Ein internationales Wissenschaftlerteam hat herausgefunden, dass sich nackte Maulwurfsratten im Überlebensprozess unter solchen Bedingungen, die für die meisten anderen Tiere tödlich sind, in Pflanzen verwandeln können. Wissenschaftler haben versucht festzustellen, wie diese seltsamen Säugetiere, eher wie Insekten, ihren Stoffwechsel verändern und in einer Umgebung ohne Sauerstoff überleben.
Nackte Maulwurfsratten sind in Afrika lebende Tiere, die in gewissem Maße Insekten ähneln als Säugetieren. Genau wie Ameisen und Bienen zeichnen sie sich durch die Schaffung eusozialer Kolonien aus, in denen es sterile Arbeiter und eine fruchtbare Frau gibt. Diese fast blinden und kaltblütigen Nagetiere graben unterirdische Tunnel, die insgesamt mehrere Kilometer lang sind. Mit Hilfe dieser Passagen werden Wohnräume, Latrinen und Lagerräume miteinander verbunden. Diese Tiere kommunizieren über Tonsignale miteinander und ihre "Sprache" ist viel reicher als die anderer Nagetierarten.
Viele Menschen wissen, dass nackte Maulwurfsratten keinen Krebs bekommen. In Wirklichkeit ist dies jedoch nicht der Fall: Sie entwickeln Krebstumoren, was jedoch sehr selten vorkommt. Zum ersten Mal wurde Krebs bei diesen Nagetieren letztes Jahr von amerikanischen Wissenschaftlern entdeckt - sie berichteten über mehrere Fälle der Krankheit, die in Washington im National Zoo sowie in Illinois im Brookfield Zoo registriert wurden. Dank dessen erhielten die Wissenschaftler die Information, dass diese Tiere nicht hundertprozentig vor Karzinogenese geschützt sind, obwohl es eine Meinung gibt, dass sie gerade deshalb, weil die Nagetiere in Gefangenschaft gehalten wurden, gefährliche Neoplasien entwickelten.
Einige Forscher sagen, dass bei nackten Maulwurfsratten die Krebsresistenz auf ihren Lebensstil zurückzuführen ist. Diese Nagetiere leben in einer Umgebung, in der der Sauerstoffgehalt relativ niedrig ist (nur 2 bis 9 Prozent), während der Mensch Luft atmet, während Sauerstoff 21 Prozent erreicht. Eine solche Umgebung muss irgendwie den Krebsschutz aktivieren, obwohl diese Hypothese noch nicht bestätigt wurde.
Gleichzeitig hängt die Hypoxie, in der diese Nagetiere leben, mit einer anderen ungewöhnlichen Eigenschaft nackter Maulwurfsratten zusammen. Ihre Haut ist unempfindlich gegen Capsaicin (eine brennende Substanz in Pfeffer) und Säure. Wissenschaftler haben versucht zu erklären, warum eine solche Anpassung für Nagetiere erforderlich ist, die fast ihr ganzes Leben im Untergrund verbringen und fast nie an die Oberfläche gelangen. Kohlendioxid reichert sich in unterirdischen Tunneln an. Wenn es sich in Wasser löst, bildet sich Kohlensäure, die dazu führen kann, dass Nagetiere auf feuchten Schleimhäuten brennen. Um sich unter solchen Bedingungen wohl zu fühlen, geht bei nackten Maulwurfsratten die Schmerzempfindlichkeit bis zu einem gewissen Grad verloren.
Nagetiere halten lange Zeit hohen Kohlendioxidkonzentrationen stand. Sie reagieren in keiner Weise, wenn der Kohlendioxidgehalt im Loch auf 7 bis 10 Prozent ansteigt: Sie versuchen nicht, an Orte zu gelangen, an denen mehr Sauerstoff vorhanden ist. Darüber hinaus zeigen sie keine Anzeichen von Gewebsazidose oder Hyperventilation. Selbst wenn die Kohlendioxidkonzentration 80 Prozent erreicht, können sie unter solchen Bedingungen fünf Stunden lang existieren.
Experten fragten sich, wie diese Tiere in unterirdischen Höhlen überleben, in denen es so wenig Sauerstoff gibt. Wie sich herausstellte, ähneln nackte Maulwurfsratten nicht nur Insekten, sondern auch Pflanzen. In einer Umgebung mit O2-Mangel verändern Nagetiere ihren Stoffwechsel und beginnen, Fructose anaerob abzubauen. Dank dieses Prozesses wird genügend Energie freigesetzt, die für die Gehirnzellen notwendig ist und den Tod dieser Zellen verhindert.
Im Rahmen des Experiments stellten die Wissenschaftler die Nagetiere in atmosphärische Kammern, um die Bedingungen der Hypoxie wiederherzustellen. Der Sauerstoffgehalt betrug nur fünf Prozent. Nackte Maulwurfsratten zeigten fünf Stunden lang eine gute Leistung, während normale Mäuse nach etwa 15 Minuten starben. Die Forscher hörten hier jedoch nicht auf. Sie entfernten den gesamten Sauerstoff aus den Kammern und ließen die Mäuse in weniger als einer Minute sterben. Die Bagger verloren in einer halben Minute das Bewusstsein, gaben aber einige Minuten lang nicht auf zu atmen. Schließlich hörte die Atmung jedoch auf, sobald sie auf Raumbedingungen gebracht wurden, die Nagetiere wiederbelebt und zeigten keine Anzeichen von Hirnschäden. So überlebten nackte Maulwurfsratten auch nach 18 Minuten in einer völlig sauerstofffreien Umgebung.
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Wissenschaftler haben herausgefunden, dass unter Bedingungen einer anhaltenden Hypoxie eine ziemlich große Menge an Saccharose und Fructose in das Blut dieser Tiere gelangt. Molekularpumpen, die bisher ausschließlich im Darm von Säugetieren vorkommen, transportieren Kohlenhydrate zu Gehirnzellen. Die Metabolisierung von Fructose erfolgt durch Glykolyse, die unter normalen Bedingungen unter Beteiligung von Glucose erfolgt.
Gleichzeitig ist es unmöglich, Glucose zu verwenden, da für eine der Stufen der Glykolyse ein aktives Enzym namens Phosphofructokinase-1 erforderlich ist. Die Aktivität dieses Enzyms hängt stark vom Energiezustand der Zelle ab, der sich ohne Sauerstoff stark verschlechtert. Letztendlich stoppt der Glykolyseprozess und die Zelle kann nicht mehr die Energie produzieren, die zur Ausführung des Lebens benötigt wird. Fruktose kann diese Barriere umgehen, indem sie Laktat oder Milchsäure produziert, die die Energieerzeugung erneuert, wenn auch in geringen Mengen.
Wie die Forscher bemerken, ist diese Fähigkeit, ihren Stoffwechsel zu ändern, um unter extremen Bedingungen zu überleben, typisch für Pflanzen, nicht jedoch für Säugetiere.
Die Forscher hoffen, dass ihre Entdeckung die Möglichkeit bietet, neue Methoden zu entwickeln, um eine Schädigung des Herzgewebes während einer Hypoxie zu verhindern, die mit einer koronaren Herzkrankheit verbunden ist.