Wahre Überlebenskunst: Die Nacktmulle überleben ohne Sauerstoff

Nacktmulle mit ungewöhnlichen körperlichen Eigenschaften
Die Nacktmulle ist ein außergewöhnliches Tier. Viele sehr spezielle Eigenschaften birgt dieses Tier in sich. Forscher vom Berliner Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC) haben herausgefunden, dass die Nackmulle bis zu 18 Minuten ohne Sauerstoff überleben kann. Einen extremen Sauerstoffmangel können die Überlebenskünstler sogar über mehrere Stunden kompensieren, wie die Wissenschaftler im Fachblatt «Science» berichten. Der Trick: Sie stellen einfache ihren Stoffwechsel um.

Nacktmulle ein außergewöhnliches Tier
Die Nacktmulle ist für die Wissenschaft ein äußerst interessantes Forschungsobjekt, da sie eine Vielzahl von Besonderheiten aufweisen. So zeigen Nacktmulle mit einer maximalen Lebensdauer von mehr als 30 Jahren eine außergewöhnliche Langlebigkeit, insbesondere angesichts ihrer geringen Körpermasse. Im Vergleich dazu hat eine ähnlich große Hausmaus eine maximale Lebensdauer von vier Jahren. Auch kommen Nacktmullen ohne Sonnenlicht aus, wofür sie einen speziellen Mechanismus der Vitamin-D-Bildung entwickelt haben. Zudem fehlt den Nagern offenbar jegliches Schmerzempfinden. Nun zeigte sich erneut eine Sensation. Die nicht sehr ansehnlichen Tierchen kommen offenbar über 19 Minuten ohne Sauerstoff aus. Einen massiven Sauerstoffmangel können die Nacktmullen sogar über mehrere Stunden kompensieren.

Fehlt den Tieren der Sauerstoff, um Organe wie Herz und Gehirn mit lebenswichtiger Glukose zu versorgen, nutzen sie einfach Fruchtzucker. Die Forschungsarbeit ist demnach der erste Nachweis, dass eine solche Umstellung bei Säugetieren funktioniert, erklärte Gary Lewin vom Berliner Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC). Das sei “eine Art natürliche Anpassung der nahezu unbehaarten Nagetiere an das schwere unterirdische Leben in den Höhlen der in der ostafrikanischen Wüste”. Dort leben sie mit bis zu 280 Artgenossen zusammen. Die Tiere müssen sich über viele Kilometer zu den Wurzeln von Wüstenpflanzen graben. Dabei kommt es zu stickiger und sauerstoffarmer Umgebung. Um nun herauszufinden, wie dieser Effekt funktioniert, haben die Wissenschaftler eine Studie unternommen.

Ohne Sauerstoff überleben
In der Untersuchung setzten die Forscher die Tiere einer sehr geringen Sauerstoffkonzentration von 5 Prozent aus. Als Vergleichstiere dienten Mäuse. Diese verstarben innerhalb der erste 15 Minuten. Die Nacktmulle hingegen konnten die Sauerstoffarme Zeit über Stunden hinweg kompensieren, ohne dass es zu gesundheitlichen Schädigungen gekommen ist. Zum Vergleich: Menschen benötigen laut der Forscher mindestens zehn Prozent Sauerstoff in der Luft, um die Gehirnzellen mit Energie zu versorgen. Der Sauerstoff dient dazu, Glukose aus der Nahrung zu verstoffwechseln und so Energie für die Organe des Körpers bereit zustellen.

Nun gingen die Forscher einen Schritt weiter. Sie entzogen den Tieren den Sauerstoff vollends. Auch dann waren sie hart im Nehmen. Bis zu 18 Minuten konnten die Nacktmulle aushalten, während die Mäuse bereits nach 45 Sekunden erstickte. Die Nacktmulle verlor das Bewusstsein und senkte den Puls von 200 auf 50 Schläge je Minute. Sie fielen so in eine Art Winterschlaf. Spürten sie Sauerstoff, wachten sie sofort wieder auf, der Puls regulierte sich und sie gingen weiter, als wenn nichts geschehen sei. “Der gesundheitliche Zustand war unbeschadet, so die Forscher.

In der Natur kann es zu solchen Zuständen kommen, wenn zahlreiche Tiere übereinander liegen, weil der Bau sehr eng ist. Die ganz unten liegenden Tiere verfallen in einen Dämmerschlaf, da der Sauerstoff faktisch nicht mehr vorhanden ist. Erst wenn sich das Knäul wieder gelöst hat, stehen sie wieder auf, als wäre nichts gewesen.

Fruktose und Saccharose zum Überleben der Organe
Durch diese Beobachtung kamen die Wissenschaftler auf die Idee, die fast blinden und faltigen Nager unter sauerstoffarmen Bedingungen zu beobachten. Sie wollten herausfinden, wie die Tiere diese Meisterleistung vollziehen. So wurde den Tieren nach der Beobachtungsphase Blut abgenommen und Gewebeproben entnommen. Dabei kam zutage, dass in den Phasen des Sauerstoffmangels die Nager Zucker im Blut freisetzten. Diese bestanden aus Fruktose und Saccharose. “Saccharose ist bislang nur aus Pflanzen bekannt”, schrieben die Forscher in dem Studienbericht. “Spezifische Mechanismen führen dazu, dass die Tiere Fruchtzucker als Energieersatz zu nutzen”, folgern die Forscher. Allerdings ist noch nicht bekannt, woher der Ersatzzucker stammt.

Künftige Mittel zum Überleben nach einem Herzinfarkt oder Schlaganfall
Die Wissenschaftler hoffen nun, den bei akutem Sauerstoffmangel bei Menschen künftig ein Mittel zu konzipieren, dass eine Unterversorgung der Organe verhindert. “Wir würden Patienten gern vor den Folgen von Sauerstoffmangel bewahren, die Herzinfarkt oder Schlaganfall binnen Minuten anrichten”, so Lewin.

Darüberhinaus zeigte sich, dass die Tiere weitere, sehr außergewöhnliche Eigenschaften besitzen, die so nicht ein zweites Mal in der Tierwelt existieren. So hatte ein Forscherteam um Vera Gorbunova und Andrei Seluanov beobachtet, dass in Multi-Jahres-Beobachtungen von großen Nacktmull Kolonien nicht ein einzelnes Auftreten von Krebs zu erkennen war. Ursächlich hierfür ist die spezielle Konsistenz der Zellkulturen. Diese ist klebriger und zähflüssiger als die von Mäusen und auch als die von Menschen, berichten die Wissenschaftler. (sb)