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Dreizehnstreifen-Hörnchen: Stark durch den Winterschlaf dank starker Mikroben

Dreizehnstreifen-Hörnchen verschlafen den Winter. Wie sie so lange fasten können? Indem ihre Darmmikroben Harnstoff recyceln und wichtige Aminosäuren wieder auffüllen.
Ein Dreizehnstreifen-Hörnchen (Ictidomys tridecemlineatus) im tiefen Winterschlaf.

Den Winter überleben Dreizehnstreifen-Hörnchen im Schlaf. Für rund sechs Monate fahren sie ihre Körperfunktionen herunter – um ihren unterirdischen Bau im Frühjahr wieder topfit zu verlassen. Wie sie in der langen Fastenzeit stark bleiben, haben Forscherinnen und Forscher im Fachmagazin »Science« berichtet. Demnach verdankt die Art Ictidomys tridecemlineatus ihr Überleben fleißigen Darmmikroben.

Bei vielen Säugetieren führen längere Inaktivität und Hunger dazu, dass der Körper an Kraft verliert. Wer sich lange nicht bewegt oder isst, baut nämlich Muskelmasse ab. Dabei entsteht Ammonium, das wiederum zu Harnstoff wird. In hohen Konzentrationen ist dieser Stoff allerdings giftig, weshalb er normalerweise mit dem Urin ausgeschieden wird. Die Folge: Der Körper verliert Stickstoff, den er eigentlich dringend benötigt. Umso beeindruckender ist es, dass Winterschläfer wie die Dreizehnstreifen-Hörnchen bemerkenswert stark aus der monatelangen Starre erwachen. Wie geht das?

Ureolytische Darmmikroben machen es möglich. Sie bauen den Harnstoff-Stickstoff in Stoffwechselprodukte ein, schreibt das Team um den Tierphysiologen Matthew Regan in seiner aktuellen Studie, und der Harnstoff, der während des Proteinabbaus produziert wird, wird aus dem Blut in den Darm transportiert und mit dem Urin ausgeschieden.

Die Wiederverwertung von Harnstoff-Stickstoff ist der Gruppe um Regan zufolge nach längerem Fasten im Spätwinter am größten. »Diese Ergebnisse offenbaren eine funktionelle Rolle für das Darmmikrobiom während des Winterschlafs und deuten auf Mechanismen hin, durch die das Stickstoffrecycling von Harnstoff zum Eiweißgleichgewicht beiträgt«, schreiben die Forscher.

Die Ergebnisse von Regan und seinen Kollegen würden frühere Forschung zur mikrobiellen Funktion überwinternder Säugetiere ergänzen, kommentieren zwei unabhängige Forscher in einem die Studie begleitenden Artikel. »Zusammengenommen unterstreichen diese Studien die Bedeutung der Mikrobiota für die ernährungsbedingten und metabolischen Anpassungen bei Säugetieren.«

Die Erkenntnisse könnten damit auch Menschen zugutekommen, schreiben sie weiter: Muskelschwund sei weit verbreitet bei Personen, die altersbedingte Sarkopenie haben, Proteinmangel oder sich wegen schwerer Krankheiten für längere Zeit zu wenig bewegt haben. »Gezielte Eingriffe in das Harnstoff-Recycling könnten eine potenzielle Therapie für die Behandlung solcher Erkrankungen sein«, heißt es in dem Begleitartikel. Allerdings sind wie meistens noch weitere Untersuchungen nötig.

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