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19:00 12.01.2018
Wie ein Bär in seiner Schlafhöhle: Viele Menschen würden die dunkle Jahreszeit am liebsten verschlafen – und erst zum Frühlingsbeginn wieder aufwachen. Quelle: Illustration: RND/Patan
Hannover

Es ist ein bekanntes Phänomen – im Winter, wenn die Sonne sich nur selten blicken lässt und es früh dunkel wird, überkommt viele Menschen das Bedürfnis, es den Tieren gleichzutun und Winterschlaf zu halten. Um den Torporzustand, wie Wissenschaftler diese Phase nennen, ranken sich viele Geschichten und auch mancher Irrglaube. Denn erstens schlafen Tiere in dieser Zeit nicht zwangsläufig und zweitens halten sie ihn nicht nur im Winter. Fettschwanzmakis etwa fallen auch bei großer Hitze in den Energiesparmodus.

In ihrem Buch „Das Geheimnis der Winterschläfer“ geht Lisa Warnecke, Biologin der Universität Hamburg, dem Phänomen nach. Spannend ist in diesem Zusammenhang der Fall von Mitsutaka Uchikoshi: Der 35-jährige Japaner stieg im Oktober 2006 mit Freunden auf den Hausberg von Kobe, einer Großstadt im Westen Japans, um zu grillen. Auf dem Rückweg trennte er sich von der Gruppe, stürzte von einem Felsen, blieb reglos in einem Waldstück liegen und dämmerte weg. Als ihn exakt 24 Tage später ein Kletterer fand, war Uchikoshis Körpertemperatur auf 22 Grad abgefallen, sein Puls kaum spürbar und seine Organe arbeiteten nur noch auf Sparflamme. Doch er lebte. Da die behandelnden Ärzte sich nicht erklären konnten, wie ihr Patient mit einer derart niedrigen Körpertemperatur und ohne Nahrung drei Wochen durchhalten konnte, kamen sie zu dem Schluss, dass Uchikoshi in eine Art Winterschlaf gefallen sein musste. Das klingt erst mal unwahrscheinlich. Doch neueste Forschungsergebnisse lassen diese Vermutung nicht mehr ganz so abwegig erscheinen. Denn erstmals konnten Wissenschaftler auch bei Primaten Winterschlaf nachweisen.

Winterschlaf und Tagestorpor

Grundsätzlich unterscheiden die Forscher zwischen dem Winterschlaf und dem sogenannten Tagestorpor. Bei Letzterem ist die Torporphase kürzer und der Stoffwechselverbrauch nicht so extrem abgesenkt wie beim Winterschlaf. Winterschläfer sind üblicherweise schwerer und weisen dreißigfach längere Torporphasen auf. Zudem reduzieren sie ihren Stoffwechsel um weit über 90 Prozent. Zu den bekanntesten Vertretern gehören: Igel und Bären. In den Tagestorpor fallen Spitzmäuse, Rennmäuse, Zwerghamster, Fledermäuse und einige Vogelarten.

Winterschlaf halten Spitzmäuse nicht, sie ruhen. In der kalten Jahreszeit finden sie weniger Beute. Deshalb drosseln sie ihren Energiebedarf, und schrumpfen sogar etwas. Quelle: dpa

Wie genau die Tiere das machen, gehört nach wie vor zu einem der größten Geheimnisse des Winterschlafs – auch weil das Phänomen unter Wissenschaftlern lange Zeit keinen besonders guten Ruf genoss. So galt die Fähigkeit zum Torpor als rudimentäres Überbleibsel einiger sehr alter Tierarten. Ein Atavismus, sprich ein Rückfall in primitive Zustände, den höher entwickelte Tierarten nicht aufwiesen. Erst seit bekannt ist, dass auch Fettschwanz- und Mausmakis auf Madagaskar in den Torpor fallen, hat die Forschung wieder an Schwung gewonnen.

Hormone regeln die Körpertemperatur

Fest steht, dass zu Beginn einer Torporphase, der Hypothalamus, eine Region im Mittelhirn, hohe Aktivität aufweist. Hier bildet der Körper lebenswichtige Hormone und von hier aus wird die Körpertemperatur reguliert. Um den Torpor herbeizuführen, drehen die Tiere ihr körpereigenes Thermostat herunter. Wie weit die Temperatur fällt, hängt von der jeweiligen Tierart ab.

Die menschlichen Stoffwechselprozesse hingegen benötigen eine Körpertemperatur von rund 37 Grad, um optimal arbeiten zu können. Demnach hätte der Japaner Uchikoshi eigentlich nach 24 Tagen bei einer Körpertemperatur von 22 Grad erfroren sein müssen. Für Tiere indes hat es sich immer wieder als überlebenswichtig erwiesen, bei Nahrungsengpässen und großer Kälte in den Torporzustand zu verfallen. Schlummert diese Fähigkeit womöglich doch im Menschen?

Irreführende Bezeichnung

Wissenschaftler wie der Tierphysiologe Georg Heldmaier nennen den Zustand, den die Tiere im Winterschlaf eingehen, Torpor – lateinisch für Erstarrung. Der Begriff Winterschlaf führe in die Irre, denn weder schlafen die Tiere in dieser Zeit, noch muss der Winterschlaf zwangsläufig im Winter liegen. Heldmaier forscht an der Universität Marburg und hat sein komplettes Berufsleben diesem Phänomen gewidmet. Seit Jahren forscht er mit Zwerghamstern, Murmeltieren und Mäusen. Während Zwerghamster etwa relativ spontan und nur kurze Zeit in den Torpor verfallen, können Igel unterbrochen von gelegentlichen Aufwärmphasen mehrere Monate im Torpor verharren.

Vergleichbare Zustände beim Menschen

Tierphysiologin Kathrin Dausmann ist es im Zuge ihrer Freilandforschung als Erster gelungen, Stoffwechselleistung und Körpertemperatur der madagassischen Makis im Torpor aufzuzeichnen. Als Lemuren zählen sie zu den Primaten und weisen daher eine gewisse Ähnlichkeit zum Menschen auf. Schon Charles Darwin hatte 1845 die Vermutung geäußert, dass diese Tiere zu Winterschlaf fähig sind. Doch erst mithilfe modernster Radiotracker, Mikrochips und Sender konnte die Mutmaßung bestätigt werden.

Den Neonatologen Dominik Singer erstaunt es immer wieder, wie ähnlich der Zustand des Fötus im Bauch dem des Torpors ist. „Die Anpassungsmechanismen des Neugeborenen um die Geburt herum weisen verblüffende Paralellen auf“, sagt er. Ähnlich wie ein harter Winter stelle die Geburt eine kritische Phase im Leben eines Säugetiers dar. Deswegen sorge der Organismus für Schutzmechanismen. So sei der Stoffwechsel eines Fötus im Vergleich zu seiner Größe erstaunlich niedrig, ähnlich wie bei Tieren im Torpor. Im Geburtskanal kann es bei Schwierigkeiten zu dem sogenannten Tauchreflex kommen. Die Herzfrequenz verlangsamt sich und die Stoffwechselprozesse werden heruntergefahren. „Eine Geburt ist für einen Säugling praktisch wie das Erwachen aus dem Winterschlaf“, sagt Singer.

Der Winterschlaf interessiert die Forscher der Nasa

So reizvoll erscheint der Raumfahrtbehörde der Torporzustand, dass sie ihn gern selbst herbeiführen würde. Die Hoffnung: den Stoffwechsel ihrer Astronauten herabzusenken, um die Fahrt ins All zu verkürzen und sie so psychologisch zu entlasten. Seit Jahren experimentiert die Nasa mit Kühlkammern, um Menschen künstlich in den Torpor zu versetzen.

Davon hält Tierphysiologe Gerhard Heldmaier, Experte in Sachen Winterschlaf an der Universität Marburg, nichts. Zu groß sei die Gefahr, dass es zu Herzkammerflimmern komme. Das Charakteristische am Torpor sei, dass der Organismus zuerst den Stoffwechsel herunterfahre und anschließend abkühle – nicht umgekehrt. Der Hypothermie genannte Unterkühlungszustand sollte also keinesfalls mit dem endogen herbeigeführten Torporzustand verwechselt werden. Um derlei Forschungssackgassen zu vermeiden, hat Heldmaier vor drei Jahren eine eigene Arbeitsgruppe bei der Europäischen Weltraumorganisation Esa gegründet. Regelmäßig tauscht er sich mit Neurowissenschaftlern, Biologen und Humanmedizinern über neueste Erkenntnisse rund um den Torpor aus.

Kann man Menschen in den Winterschlaf versetzen?

Erst kürzlich konnte der Tierphysiologe einen Mythos zerstreuen: die Vorstellung, dass die Tiere während des Torpor Gelerntes vergessen. Eine Kollegin habe dazu in einem Versuch Murmeltieren beigebracht, zehnmal durch eine Röhre zu rennen. Danach bekamen sie eine Banane. Nach dem Erwachen aus dem Winterschlaf spielte sie dasselbe Spiel. Das Ergebnis: Direkt nach dem Aufwachen konnten die Tiere ihr antrainiertes Verhalten ohne Probleme abrufen. Alles andere wäre übertragen auf die Astronauten auch fatal: „Stellen Sie sich vor, die landen auf dem Mars und wissen nicht mehr, was sie dort wollen“, sagt Heldmaier.

Der Gedanke, Menschen in den Winterschlaf zu versetzen, ist faszinierend, doch bislang utopisch. Auch wenn es sich für Forscher lohnt zu verstehen, wie Winterschläfer ihre Organe und Muskeln während des Torporzustands schützen, können zu rasch gezogene Analogien in die Irre führen. Noch ist zu wenig bekannt über den Torpor. Er ist und bleibt ein Geheimnis.

Von Nadine Zeller/RND

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