Bei einem Menschen können sich bereits nach wenigen Tagen Liegen Blutgerinnsel bilden, aber wie kommt es, dass es einem Bären gut geht, nachdem er ein halbes Jahr lang gelegen hat?

Nachdem sie sich gut gestärkt haben, beginnen Braunbären mit dem Winterschlaf, der mehrere Monate dauern kann. Nach dem Winterschlaf hat der Bär außer Hunger grundsätzlich keine größeren gesundheitlichen Probleme.

Derselbe Bär vor dem Winterschlaf im Oktober (links) und nach dem Winterschlaf im April des folgenden Jahres (rechts) | Bildquelle: WSU Bear Center

Wenn Menschen jedoch versuchen, so lange zu schlafen, kann es, egal wie müde sie sind, zu Problemen wie Blutgerinnseln, Muskelschwund, Knochenschwund und Wundliegen kommen. Ganz zu schweigen davon, dass Sie sieben Monate lang liegen müssen. Selbst wenn Sie mehr als zehn Stunden im Auto oder Flugzeug sitzen, beginnt sich Ihr Körper unwohl zu fühlen und das Risiko von Blutgerinnseln steigt.

Warum müssen sich Bären, die mehrere Monate lang liegen, überhaupt keine Sorgen um Blutgerinnsel machen? Wie machen sie das?

Die Antwort liegt laut einer Studie in einem speziellen Protein. Bären können im Winterschlaf monatelang bewegungslos verharren, ohne Schaden zu nehmen, da sie weniger von einem Protein produzieren, das die Blutgerinnung fördert. Daher bilden sich keine tödlichen Blutgerinnsel.

Wissenschaftler, Ärzte und Tierärzte auf der ganzen Welt erforschen den Winterschlaf bei Tieren in der Hoffnung, die Erkenntnisse nutzen zu können, um Medikamente zur Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und anderen menschlichen Leiden zu entwickeln. Einige Raumfahrtagenturen und das Militär investieren außerdem in die Erforschung des Winterschlafs, um Astronauten dabei zu helfen, mit Weltraumreisen besser zurechtzukommen, Langzeitmissionen durchzuführen oder Soldaten zu behandeln, die sich nach Verletzungen nicht mehr bewegen können.

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Einem Braunbären Blut abnehmen

Obwohl sie die Geheimnisse des Winterschlafs der Braunbären erforschen, beginnt das Forschungsteam im Sommer, mit Hubschraubern über Schweden und Skandinavien zu fliegen, um nach Braunbären zu suchen.

Als ein kleiner, wendiger Hubschrauber über dem Zielbären landete, spürte der Braunbär die Gefahr, hob sofort den Kopf, blickte mit seinen kleinen, fast im Fell verborgenen Augen und rannte los. Unter professioneller Aufsicht wurde dem Bären ein Betäubungsgewehr in den Hals geschossen, woraufhin er sofort einschlief . Anschließend eilte ein Tierarzt herbei, um zu prüfen, ob der Bär betäubt war, während ein paar hundert Meter entfernt ein anderes Forscherteam ängstlich wartete.

Die Zeit der Forscher ist sehr knapp, denn die Narkose dauert etwa eine Stunde. Sobald sie ein definitives „OK“ erhalten, knien sie sich sofort in einer festgelegten Reihenfolge um das haarige Tier herum und beginnen mit der Probenentnahme. Jede benötigte Probe wird innerhalb weniger Minuten gesammelt, verarbeitet und eingefroren.

Innerhalb einer Stunde war die Mission erfüllt und alle zogen sich sofort zurück. Einer der Tierärzte verabreichte dem Bären ein Gegenmittel, damit er weiter Blaubeeren fressen konnte.

**Die wichtigste der erhaltenen Proben ist Bärenblut. **Da Blutzellen außerhalb des Körpers schnell degenerieren, schickten die Forscher Zentrifugen und andere Laborgeräte von Deutschland in ein Landhaus in Schweden. „ Wenn man Blut und Blutplättchen untersucht, muss man sehr schnell sein “, sagt Tobias Petzold, Kardiologe des Forschungsprojekts.

Das Forschungsteam verfolgte ein Dutzend Braunbären, die alle mit GPS-Halsbändern ausgestattet waren, was den Wissenschaftlern half, im Winter die Höhlen der Bären zu finden. Im Wald überprüfen die Forscher die Standorte der Bären mithilfe von Funkpeilantennen und auf Karten auf elektronischen Geräten. Dann begann eine Gruppe von Forschern aus Ländern wie Deutschland, Frankreich, Dänemark, Schweden und Norwegen, zu den Höhlen zu reisen, in denen die Bären Winterschlaf halten.

Es ist nicht einfach, durch den verschneiten Wald zu wandern, um einen Winterschlaf haltenden Bären zu finden und ihm Blut zu entnehmen. „ Manchmal wachen die Bären auf, wenn wir ankommen, und rennen weg. Bären können ziemlich gefährlich sein, wenn man in ihre Höhlen kriecht“, sagt Jon Arnemo, Professor für angewandte Ökologie an der Fachhochschule Inlandnorwegen, der an dem Projekt beteiligt ist.

Erfolgreich betäubte Braunbären werden aus ihren Höhlen gezerrt und Proben gesammelt. Nachdem die Sammlung abgeschlossen ist, wird sie vorsichtig wieder in die Höhle zurückgebracht, um dort den Winterschlaf fortzusetzen. Und im folgenden Sommer werden sie dieselben Bären verfolgen und weiterhin Blutproben sammeln.

Das Protein „HSP47“ ist im Sommer häufiger und im Winter weniger vorhanden

Das Forschungsteam hatte zuvor herausgefunden, dass die Blutplättchen der Bären, die für die Bildung von Blutgerinnseln wichtig sind, im Winter weniger dazu neigen, zusammenzukleben . Durch die parallele Analyse von Proben aus Sommer und Winter haben Forscher nun jahreszeitliche Unterschiede im Blut der Bären festgestellt, die erklären könnten, warum die Blutplättchen der Bären im Winter weniger klebrig sind.

Die Antwort liegt in einem Protein namens HSP47, das im Sommer im Blut der Bären in großen Mengen vorkommt, im Winter jedoch fast verschwindet.

Dieses Protein befindet sich auf der Oberfläche der Blutplättchen und trägt dazu bei, dass die Blutzellen zusammenkleben. Wenn sich in einer Wunde Blutgerinnsel bilden, stoppen sie die Blutung im Körper und unterstützen die Wundheilung. Wenn sich das Blut jedoch in den Venen verklumpt und nicht auf natürliche Weise aufgelöst werden kann, kann es zu einem tödlichen Blutgerinnsel kommen. Bei diesem Prozess aktiviert HSP47 auf Blutplättchen Neutrophile (eine Art weißer Blutkörperchen) und veranlasst sie, ein „Netz“ zu bilden, das Proteine, Krankheitserreger und Zellen einfängt, was zu Blutgerinnseln führt.

Da Bären im Winterschlaf weniger HSP47 produzieren, ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass sich in ihrem Blut diese „Netze“ bilden, und es gerinnt daher nicht so leicht. | Bildquelle: Referenz [3]

„Bei sorgfältiger Untersuchung der Proteine ​​in den Blutplättchen (der Braunbären) stellten wir fest, dass das Protein HSP47 im Winter fast vollständig fehlte. Als wir das Gen, das die Produktion des Proteins HSP47 bei Mäusen steuert, löschten, stellten wir fest, dass die Mäuse kaum noch Blutgerinnsel bilden konnten “, sagte Ole Frøbert, Kardiologe am Universitätsklinikum Örebro in Schweden, der die Braunbären seit mehr als einem Jahrzehnt erforscht.

„Dieser Befund ist sehr aufregend, da er für Menschen wichtig sein könnte, bei denen aufgrund von Inaktivität das Risiko einer Blutgerinnung besteht. “

Bildquelle: Referenz [3]

Dieses Forschungsergebnis bietet den Forschern große Aussichten für die Entwicklung neuer antithrombotischer Medikamente. Venöse Thromboembolien, zu denen hauptsächlich tiefe Venenthrombosen und Lungenembolien zählen, sind die Hauptursache für Morbidität und Mortalität beim Menschen. Zur Vorbeugung von Blutgerinnseln werden bereits zahlreiche Medikamente eingesetzt. Allen diesen Medikamenten ist jedoch gemeinsam, dass sie mit einem Blutungsrisiko verbunden sind , das in schweren Fällen lebensbedrohlich sein kann.

Die Erforschung der Fähigkeit des Braunbären, Winterschlaf zu halten, könnte uns nicht nur dabei helfen, Medikamente zur Vorbeugung von Blutgerinnseln mit weniger Nebenwirkungen zu entwickeln, sondern könnte auch dazu beitragen, die Gesundheitsprobleme Fettleibigkeit und Übergewicht zu lösen.

Vielleicht können wir eines Tages das Geheimnis des Winterschlafs der Bären nutzen, um Weltraumreisen zu verwirklichen, wie sie in Science-Fiction-Werken beschrieben werden.

Verweise

[1] Forscher entschlüsseln das Geheimnis der Bären auf der Suche nach einer neuen Behandlung gegen Blutgerinnsel. (2023, 9. November). Universität Aarhus. Abgerufen von https://biomed.au.dk/display/artikel/researchers-decode-the-secret-of-bears-in-pursuit-of-new-treatment-against-blood-clots

[2] Jetzt wissen wir, warum Bären im Winterschlaf keine Blutgerinnsel bekommen. Abgerufen von https://www.science.org/content/article/now-we-know-why-hibernating-bears-don-t-get-blood-clots

[3] Fröbert, O., Frøbert, AM, Kindberg, J., Arnemo, JM und Overgaard, MT (2020). Der Braunbär als translationales Modell für durch Bewegungsmangel bedingte Krankheiten. J. Intern. Med., 287(3), 263–270. doi: 10.1111/joim.12983

[4] Grandoni, D. (2023). Zu lernen, wie ein Bär zu schlafen, könnte Ihr Leben retten. Washington Post. Abgerufen von https://www.washingtonpost.com/climate-environment/2023/12/23/bear-hibernation-research-health-care

[5] Den Geheimnissen des Bären auf der Spur - Englisch. Abgerufen von https://www.inn.no/english/research/research-news/following-the-trail-of-the-bears-secrets

[6] Winterschlaf | Bärenprojekt. Abgerufen von https://www.brownbearproject.com/hibernation

[7] Winterschlaf von Braunbären: Hinweise zum Schutz vor Thrombosen. (14. April 2023). Ludwig-Maximilians-Universität München, Geschwister-Scholl-Platz 1, 80539 München. Abgerufen von https://www.lmu.de/en/newsroom/news-overview/news/winterschlaf-von-braunbaeren-hinweise-zum-schutz-vor-thrombose.html

[8] ScienceNordic. (10. April 2018). Abgerufen von https://www.sciencenordic.com/animals--plants-denmark-forskerzonen/gut-bacteria-keeps-bears-healthily-obese/1454922

[9] WildSweden – Wildtierabenteuer in Schweden. Abgerufen von https://www.wildsweden.com/facts-about-bears-in-sweden

Planung und Produktion

Quelle: Bringing Science Home (ID: Steamforkids)

Herausgeber: Zhong Yanping

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