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Stoffwechsel

Erstmals Winterschlaf bei Fischen nachgewiesen

Meldung vom 04.03.2008 - Britische Forscher haben einen überraschende Entdeckung gemacht: Auch Antarktisdorsche halten Winterschlaf. Die Fische verringerten ihren Herzschlag, senkten den Energieverbrauch erheblich und verharrten nahezu bewegungslos in ihrem Revier. Die Tiere ließen sich sogar in die Hand nehmen.

Forscher haben erstmals bei Fischen eine Art Winterschlaf beobachtet: Der Antarktisdorsch Notothenia coriiceps lege im Winter seinen Stoffwechsel gezielt auf Eis, berichten die britischen Wissenschaftler im Fachjournal „One“ (Bd. 3, e1743) der Public Library of Science (PLoS).

Zwar verbrächten viele Fischarten den Winter in einer Art Schlafzustand, allerdings sinke deren Stoffwechselaktivität stets in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur, schreiben die Forscher um Hamish Campbell von der Universität Birmingham. In der Antarktis ändere sich jedoch die Wassertemperatur kaum. Der Ruhezustand der Gelbbauchnotothenia erfordere ein aktives Umschalten zwischen einer Sommer- und einer Winter-Stoffwechselstrategie. Damit ähnele das Verhalten der Antarktisdorsche dem echten Winterschlaf einiger landlebender Tierarten. Bei Fischen sei ein solches Verhalten bislang noch nicht beobachtet worden.

Campbell und seine Mitarbeiter hatten insgesamt 118 Gelbbauchnotothenia gefangen und mit Minisendern und -messgeräten ausgestattet. Ein ganzes Jahr lang verfolgten sie dann die Entwicklung und das Verhalten der Fische. Sie stellten fest, dass die Tiere im Sommer den Großteil ihrer Zeit auf die Nahrungssuche verwendeten und dabei deutlich an Gewicht zulegten. Im Winter hingegen bewegten sich die Tiere kaum, ihr Stoffwechsel sank um ein Drittel, das Körpergewicht nahm stetig ab. In diesem Zustand konnten Taucher die trägen Tiere sogar in die Hand nehmen und sie einige Zeit festhalten, berichten die Wissenschaftler weiter.

Alle vier bis zwölf Tage wachten die Fische dann für ein paar Stunden auf und kurbelten ihren Stoffwechsel wieder auf die sommerlichen Werte an. Auch dies sei von Winterschlaf haltenden Landlebewesen bekannt. Die Gelbbauchnotothenia wechselten scheinbar von einer Sommerstrategie, die auf die Beschaffung von Nahrung ausgelegt ist, auf eine Winterstrategie, die den zum Überleben nötigen Energieverbrauch so weit wie möglich senkt.

Warum sie dies nun genau tun, sei bislang unklar. Durch die anhaltende Dunkelheit im Winter, die durch die Eisdecke oft noch verstärkt wird, gebe es im Winter deutlich weniger pflanzliches Plankton in den Gewässern und damit auch insgesamt weniger Nahrung. Grundsätzlich aber sei das Nahrungsangebot für die Gelbbauchnotothenia gut.

Die Forscher vermuten, dass auch andere Antarktisdorsche einen solchen Winterschlaf halten. Wahrscheinlich habe die Fähigkeit, sich an die langen antarktischen Winter anpassen zu können, den Erfolg der Gruppe in den Gewässern begründet.

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Schalter für innere Uhr des Menschen entdeckt

Meldung vom 14.12.2007 - Der Mensch wird im 24-Stunden-Rhythmus von einer inneren Uhr gelenkt. Für das Stellen dieser Uhr sind viele Gene verantwortlich. Sie alle werden laut Forschern von einer einzigen Aminosäure kontrolliert. Nun hoffen die Wissenschaftler auf Medikamente gegen Schlafstörungen und andere Krankheiten.

Der Mensch wird im 24-Stunden-Rhythmus von einer inneren Uhr gelenkt. Wissenschaftler der University of California haben jetzt den chemischen Schalter identifiziert, der den genetischen Mechanismus kontrolliert, durch den die innere Uhr der Menschen reguliert wird. Obwohl an diesem Vorgang viele Gene beteiligt sind, wird der ganze Mechanismus von einer einzelnen Aminosäure kontrolliert. Die Forscher hoffen, dass diese Entdeckung zu wirksameren Medikamenten führen wird, um Schlafstörungen und ähnliche Erkrankungen zu behandeln. Die Details der Studie wurden in Nature veröffentlicht.

Da der auslösende Mechanismus so einzigartig sei, scheine er ein perfektes Ziel für regulierende Eingriffe zu sein, erklärt der leitende Wissenschaftler Paolo Sassone-Corsi. Die innere Uhr des Menschen ist ein höchst empfindlicher Mechanismus, der Veränderungen in der Umwelt voraussehen kann und eine ganze Reihe von Körperfunktionen reguliert. Die Bandbreite reicht dabei von den Schlafmustern über den Stoffwechsel bis hin zum Verhalten. Laut BBC wird davon ausgegangen, dass sie bis zu 15 Prozent aller menschlichen Gene kontrolliert.

Eine Störung dieses inneren Rhythmus kann die menschliche Gesundheit beeinflussen. Zusammenhänge zu Schlaflosigkeit, Depressionen, Herzerkrankungen, Krebs und neurodegenerativen Erkrankungen wurden von der Medizin bereits hergestellt.

Das Gen CLOCK und sein Partner BMAL1 kontrollieren die innere Uhr des Menschen. Die aktuelle Studie hat nachgewiesen, dass eine einzelne Aminosäure eines von BMAL1 produzierten Proteins eine Veränderung durchmacht, die eine Kette von genetischen Ereignissen auslöst, die mit dem Stellen der inneren Uhr zusammenhängen.

Ist diese Veränderung in irgendeiner Weise beeinträchtigt, kann der Schaltermechanismus aus dem Gleichgewicht geraten und damit das ganze System gefährden.

Derzeit werden Antikörper getestet, die auf die Aktivität dieser Aminosäure abzielen. Laut dem Schlafexperten Neil Stanley vom Norwich University Hospital wurden bisher 89 verschiedene Schlafstörungen klassifiziert. Alle derzeit zur Verfügung stehenden Medikamente zielen derzeit auf den Neurotransmitter GABA ab.

Zur Originalnachricht auf welt.de





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by Dr. Radut