De winterslaap van eekhoorns en hun bijdrage aan de ruimtevaart

De winterslaap van eekhoorns en ruimtereizen hebben één ding gemeen: het behoud van spiermassa. Hier vertellen we je wat het een met het ander te maken heeft.

Geschreven en geverifieerd door de psychologe Sara González Juárez.

Laatste update: 09 januari, 2024

Winterslaap is een van die dierlijke vermogens die mensen het meest fascineert, en dat is niet alleen omdat ze maandenlang kunnen slapen. Recente ontdekkingen over de winterslaap van eekhoorns suggereren zelfs belangrijke toepassingen op het gebied van de ruimtevaart.

Omdat dit “deactiveringsproces” cruciale functies heeft om te overleven en complexe processen bevat, vind je hier een informatieve bespreking ervan. Bovendien leer je waarom de vraag “Wat hebben eekhoorns te maken met de ruimte in gaan?” geen grap is. Laten we beginnen.

Hoe is de winterslaap van eekhoorns mogelijk?

Als het gaat om het bestuderen van de winterslaap van dieren, is het meest verrassende niet dat ze maanden achter elkaar kunnen slapen. Wat wetenschappers het meest fascineert, is dat deze periode geen ernstige gevolgen heeft voor het organisme van het dier.

Zelfs als het mager en hongerig wakker wordt, lijdt het niet aan ondervoeding, noch aan verlammend verlies van spiermassa, om maar een paar wonderen te noemen.

Winterslaap is in feite een verdedigingsmechanisme om perioden te overleven waarin klimatologische omstandigheden extreem worden zonder te hoeven migreren. Het is niet iets vrijwilligs en het gaat ook niet om slapen; het is een reactie op externe omstandigheden die uit 2 hoofdfasen bestaat.

In de eerste fase overvoedt het dier zich om spiermassa en vet te winnen. Zodra ze in een staat van bewusteloosheid vallen, vinden er verschillende veranderingen plaats in het lichaam van het dier.

Lichamelijke veranderingen

• Verminderde hartslag. Het hart van een beer in winterslaap kan bijvoorbeeld 5 keer per minuut kloppen zonder dat het sterft.
• Afname van de stofwisselingssnelheid. Door deze afname in de frequentie van de hartslagen vermindert de behoefte van het lichaam aan zuurstof, om het aan te passen en geen problemen te krijgen.
• Omzetting van ureum in stikstofhoudende vormen. Ureum bedwelmt het lichaam als het niet wordt afgevoerd via de urine, maar dieren worden niet wakker uit hun winterslaap om te plassen en te ontlasten. Dit recyclen van ureum voorkomt vergiftiging en creëert bruikbare stoffen om te overleven, zoals eiwitten.
• Verminderde afbraak van spiereiwitten. Wanneer de dieren uit hun winterslaap ontwaken, hebben ze dankzij dit proces niet veel spiermassa verloren door inactiviteit.
• De vorming en vernieuwing van botcellen wordt geïntensiveerd. Op deze manier worden de botten beschermd tegen osteoporose en andere pathologieën die typisch zijn voor inactiviteit en een vertraagde stofwisseling.
• Daling van de lichaamstemperatuur. Geloof het of niet, maar de lichaamstemperatuur van het dier daalt niet te veel, slechts een paar graden. Dit blijft een raadsel voor de wetenschap.

Hoe houden eekhoorns een winterslaap?

Er zijn veel soorten die een winterslaap houden. Elk van hen heeft zijn eigen bijzonderheden met betrekking tot dit proces. In het geval van grondeekhoorns (geslacht Spermophilus) bleek uit een onderzoek (Engelse link) dat de sleutel tot hun behoud gedurende de maanden van lethargie lag in het microbioom van hun darmen.

Dit mysterie brengt een theorie terug die in de jaren tachtig werd geformuleerd en in een van de punten van de vorige lijst werd besproken – de redding van ureumwaterstof. Zoals gezegd vergiftigt ureum het lichaam als het niet wordt afgevoerd. Daarom gebruikt het lichaam van het winterslaapdier het voor spieronderhoud.

De auteurs van het onderzoek ontdekten dat ureum van het bloed naar de darm reist. Daar breekt de darmflora van de eekhoorn het af in stikstof en koolstof. Deze ureumstikstof is het molecuul dat betrokken is bij de opbouw van spierweefsel tijdens de winterslaap. Dit is de reden dat er bijna geen massaverlies is.

Hoe is dit van toepassing op de ruimtevaart?

Deze ontdekking is baanbrekend en opent verschillende wegen voor toepassing in de wetenschap. Aangezien het lichaamsbioom stikstof kan produceren om de spieren onder extreme omstandigheden gezond te houden, zou er belangrijke vooruitgang geboekt kunnen worden in de behandeling van dystrofieën. Zowel bij mensen als bij niet-mensen.

Aan de andere kant verliezen astronauten vaak een grote hoeveelheid spiermassa als ze in de ruimte reizen. Dit komt doordat in langdurige omstandigheden van microzwaartekracht de eiwitsynthese afneemt. Dit probleem zou echter opgelost kunnen worden als de darmmicrobiota verbeterd zou kunnen worden om ureumrecycling mogelijk te maken.

Had je je kunnen voorstellen dat kennis over de winterslaap van eekhoorns de deur zou kunnen openen naar zoveel nuttige mogelijkheden voor mensen? Het gaat niet zozeer om het spierverlies van astronauten, maar om het vinden van een verbetering van de levenskwaliteit van veel mensen. Van spieratrofie bij het ouder worden tot ziekten als sarcopenie, deze openbaring belooft veel goeds.