Bjørnen sover, men ikke som andre dyr

Bjørnen blir ikke så kald som andre dvalesovende dyr, og den varierer hjerterytmen for å få mest mulig ut av hvert åndedrag. Kunnskapen om bjørnens dvale kan bli nyttig innen medisin og ved lange opphold i rommet.

Publisert
Mennesket kan ha nytte av kunnskaper om bjørnens dvale (Foto: iStockphoto)
Mennesket kan ha nytte av kunnskaper om bjørnens dvale (Foto: iStockphoto)

Om vinteren sover bjørner i hele fem til syv måneder, uten å spise, drikke eller gjøre fra seg.

Ny forskning på amerikanske svartbjørner (Ursus americanus) som fikk på seg målere og sendere, og sov i kunstige hi i Alaska, viser hvordan bjørnen klarer det utrolige.

Blant annet trenger bjørnen ikke å senke kroppstemperaturen sin like mye som mindre dyr for å sette kroppen på sparebluss. Selv om bjørnen senker temperaturen sin med bare noen få grader, går kroppens fysiologiske prosesser ned med hele 75 prosent.

Dette overrasket forskerne. Til nå har de antatt at for å kunne halvere den fysiologiske aktiviteten må et dyr senke kroppstemperaturen med 10 grader. Bjørnene senket altså sine kroppsprosesser mye mer enn reduksjonen i temperatur skulle tilsi.

Kroppstemperatur i syklus

Kroppstemperaturen til bjørnene varierte i sykluser fra 36 ned til 30 grader. Etter hvert som bjørnene sov, ble de kaldere og kaldere.

Når kroppstemperaturen gikk ned til cirka 30 grader, begynte bjørnene å skjelve. Det gjorde de til temperaturen gikk opp til rundt 36 grader igjen. Da sluttet bjørnene å hutre, og ble så sakte kaldere igjen. Slik regulerte bjørnene kjernetemperaturen sin i sykluser på tre til syv dager.

- Dette er ikke tidligere sett i mindre dyrs dvale, og så vidt vi vet, har det ikke blitt observert hos pattedyr før, sier forsker Øyvind Tøien, førsteforfatter på arbeidet som er utført ved University of Alaska Fairbanks. Forskningen blir presentert i siste nummer av Science som kommer ut idag.

Varierer hvilepulsen

Bjørnenes hvilepuls gikk også kraftig ned. Fra 55 slag i minuttet ved hvile om sommeren til bare 14 slag i minuttet i vintersøvnen. For å kunne klare å overleve med så få hjerteslag i minuttet, brukte bjørnen et helt spesielt triks.

Hver gang bjørnen trakk pusten, økte antallet hjerteslag kraftig, til nesten det normale av en sovende bjørn på sommeren. Men når bjørnen pustet ut, senket hjerterytmen seg igjen. Slik fikk bjørnen maksimalt med oksygen ut av hvert eneste åndedrag.

På denne måten kan bjørnene sove hele vinteren gjennom, uten å oppleve muskelsvinn og reduksjon i funksjoner som mennesker pådrar seg når de er sengeliggende lenge.

Bjørnene er temmelig trøtte når de våkner etter dvalen og bruker tre uker på å komme seg. (Foto: iStockphoto)
Bjørnene er temmelig trøtte når de våkner etter dvalen og bruker tre uker på å komme seg. (Foto: iStockphoto)

Dvale nyttig for mennesker?

Da bjørnene våknet om våren var de likevel ganske morgentrøtte. Det tok tre uker før de fysiologiske prosessene var oppe på samme nivå som på sommeren.

- Kanskje kan kunnskap om de fysiologiske og genetiske prosessene bak bjørnens vinterdvale hjelpe til med å unngå muskelsvinn og beinskjørhet ved lange sykeleier, eller til å legge mennesker i en slags dvale ved skade eller operasjoner, kanskje til og med ved lange reiser i rommet, sier Brian Barnes, professor i arktisk biologi ved University of Alaska Fairbanks, og leder for studien.

I rommet er både muskelsvinn og beinskjørhet et stort problem på grunn av manglende tyngdekraft. Men kanskje vil mennesker kunne klare lange opphold i rommet ved å være i dvale under ferden?

Energikrevende hjerne

- Dette er interessante tanker som har motivert dvaleforskere siden 1970-tallet, men der er noen store fysiologiske hindre før mennesker kan gå i dvale, sier Erling Nordøy, professor ved Institutt for arktisk og marin biologi ved Universitetet i Tromsø.

Bjørnen har spesielle fysiologiske mekanismer som gjør at den omtrent ikke forbruker proteiner under dvalen. I stedet forbrenner bjørnen fett som den har bygget opp i løpet av sommeren og høsten, og holder dermed muskelmassen noenlunde intakt under flere måneder med vintersøvn.

- Men vi mennesker har en forholdsvis stor hjerne som krever mer energi i forhold til svartbjørnens hjerne, sier Nordøy. Når mennesker er i normal aktivitet og spiser jevnlig, forbrenner hjernen omtrent bare glukose. Ved faste eller langvarig sult, forbrenner menneskekroppen en viss mengde proteiner fra muskelmassen hver dag, for blant annet å dekke hjernens behov for glukose.

Riktignok dekkes etter hvert 75 prosent av hjernens energibehov gjennom forbrenning av fett, men vi greier oss ikke uten en kontinuerlig nedbryting av muskelmassen under sult. Derfor kan et menneske med normal kroppssammensetning maksimalt sulte i 8 til 12 uker, før proteinmassen når en nedre kritisk farlig grense.

- Dermed er utfordringen ved en eventuell dvaletilstand på lengre romferder å minske eller slå av hjernens forbruk av glukose, avslutter Nordøy.