Hormoon regelt ritme winterslaap grondeekhoorns

Er is nieuw inzicht ontstaan in de regulering van de winterslaap. Althans in die van de Aziatische grondeekhoorn (Tamias sibiricus). Na onderzoek aan heel veel eekhoorntjes is, opgelost in bloed èn hersenvocht, een eiwitcomplex gevonden dat een hormonale functie heeft bij begin en beëindiging van de winterslaap. Japanse onderzoekers, aangevoerd door Noriaki Kondo van het Mitsubishi Kagaku Institute of Life Sciences rapporteren hierover in Cell (7 april).

Winterslaap is de Nederlandse naam voor een fenomeen dat elders met 'hibernation' wordt aangeduid. Het is een bizarre fysiologische oplossing voor het doorstaan van lange koude perioden zonder daarbij alle metabolische reserves op te stoken. De 'winterslaap' manifesteert zich bij uiteenlopende diergroepen heel verschillend. Bij veel knaagdieren is het een aan het begin van de winter tamelijk abrupt intredende toestand van bewegingloosheid waarbij stofwisseling, ademhaling en bloedsomloop sterk gereduceerd zijn. De lichaamstemperatuur daalt tot die van de omgeving, wat erop neer kan komen dat hij nog maar een paar graden boven nul is. Het mirakel is dat alle organen deze diepe onderkoeling doorstaan.

De groep van Kondo werkt al meer dan twintig jaar aan winterslaap. Rond 1992 meldde zij de vondst van een eiwitcomplex HPc in het bloed van grondeekhoorns dat onmiskenbaar een rol had in de regulering van de winterslaap. De bloedspiegel van het complex van vier samenhangende eiwitten, dat in de lever wordt gevormd, daalde steeds sterk net vóór de winterslaap intrad. Aan het eind van de slaap steeg hij weer. In een reeks vernuftige maar hardvochtige proeven zijn nieuwe gegevens verzameld.

Het lijkt nu zeker dat begin en eind van de winterslaap bij de eekhoorns endogeen (zonder externe prikkel) wordt geregeld. De tientallen eekhoorns die acht tot tien jaar bij 5°C in permanente duisternis leefden raakten toch volgens een vast ritme in en uit winterslaap. Een thermografische camera zag de huidtemperatuur dalen en stijgen. Ook bij eekhoorns die bij kamertemperatuur en vast licht-donker ritme leefden daalde en steeg de concentratie HPc in een jaarlijks ritme. Warm gehuisveste eekhoorns met een lage HPc-bloedconcentratie die bij 5°C werden gebracht raakten prompt in winterslaap.

RNA-onderzoek aan leverpreparaten wees uit dat het stijgen en dalen van HPc-concentratie het gevolg was van meer of minder aanmaak van de eiwitten. Ergens wordt dus een signaalstof geproduceerd die de lever activeert of juist remt. De hersenen zijn een aannemelijk brongebied en daarom onderzocht Kondo c.s. de samenstelling van het hersenvocht (cerebrospinale vloeistof). Intrigerend genoeg varieerde de concentratie HPc-eiwitten daarin ook in een jaarritme, maar net in 'tegenfase'. Was de concentratie in het bloed hoog, dan was-ie laag in het hersenvocht. Het hersenvocht wordt in de 'plexus chorioideus' uit bloed gevormd en Kondo vermoedt dat (ook) daar een actieve regeling is. Zeker is dat de concentratie-wisselingen van HPc in het hersenvocht ertoe doen: werd de werking van het HPc geblokkeerd met antilichamen dan nam de duur van de winterslaap sterk af.

Karel Knip

    • Karel Knip