Der Winterschlaf ist eine der Fähigkeiten von Tieren, die den Menschen am meisten fasziniert, und das nicht nur, weil sie monatelang schlafen können. Tatsächlich deuten jüngste Entdeckungen über den Winterschlaf von Eichhörnchen auf wichtige Anwendungen im Bereich der Raumfahrt hin.
Da dieser „Deaktivierungs“-Prozess überlebenswichtige Funktionen erfüllt und komplexe Prozesse beinh altet, finden Sie hier einen informativen Bericht darüber. Darüber hinaus erfahren Sie, warum die Frage „Was haben Eichhörnchen mit einem Flug ins All zu tun?“ beantwortet wird. Es ist kein Witz. Fangen wir an.
Wie ist es möglich, monatelang zu schlafen?
Wenn man den Winterschlaf von Tieren untersucht, ist es nicht das Überraschendste, dass sie monatelang schlafen. Was die Wissenschaftler tatsächlich am meisten fasziniert, ist die Tatsache, dass dieser Zeitraum keine tödlichen Auswirkungen auf den Organismus des Tieres hat. Selbst wenn Sie dünn und hungrig aufwachen, leiden Sie nicht unter Unterernährung, einem lähmenden Verlust an Muskelmasse und anderen Wundern.
Der Winterschlaf ist in der Tat ein Abwehrmechanismus, um Perioden extremer Wetterbedingungen zu überstehen, ohne auswandern zu müssen. Dabei handelt es sich weder um etwas freiwilliges noch um den Schlaf, sondern um eine Reaktion auf äußere Bedingungen, die aus zwei Hauptphasen besteht.
Im ersten Fall frisst das Tier übermäßig, um Muskelmasse und Fett aufzubauen. Sobald sie in einen Zustand der Bewusstlosigkeit fallen, finden im Körper der Probe mehrere Veränderungen statt:
- Verringerte Herzfrequenz: Das Herz eines Bären im Winterschlaf kann beispielsweise fünfmal pro Minute schlagen, ohne zu sterben.
- Reduziert die Stoffwechselrate: Aufgrund dieser Verringerung der Herzschlagfrequenz verringert der Organismus den Sauerstoffbedarf des Körpers, um sich anzupassen und keine Probleme zu erleiden.
- Umwandlung von Harnstoff in stickstoffh altige Formen: Harnstoff vergiftet den Körper, wenn er nicht über den Urin ausgeschieden wird, aber Tiere erwachen nicht aus dem Winterschlaf, um zu urinieren und zu entleeren. Dieses Recycling von Harnstoff verhindert Vergiftungen und schafft gleichzeitig nutzbare Substanzen zum Überleben, wie zum Beispiel Proteine.
- Verminderter Muskelproteinabbau: Wenn Tiere aus dem Winterschlaf erwachen, haben sie dank dieses Prozesses nicht viel Muskelmasse durch Inaktivität verloren.
- Die Bildung und Erneuerung von Knochenzellen wird intensiviert: Auf diese Weise werden die Knochen vor Osteoporose und anderen Pathologien geschützt, die für Inaktivität und verlangsamten Stoffwechsel typisch sind.
- Abnahme der Körpertemperatur: Seltsamerweise sinkt die Körpertemperatur des Tieres nicht allzu sehr, nur um ein paar Grad. Dies bleibt der Wissenschaft ein Rätsel.
Wie h alten Eichhörnchen Winterschlaf?
Es gibt viele Arten, die Winterschlaf h alten, und jede von ihnen weist Besonderheiten in Bezug auf diesen Prozess auf. Im Fall von Erdhörnchen (Gattung Spermophilus) ergab eine Studie, dass der Schlüssel zu ihrer Aufrechterh altung über Monate der Erstarrung hinweg in ihrem Darmmikrobiom lag.
Trotz der Reaktivierung Monate später bleiben Muskelmasse und Funktion der Eichhörnchen intakt.
Dieses Rätsel rettet die in den 80er Jahren formulierte und in einem der Punkte der vorherigen Liste erwogene Theorie, die Rettung von Harnstoffwasserstoff. Wie gesagt, vergiftet Harnstoff den Körper, wenn er nicht ausgeschieden wird, so dass der Körper des überwinternden Tieres ihn zum Erh alt der Muskulatur nutzt.
Die Studienautoren fanden heraus, dass Harnstoff vom Blut in den Darm gelangt, wo die Darmflora des Eichhörnchens für die Aufsp altung in Stickstoff und Kohlenstoff verantwortlich ist.Dieser Harnstoffstickstoff ist das Molekül, das im Winterschlaf an der Bildung von Muskelgewebe beteiligt ist, daher kommt es nahezu zu keinem Masseverlust.
Wie trifft das auf die Raumfahrt zu?
Diese Entdeckung ist bahnbrechend und eröffnet mehrere Wege für ihre Anwendung in der Wissenschaft. Da es dem Biom des Körpers gelingt, Stickstoff herzustellen, um die Muskeln unter extremen Bedingungen gesund zu h alten, könnten wichtige Fortschritte bei der Behandlung von Dystrophien erzielt werden, sowohl bei Menschen als auch bei Nicht-Menschen.
Im menschlichen Darm lebende Mikroben sind ebenfalls in der Lage, Stickstoff aus Harnstoff zurückzugewinnen, allerdings nicht in gleichem Maße wie diese Tiere.
Andererseits verlieren Astronauten bei Reisen ins All oft viel Muskelmasse. Dies liegt daran, dass unter längeren Bedingungen der Mikrogravitation die Proteinsynthese abnimmt.Es handelt sich jedoch um ein Problem, das gelöst werden könnte, wenn die Darmmikrobiota durch die Einbeziehung von Harnstoffrecycling verbessert werden könnte.
Haben Sie sich vorgestellt, dass die Begegnung mit Eichhörnchen den Menschen die Tür zu so vielen nützlichen Wegen öffnen könnte? Dabei geht es nicht so sehr um den Muskelschwund der Astronauten, sondern darum, eine Verbesserung der Lebensqualität vieler Menschen zu finden. Von altersbedingter Muskelatrophie bis hin zu Krankheiten wie Sarkopenie verspricht diese Offenbarung viel.
