Coole Hamster leben länger - warum Trägheit ein Vorteil sein kann

(19.09.2011) Ein bisschen Trägheit kann von Vorteil sein, zumindest wenn es darum geht das Altern zu verlangsamen.


Dsungarischer Hamster im Winterpelz
Wissenschafter der Veterinärmedizinischen Universität Wien haben einen Zusammenhang zwischen der Häufigkeit von Torpor (Kältestarre) und der Länge der Telomere, spezieller Abschnitte der Erbsubstanz, in einer Studie an Dsungarischen Zwerghamstern gefunden.

Ihre Ergebnisse wurden in der aktuellen Ausgabe des Journales der Royal Society Biology Letters veröffentlicht.

Der dsungarische Zwerghamster (Phodopus sungorus), benannt nach seiner Herkunftsregion im nordwestlichen China, ist gut an die klimatischen Bedingungen seines Lebensraumes in der Steppe angepasst. 

Eine Möglichkeit, die Winterkälte zu überstehen, ist der Einsatz spontaner Torpor-Episoden, wobei die Stoffwechselrate kurzfristig verlangsamt und die Körpertemperatur gesenkt wird. 

Dies ermöglicht es den Tieren, Ressourcen zu sparen. Christopher Turbill und seine Kolleginnen und Kollegen am Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie (FIWI) der Veterinärmedizinischen Universität Wien haben nun gezeigt, dass solche Torporzustände von Hamstern sich auch positiv auf die Länge ihrer Telomere auswirken.

Telomere sind wiederholte DNA-Abschnitte; sie schützen die Enden der Chromosomen gegen Abnutzung und Verschleiß. Frühere Studien, darunter auch einige am Menschen, haben einen Zusammenhang zwischen der Erhaltung der Telomere und der verbleibenden Lebenserwartung des Organismus festgestellt.

Durch den Alterungsprozess werden Telomere mit der Zeit kürzer, ein Prozess, der durch oxidativen Stress weiter vorangetrieben wird, durch Reparaturprozesse aber auch gemildert und sogar umgekehrt werden kann. Verkürzte Telomere gefährden nachweislich den Fortpflanzungserfolg und verringern die Überlebenschancen.

Kühl erhält jung

Experten mutmaßten, dass der Einsatz von natürlicher Hypothermie (entweder durch Winterschlaf oder tägliche Torporepisoden) das Altern verlangsamen könnte.  Die FIWI Forscher hatten erstmalig die Idee, Längenveränderungen der Telomere zu messen, um diese Hypothese zu testen.

Die Wissenschafter erzeugten künstlich „Winterstimmung“ bei den Hamstern, indem sie im Labor die Dauer des Tageslichts verkürzten und zwei Hamstergruppen 180 Tage lang entweder warmen oder kalten Umgebungstemperaturen aussetzten.

Aus der unter der Haut gemessenen Körpertemperatur wurde ein Index der Torportiefe, also des Ausmaßes der Absenkung der Temperatur bei den Hamstern ermittelt. Am Anfang und am Ende des Versuchs untersuchten die Forscher DNA-Proben von jedem Hamster und bestimmten die Veränderungen der Telomerlängen. 

Zu Beginn des Experiments waren die Telomere bei beiden Hamstergruppen ungefähr gleich lang, doch am Ende des Untersuchungszeitraumes wiesen fast alle in der Kälte gehaltenen Hamster erhöhte Telomerlängen auf. 

Diese Hamster zeigten auch am häufigsten tiefen Torpor.  Eine statistische Analyse ergab, dass die einflussreichsten Faktoren nicht die Nahrungsaufnahme (ein Index des Energiestoffwechsels, der eigentlich in der kälteexponierten Gruppe höher war), sondern die Körpermasse und die Häufigkeit und Tiefe von Torporepisoden waren.

Der Zusammenhang zwischen Torporhäufigkeit und Telomerlänge unterstützt  die Hypothese der Autoren, dass Torpor mit einer langsameren Alterungsrate verbunden ist.  Gründe dafür sind möglicherweise, dass der Zellmetabolismus durch Torpor verlangsamt und/oder die zelluläre Widerstandsfähigkeit erhöht wird.

Erstautor Christopher Turbill erklärt:  „Es scheint, dass tägliche Torporepisoden nicht nur der Energieeinsparung im Winter dienen, sondern auch die physiologischen Prozesse der biologischen Alterung verlangsamen. 

So schaffen die kleinen Nagetiere es, die lange Wintersaison bis zur nächsten Fortpflanzungsgelegenheit im folgenden Frühjahr in einem relativ jugendlichen Zustand zu überbrücken. Das ist wichtig für diese kurzlebigen Tiere.

Dieser Effekt könnte auch ein wichtiger Grund für die Entwicklung der natürlichen Hypothermiezustände, wie täglicher Torpor und Winterschlaf, sein.“

Die Studie “Daily torpor is associated with telomere length change over winter in Djungarian hamsters” von Christopher Turbill, Steve Smith, Caroline Deimel und Thomas Ruf wurde im Royal Society Journal “Biology Letters” veröffentlicht.



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