Liegt das Leben in der Stille? Der Durchbruch zur Entschlüsselung des Geheimnisses menschlicher Blutgerinnsel liegt im Winterschlaf der Bären!

Obwohl sich der Mensch oft als das „intelligenteste Lebewesen auf der Erde“ betrachtet, weist der menschliche Körper im Vergleich zu anderen Lebewesen auf der Erde immer auch gewisse „zerbrechliche“ Eigenschaften auf – er hat keinen harten „Panzer“ und ist widerstandsfähig gegen aggressive Organe. Selbst bei geringfügigen Schäden an Organen wie Augen, Hals und Körpersystemen wie den Atemwegen und dem Verdauungssystem kann dies schwerwiegende Auswirkungen auf die Gesundheit haben. Schon wenn man mehr als zehn Stunden im Auto oder Flugzeug sitzt, beginnt sich der menschliche Körper unwohl zu fühlen und das Risiko von Blutgerinnseln steigt entsprechend.

In den „schlaflosen Wintermonaten“, in denen man der „ultimativen Versuchung“ des Bettes gegenübersteht, seufzten viele Menschen: „Ich wünschte, die Menschen könnten auch Winterschlaf halten.“ Ideale sind schön, aber leider lässt der zerbrechliche menschliche Körper es nicht zu, dass solche Fantasien wahr werden. Tatsächlich ist es so, dass, egal wie müde oder schläfrig wir sind, unser Körper unter Problemen wie Blutgerinnseln, Muskelschwund, Knochenschwund und Wundliegen leiden wird, wenn wir Menschen versuchen, so lange zu schlafen wie andere Winterschläfer. Dies wirft die Frage auf, auf welche Art von „besonderem Talent“ sich Winterschlaf haltende Tiere verlassen, um „fest schlafen“ zu können? Wie vermeiden sie das Thromboserisiko, das durch einen langfristigen relativen statischen Zustand verursacht wird?

Ein in Science veröffentlichter Artikel gibt nun die Antwort auf diese Frage. Die Forscher untersuchten Bären, die bis zu einem halben Jahr Winterschlaf halten, und stellten fest, dass die Bären im Winterschlaf weniger Proteine ​​produzierten, die bei der Blutgerinnung helfen. Daher bildeten sich bei den Bären während des Winterschlafs keine tödlichen Blutgerinnsel.

Derselbe Bär vor dem Winterschlaf im Oktober (links) und nach dem Winterschlaf im April des folgenden Jahres (rechts)

Das Geheimnis, ein halbes Jahr lang zu schlafen

Essen Sie etwas, wählen Sie sorgfältig eine sichere Höhle aus, verstecken Sie sich und schlafen Sie ein. Der Winterschlaf ist für Bären eine wirksame Überlebensstrategie, die ihnen hilft, die kalten Winter zu überstehen, wenn Nahrung knapp ist. Während des Winterschlafs verfallen Bären in einen Zustand niedriger Energie, in dem sie weder essen noch trinken oder Exkremente abgeben. Nach einem etwa halbjährigen Winterschlaf treten bei den Bären keine gesundheitlichen Probleme auf, da sie über einen langen Zeitraum keine Nahrung oder Ausscheidungen mehr abgeben. Im Gegenteil, sie können ihre Körperfunktionen und Immunität aufrechterhalten und ihre Vitalität und ihren Appetit schnell wiederherstellen, und das alles dank der magischen und komplexen Regulationsmechanismen in ihrem Körper. Das Geheimnis, warum Bären während des Winterschlafs keine Blutgerinnsel bilden, liegt in einem wichtigen Teil dieses Regulierungsmechanismus.

Bär gräbt ein Loch für den Winterschlaf

Tobias Petzold und Manuela Thienel, zwei Kardiologen an der Universität München in Deutschland, haben zusammen mit anderen Forschern den Winterschlaf schwedischer Braunbären untersucht. Um die Ähnlichkeiten und Unterschiede verschiedener Daten im Blut der Bären in verschiedenen Jahreszeiten zu vergleichen, begann das Forschungsteam im Sommer, mit Hubschraubern über Schweden und Skandinavien zu fliegen, um nach Braunbären zu suchen. Nach der Narkose sammelten die Forscher schnell Proben und legten den Bären GPS-Halsbänder an. In den folgenden beiden Wintern stapften die Forscher unter der „Führung“ der Signale durch den Schnee, fanden die Winterschlaf haltenden Braunbären mit GPS-Halsbändern und sammelten Blutproben. Beim Vergleich stellten sie jahreszeitliche Unterschiede im Blut der Bären fest: Im Sommer war ein Protein namens HSP47 im Blut der Bären in großen Mengen vorhanden, im Winter jedoch war dieses Protein fast verschwunden.

Das Forschungsteam fand die Winterschlaf haltenden Bären und sammelte vor Ort rasch Blutproben

Für die einschlägigen Forscher ist HSP47 kein „seltsames“ Protein. In früheren Studien haben Wissenschaftler herausgefunden, dass dieses Protein unter anderem auf der Oberfläche von Blutplättchen vorhanden ist, die an der Blutgerinnung beteiligt sind und dazu beitragen, dass Blutzellen zusammenkleben. Wenn sich in einer Wunde Blutgerinnsel bilden, stoppen sie die Blutung des Körpers und unterstützen die Wundheilung. Wenn das Blut jedoch in einer Vene gerinnt und sich nicht auf natürliche Weise auflösen kann, kann es zu einer tödlichen Thrombose kommen. Insbesondere aktiviert HSP47 auf Blutplättchen Neutrophile und veranlasst sie, ein „Netz“ zu bilden, das Proteine, Krankheitserreger und Zellen einfängt. Blutplättchen mit weniger HSP47 ziehen weniger wahrscheinlich infektionsbekämpfende weiße Blutkörperchen (Neutrophile) an und binden sich an diese, was ein wichtiger Schritt bei der Blutgerinnung ist. Mit anderen Worten: Da Bären im Winterschlaf weniger HSP47 produzieren, ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass sich in ihrem Blut diese „Netze“ bilden. Daher ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass das Blut der Bären während des Winterschlafs gerinnt und Blutgerinnsel bildet. Dies ist das Geheimnis, warum Bären tief und fest schlafen können.

Inspiration für die Menschheit

Es ist bekannt, dass HSP47 nicht nur bei Bären, sondern auch beim Menschen vorkommt. Bedeutet dies, dass auch Menschen Winterschlaf halten können? Bevor die Forscher diese letzte Frage beantworteten, richteten sie ihre Aufmerksamkeit auf Patienten mit Rückenmarksverletzungen, die sich in einer „ähnlichen Situation“ wie die Winterschlaf haltenden Bären befanden. Wie bei Bären im Winterschlaf scheinen sich trotz längerer Phasen der Bewegungslosigkeit keine Blutgerinnsel zu bilden. Nach der Untersuchung von HSP47 bei Menschen mit Rückenmarksverletzungen stellten die Forscher fest, dass diese Menschen relativ weniger HSP47 hatten als andere Menschen mit größerer Mobilität. Dies beweist, dass ihr Körper nach der Ruhigstellung die Produktion dieses Proteins reduzierte und dadurch ihr Risiko für Blutgerinnsel verringerte.

Auf dieser Grundlage führten sie zusätzlich gesunde Freiwillige als Kontrollgruppe ein und ließen die Freiwilligen 27 Tage lang das Bett ausruhen. Die Testergebnisse nach dem Experiment zeigten, dass der HSP47-Spiegel bei den Freiwilligen mit der Zeit abnahm; Mit anderen Worten: HSP47 kann herunterreguliert werden, indem der menschliche Körper relativ statisch gehalten wird, wodurch Thrombosen durch die Abschwächung der Aktivierung von Immunzellen verhindert werden. Wie die Studienteilnehmer sagten, scheint HSP47 bei Bären und Menschen die gleiche Rolle zu spielen, und diese Arbeit zeigt, dass Säugetiere diesen Gerinnungsmechanismus vor langer Zeit entwickelt haben; Gleichzeitig handelt es sich dabei auch um einen potenziellen neuen Mechanismus zur Vorbeugung von Blutgerinnseln, der Krebs-, Operations- und Traumapatienten helfen kann, bei denen ein erhöhtes Risiko für Blutgerinnsel besteht.

Winterschlafende Braunbären verfügen wie Menschen mit chronischen Mobilitätseinschränkungen über einen inneren Mechanismus, der Blutgerinnseln vorbeugt.

Noch spannender ist, dass dieses Forschungsergebnis den Forschern auch große Aussichten für die Entwicklung neuer antithrombotischer Medikamente eröffnet. Venöse Thromboembolien, zu denen hauptsächlich tiefe Venenthrombosen und Lungenembolien zählen, sind die Hauptursache für Morbidität und Mortalität beim Menschen. Obwohl es mehrere Medikamente gibt, die derzeit weit verbreitet sind, um Blutgerinnseln vorzubeugen, ist ihnen allen gemeinsam, dass sie mit dem Risiko von Blutungen verbunden sind, die in schweren Fällen sogar lebensbedrohlich sein können. Durch die Untersuchung der Winterschlaffähigkeit von Braunbären können wir nicht nur Menschen dabei helfen, neue „Problemlösungsideen“ zu entwickeln, um Medikamente gegen Thrombosen mit weniger Nebenwirkungen zu entwickeln; Auf dieser Grundlage könnte es auch möglich sein, Menschen mit hohem Thromboserisiko vorzubeugen und zu schützen und den Menschen bei der Lösung der durch Fettleibigkeit und Übergewicht verursachten Gesundheitsprobleme zu helfen. Darüber hinaus weist diese Forschung auch auf den riesigen Ozean der Sterne hin. In einer Zeit, in der „Menschen in den Weltraum gehen müssen, um eine neue Heimat zu finden und zu überleben“, müssen dringend neue Technologien erforscht werden, die sicherstellen, dass Astronauten während längerer Weltraumreisen oder im Winterschlaf ihre Vitalfunktionen aufrechterhalten können. Durch die Erforschung der Geheimnisse des Bärenwinterschlafs wird es der Menschheit vielleicht schon in naher Zukunft gelingen, die in Science-Fiction-Werken beschriebenen Weltraumreisen Wirklichkeit werden zu lassen.