Böse Zungen nennen ihn Penisratte. Zugegeben, mit seiner faltigen, rosigen, nahezu unbehaarten Haut erinnert der nur rund zehn Zentimeter lange Nacktmull tatsächlich ein wenig an ein nicht erigiertes männliches Glied. Nur die beiden überdimensioniert wirkenden Schneidezähne, die ihm aus dem Mund herausragen, die kleinen, dunklen Augen, vier Beine und ein langer, dünner Schwanz stören den Vergleich.

Als eines der angeblich hässlichsten Tiere der Welt hat es der in den trockenen Steppen Ostafrikas beheimatete Nacktmull, der dort in weit verzweigten, unterirdischen Höhlen lebt, bereits zu einiger Berühmtheit gebracht. Wissenschaftler interessieren sich jedoch aus ganz anderen Gründen für die erst auf den zweiten Blick ganz possierlich wirkenden Tierchen: Nacktmulle werden, verglichen mit anderen Nagern, nahezu unfassbar alt, erkranken praktisch nie an Krebs und sind für viele Schmerzen unempfindlich.

Nun haben Forscher des Max-Delbrück-Centrums für Molekulare Medizin (MDC) in Berlin-Buch gemeinsam mit Kollegen aus Chicago noch eine weitere Eigenart des bleichen Nagers entdeckt. Als einziges Säugetier der Welt kann ein Nacktmull fast zwanzig Minuten lang komplett ohne Sauerstoff sein, ohne dabei Schaden zu nehmen. Zum Vergleich: Das Gehirn einer Maus ist bereits nach einer Minute Sauerstoffentzug irreparabel geschädigt. Auch der Mensch schafft es ohne ausgefeiltes Training meist nicht länger als zwei, drei Minuten, die Luft anzuhalten.

Umstellung auf Fruchtzucker

Nicht so der Nacktmull. Wie das Team um den auf der Isle of Man geborenen MDC-Forscher Gary Lewin jetzt im Fachblatt Science berichtet, stellt der Nager, wenn ihm der Sauerstoff ausgeht, ganz einfach seinen Stoffwechsel um. Er bezieht dann seine Energie – mit der vor allem so wichtige Organe wie Herz und Gehirn kontinuierlich versorgt werden müssen – nicht länger aus Trauben-, sondern aus Fruchtzucker. Auch diese Fähigkeit kennt man von keinem anderen Tier, geschweige denn vom Menschen. Die meisten Säuger können Fruktose nur in zwei Organen verwerten, der Leber und der Niere.

Ziel von Lewin ist es, dass auch der Mensch von seiner Nacktmull-Forschung profitiert. „Vielleicht gelingt es uns irgendwann, den menschlichen Energiestoffwechsel im Herz und im Gehirn auf Fruktose umzustellen“, sagt er. Es sei denkbar, dass ein solcher Mechanismus existiere und nur stillgelegt sei. „Dann könnte man ihn womöglich gezielt wieder anschalten“, spekuliert der Wissenschaftler. Auf diese Weise würden sich die oft dramatischen Folgen eines Herzinfarkts oder Schlaganfalls eventuell verhindern lassen. Beide Ereignisse gehen ja mit einer mangelnden Versorgung des betroffenen Organs mit Sauerstoff – und folglich Energie – einher.

Zu seinem liebsten Forschungsobjekt, dem Nacktmull, kam Lewin durch Zufall. Ein in Chicago lebender Freund einer Kollegin hatte bereits viel mit den Tieren gearbeitet. Ihm war aufgefallen, dass die Nager manche Schmerzen nicht empfinden. Allerdings war dieser Forscher – Thomas Park von der University of Illinois, der auch an der aktuellen Studie beteiligt war – kein Schmerzspezialist. Und so fragte er Lewin um Rat, der auf diesem Gebiet Expertise hatte. „Er kam dann jeden Sommer mit den Nacktmullen im Gepäck zu uns nach Berlin“, erzählt Lewin, der von den Tieren zunehmend fasziniert war.

Nacktmulle halten einiges aus

Im Jahr 2006 begann der Forscher am MDC mit seiner eigenen Zucht. Inzwischen tummeln sich an dem Institut rund 150 Tiere, verteilt auf fünf Kolonien mit je einer Königin. Ihr Zuhause besteht ähnlich wie in der freien Natur aus mehreren Kammern: einem Schlafraum, einer Toilette, einem Lagerraum, die über Tunnel miteinander verbunden sind. Schön warm wie in Afrika haben es die Tiere hier und auch feucht, damit ihre weiche Haut nicht austrocknet. Nacktmulle trinken nicht, sie beziehen ihre Flüssigkeit komplett aus der Nahrung – Süßkartoffeln, Möhren und Gurken zum Beispiel.

„Schlafen tun die geselligen Tierchen alle auf einem Haufen“, erzählt Lewin. „Da kann es schon mal vorkommen, dass den unteren die Luft ausgeht.“ In ihrem natürlichen Habitat, wo bis zu 290 Nacktmulle in einer Kolonie leben und auf der Suche nach Nahrung permanent neue Tunnel graben, sei der Sauerstoffgehalt oft noch geringer. Der Anteil an Kohlendioxid, der gewöhnlich nur 0,04 Prozent beträgt, könne dort hingegen auf stolze 8 Prozent ansteigen. Zu stören scheint das die Tiere nicht im Geringsten.

Mensch und Maus sind an Luft mit einem Sauerstoffgehalt von etwa 21 Prozent gewöhnt. Sinkt der Wert auf 5 Prozent ab, hält eine Maus höchstens eine Viertelstunde durch. „Ein Nacktmull hingegen kommt damit stundenlang klar“, sagt Lewin. Wird die Luft dicker, passt sich der Nager eben an.

Sauerstoffmangel? Kein Problem

„Unter diesen Umständen verfällt das Tier in eine Art Scheintod“, erklärt die australische Molekularbiologin Jane Reznick aus Lewins Team am MDC, eine der beiden Erstautoren der Science-Studie. „Der Nacktmull schläft ein und seine Herzschlagrate sinkt auf etwa ein Viertel des normalen Werts.“ Steige der Sauerstoffgehalt der Luft wieder an, würde sich die Herzschlagrate auf 200 Schläge pro Minute normalisieren. Das Tier wache dann auf und kehre zu seinem gewohnten Verhalten zurück.

Um herauszufinden, was im Körper des Nacktmulls während des winterschlafähnlichen Zustands passiert, suchten die Forscher in Blut- und Gewebeproben, die sie zu unterschiedlichen Zeitpunkten und Bedingungen gewonnen hatten, nach den dort vorhandenen Stoffwechselprodukten.

„Wir hatten nicht damit gerechnet, dass die Nacktmulle auch bei Sauerstoffmangel Zucker in ihr Blut freisetzen“, sagt Reznick. Sie und ihre Kollegen, allen voran der MDC-Forscher Stefan Kempa, fanden dort jedoch sowohl große Mengen Fruktose als auch Saccharose – den gewöhnlichen Haushaltszucker, der als Stoffwechselprodukt bisher nur von Pflanzen bekannt war.

Das Herz schlägt einfach weiter

Fruktose hingegen können viele Säugetiere verwerten, allerdings nicht in den wichtigsten Organen: dem Herzen und Gehirn. Denn dazu ist zum einen ein Transportmolekül namens GLUT5 erforderlich, das den Fruchtzucker aus dem Blut in die Zellen hineinschleust, wo der Zucker in Energie verwandelt wird. GLUT5 kommt bei Säugern, auch beim Menschen, nur in der Leber und Niere vor. Bei den Nacktmullen fanden es die Forscher hingegen in allen Organen.

Zum anderen besitzen die Nager eine Variante des KHK-Enzyms, die Fruktose in den Prozess der Glykolyse einspeisen kann – jene Kette chemischer Reaktionen, über die aus Glukose Energie gewonnen wird. Auf diese Weise lässt sich ein Produktionsschritt umgehen, für den Sauerstoff unabdingbar ist. Die Forscher konnten nachweisen, dass das KHK-Enzym der Nacktmulle immer dann aktiv wurde, wenn der Sauerstoffgehalt der Luft rapide gesunken war.

Um zu überprüfen, dass Nacktmulle anders als zum Beispiel Mäuse ihren Stoffwechsel tatsächlich auf Fruktose umschalten können, versorgten die Wissenschaftler isolierte Gehirne und Herzen beider Tiere mit einer Nährlösung, die außer Fruktose keine anderen Zuckerarten enthielt. Während die Mäusehirne nach einer Stunde ihren Dienst quittierten, leiteten die Nervenzellen der Nacktmulle unbeirrt ihre Signale weiter. Der MDC-Herzspezialist Michael Gotthardt konnte zeigen, dass es auch für das Herz eines Nacktmulls gleichgültig war, welchen Zucker es bekam: Es schlug und schlug, sowohl in einer Glukose- als auch in einer Fruktoselösung.

Apnoetaucher gesucht

„Wir wollen jetzt als nächstes den Transporter GLUT5 in Hirn- und Herzzellen von Mäusen einbauen“, sagt Lewin. „Und dann werden wir sehen, ob dieser Schritt bereits ausreicht, dass die Tiere mit Sauerstoffentzug besser zurechtkommen.“

Auch erste, allerdings etwas harmloser anmutende Experimente am Menschen schweben dem Forscher bereits vor. „Es gibt ja Taucher, die in der Lage sind, 15 Minuten und länger die Luft anzuhalten“ sagt er. Lewin würde diese Ausnahmeerscheinungen gerne in sein Institut einladen. „Womöglich“, so mutmaßt er, „können sie ja aufgrund einer Genveränderung schon jetzt Energie ganz ohne Sauerstoff aus Fruktose gewinnen.“

Apnoetaucher quasi als Nacktmulle im Menschengewand? Gewiss ist das ebenfalls ein etwas böser Vergleich, zumindest wenn man das Aussehen der Tiere bedenkt. Doch die medizinische Forschung könnte von dieser Idee am Ende profitieren.