Wissen

Hamster im Winterschlaf Sie ticken nicht richtig

Während des Winterschlafs steht die innere Uhr eines Feldhamsters still. Das haben Wissenschaftler vom Institut für Zoologie der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover gemeinsam mit französischen Kollegen anhand von Gen-Untersuchungen gezeigt. Die Forscher widerlegen damit eine Hypothese, nach der die innere Uhr den niedrigen Körpertemperaturen im Winterschlaf von ungefähr vier bis acht Grad Celsius trotzt und die zeitlichen Abläufe physiologischer Funktionen im Winterschlaf kontrolliert. Die Forschungsergebnisse werden in der amerikanischen Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.

Bei Säugetieren - und damit auch beim Menschen - steuert die innere Uhr den Tagesablauf. Sie gibt vor, wann wir müde werden, wann wir hungrig sind und wann wir aufwachen. Lokalisiert ist sie in den so genannten Suprachiasmatischen Nuklei (SCN), einer Zellansammlung im Gehirn. Dort werden die Uhren-Gene in einem etwa 24-stündigen Rhythmus aktiviert oder gehemmt. Sie sorgen dafür, dass durch bestimmte Stoffe, beispielsweise Hormone, die "Uhrzeit" an den Körper übermittelt wird. Der prominenteste Zeitanzeiger ist das Hormon Melatonin, das nachts im Pinealorgan, einem kleinen Organ im Zwischenhirn, hergestellt wird und beim Menschen Schlaf fördernd wirkt. Das Hormon gibt Auskunft über die zu- oder abnehmende Tageslänge und beeinflusst beim Feldhamster dadurch saisonale Anpassungen, wie beispielsweise Fellwechsel, Gewichtszyklen und Winterschlaf.

Die Forscher rund um Annika Herwig konnten auf molekularer Ebene zeigen, dass diese Mechanismen bei Feldhamstern während des Winterschlafs abgestellt sind. Untersucht hat das Team die Uhren-Gene Per1, Per2 und Bmal1 sowie ein Gen, das die Melatonin-Produktion reguliert. Bei Hamstern im Winterschlaf konnten hingegen keine tageszeitlichen Unterschiede in der Aktivität dieser Gene festgestellt werden. Sie werden entweder dauerhaft aktiviert oder gehemmt. Auch ein Melatonin-Rhythmus ist nicht vorhanden.

"Dieses Ergebnis ist sehr überraschend, weil der Winterschlaf ein zeitlich sehr präzise regulierter Prozess ist. Ein genaues Timing ist für die Tiere überlebenswichtig." erklärt Herwig. "So müssen die Tiere beispielsweise 'wissen', wann es im Frühjahr wieder aufzuwachen gilt. Eine nicht-rhythmische Aktivität von Uhren-Genen und Melatonin, wie wir sie zeigen konnten, bedeutet, dass diese Vorgänge nicht aktiv von der inneren Uhr gesteuert werden." Was den Winterschlaf auslöst und reguliert, ist damit nach wie vor ungeklärt.

Die Aufklärung der Abläufe während des Winterschlafes könnte auch für die Humanmedizin interessant sein: Bei bestimmten neurochirurgischen Eingriffen, beispielsweise nach Schlaganfällen, wird die Körpertemperatur der Patienten aktiv erniedrigt, um Zellschäden vorzubeugen. Diese Maßnahme kann für den Patienten, etwa durch einen zu geringen Blutfluss oder durch Herzflimmern, schnell zur Gefahr werden. Wenn die Frage geklärt ist, wie ein Hamster mit einer sonst konstanten Körpertemperatur solch große Temperaturunterschiede tolerieren und unbeschadet überstehen kann, können Patienten bei neurochirurgischen Eingriffen möglicherweise noch besser geschützt werden.

Quelle: n-tv.de