Winterschlafende Bären wechseln ein entscheidendes Muskelprotein aus, um Schäden am Herzen zu vermeiden. Ein Team um Bryan Rourke von der California State University stellte fest, dass die schlafenden Tiere die Alpha-Variante der Schweren Kette des Myosins statt der leicht unterschiedlichen Beta-Variante verwenden [1]. Die Schwere Kette ist der Hauptteil des Motorproteins Myosin, das die Arbeit in Muskelzellen verrichtet. Ihre beiden Varianten unterscheiden sich in der Stärke der Muskelkontraktion.
Testbär | Für ihre Winterschlafstudie untersuchten die Forscher Schwarzbären, die zuvor als notorische Unruhestifter und Problembären in menschlichen Siedlungen aufgefallen sind.
Das Herz des Bären schlägt im Winterschlaf sehr langsam, nur 19 Mal pro Minute, ein Viertel der Rate im Wachzustand. Bei so langsamen Schlägen sammelt sich Blut im Herzen, das die Wände der Kammern auszudehnen droht. Bei einem Menschen würde ein so langsamer Herzschlag deswegen das Organ dauerhaft schädigen. Der Bär verhindert das, indem er die Wände der linken Herzkammer versteift, so dass sie dem Druck standhalten.
Das allerdings führt zu einem anderen Problem: Nun müssen die Muskeln des Vorhofes kontinuierlich gegen diesen Widerstand arbeiten, auch das schadet auf Dauer dem Gewebe. Indem die Muskeln mehr von der Alpha-Variante der Schweren Kette produzieren, die weniger Kraft freisetzt, reduzieren sie die Stärke des Herzschlages, und damit auch den Verschleiß des Gewebes. Während dieser Anpassung verlieren Teile des Herzmuskels ein Viertel ihrer Masse, die sie im Frühjahr wieder aufbauen.
Temperaturkurven von Winterschläfern | Arktische Ziesel (Spermophilus parryii) senken ihre winterliche Körpertemperatur viel stärker ab als Schwarzbären. Dafür müssen sie von Zeit zu Zeit erwachen, um ihren Stoffwechsel in Gang zu bringen und giftige Abfälle aus dem Körper zu entfernen – ein Prozess, der sie viel Energie kostet. Die Bären dagegen laufen den ganzen Winter über auf Sparflamme.
Wie sehr Bären im Winterschlaf ihren Stoffwechsel ändern können, zeigten auch ihre Kollegen um Øivind Tøien von der University of Alaska in Fairbanks anhand der verwandten Schwarzbären [2]. Obwohl diese Tiere ihre Körpertemperatur anders als die Grizzlys nur um wenige Grad senken, verlangsamt sich ihr Stoffwechsel um 75 Prozent – Forscher hatten bislang vermutet, dass sie dazu die Temperatur um etwa 20 Grad Celsius absenken müssten.
Die durchschnittliche Körpertemperatur der Tiere beträgt normalerweise 37 Grad Celsius. Während des Winterschlafs verringert sie sich auf 30 Grad Celsius: Ist dieser Punkt erreicht, erhöhen die Bären ihre Aktivität etwas und lassen ihre Muskeln zittern, um sich etwas aufzuheizen. Gleichzeitig beugen sie dadurch einem Muskelschwund vor. (lf)
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Quellen
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Lexika
[1] Phys. & Biochem. Zool. 84, S. 1–17, 2011
[2] Science 301, S. 906 – 909, 2011
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