Clustering in Bioinformatics and Drug Discovery 1st Edition John David Maccuish (Author)

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Clustering in Bioinformatics and Drug Discovery 1st
Edition John David Maccuish (Author) Digital Instant
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Author(s): John David MacCuish (Author); Norah E. MacCuish (Author)
ISBN(s): 9781439816790, 1439816794
Edition: 1
File Details: PDF, 5.81 MB
Year: 2010
Language: english

Clustering in
Bioinformatics
and Drug
Discovery

CHAPMAN & HALL/CRC
Mathematical and Computational Biology Series
Aims and scope:
This series aims to capture new developments and summarize what is known
over the entire spectrum of mathematical and computational biology and
medicine. It seeks to encourage the integration of mathematical, statistical,
and computational methods into biology by publishing a broad range of
textbooks, reference works, and handbooks. The titles included in the
series are meant to appeal to students, researchers, and professionals in the
mathematical, statistical and computational sciences, fundamental biology
and bioengineering, as well as interdisciplinary researchers involved in the
field. The inclusion of concrete examples and applications, and programming
techniques and examples, is highly encouraged.
Series Editors
N. F. Britton
Department of Mathematical Sciences
University of Bath
Xihong Lin
Department of Biostatistics
Harvard University
Hershel M. Safer
Maria Victoria Schneider
European Bioinformatics Institute
Mona Singh
Department of Computer Science
Princeton University
Anna Tramontano
Department of Biochemical Sciences
University of Rome La Sapienza
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Published Titles
Algorithms in Bioinformatics: A Practical
Introduction
Wing-Kin Sung
Bioinformatics: A Practical Approach
Shui Qing Ye
Biological Sequence Analysis Using the
SeqAn C++ Library
Andreas Gogol-Döring and Knut Reinert
Cancer Modelling and Simulation
Luigi Preziosi
Cancer Systems Biology
Edwin Wang
Cell Mechanics: From Single Scale-Based
Models to Multiscale Modeling
Arnaud Chauvière, Luigi Preziosi,
and Claude Verdier
Clustering in Bioinformatics and Drug Discovery
John D. MacCuish and Norah E. MacCuish
Combinatorial Pattern Matching Algorithms
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Gabriel Valiente
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Structural Bioinformatics: An Algorithmic
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The Ten Most Wanted Solutions in Protein
Bioinformatics
Anna Tramontano

Clustering in
Bioinformatics
and Drug
Discovery
John D. MacCuish
Norah E. MacCuish

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Contents
List of Figures
List of Tables
Preface
Acknowledgments
About the Authors
List of Symbols
Foreword
1 Introduction 1
1.1 History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2 Bioinformatics and Drug Discovery . . . . . . . . . . . . . . 13
1.3 Statistical Learning Theory and Exploratory Data Analysis . 16
1.4 Clustering Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.5 Computational Complexity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.5.1 Data Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.5.2 Parallel Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.6 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.7 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2 Data 27
2.1 Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.1.1 Binary Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.1.2 Count Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.1.3 Continuous Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.1.4 Categorical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.1.5 Mixed Type Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.2 Normalization and Scaling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.3 Transformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.4 Formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.5 Data Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.6 Measures of Similarity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.6.1 Binary Data Measures . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.6.1.1 The Tanimoto or Jaccard Measure . . . . . . 39
2.6.1.2 The Baroni-Urbani/Buser Coefficient . . . . 41
2.6.1.3 The Simple Matching Coefficient . . . . . . . 42
2.6.1.4 The Binary Euclidean Measure . . . . . . . . 46
2.6.1.5 The Binary Cosine or Ochai Measure . . . . 46
2.6.1.6 The Hamann Measure . . . . . . . . . . . . . 47
2.6.1.7 Other Binary Measures . . . . . . . . . . . . 47
2.6.2 Count Data Measures . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.6.2.1 The Tanimoto Count Measure . . . . . . . . 49
2.6.2.2 The Cosine Count Measure . . . . . . . . . . 50
2.6.3 Continuous Data Measures . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.6.3.1 Continuous and Weighted Forms of Euclidean
Distance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.6.3.2 Manhattan Distance . . . . . . . . . . . . . . 51
2.6.3.3 L∞ or Supremum Norm . . . . . . . . . . . . 51
2.6.3.4 Cosine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
2.6.3.5 Pearson Correlation Coefficient . . . . . . . . 52
2.6.3.6 Mahalanobis Distance . . . . . . . . . . . . . 52
2.6.4 Mixed Type Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.7 Proximity Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.8 Symmetric Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.8.1 Asymmetric Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.8.2 Hadamard Product of Two Matrices . . . . . . . . . . 56
2.8.3 Ultrametricity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2.8.4 Positive Semidefinite Matrices . . . . . . . . . . . . . . 57
2.9 Dimensionality, Components, Discriminants . . . . . . . . . . 57
2.9.1 Principal Component Analysis (PCA) . . . . . . . . . 58
2.9.1.1 Covariance Matrix . . . . . . . . . . . . . . . 58
2.9.1.2 Singular Value Decomposition . . . . . . . . 59
2.9.2 Non-Negative Matrix Factorization . . . . . . . . . . . 59
2.9.3 Multidimensional Scaling . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.9.4 Discriminants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.9.4.1 Fisher’s Linear Discriminant . . . . . . . . . 60
2.10 Graph Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.11 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.12 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3 Clustering Forms 69
3.1 Partitional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.2 Hierarchical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
3.2.1 Dendrograms and Heatmaps . . . . . . . . . . . . . . 73
3.3 Mixture Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
3.4 Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
3.5 Overlapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

3.6 Fuzzy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
3.7 Self-Organizing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.8 Hybrids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.9 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
3.10 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4 Partitional Algorithms 91
4.1 K-Means . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.1.1 K-Medoid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.1.2 K-Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
4.1.3 Online K-Means . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
4.2 Jarvis-Patrick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.3 Spectral Clustering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
4.4 Self-Organizing Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
4.5 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4.6 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5 Cluster Sampling Algorithms 103
5.1 Leader Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.2 Taylor-Butina Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.3 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.4 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
6 Hierarchical Algorithms 113
6.1 Agglomerative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
6.1.1 Reciprocal Nearest Neighbors Class of Algorithms . . 114
6.1.1.1 Complete Link . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
6.1.1.2 Group Average . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
6.1.1.3 Wards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.1.2 Others . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
6.2 Divisive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
6.3 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
6.4 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
7 Hybrid Algorithms 121
7.1 Self-Organizing Tree Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . 121
7.2 Divisive Hierarchical K-Means . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
7.3 Exclusion Region Hierarchies . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
7.4 Biclustering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
7.5 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
7.6 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

8 Asymmetry 129
8.1 Measures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
8.1.1 Tversky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
8.1.2 Edit Distance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
8.2 Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
8.2.1 Strongly Connected Components Agglomerative
Hierarchical Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
8.2.2 Modiﬁed Taylor-Butina Algorithm . . . . . . . . . . . 134
8.3 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
8.4 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
9 Ambiguity 137
9.1 Discrete Valued Data Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
9.2 Precision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
9.3 Ties in Proximity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
9.4 Measure Probability and Distributions . . . . . . . . . . . . 140
9.4.1 Number Theory in Measures . . . . . . . . . . . . . . 140
9.5 Algorithm Decision Ambiguity . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
9.6 Overlapping Clustering Algorithms Based on Ambiguity . . 148
9.6.1 Modiﬁed Taylor-Butina Algorithm . . . . . . . . . . . 148
9.6.2 Jarvis-Patrick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
9.6.3 K-Means . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
9.6.4 Hierarchical or Pyramidal Algorithms . . . . . . . . . 152
9.7 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
9.8 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
10 Validation 155
10.1 Validation Measures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
10.1.1 Internal Cluster Measures . . . . . . . . . . . . . . . . 156
10.1.2 External Cluster Measures . . . . . . . . . . . . . . . . 157
10.1.3 Uses of External Cluster Measures . . . . . . . . . . . 158
10.1.3.1 Tendency to Cluster . . . . . . . . . . . . . . 159
10.1.3.2 Application Dependence and Domain
Knowledge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
10.1.3.3 Monte Carlo Analysis . . . . . . . . . . . . . 160
10.2 Visualization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
10.3 Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
10.4 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
10.5 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
11 Large Scale and Parallel Algorithms 169
11.1 Leader and Leader-Follower Algorithms . . . . . . . . . . . . 170
11.2 Taylor-Butina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
11.3 K-Means and Variants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
11.3.1 Divisive K-Means . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

11.4 Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
11.4.1 Compound Diversity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
11.4.2 Compound Acquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
11.5 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
11.6 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
12 Appendices 181
12.1 Primer on Matrix Algebra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
12.2 Primer on Probability Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
12.3 Primer on Number Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Bibliography 193
Index 205

List of Figures
1.1 100 pseudo random points on the unit square. . . . . . . . . . 2
1.2 100 quasi-random points on the unit square. . . . . . . . . . . 3
1.3 Compounds plotted with respect to their eccentricity-connectivity
index and xlogp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.4 Pairwise plots of ten variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.5 Contrived data set with 4 clusters . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.6 Contrived data set with four classes and increased noise . . . 7
1.7 Biclustering sub-matrices example . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.8 Broad overview of cheminformatics, bioinformatics and medic-
inal informatics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.9 The Drug Discovery Pipeline . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.10 Relative function growth rates in terms N and time . . . . . 22
2.1 A 2-dimensional depiction of the caffeine molecule . . . . . . 29
2.2 Example compound fingerprint . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3 Scaling or Normalization Clustering Problem . . . . . . . . . 34
2.4 Log data transformation and heteroscedacity . . . . . . . . . 35
2.5 Tanimoto and Baroni-Urbani/Buser coefficient distributions: 5
bit per string . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.6 Tanimoto and Baroni-Urbani/Buser coefficient distributions: 6
bit per string . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.7 Tanimoto 6 bit per string . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.8 Baroni-Urbani/Buser 6 bit per string . . . . . . . . . . . . . . 45
2.9 Example symmetric matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.10 Example asymmetric drift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.11 Simple graph of a caffeine molecule . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.12 General and binary rooted tree graphs and unrooted
or free tree . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.13 Undirected labeled weighted graph . . . . . . . . . . . . . . . 64
3.1 A generic dendrogram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.2 Dendrogram with cuts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
3.3 Single link dendrogram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
3.4 Complete link dendrogram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
3.5 Wards dendrogram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
3.6 Example banner plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

3.7 Complete heatmap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
3.8 Wards complete heatmap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
3.9 Contrived data set with 4 overlapping clusters . . . . . . . . . 88
3.10 Ambiguity measured for different binary string types
and lengths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
3.11 MDS scatter plot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.1 K-means with a two dimensional data set . . . . . . . . . . . 92
5.1 Quasi and uniform random (pseudo) sampling for cluster
sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
5.2 Taylor-Butina example at a threshold of 0.05 . . . . . . . . . 108
5.3 Taylor-Butina example at a threshold of 0.1 . . . . . . . . . . 110
5.4 Taylor-Butina example at a threshold of 0.2 . . . . . . . . . . 111
6.1 Group average clustering example . . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.2 Group average clustering example . . . . . . . . . . . . . . . . 116
6.3 Wards clustering example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
6.4 Wards clustering example different level selection . . . . . . . 118
7.1 SOTA generated tree example . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
7.2 General tree example of an exclusion region
generated hierarchy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
8.1 An asymmetric example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
8.2 Taylor-Butina asymmetric clustering example . . . . . . . . . 131
8.3 An example application of a Tversky measure . . . . . . . . . 133
9.1 An example of tie in proximity . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
9.2 Ochiai similarity frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
9.3 All Tanimoto pair-wise values for 405 benzodiazepines . . . . 142
9.4 All Ochiai (1-cosine) pair-wise values for 405 benzodiazepines 143
9.5 All Baroni-Urbani/Buser pair-wise values for 405 benzodi-
azepines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
9.6 Lattice diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
9.7 Algorithm ambiguity dendrogram . . . . . . . . . . . . . . . . 145
9.8 Algorithm ambiguity decision ties schematic . . . . . . . . . . 146
9.9 Exclusion region tie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
9.10 False singleton tie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
10.1 Complete link and Wards clustering with heatmap of duplicate
compound proximity matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
10.2 Group average clustering of duplicate proximity matrix . . . 165
11.1 A pictorial representation of members of two different combi-
natorial libraries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

12.1 Eigenvectors plotted as principal axes of a set of points . . . 184
12.2 A 3D depiction of a small molecule . . . . . . . . . . . . . . . 185
12.3 Eigenvectors plotted as principal components . . . . . . . . . 186
12.4 A 3D depiction of a small molecule inside a sampling region . 187

List of Tables
2.1 Possible Values of the Tanimoto Coeﬃcient (Number of Re-
duced Proper Fractions), Given the Length of the Binary String
in Question (the Typical Data Type and Its Common Respec-
tive Bit Storage for Each Set of Values is Identiﬁed) . . . . . 40
4.1 Example of Jarvis-Patrick(K = 5,Kmin = 3) . . . . . . . . . 97
10.1 Matrix of Duplicate Compounds per Target . . . . . . . . . . 163

Preface
Drug discovery is a complicated process, requiring skills and knowledge from
many fields: biology, chemistry, mathematics, statistics, computer science, and
physics. Almost without exception, even the simplest drug interactions within
the body involve extremely complicated processes. Professionals in numerous
sub-fields (cell biologists, medicinal chemists, synthetic chemists, statisticians,
etc.) make up teams that, in sequence and in parallel, form a network of
research and process that leads — hopefully — to new drugs and to a greater
understanding of human health and disease, as well as, more generally, the
biological processes that constitute life. The advent of computer technology
in the latter half of the 20th century allowed for the collection, management,
and manipulation of the enormity of data and information flowing from these
endeavors. The fields of cheminformatics and bioinformatics are the outgrowth
of the combination of computing resources and scientific data. Modern drug
discovery increasingly links these two fields, and draws on both chemistry and
biology for a greater understanding of the drug–disease interaction.
Cluster analysis is an exploratory data analysis tool that naturally spans
many fields, and bioinformatics and cheminformatics as they relate to drug
discovery are no exception. Exploratory data analysis is often used at the
outset of a scientific enquiry; experiments are designed, performed, and data
are collected. The experiments that collect observations may be entirely ex-
ploratory, in that they do not fit under the more rigorous statistical confines
of design of experiments methodology, whereby hypotheses are being tested
directly. Experiments can simply be designed to collect observations that will
be mined for possible structure and information. Namely, the scientific process
is often not quite as straightforward nor as simple as a recanting of the scien-
tific method might suggest; hypotheses do not necessarily appear whole cloth
with a few observations. There are a great many fits and starts in even un-
derstanding what questions might be asked of a set of observations. Intuitions
about observations may or may not be forthcoming, especially in the face of
enormous complexity and vast numbers of observations. Finding structure in
a set of observations may help to provide intuitions based on known facts that
lead to hypotheses that may bear fruit from subsequent testing — where the
scientific method earns its keep. Cluster analysis is a set of computational
methods that quantify structure or classes within a data set: are there groups
in the data? This effort is in turn frought with the possible misunderstanding

Other documents randomly have
different content

Sonde, Trepanation), Exostosen, Empyem,
Hypospadie, Strikturenbehandlung, nahm
Resektionen vor, kannte den Lappenschnitt und
bespricht ausführlich die verschiedenen Verbände
(Rollbinden, gespaltene und zusammengenähte
Binden) und Repositionsmethoden (mit der Hand, mit
den Utensilien des gewöhnlichen Lebens, mit
Maschinen, z. B. πλινθίον des Neileos).
Leonides aus Alexandreia (gegen Ende des 1.
Jahrhunderts) stützte sich vornehmlich auf
Philoxenos (vergl. S. 281), verbesserte mehrere
Operationsmethoden, z. B. bei der Amputation
(Lappenschnitt), bei den Hämorrhoiden (unter
Benutzung des Mastdarmspiegels) und beschäftigte
sich, wie die erhaltenen Bruchstücke zeigen,
besonders mit der Diagnostik der Schädelbrüche,
sowie mit der Therapie der Tumoren, Hernien und
Fisteln; er wußte auch, daß die Filaria Medinensis in
Indien und Aethiopien endemisch vorkommt.
Literarische Bedeutung hat von den späteren
„Eklektikern“ Kassios, der Iatrosophist (_?_ n. Chr.),
dessen „Medizinische Fragen und Probleme“ (ἰατρικαὶ ἀπορίαι
καὶ προβλήματα φὑσικα) in 84 Sätzen medizinische und
naturwissenschaftliche Dinge behandeln. Der Standpunkt des
Verfassers ist vorwiegend pneumatisch aber auch methodisch.
Die Fragen betreffen u. a. auch die Tatsache der
gekreuzten Lähmungen, die Lehre von den

Sympathien (metastatische Abszesse, sympathische
Augenentzündung etc.), die Ernährung der Körperteile
durch die spezifische Assimilation, womit auch die
Kallusbildung in Zusammenhang gebracht wird
(vergl. Ideler, Med. gr. min. I). Erwähnenswert ist ferner:
Markellos aus Side (Pamphylien) zur Zeit des Marc Aurel,
welcher 42 Bücher ἰατρικά = Aerztliches schrieb, wovon wir
noch ein Fragment über Lykanthropie und 101 Hexameter
über die in der Medizin gebräuchlichen Fische besitzen
(Schneider, Marcelli Sidetae medici fragmenta, Leipzig 1888).

Aretaios, Rhuphos, Soranos.
[←]
Die Spirallinie der geschichtlichen Entwicklung
führte das medizinische Denken unverkennbar
wieder zum Rationalismus, allerdings auf höherer
Stufe, zurück, und die pneumatisch-eklektische
Schule bedeutet nichts anderes, als eine Erneuerung
der dogmatischen Fundamentalsätze, deren
humoralpathologischer Inhalt freilich durch die
Pneumalehre erweitert, durch die Qualitätentheorie
verschleiert, durch die Heranziehung aller bisher
erzielten theoretischen und praktischen
Errungenschaften wesentlich modifiziert wurde.
Eine logische Geschichtskonstruktion würde als
weitere Etappe schließlich die vollendete Rückkehr zu
Hippokrates selbst erfordern, von dem sich ja einst
die dogmatische Richtung auf der Suche nach
rationeller Begründung der Kunstregeln ableitete, sie
würde die Existenz eines Mannes präsumieren,
dessen Denken und Wirken gleichsam die Asymptote

zu einem den Zeitansprüchen äquivalenten,
wissenschaftlich gefestigten Hippokratismus darstellt.
Ideal und Wirklichkeit fällt in dieser Epoche
tatsächlich zusammen in einigen — Meisterwerken,
über deren vielumstrittenen Verfasser wir leider bloß
das eine mit Sicherheit wissen, daß er, weder auf
seine, noch auf die nachfolgende Zeit (wenigstens
nach den äußerst spärlichen Zitaten der späteren
Autoren zu urteilen) einen tiefer eingreifenden
Einfluß ausgeübt hat. Es sind dies die
glücklicherweise noch erhaltenen Bücher des
Aretaios aus Kappadokien: Ueber die Ursachen
und Kennzeichen der akuten und chronischen
Krankheiten (περὶ αἰτιῶν καὶ σημείων ὀξέων καὶ
χρονίων παθῶν) und über die Behandlung
derselben (περὶ θεραπείας ὀξέων καὶ χρονίων
παθῶν) — Schriften von unvergänglichem Werte,
Denkmäler echt hippokratischer Geisteshoheit!
Da Aretaios keinen medizinischen Autor außer
Hippokrates erwähnt, und die Alten seiner ebensowenig
gedenken, so herrschen über seine Lebenszeit nur
Vermutungen, die sich vorwiegend auf Inhalt und
Darstellungsweise seiner Schriften stützen. Der Umstand, daß
er dem Pneuma eine bedeutende Rolle zuerkennt, hat neben
anderen Momenten zur Annahme geführt, daß er in der
zweiten Hälfte des 1. Jahrhunderts n. Chr. (wohl eine Zeitlang
auch in Aegypten) lebte; der ionische Dialekt — den er für die

Darstellung übrigens deshalb wählte, um Hippokrates auch in
der Form nachzustreben — führt, nach Ansichten der
Philologen, in die Zeit des 2. Jahrhunderts hinab. Außerdem
ist heute sogar die Frage, wie Aretaios als Mediziner zu
werten ist, deshalb diskutabel geworden, weil man eine
bisher entgangene, merkwürdige Uebereinstimmung seiner
Schriften mit den Fragmenten des Archigenes von
Apameia entdeckt hat, und so dreht sich die Debatte noch
darum, ob Aretaios nur als „Stilist“ einzuschätzen ist und sein
Wissen dem Archigenes entlehnt hat oder aber, ob letzterer
als Plagiator aufzufassen wäre. Die bedeutende
Selbständigkeit, welche Aretaios gerade bei der Darstellung
allgemein bekannter Verhältnisse offenbart, macht die
medizinischen Historiker bisher wenig geneigt, seinen Ruhm
schmälern zu lassen. Mag aber das Endurteil wie immer
ausfallen, das Eine wird unverrückbar feststehen: Kein
einziger griechischer Autor nach Hippokrates, von dem wir
Kunde haben, erreicht die Höhe des Aretaios und kein Werk in
der ganzen Literatur nähert sich in solchem Maße dem
echten, unverfälschten Geist des Hippokratismus, sowohl
in Bezug auf die Krankheitsschilderung, als auch im Hinblick
auf die therapeutischen Grundsätze, wie die Bücher des
Kappadoziers. Entrückt dem Streit über die Person des Autors,
wollen wir in der folgenden Darstellung nur auf seine
Schriften unser Augenmerk richten.
Außer den oben genannten Büchern schrieb Aretaios
noch über Fieber, Chirurgie, Gynäkologie, über Prophylaxe
und Arzneimittel, wovon aber nichts gerettet wurde. Die
beiden auf uns gekommenen Hauptwerke, je vier Bücher, de
causis et signis acutorum et diuturnorum morborum und de
curatione acutor. et diuturnor. morb., sind leider mit einigen
bedeutenden Lücken versehen. Ed. C. G. Kühn (Leipzig 1828
in den Op. medicor. Graecor. quae exstant vol. 24); deutsche
Uebersetzungen von Dewez (Wien 1790, 1802) und Mann
(Halle 1858).

Den schönsten Vorzug des Aretaios bildet es, daß
er unbeirrt durch einengende Schulsatzungen und
Dialektik die scharf beobachtende, aber nüchtern
urteilende ärztliche Erfahrung keiner geistreich
schillernden Theorie opfert, und wohl ein Sohn, nicht
aber ein Knecht seines Zeitalters, inmitten einer
ungesunden Hyperkultur, inmitten von frivoler
Routine und uferloser Spekulation den schmalen
Saumpfad wahrer, denkender, kritischer
Naturbetrachtung einschlägt — den Weg, der
unbetretbar für die Masse der Allzuvielen, von dem
erhabenen Genius aus Kos nur für die Besten aller
Zeiten gebahnt worden zu sein scheint. Lebhaft an
Hippokrates in der knappen, edelstilisierten und
plastisch abgerundeten Darstellungsweise erinnernd,
ein Muster in der Auffassung des ärztlichen Berufes,
in der Naturwahrheit der Schilderung, in der
Zurückhaltung des Urteils, erfüllt von dem
Geistesadel, der die klassische Literatur der Hellenen
über die aller Völker erhebt, entwirft Aretaios vom
Standpunkt seiner Wissenshöhe schwer erreichbare,
kaum zu übertreffende Krankheitsbilder, immer
hinstrebend nach sicherer Diagnose, immer das
Hauptziel im Auge behaltend — die einfache,
möglichst naturgemäße Heilmethode.

Aus der Fülle des Stoffes sei hier nur auf
dasjenige verwiesen, was die Schriften im Verhältnis
zu den herrschenden Schulen charakterisiert und
einen Fortschritt in praktischer Beziehung ausmacht.
Aretaios nimmt die φύσις in der Bedeutung des
Inbegriffs der organischen Kräfte, macht das Herz
zur Zentralstätte der eingepflanzten Wärme und mißt
dem Pneuma eine hohe Bedeutung bei; der τὀνος
(vergl. S. 330) ist das verknüpfende Band des
Organismus. Krankheiten entspringen aus
Anomalien der Säfte, der eingepflanzten
Wärme oder des Tonus. Bei der Schilderung der
einzelnen Krankheiten, welche in akute und
chronische zerfallen, werden die pathognomonischen
Symptome mit packender Naturtreue beschrieben,
finden neben der Aetiologie und Disposition
(Lebensalter, Geschlecht) sehr oft auch die
anatomischen Verhältnisse gebührende
Berücksichtigung. Ganz besonders gelungen sind die
Beschreibungen der Pleuritis (mit Empyem),
Pneumonie und Phthise (Bluthusten), des Asthmas
(in weiterem Sinne), der Lähmungszustände
(Apoplexie = Lähmung der geistigen Tätigkeit, der
Empfindung und Bewegung; Paraplegie = Lähmung
der Empfindung und Bewegung; Paralysis =

Lähmung der Bewegung; Anästhesie = Lähmung
der Empfindung), des Tetanus (Emprosthotonus), der
Epilepsie (mit vorausgehender Aura), der Hysterie
(auch männliche), des Kopfschmerzes (Migräne),
gewisser Halsaffektionen (darunter Diphtherie), des
Diabetes (erste ordentliche Darstellung in der
europäischen Literatur), des Ikterus, der
Wassersucht, der Gicht und Ischialgie, der Ruhr,
verschiedener Darm-, Leber- und Blasenleiden, der
Spermatorrhöe, der Lepra (auf Grund eigener
Erfahrung!). Scharf hervorgehoben und auf die
physiologische Funktion zurückgeführt wird die
Tatsache, daß die vom Gehirn ausgehenden
Lähmungen gekreuzt, die spinalen dagegen
gleichseitig sind. — Auf die Diagnostik ist
besonderer Wert gelegt, ja an einer Stelle (De caus.
et sign. acut. II. 3) ist sogar die Auskultation des
Herzens angedeutet.

Aretaios fügte zu den physiologisch-pathologischen
Anschauungen der Hippokratiker Fundamentalgedanken der
Pneumatiker (τὀνος) und der Methodiker (Klassifikation der
Krankheiten) hinzu und stützte sich im Sinne der
alexandrinischen Meister gerne auf die Anatomie. Manche
seiner Angaben z. B. über Darmgeschwüre,
Nierenaffektionen, „Entzündungen“ oder „Erweiterungen“ der
großen Gefäße sprechen beinahe für die Vornahme von
Sektionen, jedoch läßt sich darüber keine Klarheit gewinnen,
denn die Widersprüche in den anatomischen Kenntnissen sind
zu kraß, wenn Aretaios einerseits sogar die Bellinischen
Röhrchen der Niere (De causis II. 3), die Verzweigung der
Pfortader und der Gallengänge andeutet, anderseits in der
herkömmlichen Weise Nerven, Sehnen und Bänder
zusammenwirft oder gar Wanderungen des Uterus annimmt.
— In der Physiologie der Verdauung, Blutbewegung und
Atmung steht Aretaios auf ähnlichem Standpunkt wie die
Pneumatiker; den einzelnen Organen verleiht er
Attraktionskräfte, dem Herzen die Fähigkeit, auch giftige
Stoffe (aus dem Magen, aus Lungengeschwüren etc.)
heranzuziehen. — Bemerkenswerterweise räumt Aretaios dem
Herzen eine weit größere Bedeutung in der Pathologie ein,
als alle übrigen Autoren und führt die Synkope, die er
prächtig schildert, auf eine Affektion des Herzens zurück, zum
Beweise weist er darauf hin (De caus. et sign. acut. II. 3),
daß bei denjenigen, welche in der Ohnmacht zu Grunde
gehen, kleiner und schwacher Puls, Herzgeräusch
(πάταγος) und Palpitationen beobachtet werden. An dieser
Stelle sei auch erwähnt, daß er gelegentlich von einer mit der
Hand ausgeführten Erschütterung des Abdomens spricht, also
von einer Art Perkussion. — Von Infektionskrankheiten
erwähnt Aretaios pestartige Bubonen (βουβῶνες
λοιμώδεες), die Diphtherie (Αιγύπτια καὶ Συριακὰ ἑλκεα, De
morb. acut I. c. 9), bei welcher er die rahmartigen
Exsudatmassen, die Schorfe, das Uebergreifen auf den Larynx

beschreibt, vielleicht auch die epidemische Meningitis, die
Dysenterie (Geschwüre im Dünn- oder Dickdarm,
Abstoßung eines Teils der Schleimhaut), die Cholera
nostras; die verschiedenen Bezeichnungen der Lepra,
ἐλεφαντιασις, σατυριασις, λεοντιασις, werden eingehend
erläutert und sogar Heilmittel der Kelten angeführt. — Vom
Kopfschmerz unterschied er die akuten (κεφαλαλγια) und die
chronischen Formen, καφαλαια und ἑτεροκρανια (Migräne).
— Der Diabetes ist als eine Krankheit gezeichnet, bei
welcher — Hauptsymptom Durst — Getränke den Körper
durchlaufen, die Teile sich in Harn auflösen, Abzehrung und
Kollaps entsteht; Ursachen sind auch akute Leiden oder Gifte
(unter anderem empfiehlt Aretaios auch Milchkuren). — Die
geburtshilflich-gynäkologischen Abschnitte in den Büchern des
Aretaios (er schrieb über diesen Gegenstand übrigens ein
eigenes, verloren gegangenes Buch) stehen nicht auf der
Höhe, doch gebrauchte er den Scheidenspiegel zur
Untersuchung und Vornahme gewisser therapeutischer
Eingriffe.
Wie nicht anders zu erwarten, läßt sich Aretaios
in der Therapie, welcher er wegen der Wichtigkeit
eine eigene Schrift widmete, unter Verwerfung des
spitzfindigen Theoretisierens von der Erfahrung
leiten, er wendet die Hauptaufmerksamkeit auf die
sorgsame Regelung der Lebensweise (Diät,
Stoffwechselkuren, Leibesübungen, Massage) und
bevorzugt im allgemeinen nur eine sehr geringe Zahl
zumeist mild wirkender Arzneien. Wo er energisches
Eingreifen indiziert fand, machte er vom Opium, von
Brech- und Abführmitteln (Klistieren), von

Blutentziehungen (Venäsektion auch am
Handrücken, Arteriotomie, Blutegel, Schröpfköpfe),
von Reizmitteln (kalten Uebergießungen, Wein,
Castoreum), Vesikantien, Glüheisen, reizenden
Salben und Einreibungen Gebrauch. Interessant ist
es, daß Aretaios bei Larynxaffektionen das Einblasen
von Pulver in den Kehlkopf empfiehlt. — In ethischer
Hinsicht darf es nicht unerwähnt gelassen werden,
daß Aretaios — darin weit entfernt von den
Hippokratikern — den Arzt auch bei Unheilbaren
nicht seiner erhabenen Pflicht entbindet, wenn ihm
auch hier nichts anderes übrig bleibt, als das
Mitgefühl zu äußern.
In dem Gesamtbild des großen Arztes befremdet es, daß
Aretaios in der Behandlung der Geisteskranken kaum eine
Bemerkung über die, von den Vorgängern (vergl. Celsus) so
sehr betonte psychische Therapie macht, umsomehr als er zu
den besten psychiatrischen Autoren des Altertums zählt.
In meisterhafter Weise erörtert er den Einfluß der
Temperamente, der Lebensstellung, der Beschäftigung, der
unterdrückten Sekretionen auf die Entstehung der Psychosen,
deren Rückwirkung auf die Ernährung und zeichnet
naturgetreu die Manie, und die Melancholie mit ihren
Folgezuständen. Gerade die somatische Auffassung (Humoral-
und Pneumatheorie) mit starker Hinneigung zur anatomischen
Lokalisation (Phrenitis — Gehirn; Manie und Melancholie —
Hypochondrien) führte ihn dahin, fast ausschließlich
Aderlässe, Schröpfköpfe, Kataplasmen, Bäder, Bitter- und
Abführmittel, in der Rekonvaleszenz Thermen,
Meersandbäder, Reisen u. s. w. anzuordnen.

In die Linie des Eklektizismus mit vorherrschender
Berücksichtigung der unbefangenen
Krankheitsbeobachtung und des anatomischen
Denkens ist auch ein anderer hervorragender Arzt zu
stellen, dem lange hinaus die gebührende
Anerkennung bewahrt wurde, nämlich Rhuphos
aus Ephesos, welcher die Hauptelemente seiner
Bildung in Alexandreia erwarb und unter Trajan, also
im Beginne des 2. Jahrhunderts, praktiziert haben
soll. Von seinen zahlreichen Werken sind nur wenige
erhalten, doch läßt sich aus dem Torso, sowie aus
Zitaten und überlieferten Fragmenten mit Sicherheit
erschließen, daß Rhuphos, im Geiste aristotelischer
Philosophie, auf Grund fleißigster Literaturbenützung
und eigener Forschung die Anatomie, die
Arzneimittellehre und Diätetik, die Diagnostik,
Pathologie und Therapie sowohl der internen, wie
chirurgischen Affektionen sorgfältig bearbeitet und in
bedeutendem Ausmaß gefördert hat.
Es sind die Schriften: περὶ ὀνομασιας τῶν τοῦ ἀνθρώπου
μοριων = über die Benennung der Körperteile, ἰατρικἀ
ἐρωτήματα = ärztliche Fragen, Krankenexamen, eine
ausgezeichnete Diagnostik, σύνοψις περὶ σφυγμῶν =
Uebersicht der Lehre vom Pulse (vielleicht unecht), περὶ
ποδάγρας = über Gicht, nur in barbarischer lateinischer
Uebersetzung vorhanden, περὶ τῶν ὲν νεφροῖς καὶ κύστει
παθῶν = Nieren- und Blasenleiden; περὶ σατυριασμοῦ καὶ
γονορροίας = von der Satyriasis und dem Samenfluß; περὶ

φαρμάκων καθαρτικίν = über Abführmittel. Die Abhandlung
περὶ ὀστῶν, sowie die Schrift über die Anatomie der inneren
Teile des Menschen, περὶ ἀνατομῆς τῶν τοῦ ἀνθρώπου
μορίων, welche dem Rhuphos zugeschrieben wurden,
gehören einem Ungenannten an. Ausgabe von Daremberg-
Ruelle, mit französischer Uebersetzung (Paris 1879). Erste
deutsche Uebersetzung von R. v. Töply „Anatomische Werke
des Rhuphos und Galenos“, Wiesbaden 1904. Außerdem
schrieb Rhuphos über Geschichte der Medizin, akute und
chronische Krankheiten, Gelbsucht, Diätetik (auch bei
Meerfahrten), über Wein, Milch, Honig, Feigen,
Hausarzneimittel, pflanzliche Arzneimittel, über Chirurgie,
Gynäkologie, Augenheilkunde — wie angeführte Büchertitel
und Fragmente beweisen.
Rhuphos hat uns eine für Anfänger bestimmte
anatomische Schrift hinterlassen: „Ueber die
Benennung der Körperteile“, welche für die
Geschichte der anatomischen Nomenklatur
großen Wert hat, seine Kenntnisse hat er nach
eigener Angabe durch die Sektion an Affen erworben
und er klagt darüber, daß man zu seiner Zeit nur auf
Tierzergliederung beschränkt sei, höchstens die
Körperoberfläche am lebenden Sklaven
demonstrieren dürfe, früher dagegen hätte man zu
Unterrichtszwecken menschliche Leichen zergliedert.
Er beschrieb zuerst das Chiasma, kannte die
Linsenkapsel, und ahnte den Unterschied zwischen
Empfindungs- und Bewegungsnerven; auch
schrieb er dem Nervensystem nicht bloß die

Vermittlung der Empfindung und Bewegung,
sondern die Leitung aller Funktionen zu. Das
Buch „Aerztliche Fragen“ zeigt, mit welcher Feinheit
die Aerzte bei ihrer Diagnose verfuhren. Die nicht für
echt gehaltene „Pulslehre“ stützt sich im
wesentlichen auf Herophilos, erörtert die Lage und
Bewegung des Herzens, die Verschiedenheit des
Pulses, je nach dem Lebensalter und in Krankheiten
und unterscheidet mannigfache Pulsarten, je nach
der Schnelligkeit, Stärke, Häufigkeit und nach
Beschaffenheit der Arterie; als charakteristische
Formen werden beschrieben z. B. der unterbrochene
(παρεμπίπτων), der ameisenartige, formicans
(μυρμηκίζων), der dikrote, der wurmförmige,
vermicularis (σκωληκίζων) u. a. — In Betreff der
Erkrankungen der Harnorgane, die Rhuphos in
einer eigenen Schrift darstellte, wäre hervorzuheben,
daß er bei Nierenentzündungen im Anfang keine
Diuretika, sondern warme Klistiere anwandte, daß er
bei Blasenentzündung der Männer den Gebrauch des
Katheters widerriet, hingegen eine warme und milde
Behandlung (Umschläge, Bäder, Klistiere,
Suppositorien, Druck auf die Blasengegend) empfahl;
außerdem schildert er die Blasenblutungen,
Blasenlähmung, den Blasenstein (bimanuelle

Untersuchung), den Prostataabszeß (als
Geschwülste) und gibt zumeist eine sehr
zweckmäßige Therapie für diese Zustände an. Er
gehört zu den ältesten Schriftstellern über
Bubonenpest, Aussatz und Kondylome,
beschreibt das traumatische Erysipel,
Epithelialkarzinome, Sehnengeschwülste (Zerdrücken
der Ganglien) und führte die Verbreitung des
Guineawurms auf schlechtes Trinkwasser zurück. Von
seiner chirurgischen Tätigkeit spricht die eingehende
Beschreibung der verbesserten hippokratischen
Streckbank und die Angabe über die
Blutstillungsverfahren (Fingerdruck,
Kompressivverband, Kälte, Adstringentine, Torsion,
Ligatur, Durchschneidung der angeschnittenen
Gefäße), sowie die Erwähnung traumatischer
Aneurysmen; auch der Gynäkologie (Dysmenorrhöe,
Schwangerschaftsdiagnose und Hygiene der
Schwangeren) widmete er seine Aufmerksamkeit.
Endlich verbesserte Rhuphos auch die Hygiene
durch zahlreiche höchst rationelle und vielseitige
Vorschriften, förderte die Psychiatrie und erfand
eine ganze Reihe von Arzneikompositionen, unter
denen seine Hiera (koloquinthenhaltiges
Abführmittel) besondere Berühmtheit erlangte.

Rhuphos erklärte das Fieber für ein großes
Heilmittel, von dem zu wünschen wäre, daß man
es künstlich erzeugen könnte und berichtet, daß
manche afrikanische Völker in dieser Absicht Bocksharn
verwenden.
Bezüglich der ἱερά sei daran erinnert, daß mehrere Aerzte
des Altertums solche Mischungen dieses Namens
komponierten, so Andromachos (ἱερὰ πικρά), Archigenes (ἱερὰ
διὰ κολοκυνθιδος oder δι'ὰλόης).
Das Emporstreben der Pneumatiker und
Eklektiker vermochte die methodische Schule
keineswegs zu unterdrücken, im Gegenteile, dieselbe
blühte als mächtigste weiter, und gerade in der
Epoche des Trajan und Hadrian war ihr ein
bedeutsamer Aufschwung beschieden durch einen
der berühmtesten und bis tief ins Mittelalter
gefeierten Aerzte: Soranos aus Ephesos, den
„methodicorum princeps“, den Verfasser „vieler
herrlicher Werke“. Aber, mochte dieser große Arzt
auch fest im Erdreich des Methodismus wurzeln, die
umfassende Ausbildung, welche er vorwiegend in
Alexandreia empfing, trug doch gewiß das ihrige
dazu bei, daß er, frei von beschränkter Einseitigkeit,
auch jene Erkenntnisquellen nicht ungenützt ließ,
welche die angestammte Schule mied, daß er, nur
auf anderem Wege, aber mit gleichem Ziele, den
besten der damaligen ärztlichen Forscher, und dies

waren durchwegs eklektische Denker, entgegenkam.
Scharfe Beobachtungsgabe, sicheres,
selbstgeprägtes Urteil, vorurteilslose Sinnesart
kennzeichneten in ganz besonderem Grade sein
Wesen. Was er — der bedeutendste Geburtshelfer
des Altertums — in der Frauen- und
Kinderheilkunde geschaffen, liegt glücklicherweise
direkt vor unseren Blicken, die trefflichen sonstigen
Leistungen und Gedanken dieses Meisters, der das
Gesamtgebiet der Medizin erfolgreich beherrschte,
sehen wir nur durch das mehr oder minder trübe
Medium der Uebersetzer und Kompilatoren; denn
von Soranos selbst besitzen wir außer Fragmenten
nur die beiden wertvollen gynäkologischen Bücher
περὶ γυναικείων (παθῶν) nahezu vollständig.
Soranos, der Sohn des Menandros und der Phoibe,
studierte in Alexandreia und wirkte als Arzt in Rom. Sein
berühmtes Werk „Ueber die Krankheiten der Frauen“
(im Jahre 1838 von F. R. Dietz wieder aufgefunden) liegt uns,
abgesehen von den Ausgaben von Zach. Ermerins (Utrecht
1869) und Val. Rose (Leipzig 1882) in einer deutschen
Uebersetzung vor („Die Gynäkologie des Soranos“, übersetzt
von Lüneburg-Huber, München 1894); nebstdem gibt es
davon eine noch erhaltene populäre Ueberarbeitung aus
späterer Zeit in Form des Hebammenbuches des Moschion.
Caelius Aurelianus verfaßte ebenfalls eine lateinische
Bearbeitung der Gynäkologie (unter dem Titel „Genetia“,
wovon jedoch nur ein Fragment übrig geblieben ist) und
folgte in seinem Werke De morbis acutis et chronicis so

sklavisch dem gleichbetitelten, verloren gegangenen Werke
des Soranos περὶ ὀξέων καὶ χρονίων παθῶν, daß man
fast von einer Uebersetzung sprechen kann, jedenfalls ein
deutliches Bild von den Lehrmeinungen und der Praxis des
Soranos daraus gewinnt. Nebstdem schrieb der Ephesier — es
sollen im ganzen 30 Schriften gewesen sein — über die Seele,
Biographien der Aerzte und Geschichte der Sekten, eine
anatomisch-physiologische Nomenklatur, über Aetiologie, die
Kommunitätenlehre, über Fieber, Heilmittel und
Heilmethoden, über den Samen, über das Gebären lebendiger
Jungen, über Knochenbrüche, Verbandlehre, ferner
Kommentare zu Hippokrates, über das Auge, über
hygienische Lebensregeln u. a. Vorhanden ist ein, dem
gynäkologischen Werke entlehntes Fragment (περὶ μήτρας);
ferner das Fragment über die Kennzeichen der
Knochenbrüche (περὶ σημείων καταγμάτων, beide abgedruckt
in Idelers Physici et medici graeci minores I.), in lateinischer
Sprache De medicamentis und de digestionibus = de
salutaribus praeceptis. Unterschoben sind mehrere unter dem
Namen des Soranos laufende Schriften: de pulsibus,
quaestiones medicinales, in artem medendi isagoge u. a.
Diese Werke übten direkt und indirekt, in den
Ueberarbeitungen oder Auszügen,
jahrhundertelang Einfluß auf die Medizin aus, und
Soranos erfreute sich bei Anhängern wie Gegnern der
methodischen Schule des höchsten Ansehens. Selbst
Tertullian und der heilige Augustinus erwähnen ihn stets mit
Auszeichnung.
Entsprechend der Sitte, daß Aerzte in der Regel
nur bei schwierigen Geburtsfällen zugezogen
wurden, wendet sich die „Gynäkologie“ des Ephesiers
zwar an die Hebammen, enthält aber, tatsächlich
über den Rahmen weit hinausgehend, den

gesamten Erfahrungsschatz der antiken
Geburtshilfe, Gynäkologie und auch
Kinderheilkunde. Die Kenntnisse der Alexandriner
— Herophilos, Demetrios — scheinen nicht nur
übertroffen zu sein, sondern es machen sich bei
Soranos noch einige Züge angenehm bemerkbar,
welche sicher für die praktische Handhabung von
weittragender Bedeutung gewesen sind, nämlich die
Abneigung gegen die abergläubischen
Prozeduren, woran gerade die Frauen- und
Kinderheilkunde allezeit überreich war (Amulette,
Magnete etc. werden nur ausnahmsweise zu bewußt
suggestiven Zwecken zugelassen) und die
Verwerfung der älteren rohen,
geburtshilflichen Methoden, die noch aus der
knidischen Schule herstammten (unvorsichtige
Anwendung von Fruchtabtreibungsmitteln, Schütteln
des Körpers, Sukkussion mit der Leiter,
Treppensteigen etc. zur Beförderung der Geburt,
verschiedene rohe mechanische Verfahren, um die
Placenta herauszuziehen). Im Geiste eines
überlegten Konservatismus bestimmt Soranos überall
die Indikationen für therapeutische Eingriffe aufs
genaueste.

In der Lehre von den Dystokien steht er auf dem
gleichen Standpunkt, wie die Vorgänger; als
Ursachen der erschwerten Geburt gelten das
Allgemeinverhalten der Mutter (vorgerücktes Alter,
besonders Erstgebärender), Abnormitäten der
Geschlechtsteile (z. B. Verlegung der Scheide durch
Geschwülste, schmale Hüften = Verengerung des
Beckens), Absterben des Kindes, endlich abnorme
Lagen desselben, von denen er eine beträchtliche
Zahl kennt; normal ist, nach Ansicht des Soranos,
eigentlich nur die Kopflage, demnächst die Fußlage;
bedenklich sind die Doppellagen. Die Untersuchung
erfolgt mittels des Spekulums (δίοπτρα). Zur
Vorbereitung für die Geburt eignen sich Einreibungen
von Fett, häufiges Einführen des beölten Fingers der
Hebamme in den Muttermund. Bei der normalen
Geburt kommt der (mit halbmondförmigem
Ausschnitt, Rücken- und Armlehne versehene)
Geburtsstuhl zur Anwendung, wobei die Hebamme
gegenüber sitzt, während zwei Frauen, zu beiden
Seiten stehend und eine dritte, von rückwärts, die
Gebärende unterstützen, bezw. das Beugen nach
vorn verhindern. Der Damm wird mit einem linnenen
Tuche unterstützt, die Geburt durch Druck auf den
Unterleib oder Zug an dem Kinde befördert; die

Lösung der Placenta ist durch die in den Uterus
eingeführte Hand auszuführen. In den abnormen
Fällen wird die Frau auf das Geburtsbett gelagert;
eines der wichtigsten Hilfsmittel, insbesondere bei
buckligen und fetten Frauen ist die
Knieellenbogenlage; wo es nötig, muß die Blase
durch den Katheter entleert und die Sprengung der
Eihäute vorgenommen werden. Zur Beseitigung der
abnormen Lagen, d. h. um sie in die gerade Richtung
zu bringen, in die Kopf- oder Fußlage zu verwandeln,
hat man die Wendung auszuführen. Vorliegende
Gliedmaßen sind zurückzubringen, ein vorliegender
Arm im Notfall zu exartikulieren; die Embryotomie
und Embryulkie, bei welcher der ἐμβρυοσφάκτης
(Instrument, welches aus Dilatatorium, einem
scharfen Ring und einem stumpfen Haken bestand)
in Funktion trat, sollte nur unter den zwingendsten
Umständen zur Anwendung kommen. Es ist aber
hierbei zu beachten, daß Soranos die Eingriffe, wenn
es das Leben der Mutter erheischte, auch am
lebenden Kinde vornahm. Die Frauenkrankheiten
(Amenorrhöe, Metrorrhagie, Hysterie, Fluor albus,
Dislokation, Pneumatose, Oedem des Uterus,
Metritis, Scirrhus, „Sklerom“ des Uterus,
Nymphomanie, Atresie der Scheide u. a.) beschreibt

Soranos sehr eingehend und zumeist mit Angabe
einer ganz rationellen Therapie (lokal kommen dabei
auch Injektionen mit dem Mutterrohr —
μητρεγγὑτης in Betracht). — Die Ausführungen über
die Diät der Schwangern, über Säuglingspflege und
erste Erziehung der Kinder bieten eine Fülle von
vortrefflichen Ratschlägen, lassen tief in die
römischen Kulturverhältnisse blicken und muten oft
ganz modern an.
Die Anatomie des weiblichen Genitalsystems, welche
Soranos in einem der ersten Kapitel bringt, ist mangelhaft und
oft unklar. Bemerkenswert ist es immerhin, daß er
die Wanderungen des Uterus und seine
animalische Natur, die Lageveränderungen durch
Kontraktion der Bänder und die Existenz der
Kotyledonen bestreitet, ferner, daß er weiß, daß sich der
Muttermund beim Coitus und bei der Menstruation öffnet.
Hingegen kennt er keinen Hymen, was ein merkwürdiges
Licht auf die Verhältnisse in Rom wirft. — Was die
Embryologie anlangt, so läßt Soranos die
Ernährung des Fötus nur durch die Nabelgefäße zu
stande kommen. Die Möglichkeit, das Geschlecht
des Kindes durch die Beobachtung der Lage
vorauszuerkennen leugnet er. — Zur Verhinderung der
Konzeption empfiehlt er (unter Verwerfung der vielen damals
gebräuchlichen Mittel) Verschließung des Muttermundes durch
Baumwolle, Salben, fettes Oel, Genuß des Uterus von
Mauleselinnen (Antipathie); fruchttötende Mittel dürfen nur
bei kräftigen Frauen und auch bei diesen nur während des 3.
Monats angewendet werden; die Einleitung des Abortus durch
den Eistich verbietet er wegen der Gefahr. — In den

pädiatrischen Abschnitten kommen folgende Fragen zur
eingehenden Verhandlung: Kennzeichen der Reife des Kindes;
Nabeldurchtrennung (mit dem Messer, ohne Kauterisation;
bei noch ungelöster Placenta doppelte Unterbindung);
Beseitigung der Vernix caseosa (durch Bestreuen mit Salz
oder Natron), Waschung, Reinigung der Augen (mit Oel)
und des Mundes, Entfernung des Meconiums (Einführung des
kleinen Fingers in den After); Verfahren beim Wickeln der
Kinder (Einwicklung des ganzen Kindes mit wollenen Binden);
Nahrung (in den ersten zwei Tagen gar keine, höchstens
gekochten Honig, Stillen soll am dritten Tage beginnen, aber
in den ersten 20 Tagen nicht durch die Mutter, sondern
durch eine Amme; in Ermangelung dieser, Ernährung mit
Honig und Ziegenmilch), Auswahl der Amme, Prüfung der
Brustwarzen und der Ammenmilch (günstigstes Alter zwischen
20 und 40 Jahren, Multipara; gute Milch mischt sich mit
Wasser allmählich, gleichmäßig, ohne Gerinnsel), Diätetik der
Amme (Abstinenz von Wein, regelmäßige Leibesöffnung,
mäßige körperliche Bewegung), Vorschriften über das
Anlegen an die Brust (verschiedene Bedeutung des
Kindergeschreies), Baden, Massieren, Salben, die
Gehübungen (in mit Rädern versehenen Körben), die
Entwöhnung (erst nach 1½-2 Jahren), Nahrung in den ersten
Kinderjahren. — Im weiteren werden die Kinderkrankheiten
(schweres Zahnen, wobei das Einschneiden des Zahnfleisches
verworfen wird, Mandelentzündung, Soor, Geschwüre,
Hautausschläge, Katarrh, fieberhafte Affektionen mit
cerebralen Symptomen, Durchfall) und ihre Behandlung
sorgfältig besprochen.
Auch als Chirurg zeichnete sich Soranos in
hervorragender Weise aus; namentlich verbesserte er
die Verbandkunst und baute die Lehre von den
Knochenbrüchen und Schädelverletzungen, von

denen er mit feiner Diagnostik acht Arten
unterschied, beträchtlich aus.
Sein Hauptwerk über innere Medizin (akute und
chronische Krankheiten) ist leider im Original
verloren gegangen, doch schließt sich ein
kompilatorischer Autor späterer Zeit Caelius
Aurelianus, so eng an dasselbe an, daß wir
berechtigt sind, den Hauptinhalt seines Werkes von
Soranos herzuleiten. Aus der Analyse desselben
geht hervor, das Soranos nicht auf formale
Krankheitsdefinitionen, sondern auf die scharfe
Differentialdiagnose das Hauptgewicht legte und
mittels feinster Symptomatologie, sogar nicht wenig
auch durch Berücksichtigung der vernachlässigten
physikalischen Methode (Palpation und Perkussion)
zu ihrer Ausbildung beitrug. Streng an den
Grundsätzen des Methodismus im allgemeinen
festhaltend, mußte er doch, da er in erster Linie
Kliniker war, in Einzelheiten von dem trockenen
Schematismus der Sekte abweichen, so z. B. wenn er
eine große Zahl von Krankheiten auf das gleichzeitige
Vorkommen des Striktum und Laxum (Komplex)
zurückführt, bei der Lungenentzündung, trotz des
Ergriffenseins des ganzen Körpers, die Lunge als
Hauptsitz der Affektion erklärte oder, wenn er von

dem Aderlaß sehr häufig Gebrauch machte, ohne
sich auf die Indikation des Schmerzes oder den Ort
(wie Asklepiades) zu beschränken. Gerade aber
durch diese Abweichungen von der Schultradition
hauchte er der methodischen Sekte selbst neues
Leben ein und sicherte ihr die Fortdauer auf lange
hinaus.
Die kulturgeschichtlich interessante Tatsache, daß der auf
dem Epikureismus fußende Methodismus von allen Systemen
am meisten den medizinischen Mystizismus bekämpfte, tritt
natürlich bei Soranos ganz besonders hervor, wie schon oben
gezeigt wurde. In einem Werke über Aetiologie eiferte er auch
in eingehender Darlegung gegen den Glauben, der Alpdruck
(Incubus) werde durch eine überirdische Macht (einem Gott
oder Halbgott, Kupido) erzeugt. Sogar von den Hebammen
verlangt er, daß sie nicht abergläubisch sein sollen, damit sie
nicht um eines Traumes oder des gewohnten Mysteriums und
Gottesdienstes willen eine heilbringende Handlung
unterlassen. Aber leider war zu dieser Zeit der Aberglaube
schon im Steigen begriffen und schwoll unaufhaltsam zum
Strome an.
Anhang
[←]

Anatomie und Physiologie.
Das Bild, welches man sich gewöhnlich von der
medizinischen Forschungsweise der ersten
nachchristlichen Jahrhunderte macht, bedarf der
Ergänzung. Wohl herrschte die ärztliche Empirie und
die pathologische Spekulation überwiegend vor,
dennoch aber fehlte es auch nicht an Versuchen,
durch nüchterne exakte Beobachtung, durch
Zergliederung toter und lebender Tiere eine
genügende Kenntnis des Körperbaues und der
Funktionen zu erwerben. Und namentlich Alexandreia
frischte seinen Ruhm als Pflegestätte der Anatomie in
der römischen Kaiserzeit wieder auf, freilich ohne den
Errungenschaften eines Herophilos, Erasistratos
und Eudemos Gleichartiges an die Seite stellen zu
können. Rhuphos und Soranos dankten dem
Studium in der einstigen Ptolemäerstadt ihre
anatomische Bildung; dort war zu anatomischen
Studien jedenfalls noch immer mehr Gelegenheit
gegeben, als an irgend einem anderen Orte.

Die Sektion von Tieren bildete das
Hauptmittel des Unterrichts, daneben kamen aber
auch noch die Demonstration von
menschlichen Skeletten oder
Knochenpräparaten, vielleicht auch von
Nachbildungen und Zeichnungen in Betracht, vieles
ließ sich übrigens durch die Betrachtung der
Oberfläche des menschlichen Körpers (an Sklaven)
erlernen; menschliche Kadaver wurden nur ganz
ausnahmsweise seziert, höchstens die Leichen von
hingerichteten Verbrechern oder feindlichen Kriegern.
In die anatomische Unterrichtsmethodik gewinnen wir
insbesondere durch die Lektüre des Onomastikon des
Rhuphos Einblick. Die Einzelheiten des Aeußeren werden an
einem modellstehenden lebenden jungen Manne erklärt, die
inneren Organe erörtert der Verfasser an der Leiche des
menschenähnlichsten Tieres, eines Affen. Nach v. Töplys
Uebersetzung ist der Wortlaut folgender: „Was hast du beim
Kitharspiel zuerst gelernt? Eine jede Saite anzuschlagen und
zu benennen. Was hast du in der Sprachlehre zuerst gelernt?
Jeden Buchstaben zu erkennen und zu benennen. Beginnt
nicht ebenso in den anderen Künsten der Metallarbeiter, der
Schuster, der Zimmermann den Unterricht auf eben diese
Weise mit den Benennungen, und zwar zuerst mit dem
Namen des Eisens, der Geräte und der anderen derartigen
Dinge, welche sich auf die Kunst beziehen? Und die
vornehmeren Künste, fangen die beim Unterricht nicht ebenso
an? Was hast du denn in der Geometrie zuerst gelernt? Zu
wissen, was ein Punkt ist, ein Strich, eine Fläche, eine
Oberfläche, eine Dreiecksgestalt, ein Kreis und ähnliches, und
es richtig zu benennen. Willst du also auch die Medizin von

den Benennungen ausgehend lernen, und zwar zuerst, wie
man einen jeden Körperteil benennen soll, dann das andere,
soweit der mündliche Ausdruck zu folgen vermag? Oder dünkt
es dir etwa hinlänglich, wenn ich dich auf das, was du
erlernen sollst, wie ein Taubstummer deutend verweise? Mir
scheint so etwas keineswegs besser, denn sowohl ein
Selbstunterricht als das Lehren eines anderen in dieser Weise
ist weder leicht faßlich noch leicht durchführbar. Ich denke
mir das so. Indem du zuhörst und diesen Knaben
betrachtest, wirst du zuerst die sichtbaren Dinge
wahrnehmen, dann werden wir versuchen, dich
darin zu unterrichten, wie man die inneren Teile
benennen soll, indem wir ein Tier zerlegen, das
dem Menschen am meisten ähnelt. Denn wenn
auch dessen Gebilde denen des Menschen nicht
durchaus ähneln, so hindert dies doch keineswegs,
wenigstens das Hauptsächlichste eines jeden zu
lehren. In alten Zeiten allerdings hat man
dergleichen erfolgreicher an Menschen gelehrt.“
Der Mangel an Leichensektionen und die praktischen
Tendenzen des Zeitalters verschuldeten es, daß der
Durchschnittsarzt mit der Kenntnis der anatomischen
Terminologie zufrieden war, und daher entstanden häufig
Schriften über die Benennung der Körperteile. Dem Beispiele
des Aristoteles, des Xenophon aus Kos, der Nachfolger
des Erasistratos (namentlich Apollonios von Memphis)
folgend, gaben Rhuphos und Soranos eine anatomische
Nomenklatur heraus (die Arbeit des letzteren ist verloren
gegangen).
Anatomische Abbildungen aus der älteren Zeit haben sich
nicht erhalten, der Text mancher Autoren, z. B. des
Aristoteles, verweist aber direkt auf Zeichnungen, welche die
Abschreiber wegließen. Aus byzantinischer Zeit hingegen sind
Abbildungen noch vorhanden.

Die angedeutete Forschungs- und Unterrichtsweise
brachte es mit sich, daß die Osteologie am besten bearbeitet
wurde. Die fälschlich dem Rhuphos zugeschriebene Schrift
περὶ ὀστῶν (vergl. S. 341) enthält eine schon recht
anerkennenswerte Knochenlehre (genauere Berücksichtigung
der außen sichtbaren Schädelnähte, Angabe der Zahl der
Carpusknochen, Talus, Calcaneus u. a.).
Mit dem anatomischen Unterricht verband man
die Erklärung der Funktion der Körperteile —
Physiologie. Höchstwahrscheinlich haben übrigens
einzelne hervorragende Forscher die Vivisektion von
Tieren dazu benützt, um auf dem Wege des
Experiments Klarheit in physiologischen Streitfragen
zu erlangen.
Der glänzendste Vertreter war wohl Marinos, der
in einem zwanzigbändigen Werke das Gesamtgebiet
der Anatomie behandelte und wichtige
physiologische Probleme (z. B. ob in den Arterien
Blut enthalten ist, ob in die Lunge Flüssigkeit
gelangt, ob das Gehirn pulsierende Bewegung besitzt
u. a.) mehr erfahrungsgemäß und gewiß zum Teile
auch experimentell zu lösen suchte. Von seinen
Büchern ist nichts anderes auf uns gekommen als die
Inhaltsangabe. Welche Bedeutung denselben
beizumessen ist, geht daraus hervor, daß Galenos
einen (nicht erhaltenen) vierbändigen Auszug aus

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