjenigen, was in der Denktätigkeit bei der
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| Erzeugung von Vorstellungen vor sich geht. Dieselbe Tätigkeit,
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| welche die Fruchtbarkeit des Denkens bewirkt, wird im unteren Organismus durch die Eiweißstoffe hervorgerufen. Werden diese dem
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| Menschen nicht in ausgewogener Menge zugeführt, dann erzeugen
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| sie einen Überschuß von solchen Kräften, die in der unteren Leibestätigkeit dem entsprechen, was in der oberen die Vorstellung bildet.
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| Nun soll aber der Mensch immer mehr Herr seiner Vorstellungen
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| werden. Darum soll die Zufuhr von Eiweißstoffen in gewissen Grenzen bleiben, sonst wird er von einer Vorstellungstätigkeit überwältigt,
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| von welcher er gerade frei werden sollte. Das hatte Pythagoras im Sinne, wenn er seinen Schülern die Lehre gab: Enthaltet euch der Bohnen!" {{Lit|{{G|96|174}}}}
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| </div>
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| == Die Bildung von menschlichem Eiweiß durch die vier Organsysteme ==
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| {{Siehe auch|Vier Organsysteme}}
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| Menschliches Eiweiß wird durch die grundlegenden [[vier Organsysteme]] gebildet, denen in der außermenschlichen Natur die vier [[Chemische Elemente|chemischen Elemente]] entsprechen, die hauptsächlich das Eiweiß aufbauen, nämlich: [[Kohlenstoff]], [[Sauerstoff]], [[Stickstoff]] und [[Wasserstoff]]. Eine besondere Bedeutung kommt darüber hinaus dem [[Schwefel]] zu. Im Gegensatz zum menschlichen Eiweiß wird das pflanzliche Eiweiß nicht durch Organsysteme, sondern direkt durch den Einfluss der genannten Elemente gebildet.
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| {{GZ|Sehen Sie, ich war genötigt, in diesen Tagen öfter
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| davon zu sprechen, daß eine wichtige Rolle gegenüber, ich möchte
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| sagen, allem Meteorologischen, Außerirdischen, die vier Organsysteme
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| spielen: Harnblase, Nierensystem, Lebersystem, Lungensystem,
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| und dazu kommt dann das Herzsystem. Diese vier Organsysteme
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| spielen eine wesentliche Rolle in der Beziehung des Menschen
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| zum Äußerlichen, Meteorologischen. Nun, was bedeuten
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| denn, intimer genommen, diese vier Organsysteme eigentlich?
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| Diese vier Organsysteme bedeuten nämlich nichts anderes, als
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| daß sie die Schöpfer der Struktur des menschlichen Eiweißes sind.
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| Diese vier Organsysteme sind es, die wir studieren müssen. Nicht
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| die molekularisch atomistischen Kräfte des Eiweißes müssen wir
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| studieren, sondern wenn wir uns fragen wollen: Warum ist das
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| Eiweiß so, wie es ist? — dann müssen wir die innere Konstruktion
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| des Eiweißes als eine Resultierende desjenigen auffassen, was von
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| diesen vier Organsystemen ausgeht. Es ist das Eiweiß geradezu ein
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| Ergebnis des Zusammenwirkens dieser vier Organsysteme. Damit
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| ist auch etwas ausgesprochen über die Verinnerlichung äußerer
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| Wirkungen beim Menschen. Wir haben in die Organsysteme hinein
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| das zu verlegen, was die heutige Chemie sucht in der Struktur
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| der Substanzen selber. Es ist menschliches Eiweiß deshalb in unserer
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| irdischen Sphäre gar nicht zu denken in seiner Struktur. Es kann nicht
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| bleiben in seiner Struktur, wenn es nicht unter dem Einfluß dieser
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| vier Organsysteme ist. Es muß diese Struktur unbedingt ändern.
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| Anders ist das beim pflanzlichen Eiweiß. Das pflanzliche Eiweiß
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| steht nicht unter dem Einfluß von solchen vier Organsystemen,
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| wenigstens scheinbar nicht; aber es steht unter einem anderen
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| Einflüsse. Es steht unter dem Einfluß von Sauerstoff, Stickstoff,
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| Wasserstoff, Kohlenstoff und unter dem Einfluß desjenigen, was
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| immer auch in der gesamten äußeren meteorologischen Natur vorhanden
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| ist, unter dem Einfluß des die Funktionen dieser vier vermittelnden
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| Schwefels, Sulfurs. Und beim pflanzlichen Eiweiß wirken
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| die sich in der Atmosphäre zerstreuenden vier Stoffe dasselbe,
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| was im Menschen Herz, Lunge, Leber und so weiter wirken. Es
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| ist in der äußeren menschlichen Natur an Bildekräften in diesen
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| vier Stoffen vorhanden, was in der innermenschlichen Natur individualisiert
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| in den vier Organsystemen enthalten ist. Das ist wichtig,
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| daran zu denken, daß wenn wir den Namen Sauerstoff, Wasserstoff
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| aussprechen, wir nicht bloß an dasjenige als innere Kräfte
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| denken sollen in diesen sogenannten Stoffen, wovon die heutige
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| Chemie spricht, sondern daß wir uns diese Stoffe mit Gestaltungskräften,
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| mit Wirkungskräften denken müssen, die auch ein Verhältnis
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| zueinander immer haben, indem diese Stoffe in ihren Wirkungen
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| zu dem Inventar des Irdischen mit beitragen. Wir müssen,
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| wenn wir ins Einzelne eingehen und identifizieren würden mit
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| inneren Organen dasjenige, was der Sauerstoff, wenn er sich außen
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| aufhält, wirkt, es innerlich identifizieren mit dem Nieren-HarnSystem.
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| Dasjenige, was der Kohlenstoff, wenn er außen seine Bildekräfte
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| entfaltet, wirkt, das müssen wir innerlich identifizieren mit
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| dem Lungensystem, aber jetzt nicht das Lungensystem als Atmungssystem
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| aufgefaßt, sondern die Lunge, insoferne sie ihre Eigenbildungskräfte
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| hat. Wir müssen identifizieren den Stickstoff mit
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| dem Lebersystem, den Wasserstoff mit dem Herzsystem (siehe
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| Zeichnung Seite 234). Der Wasserstoff draußen ist in der Tat das
| |
| Herz der äußeren Welt, der Stickstoff ist die Leber der äußeren Welt
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| und so weiter.|312|232ff}}
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| [[Datei:GA312_234.gif|center|300px|Tafel 17 aus GA 312, S. 234]]
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| == Siehe auch ==
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| * {{WikipediaDE|Kategorie:Protein}}
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| * {{WikipediaDE|Protein}}
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| * {{WikipediaDE|Strukturprotein}}
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| * [[Enzym]]
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| * [[Eiweißatmosphäre]] - die Ureiweißatmosphäre der [[Lemurische Zeit|lemurischen Zeit]]
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| == Literatur ==
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| #Rudolf Steiner: ''Geisteswissenschaft und Medizin'', [[GA 312]] (1999), ISBN 3-7274-3120-2 {{Vorträge|312}}
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| #Rudolf Steiner: ''Geisteswissenschaftliche Grundlagen zum Gedeihen der Landwirtschaft'', [[GA 327]] (1999), ISBN 3-7274-3270-5 {{Vorträge|327}}
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| #Rudolf Steiner: ''Ursprungsimpulse der Geisteswissenschaft'', [[GA 96]] (1989), ISBN 3-7274-0961-4 {{Vorträge|096}}
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| {{GA}}
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| == Weblinks ==
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| * [http://www.ak-ernaehrung.de/content/publikationen/milch/eiweiss/eiweispflanze-milch.pdf Eiweiß in der Ernährung. Naturwissenschaftliche und anthroposophische Aspekte, von Petra Kühne]
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| == Einzelnachweise ==
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| <references />
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| [[Kategorie:Lebensmittelinhaltsstoff]]
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| [[Kategorie:Nährstoff]]
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| [[Kategorie:Protein]]
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| {{Wikipedia}}
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