Recent onderzoek naar de winterslaapgewoonten van kleine zoogdieren, met name hamsters, kan verrassende gevolgen hebben voor langdurige ruimtevluchten en zelfs voor het voorkomen van spierverlies bij patiënten op aarde. Hoewel mensen niet op natuurlijke wijze in winterslaap kunnen gaan, ontdekken wetenschappers nu de biologische mechanismen die dieren in staat stellen langdurige perioden van extreme kou en inactiviteit te overleven zonder significante spierverslechtering.
Het probleem met de menselijke winterslaap
Bij de meeste dieren, inclusief mensen, leiden langdurige perioden van inactiviteit bij lage temperaturen tot spieratrofie – de afbraak van spierweefsel. Dit komt omdat spierstamcellen, die verantwoordelijk zijn voor reparatie en onderhoud, onder zware omstandigheden worden afgebroken. Dieren die een winterslaap houden, zoals hamsters, vermijden dit lot echter en komen in een toestand waarin spierstamcellen levensvatbaar blijven, waardoor hun activiteit feitelijk wordt onderbroken totdat de warmere omstandigheden terugkeren.
Hoe dieren het doen: een omkeerbare pauze
Uit een onderzoek gepubliceerd in The FASEB Journal blijkt dat tijdens de winterslaap de spierstamcellen niet afsterven; ze komen in een slapende toestand terecht. Hierdoor kunnen dieren de hele winter energie besparen en spierweefsel behouden. Zoals biochemicus Mitsunori Miyazaki van de Universiteit van Hiroshima uitlegt, onderdrukken de cellen actief het spierherstel op een gecontroleerde en omkeerbare manier. Wanneer de temperatuur stijgt, wordt het spierherstel naadloos hervat.
Implicaties voor mensen
Deze ontdekking heeft verreikende mogelijkheden. Onderzoekers suggereren dat het begrijpen van dit proces het spierverlies in verschillende menselijke scenario’s kan helpen verminderen:
- Veroudering: Voorkomt leeftijdsgebonden spierafbraak.
- Langdurige bedrust: Vermindering van atrofie bij patiënten die gedurende langere perioden aan bed gekluisterd zijn.
- Medische hypothermie: Bescherming van spieren tijdens therapeutische koeling.
- Langetermijnruimtevlucht: Dit is waar het onderzoek uitblinkt; astronauten ervaren ernstig spierverlies als er geen zwaartekracht is. Het nabootsen van het winterslaapmechanisme zou langere, gezondere ruimtemissies mogelijk kunnen maken.
Het doel is niet noodzakelijkerwijs om mensen in een winterslaap te laten gaan, maar om de cellulaire mechanismen te repliceren waarmee dieren spierweefsel kunnen beschermen tijdens langdurige inactiviteit en extreme omstandigheden.
“Begrijpen hoe spierstamcellen extreme kou overleven terwijl ze tijdelijk hun activiteit verminderen, kan nuttige inzichten opleveren om spierverlies bij mensen te voorkomen… Het kan ook aanwijzingen bieden voor het beschermen van spieren tijdens langdurige ruimtevluchten.” — Mitsunori Miyazaki.
De volgende stap is het leren hoe deze biologische processen kunnen worden benut voor menselijke toepassing. Dit zou de manier waarop we langdurige ruimtereizen en spierbehoud benaderen fundamenteel kunnen veranderen.
