100 jaar strijd tussen chemie en bacterie, aflevering 4. Opkomst van de chemie

Het was zeker niet vanzelfsprekend voor de 19^e-eeuwer dat je met chemie bacteriën zou kunnen bestrijden. Chemie was een beginnende wetenschap. Toepassingen lagen in vervuilende en gevaarlijke industrieën. Dat ook de levende natuur langs chemische processen verloopt, was een nieuw idee.

Project ‘100 jaar antibiotica’
Aflevering 2. Paul Ehrlich, Salvarsan en chemotherapie
Aflevering 3. Mercurochroom, Ehrlich’s chemotherapie op z’n Amerikaans
Aflevering 4. Opkomst van de chemie
Aflevering 5. Een kleurig voorspel
Aflevering 6. Gerhard Domagk en Prontosil, de eerste sulfa

Vanuit de wetenschap bezien, is de industriële revolutie van de 19^e eeuw er vooral een van toepassing van natuurkunde en mechanica. Van mechanica: de constructie van grote machines en de overbrenging van krachten. Van natuurkunde: toepassing van thermodynamica in de stoommachine, en de ontdekking en toepassing van elektriciteit. Chemie is een wetenschap aan de zijlijn, steeds aanwezig maar niet toonaangevend. Totdat eind 19^e eeuw de chemische industrie aan belang wint en vele stoffen gemaakt kunnen worden in de fabriek. Met als voorlopig hoogtepunt het Haber-Bosch proces, het maken van ammoniak uit waterstof en stikstof. En van daaruit de kunstmest, juist op het moment dat de bronnen van natuurlijke mest opraken (en trouwens ook explosieven, zonder welke de Duitsers de Eerste Wereldoorlog niet hadden kunnen volhouden). Juist op dat moment ontstaat ook de biochemie, de wetenschap van processen zoals die plaats vinden in de levende natuur.

Opkomst van de chemie

Chemische wetenschap en industrie, ook al leken ze ondergeschikt, hadden toen al een hele tijd de wereld voorzien van materialen noodzakelijk voor de voortgang van de industriële revolutie. Mooi beschreven in een oud boek van Walter Greiling, Chemie verovert de wereld. Al in de 18^e eeuw speelt de chemie een belangrijke rol doordat deze bleekmiddelen kan leveren voor katoenen stoffen; oorspronkelijk gemaakt uit potas (kaliumcarbonaat), waarvoor grote hoeveelheden hout moesten worden verbrand. Vanuit dat begin ontstaan industrieën van zwavelzuur en soda, belangrijke industriële grondstoffen. Met elk van deze stappen wordt de prijs van gebruiksgoederen als zeep en glas enorm verminderd, voorwaarde voor een algemene toename van de welvaart. Bovendien blijken zowel zwavelzuur als soda weer aanleiding te geven tot nieuwe producten waardoor de industrie voortdurend wint aan belang.

De opkomst van de chemie gaat echter gepaard met problemen: de giftigheid en explosiviteit van vele stoffen. In de 19^e eeuw is werk in de chemische industrie zonder meer gevaarlijk. Arbeiders worden nauwelijks beschermd tegen de inwerking van vergiften. Explosies komen geregeld voor, vooral in de zich ontwikkelende industrie van de explosieven. Effecten waarvan de chemische industrie misschien wel tot op de dag van vandaag last heeft.

Kleurstoffen

De weg van deze chemische industrie naar het inzicht dat chemische stoffen antibacterieel kunnen werken, loopt zoals beschreven via de kleurstoffen. De steenkoolchemie van de 19^e eeuw levert grote hoeveelheden waardeloze koolteer als restproduct. Deze blijkt echter een vruchtbare bron van kleurstoffen, te beginnen met indigo (1865). Uitstekend geschikt om bacteriën te kleuren – deze houden de kleur vast als het weefsel uitgespoeld wordt met alcohol. En dit is weer de basis voor het idee van Paul Ehrlich om medicijngroepen te hechten aan de kleurstof om op deze manier de bacteriën te bestrijden.

Toch is het dan nog een grote stap naar het inzicht dat chemische processen ook plaats vinden in levende organismen. En dat chemische middelen dus in die processen kunnen worden gebruikt. Eind 19^e eeuw is het vitalisme algemeen verbreid; de kern hiervan is de gedachte dat levende organismen fundamenteel verschillen van dode materie door een vitale ‘vonk’ of ‘energie’. Wel dateert de synthese van ureum (duidelijk een organische stof) al van 1828. In 1842 had Justus von Liebig al een theorie van de spijsvertering als chemisch proces gepubliceerd. Maar tot een biochemie, als inzicht dat ook biologische processen een chemisch karakter hebben, komt het pas na de proefnemingen van Eduard Buchner in 1897. Hij toont aan dat fermentatie ook buiten levende gistcellen mogelijk is. Daartoe verpoedert hij gistcellen samen met kwarts en kieselguhr; het vocht dat hieruit ontstaat bevat geen levende cellen meer maar kan toch suikers vergisten. Buchner krijgt de Nobelprijs voor zijn werk in 1907.

Vooruitgang van de wetenschap

Het boek van Greiling toont uiteindelijk hoe de vooruitgang van de wetenschap weer nieuwe vooruitgang uitlokt. Het maken van kunstmatige vezels werpt zijn nut af bij het maken van wasmiddelen. En omgekeerd. De opkomst van de chemie vindt verder vooral op de grensgebieden: ‘de prestaties der katalysatoren, de waschwerking, het polymerisatie-proces, het flotatie-proces, de veranderingen aan de oppervlakte der vezelstoffen, de smeerwerking van de olie in den motor, de stofwisselingsprocessen in het levende organisme en nog veel meer. Wie vooraan staat in deze grenschemie, die heeft een belangrijke sleutel voor de geheele chemie der toekomst in handen’ (p.291). Met als voorlopig hoogtepunt: de synthese van vitaminen, waarmee deficiëntieziekten als beriberi kunnen worden genezen. En het maken van geneesmiddelen als de sulfa’s, die schadelijke bacteriën uitschakelen.

Overigens: de eerste uitgave van het boek van Greiling in het Duits (Chemie erobert die Welt) dateert van 1943. De Nederlandse vertaling bij A.J.G. Strengholt (zonder jaartal) is nog verschenen tijdens de oorlog. Compleet met lofzangen op de ‘Duitsche’ prestaties en met hier en daar een uitgesproken nationalistisch karakter. Uitgeverij Strengholt kenmerkte zich tijdens de oorlog door opportunisme, aldus Adriaan Venema in zijn gezaghebbende boek ‘Schrijvers, uitgevers en hun collaboratie’ (1992). Direct na de bevrijding raakte het bedrijf zijn erkenning kwijt wegens ‘onwaardig gedrag’ – maar kreeg deze weer snel terug. Toch schreef Greiling een mooi boek, vol historische details, meestal onbekend aan chemici. Na verwijdering van nationaalsocialistische inhoud is het boek opnieuw uitgegeven in het Duits in 1951. Greiling bleef actief als auteur en publiceerde onder meer een biografie van Paul Ehrlich (1954); en een interessante visie op de toekomst, ook uit 1954 met als titel ‘Wie werden wir leben?’

Bronnen:
Wikipedia: alle namen en producten
Dr.W. Greiling. Chemie verovert de wereld. Uitgave A.J.G. Strengholt, Amsterdam z.j.