Fructosetruc maakt dat de naakte molrat lang zonder zuurstof kan

Naakte molratten blijven verbazen: niet alleen leven ze heel lang en in een samenleving die aan bijen doet denken – ze blijken nu ook 18 minuten zonder zuurstof te kunnen.

Naakte molrat in gevangenschap Foto Getty Images

De naakte molrat kan 18 minuten zonder zuurstof. Dat is een record onder zoogdieren. Mensen sterven zonder zuurstof na een minuut of zes. Muizen, die iets kleiner zijn dan naakte molratten, sterven al na een minuut. Duikende walvissen hoeven weliswaar nog veel minder vaak adem te halen dan molratten, maar zij slaan zuurstof op in hun bloed en spierweefsel.

De molratten gaan bij zuurstofgebrek in een soort coma, waarbij ze buiten bewustzijn raken en hun hart veel trager klopt. Hoe de dieren zonder zuurstof overleven, is deze vrijdag in Science opgehelderd: ze schakelen over op een type stofwisseling dat andere dieren niet beheersen, op basis van fructose.

De ontdekking is de nieuwste in een reeks bijzondere aanpassingen van naakte molratten (Heterocephalus glaber). Naakte molratten leven in Afrika in een diep ondergronds tunnelstelsel, in een samenleving die lijkt op die van bijen: de enige molrat die zich voortplant, is de koningin. Ze worden dertig jaar oud, wat ongeëvenaard is voor zo’n klein knaagdiertje, en krijgen nooit kanker. Evolutiebiologen denken dat de molratten ingesteld zijn op een lang leven, omdat ze ondergronds toch nauwelijks gevaar lopen.

Mollen – inclusief de gewone Europese – zijn ook goed aangepast aan een leven in een slecht geventileerde ruimte. Bij naakte molratten, die niet verwant zijn aan de Europese mol, is die aanpassing extreem. Ze overleven urenlang bij lage concentraties zuurstof en de hoge concentraties kooldioxide (CO2) die zich door de ademhaling van tientallen mollen in de gangen ophopen. Mensen zouden er dood bij neervallen.

Lees ook: Geniale gravers

Naar het mechanisme dat de molratten in staat stelt om zonder zuurstof te kunnen, werd al tien jaar gezocht. De oplossing komt nu van een team rond neurobioloog Thomas Park uit Chicago en fysioloog Gary Lewin uit Berlijn.

Dé brandstof voor dierlijke cellen is de suiker glucose. Die wordt in normale omstandigheden met zuurstof verbrand tot CO2, waarbij veel energie vrijkomt. Dieren beschikken ook over een reserve-stofwisseling voor zuurstofgebrek, de ‘glycolyse’. Daarbij wordt de glucose afgebroken tot melkzuur – sporters voelen het systeem aan den lijve als ze verzuren. Bij glycolyse komt veel minder energie vrij dan bij de normale verbranding. Bovendien remt het zuur de glycolyse, zodat de toch al magere energiebron al na een paar minuten is uitgeput.

De naakte molratten blijken hun glycolyse echter te hebben omgekat, zodat die op fructose (vruchtensuiker) en sucrose (tafelsuiker) kan draaien. Dat levert even weinig energie als normale glycolyse, maar de remming door zuur treedt niet op. De stofwisseling levert de molrat net genoeg energie om 18 minuten comateus, maar verder gezond te overleven.

In mensen bestaat fructose-metabolisme wel, maar alleen in de lever en de nieren, en het is ongezond. De molratten kunnen fructose in al hun lichaamscellen naar binnen pompen. Waar ze de suiker vandaan halen, en hoe het kan dat zij er geen schade van ondervinden, is nog onbekend.