Stoffwechselschalter bei Bären und Gartenschläfern im Winterschlaf*

Foto: Jon M. Arnemo

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Einblicke in die in der Natur beobachteten Anpassungsmechanismen könnten die Entwicklung therapeutischer Ansätze für menschliche Krankheiten unterstützen.

Experimentelle Studien legen nahe, dass Trimethylamin-N-oxid (TMAO) an der Ätiologie von kardiometabolischen Erkrankungen und chronischen Nierenerkrankungen (CKD) beteiligt ist, teilweise über den Metabolismus aufgenommener Lebensmittel. Unter Verwendung eines vergleichenden biomimetischen Ansatzes haben wir die zirkulierenden Spiegel der Darmmetaboliten Betain, Cholin und TMAO bei menschlicher CNI über Tierarten hinweg sowie während des Winterschlafes bei zwei Tierarten, Braunbären und Gartenschläfern, untersucht. 

Während des Winterschlafes produzieren Bären und Gartenschläfer Betain, um ihre Zellen vor Schäden zu schützen. Bei Gartenschläfern, die ihre Körpertemperatur nahe an die Umgebungstemperatur senken können, ist während einer tiefen Erstarrung keine Betainproduktion nachweisbar, jedoch während der Aufwachintervalle, in denen sie die Körpertemperatur wieder erhöhen, Betain produziert wird. Bei in freier Wildbahn lebenden Bären scheint es, einen "Stoffwechselschalter" zu geben,  um Betain anstelle von TMAO zu erzeugen. Bei diesen Arten scheint Betain im Winterschlaf also endogen produziert zu werden, und nicht über die Nahrung aufgenommen (da sie im Winterschlaf nicht essen). Die Charakterisierung und das Verständnis eines solchen adaptiven Schalters könnten Hinweise auf neuartige Behandlungsoptionen für Lebensstilkrankheiten wie chronische Nierenerkrankungen enthalten. 

Der Artikel "Insights in the regulation of trimetylamine N-oxide production using a comparative biomimetic approach suggest a metabolic switch in hibernating bears 2" von Thomas Ebert, Johanna Painer, Peter Bergman, Abdul Rashid Qureshi, Sylvain Giroud, Gabrielle Stalder, Karolina Kublickiene, Frank Göritz, Sebastian Vetter, Claudia Bieber, Ole Fröbert, Jon M. Arnemo, Andreas Zedrosser, Irene Redtenbacher, Paul G. Shiels, Richard J. Johnson & Peter Stenvinkel wurde in Scientific Reports online veröffentlicht.

*Newsmeldung des Forschungsinstituts für Wildtierkunde und Ökologie (FIWI)

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