Viele Bären werden zum Winter müde und ziehen sich zur Ruhe zurück.
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BerlinDieser braunhaarige Patient würde wohl jedem Hausarzt die Schweißperlen auf die Stirn treiben. Denn einen ungesünderen Lebensstil kann man sich kaum vorstellen. Nicht nur, dass der Kerl sich im Herbst ein massives Übergewicht angefressen hat. Nein, er hat auch noch alle sportlichen Aktivitäten eingestellt und sich monatelang auf die faule Haut gelegt.

Topfit und schlank aus dem Winterschlaf

Herz-Kreislauf-Probleme, Muskel- und Knochenschwund, Diabetes, wund gelegene Stellen – die Liste der dadurch drohenden Leiden ist lang. Doch nichts dergleichen passiert. Nach ein paar Wochen wird der Patient wieder aufstehen, sich ein wenig strecken und problemlos wieder in die Gänge kommen. Deutlich schlanker und topfit. So wie es Generationen von Braunbären vor ihm getan haben, wenn sie aus dem Winterschlaf erwachten.

„Der Winterschlaf der Bären ist medizinisch gesehen ein hochinteressantes Forschungsthema“, sagt Thomas Ruf, der sich an der Veterinärmedizinischen Universität Wien mit den Geheimnissen der saisonalen Auszeit beschäftigt. Allerdings sind die zottigen Raubtiere nicht bereit, ihre Erfolgsrezepte so einfach preiszugeben. In ihrem Körper laufen sehr komplexe Vorgänge ab, die sie vor den negativen Folgen des Zunehmens und Faulenzens schützen. Erst allmählich kommen Forscher dahinter, wie das alles funktioniert.

Ein Team um Michael Gotthardt vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) in Berlin und Douaa Mugahid von der Harvard Medical School in Boston interessiert sich etwa dafür, wie Bären ihre Muskeln unbeschadet über den Winter bringen. Bei Menschen wäre daran gar nicht zu denken.

Wer schon einmal ein paar Wochen im Krankenhaus liegen oder einen Gipsverband tragen musste, weiß, dass Muskeln rasch an Masse und Volumen verlieren. Nach drei Monaten Bettruhe kann schon die Hälfte ihrer Kraft verloren sein. Das lässt sich nur durch mühsames Aufbautraining wieder rückgängig machen.

Den Genen des Grizzlybären auf der Spur

„Muskelschwund ist beim Menschen ein echtes Problem“, sagt Douaa Mugahid „Und wir sind noch immer nicht sonderlich gut darin, ihm vorzubeugen.“ Wie das besser geht, wollen sie und ihre Kollegen von Grizzlybären lernen.

Sie haben die Aktivitäten der Muskelzellen der vierbeinigen Nordamerikaner zu verschiedenen Jahreszeiten untersucht. „Wir wollten ermitteln, welche Gene und Proteine während und außerhalb des Winterschlafs hochreguliert oder heruntergefahren werden“, sagt Michael Gotthardt.

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Bei diesen Untersuchungen sind die Forscher auf Proteine gestoßen, die den Aminosäurestoffwechsel stark beeinflussen. Sie sorgen dafür, dass die Muskelzellen während des Winterschlafs größere Mengen bestimmter nicht essentieller Aminosäuren enthalten. Tatsächlich können diese Substanzen im Labor auch isolierte Muskelzellen zum Wachsen bringen. Sie einfach als Pulver oder Tabletten einzunehmen, genügt allerdings nicht.

In klinischen Studien konnten solche Präparate den Muskelschwund bei älteren oder bettlägerigen Patienten jedenfalls nicht verhindern. „Offenbar ist es wichtig, dass der Muskel diese Aminosäuren selbst produziert“, sagt Michael Gotthardt. „Ansonsten gelangen sie womöglich nicht an die Orte, an denen sie gebraucht werden.“

Langsamer Herzschlag und Gewichtsverlust


Schläfer.
Je weiter südlich ein Bär lebt, umso seltener hält er in der Regel echten Winterschlaf. Das hängt auch mit dem Nahrungsangebot zusammen. Manche Tiere im Norden Skandinaviens ziehen sich für bis zu sieben Monate in eine Höhle oder einen Bau zurück.

Reserven. Wenn sie in den Winterschlaf gehen, verzichten Braunbären nicht nur auf Futter und Wasser, sie geben auch kaum Kot oder Urin ab. Monatelang zehren sie ausschließlich von ihren Fettreserven. Die Männchen magern dabei um mindestens 20 Prozent ab.

Energiesparen. Bei den Weibchen, die im Winter ihre Jungen zur Welt bringen, kann der Gewichtsverlust bis zu 40 Prozent betragen. Um Energie zu sparen, schlägt das Herz der schlafenden Tiere nur noch zehn- statt 75-mal pro Minute, dazwischen setzt es für bis zu 20 Sekunden ganz aus.

Gesucht wird also ein Wirkstoff, der in den Muskeln gezielt die Herstellung dieser wichtigen Substanzen ankurbelt. Um den zu finden, muss man aber erst einmal die genauen Produktionswege der Aminosäuren kennen. Also haben die Forscher als Nächstes untersucht, welche Gene bei Grizzlys, bettlägerigen Menschen und Mäusen unterschiedlich reguliert werden. Einige davon hat das Team inzwischen als mögliche Kandidaten für eine Muskelschwundbehandlung im Visier.

Dazu gehören Gene, die am Glucose- und Aminosäurestoffwechsel beteiligt sind, aber auch ein Gen, das mit der inneren Uhr zu tun hat. An Mäusen will das Team nun testen, was passiert, wenn man diese Gene ausschaltet. „Als Angriffspunkte für eine Therapie eignen sie sich natürlich nur dann, wenn das keine oder nur wenige Nebenwirkungen hat“, sagt Michael Gotthardt.

Blutplättchen und Insulin

Doch auch andere Nebenwirkungen des untätigen Herumliegens haben die Bären offenbar bestens im Griff. So können sie ganz ohne Medikamente und Kompressionsstrümpfe verhindern, dass sich in ihren Adern tückische Blutgerinnsel bilden. Dazu verändern sie die Eigenschaften ihrer Blutplättchen, die im Winter längst nicht so klebrig sind wie zu anderen Jahreszeiten. Dadurch können sie zwar Wunden nicht mehr so rasch verschließen, aber eben auch keine Thrombosen bilden.

Ein weiteres Erfolgsrezept hat mit dem Hormon Insulin zu tun, das in der Bauchspeicheldrüse gebildet wird und den Blutzuckerspiegel reguliert. Bei Menschen mit Übergewicht besteht die Gefahr, dass ihre Zellen irgendwann nicht mehr so empfindlich auf Insulin reagieren wie normalerweise. Solch eine Resistenz kann zu einer weit verbreiteten Zivilisationskrankheit führen. Wer unter Diabetes vom Typ 2 leidet, kann durch einen dauerhaft hohen Blutzuckerspiegel eine ganze Palette von gesundheitlichen Probleme bekommen.

Ein Trick, den Mediziner nachahmen wollen

Bären dagegen haben offenbar einen raffinierten Weg gefunden, um das zu umgehen. Bevor sie sich zum Winterschlaf zurückziehen, nehmen sie zwar massiv zu. Doch anders als bei Menschen mit Diabetes-Risiko zirkulieren in ihrem Blut dann weniger freie Fettsäuren. Ihre Zellen werden empfindlicher für Insulin.

Im Winter entwickeln sie zwar auch eine Resistenz dagegen, zu Diabetikern werden sie aber trotzdem nicht. Denn im nächsten Sommer fahren sie die Empfindlichkeit ihrer Zellen einfach wieder hoch. Auch diesen Trick würden Mediziner sehr gern nachahmen. Doch bisher weiß niemand so genau, wie das funktioniert. Das Gleiche gilt auch für die bärigen Rezepte gegen Osteoporose oder die Folgen einer gedrosselten Nierenfunktion.

Reise zum Mars - Winterschlaf könnte die Lösung sein

Auch Raumfahrtspezialisten interessieren sich für die Bären. „Die Europäische Weltraumagentur ESA sieht Bären als vielversprechende Modelltiere, an denen man den Winterschlaf und seine mögliche Übertragung auf den Menschen erforschen kann“, sagt Thomas Ruf. Die weite Reise zum Mars könnten die menschlichen Teilnehmer womöglich am besten überstehen, wenn sie sich unterwegs ebenfalls in eine Art Winterschlaf versetzen lassen. Wie man das in der Praxis bewerkstelligen könnte, ist allerdings unklar.

Den Körper bis in die Nähe des Gefrierpunktes abzukühlen, wie es Igel und andere kleine Winterschläfer tun, hält der Wiener Forscher jedenfalls für keine gute Idee. Das sei sehr gefährlich und könne zum Herzstillstand führen. „Wie man an den Bären sieht, ist das aber auch nicht unbedingt nötig“, sagt Thomas Ruf.

Denn die großen Raubtiere drosseln zwar ihren Stoffwechsel ebenso massiv wie andere Winterschläfer. Ihre Körpertemperatur aber halten sie dabei auf mehr als 30 Grad. Bis Astronauten auch nur daran denken können, sich das zum Vorbild zu nehmen, wird allerdings noch viel Zeit vergehen.