Wie Hausschweine ticken: Chronobiologischer Rhythmus entdeckt

9. Jänner 2016, 08:00
1 Posting

Zahnschmelz- und Blutuntersuchungen deuten auf einen 5-Tages-Rhythmus hin, der den Stoffwechsel der Tiere steuert

Frankfurt – Das Leben aller Organismen wird von einer "inneren Uhr" bestimmt, die Zellteilung, Herzschlag, Atmung, Schlafpensum und viele andere lebenswichtige Funktionen steuert. Selbst Einzeller werden durch chronobiologische Rhythmen gelenkt.

Wissenschafter des Senckenberg Forschungsinstituts in Frankfurt haben nun einen neuen chronobiologischen Rhythmus bei Säugetieren entdeckt: Anhand von Zahnschmelz- und Blutuntersuchungen konnten sie einen 5-Tages-Rhythmus bei Hausschweinen feststellen, der maßgeblich den Stoffwechsel der Tiere beeinflusst. Die Studie wurde im Fachblatt "Plos One" veröffentlicht.

"Seit langem ist bekannt, dass es verschiedene biologische Rhythmen gibt, die alle eine Periodenlänge von etwa 24 Stunden haben", so Friedemann Schrenk vom Senckenberg Forschungsinstitut in Frankfurt. Das erklärt aber die diesbezügliche hohe Diversität im Tierreich und die unterschiedlichen Geschwindigkeiten in den Lebenszyklen nicht.

Rhythmische Stoffwechselregulation

Ausgehend von der Frage, wie Säugetiere in ihrer Evolutionsgeschichte größer wurden, haben Schrenk und sein Kollege Timothy G. Bromage nun einen bislang unbekannten chronobiologischen Rhythmus entdeckt. "Würde man das Gewebe einer Maus auf die Größe eines Menschen skalieren, wäre dieser Mensch nicht lebensfähig. Das Mäusegewebe ist voller Stoffwechselzellen, um den schnellen Lebenszyklus der kleinen Säuger zu ermöglichen – ein größeres Säugetier müsste Unmengen Nahrung zu sich nehmen, um seinen Organismus am Laufen zu halten. Wie also konnten in der Erdgeschichte kleine Nager zu riesigen Tieren werden?", schildert Bromage die Fragestellung.

Es muss also einen Mechanismus geben, der die Geschwindigkeit der Zellteilung reguliert und so den Wachstum der Tiere ermöglicht. Den Nachweis für diese Hypothese fanden die Forscher im Zahnschmelz von Hausschweinen, in dem anhand von feinen Wachstumslinien Tagesrhythmen abgelesen werden können. "Darüber hinaus gibt es die sogenannten Retzius-Streifen – parallel zueinander verlaufende Streifen im Zahnschmelz –, die im mehrtägigen Abständen auftreten", so Bromage.

Die Forscher verglichen die Zahnstreifen von insgesamt 33 Schweinen mit Blutproben der Tiere. In den Proben, die über einen Zeitraum von 14 Tagen genommen wurden, fanden sich Metabolite – Zwischenprodukte von Stoffwechselvorgängen – und ribosomale DNA, die in einem 5-tägigen Rhythmus auftraten. "Das ist Deckungsgleich mit unseren Ergebnissen an den Schweinezähnen, dort traten die Retzius-Streifen ebenfalls im 5-Tages-Abstand auf", sagte Schrenk. "Die Metabolite zeigen, dass der Rhythmus mit einem komplexen System der Körperfunktionen zusammenhängt – an erster Stelle steht hier die Zellvermehrung, eine Grundlage für das Wachstum der Tiere." (red, 9.1.2016)

Share if you care.