Even denken

Tijdens zijn winterslaap warmt de Europese grondeekhoorn af en toe op. Dat vreet energie, maar het blijkt nodig voor het herstel van neurotransmissie in de hersenen.

ZEVEN MAANDEN per jaar houdt de Europese grondeekhoorn (Spermophilus citellus) winterslaap. In die periode daalt zijn lichaamstemperatuur flink, soms bijna tot het vriespunt. Zo'n lage temperatuur verdraagt het eekhoornlijf niet lang. Na hooguit enkele weken blijkt de eekhoorn tijdelijk op te warmen tot 36 °C. Na gemiddeld twaalf uur koelt het dier weer af. Negen procent van de winterslaap bestaat uit zulke `eutherme' fasen. Die kosten de eekhoorn veel energie: 86 procent van alle in winterslaap verbruikte energie gaat eraan op. Door het tijdelijk ontwaken teert hij flink in op zijn vetreserves. En een magere eekhoorn zal de er op volgende zomer minder nageslacht krijgen dan een vette. Dat energieverbruik in de winterslaap moet voor de eekhoorn dus wel van essentieel belang zijn, als zelfs de voortplantingskansen er deels voor worden opgeofferd.

Het belang van euthermie houdt biologen al decennia bezig. Men vermoedde dat de periodieke opwarming nodig is om de glucosespiegel, die tijdens de koude periode zakt, te herstellen. Uit onderzoek van de Groninger bioloog Arjen Strijkstra bleek onlangs dat die veronderstelling onjuist was. Strijkstra diende eekhoorns in winterslaap glucose toe tijdens de koude periode. ``Als het om handhaving van de glucosespiegel ging'', zegt Strijkstra, ``zou je verwachten dat de volgende eutherme periode uitgesteld werd. Eutherme perioden traden echter even vaak op nadat glucose werd toegediend.''

Winterslaap is iets heel anders dan slaap. Slapen deden de winterslapers alleen tijdens de eutherme fasen. Dat wijst er volgens Strijkstra op dat er iets hersteld moet worden. Uit EEG's bleek dat de hersenactiviteit bij 7 °C onmeetbaar laag is. Met zijn collega's Roelof Hut en Eddy van der Zee analyseerde Strijkstra eekhoornhersenen op vier verschillende tijdstippen: begin en eind van een koude periode, begin en eind van een eutherme fase. Na een koude periode was er bijna niets over van de twee stofjes in de hersenen: synaptofycine, een indicator voor de mogelijkheid van signaaloverdracht, en MAP2, een indicator voor het aantal verbindingen tussen zenuwcellen in de hippocampus, een hersenstructuur betrokken bij geheugenprocessen. Er was dus geen signaaloverdracht mogelijk. Na een eutherme periode was het niveau van die stofjes hersteld. ``Dat is van vitaal belang'', zegt Strijkstra, ``want als een eekhoorn onvoldoende neurotransmissiecapaciteit heeft om zichzelf uit de winterslaap te halen, dan is hij het haasje. Koude winterslapers hebben kennelijk een manier ontwikkeld om neuronale verbindingen op natuurlijke wijze te herstellen. Dat herstel kan interessant zijn voor onderzoek aan herstelmogelijkheden voor neurodegeneratieve ziekten als dementie.''

Dat de winterslaap een aanslag op de hersenen pleegt, blijkt ook uit onderzoek naar eekhoorngedrag. Na een koude winterslaap lijden de dieren aan geheugenverlies. Terwijl Strijkstra eekhoornhersenen analyseerde, onderwierpen de Oostenrijkers Eva Millesi en Martin Fieder twaalf eekhoorns aan ruimtelijke en operationele tests. Na een korte training vonden de eekhoorns vrijwel foutloos hun weg door een doolhof van buizen die uitkwamen bij een rozijn. Ook leerden ze hoe ze een rozijn konden verdienen door een pedaaltje in te drukken. Zes eekhoorns gingen bij een temperatuur van 7 °C in winterslaap. De andere zes werden gehuisvest bij 22 °C en kregen geen koude perioden. De winterslapers die koud waren geweest moesten na ontwaken beide foefjes weer van voren af aan leren, terwijl de warm gebleven eekhoorns ze nog even goed uitvoerden.