Biologisches Germanium: Elixier der Biochemie

Dass gewisse Elemente wie Gold und Silber ein Anleger-Depot stabilisieren, ja gesunden lassen, hat sich herum gesprochen. Dass aber einige Elemente in bioverfügbarer Form auch die Körper-Gesundheit verbessern, ist nur wenig bekannt. Dafür sogt die Phalanx der Pharma-Riesen. Eines dieser mysteriösen Elemente ist Germanium.

Der deutschen Metallurge und Chemiker Clemens Alexander Winkler wies 1886 erstmals ein Element nach, das seinem Heimatland zu Ehren Germanium heißt. Lange Zeit lag das Halbleiterelement in der Trickkiste der Hochtechnologie unbeachtet im tiefen Schlummer. Relativ spät erkannte man seine überragenden biochemischen Fähigkeiten, die man als Krebstherpeutikum nutzen kann - dies zum Ärgernis der Pharmaindustrie.

Das halbleitende Element Germanium Ge - etwas weniger dicht (5,3 kg pro Liter) als Radium - erreicht mit 937°Celsius fast die Schmelztemperatur von Silber. Mit 1,5 Gramm pro Tonne ist das silbergraue, spröde Halbmetall zwar selten in der Erdkruste, aber fein verteilt weit verbreitet, sogar im gesamten Weltall. Vielfach ist Germanium durch Kupfer-, Blei- und Zinkerze begleitet. Aber auch in Steinkohlevorkommen findet es sich. Übrigens enthalten viele Edelsteine aus Sri Lanka geringe Spuren von Germanium als Einschluss - ja man könnte von lokaltypischen Ingredienzien sprechen. Wichtige Ge-Mineralien sind Germanit, Argyrodit und Canfieldit. Die Weltjahresproduktion belief sich 2004 auf etwa 50 Tonnen. Davon entfallen 15 Tonnen auf die USA; 35 Prozent des Germaniums stammen aus dem Recycling. Erst ab 1941 erzeugte man in den USA reines Germanium. Zur Zeit produziert man etwa 100 Tonnen davon.

Germaniumdioxid dient als Katalysator bei der Herstellung von nicht vergilbenden Polyesterfasern. Bei Lichtwellenleitern, den Glasfasern für die Nachrichtentechnik, wird im Inneren des 125 µm dicken Quarzglases ein Kern mit etwa 10 Prozent Germaniumdioxid eingebracht. Diese Beschichtung führt zur erwünschten Totalreflexion der Lichtwellen. Einen weiteren Anwendungsschwerpunkt findet sich in der Infrarotoptik in Form von Fenstern und Linsen-Systemen aus poly- oder monokristallinem Germanium sowie optischen Gläsern mit Infrarotdurchlässigkeit. Einsatzgebiete hierfür sind Nachtsichtgeräte und Thermografiekameras. Mit diesen lassen sich z.B. Häuser auf Lecks in der Wärmeisolation untersuchen.

Erst durch die moderne Halbleiterelektronik erwachte es zu Leben in Transistoren, Dioden und Chips. Heute ist Germanium zur Herstellung von Transistoren weitgehend vom billigeren Silizium verdrängt. Für einige Spezialanwendungen wird es immer noch eingesetzt, z.B. in Photodioden. Germanium-Salze erhöhen die Lichtbrechung von Glas. Ein 0,35%-iger Germanium-Zusatz verdoppelt die Härte von Zinn. Eine 12%-ige Germanium-Gold-Legierung schmilzt bereits bei 359°C. Der Goldschmied benutzt sie zum Löten oder die Halbleiterindustrie zum Aufdampfen von Kontakten. Einkristalle aus reinem Germanium dienen in der Gammaspektrometrie als Detektoren. Wie auch das Wasser, wartet Germanium mit einer Dichteanomalie auf: die Dichte ist in festem Zustand niedriger als in flüssigem Zustand.

Seine Dichteanomalie ist nicht das einzig Rätselhafte des mysteriösen Halbleitermetalls, denn in organischer Form treten seine ungeahnten biochemischen Fähigkeiten in Erscheinung. Erstaunlich, viele Exotenmetalle, die im anorganischen Bereich längst bekannt und etabliert sind, finden erst jetzt in organischer Form Beachtung und eine hochwirksame Anwendung. Denken Sie z.B. an Bor. Dafür sollte der Rohstoff-Interessierte immer offen sein - offen für die Geheimnisse der spannenden Mikrowelt. Es scheint, dass die moderne Lebenssituation durch vermehrte Umweltgifte uns dazu zwingt, jetzt auch die biochemischen Eigenschaften der Elemente wie die des Germaniums zu lüften und für unsere Gesundheit zu nutzen.

Als Spurenelement vermag organisches Ge den Sauerstoff an sich zu binden und diesen bis in die feinsten Kapillaren zu transportieren. Aber wo findet sich Germanium in organischer Form? In manchen Heilpflanzen, konzentriert so etwa in Ginseng, Knoblauch und den Aloepflanzen. Ohne diese feinen Gaben aus Germanium würden die Heilpflanzen von Viren befallen und verfaulen. Auch einige Heilwässer, z.B. aus Lourdes und Fatima zeigen angeblich erhöhte Ge-Konzentrationen. Aloe fördert z.B. die Sauerstoffaufnahme im Blut und damit auch die Zellatmung. Die Blutzähflüssigkeit wird vermindert und die Durchblutung verbessert.

Erstmals gelang es dem japanischen Forscher Asai im Jahre 1967 die genialen Mikrochemiefabriken gewisser Heilpflanzen nachzuempfinden und eine wasserlösliche organische Germaniumverbindung synthetisch herzustellen. Dieser "chemische Bandwurm" nennt sich Bis-Beta-Carboxy-Ethyl-Germanium-Sesqui-Oxid-132. Er hat eine netzähnliche Struktur, bei der Sauerstoff-Atome an ein Germanium-Atom gebunden sind. Das Germanium-Atom besitzt vier austauschbare Elektronen, drei davon binden sich abwechselnd an ein Sauerstoff-Atom, das vierte ist ein freies Radikal - ist also chemisch sehr reaktionsfähig.