Ein bisschen Trägheit kann durchaus von Vorteil sein – zumindest dann, wenn es darum geht, das Altern zu verlangsamen. Dsungarische Zwerghamster können im Winter in eine Kältestarre verfallen. Jetzt haben Forscher herausgefunden, dass diese „Pausen“ nicht nur Energie sparen, sie scheinen auch die Lebensuhr der Tiere zurückzustellen: Die Endstücke der Chromosomen, die sogenannten Telomere, werden in den Ruhephasen repariert. Diese Anzeiger für das Lebensalter waren bei den Hamstern am längsten, die am häufigsten in Kältestarre fielen, berichten Wissenschafter im Fachmagazin „Biology Letters“.
Der dsungarische Zwerghamster (Phodopus sungorus), benannt nach seiner Herkunftsregion im nordwestlichen China, ist gut an die klimatischen Bedingungen seines Lebensraumes in der Steppe angepasst. Um die Winterkälte zu überstehen, schaltet er immer wieder spontane Episoden der Kältestarre ein. Dabei verlangsamt der Hamster seinen Stoffwechselrate und senkte seine Körpertemperatur. Dies ermöglicht es den Tieren, Ressourcen zu sparen. Christopher Turbill und seine Kollegen von der Veterinärmedizinischen Universität Wien haben nun gezeigt, dass solche Torporzustände von Hamstern sich auch positiv auf die Länge ihrer Telomere auswirken.
Endkappen der Chromosomen wichtig für Alter
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.
Hält Kälteschlaf wirklich jung?
Experten mutmaßten, dass der Einsatz von natürlicher Unterkühlung, beispielsweise durch Winterschlaf oder tägliche Kältestarre-Episoden, das Altern verlangsamen könnte. Die Forscher hatten nun erstmalig die Idee, Längenveränderungen der Telomere zu messen, um diese Hypothese zu testen. Die Wissenschafter erzeugten dafür 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, 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.
Telomere bei „coolen“ Hamstern länger
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.
„Es scheint, dass tägliche Torporepisoden nicht nur der Energieeinsparung im Winter dienen, sondern auch die physiologischen Prozesse der biologischen Alterung verlangsamen“, erklärt Turbill erklärt. „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.“
(Veterinärmedizinische Universität Wien, 19.09.2011 – NPO)
