Wie Säugetiere ihre Körpertemperatur regulieren
Österreichische Forscher haben einige unerwartete Entdeckungen gemacht, die zeigen, wie Säugetiere die Lipidzusammensetzung ihrer Zellmembranen maßgeblich und rasch verändern können. Das Team vom Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie der Veterinärmedizinischen Universität Wien untersuchte Änderungen in der Fettsäurezusammensetzung von Zellmembranen in frei lebenden Alpenmurmeltieren. Diese eichhörnchenartigen Kreaturen trifft man in der Regel in Bergregionen an. Wir bei Winterschläfern üblich, senken Alpenmurmeltiere ihre Körpertemperatur fast während des gesamten Winters bis knapp über die Umgebungstemperatur ab. Selbst wenn der Winterschlaf unterbrochen wird, bleibt ihre Körpertemperatur einige Grad unter dem Sommerniveau. In der im Fachmagazin Public Library of Science (PLoS) ONE veröffentlichten Studie stellte sich heraus, dass der Gehalt an sogenannten Omega-6 ungesättigten Fettsäuren (das sind die mit der ersten chemischen Doppelbindung am sechsten Kohlenstoffatom) in den Zellmembranen vor dem Beginn des Winterschlafs dramatisch anstieg. Wahrscheinlich geschieht das, damit der Körper und besonders das Herz auch bei sehr niedrigen Temperaturen noch einwandfrei funktionieren können. Außerdem fand man heraus, dass diese Anreicherung nicht nur sehr stark ist, sondern auch extrem schnell abläuft. Darüber hinaus wird der Prozess mit dem einsetzenden Frühling umgekehrt und die Tiere kehren zu ihrer "normalen" Betriebstemperatur zurück. Zellmembranen von Tieren bestehen aus einer Doppelschicht von Phospholipiden (geladene Fettmoleküle), die mehrfach ungesättigte Fettsäuren enthalten. Diese müssen über die Nahrung aufgenommen werden. Von mehrfach ungesättigten Fettsäuren ist bekannt, dass sie beim Schutz gegen verschiedenste Krankheiten sowie bei der Anpassung an Veränderungen der Körpertemperatur eine wichtige Rolle spielen. Außerdem erwartet man bei Säugetieren kaum temperaturbedingte Veränderungen, wie sie bei Fischen oder Reptilien auftreten, weil sie eine hohe, kaum schwankende Körpertemperatur haben. Die Fettsäuren, die in den Membranen eingelagert werden, stammen wahrscheinlich aus dem weißen Fettgewebe der Murmeltiere. Allerdings werden die Fettsäuren aus dem Fettspeicher nicht einfach zufällig entnommen; Omega-6 mehrfach ungesättigte Fettsäuren werden bevorzugt, obwohl es den Wissenschaftlern ein Rätsel bleibt, wie dieser Mechanismus funktioniert. Bisher nahm man an, dass Säugetiere die Anteile verschiedener Fettsäuren in ihren Zellmembranen nicht ändern können, außer durch Veränderung ihrer Nahrungsgewohnheiten. Allerdings werden diese Ergebnisse Folgen für die Debatte haben, denn sie zeigen, dass die Veränderungen bei den Murmeltieren nicht in direkter Verbindung mit der Nahrungsgewohnheit stehen können; Während des Winterschlafes und in der Zeit direkt danach können Murmeltiere keine Nahrung zu sich nehmen, weil diese unter einer dicken Schneedecke begraben ist. Diese Studie lässt darauf schließen, dass die Tiere spezielle Gruppen von Fettsäuren durch den Körper transportieren können. Und weil Murmeltiere tief unter der Erde Winterschlaf halten, isoliert von äußeren Signalen, werden diese Veränderungen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer inneren Jahresuhr gesteuert. Der Leiter der Studie, Walter Arnold, erklärt zu den Ergebnissen, dass es unwahrscheinlich ist, dass diese Mechanismen nur bei Winterschläfern zu finden sind, denn alle Säugetiere, einschließlich des Menschen, reduzieren ihre Körpertemperatur im Winter in gewissem Ausmaß. "Unsere Ergebnisse von Murmeltieren könnten unser derzeitiges Verständnis des Fettstoffwechsels völlig umkrempeln. Die Auffassung, nur die Zusammensetzung unserer Nahrung hätte Einfluss auf die Zusammensetzung unserer Zellmembranen, ist nicht mehr haltbar." Der Forscher fügt außerdem hinzu, dass "die Fälle von plötzlichem Herztod in den späten Wintermonaten bekanntlich zunehmen, wenn das Verhältnis von Omega-6 zu Omega-3 Fettsäuren in den Herzmembranen steigt." Die Studie deutet daher auf eine hohe Wahrscheinlichkeit hin, dass diese Häufung des plötzlichen Herztodes auf die saisonale Anreicherung von Omega-6 ungesättigten Fettsäuren im Herzmuskel zurückzuführen ist.Weitere Informationen unter: Veterinärmedizinische Universität Wien: http://www.vetmeduni.ac.at
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