Ein metabolischer Magier

Braunbären haben einen extremen Lebens­wandel: Ein halbes Jahr lang sind sie körperlich aktiv und fressen sich große Fettreserven an – und während der anderen Hälfte des Jahres liegen sie bewegungslos und ohne zu fressen in ihrem Bau. Wie sie es anstellen, dabei keine Stoffwechselkrankheiten zu entwickeln, versuchen Forscher im Rahmen des Skandinavischen Bären­projekts herauszufinden, über das jetzt das Wissenschaftsportal forskning.se berichtet.

Demnach weist die Winterruhe von Ursus arctos gegenüber dem Winterschlaf anderer Säugetiere einige Besonderheiten auf. So senkt der Bär seine normale Körpertemperatur von 37 bis 38 °C lediglich um 5 bis 6 °C, deutlich weniger als beispielsweise Fledermaus oder Igel, die ebenfalls einen Winterschlaf halten. Trotz des vergleichsweise geringen Temperaturunterschieds wird der Metabolismus des Bären jedoch um etwa 70 Prozent heruntergefahren.

Bärenweibchen erhöhen während der Winterruhe im November bis Dezember kurzfristig ihre Körpertemperatur, wenn sich das befruchtete Ei in der Gebär­mutter einnistet. Wann das genau geschieht, hängt davon ab, wie wohlgenährt die Bärin ist. Die Paarung liegt zu diesem Zeitpunkt bereits mehr als ein halbes Jahr zurück. Zwei Monate nach der Einnistung des Eis bringt die Bärin ein oder mehrere Jungtiere zur Welt und beginnt zu stillen.

All dies ist ziemlich energieaufwendig. Nahrung und Flüssigkeit ziehen Bären während dieser Zeit aus ihren Fettreserven. Was sie aber mit den stickstoffhaltigen Abbauprodukten machen, die dabei entstehen und die normalerweise ausgeschieden werden müssen, ist noch nicht abschließend erforscht. Bären verrichten während der Winterruhe weder ihr großes noch ihr kleines Geschäft. Möglicherweise recyceln sie den Stickstoff-Abfall zu Aminosäuren. Dies könnte auch erklären, warum sie trotz ihrer absoluten Bewegungslosigkeit nur etwa ein Zehntel ihrer Muskelmasse verlieren. Beteiligt an diesem Prozess sind möglicherweise die Darmbakterien.

Eine Rolle bei der Aufrechterhaltung des Aminosäure-Niveaus spielen auch die Nieren. Forscher unter anderem der Universität Örebro und des Karolinska-Instituts in Stockholm haben festgestellt, dass die Nierenzellen des Bären während der Winterruhe schwerwiegenden Veränderungen unterworfen sind: Sie sklerosieren teilweise und die glomeruläre Filtrationsrate sinkt um 70 Prozent (»Kidney International« 2013, DOI: 10.1038/ki.2012.396; »Plos One« 2013, 10.1371/journal.pone.0072934).

Erstaunlicherweise führen diese Veränderungen jedoch nicht zu einer Entzündung und zum anschließenden Zelltod, wie es beim Menschen die normale Reaktion wäre, sondern die Niere regeneriert sich von selbst

wieder. Die Antwort auf die Frage, wie der Bär das macht, könnte möglicherweise dabei helfen, Heilungsansätze für Patienten mit Niereninsuffizienz zu identifizieren.

Auch das Herz-Kreislauf-System des Bären gibt noch so manches Rätsel auf: Während der Winterruhe schlägt das Bärenherz lediglich sechs bis acht Mal in der Minute. Doch trotz des extrem langsamen Blutflusses bilden sich keine Thromben und das Herz atrophiert nicht. Auch hier ließen sich durch die Antwort auf die Frage nach dem Wie womöglich therapeutische Targets ausmachen.

Eine mögliche Erklärung hält die Ernährung des Bären bereit. Die Tiere sind Allesfresser, aber in freier Wildbahn ernähren sie sich, sobald im Herbst die Beeren reif sind, fast ausschließlich davon.

Als alleinige Erklärung für die gesundheitliche Robustheit des Bären kommt seine Diät allerdings nicht infrage. Denn in anderen Regionen der Erde gibt es Bärenarten, die ebenfalls Winterruhe halten, aber zuvor nicht so viele Beeren verspeisen wie der Braunbär. Bis alle Rätsel rund um den Bären aufgeklärt sind, hat das Skandinavische Bärenprojekt also noch eine Menge zu tun.