Fadenwürmer Wärme-Training schützt vor tödlichem Hitzschlag

Zu viel Hitze kann tödlich sein. Womöglich gewöhnt sich der Körper an Temperaturschocks: Bei Würmern verhindert Training den Wärmetod, zeigen Experimente. Menschen können sich anscheinend auf ähnliche Weise schützen.

Fadenwurm Caenorhabditis elegans: Bad in sehr warmem Wasser
DPA/ Washington University School of Medicine

Fadenwurm Caenorhabditis elegans: Bad in sehr warmem Wasser


London/Hamburg - Ein Hitzschlag ist eine lebensbedrohliche Situation: Die Wärmeregulierung im Körper bricht zusammen, beim Menschen steigt die Körpertemperatur auf mehr als 40 Grad Celsius. Daraufhin wird Gewebe zerstört, es kann zum Multi-Organ-Versagen kommen und damit zum Tod. Wer einen Hitzschlag überlebt hat, leidet häufig unter neurologischen Schäden.

Aber Gewöhnung könnte möglicherweise den Hitzschlag verhindern. Würmer jedenfalls bewahrt ein kurzes Hitzetraining vor dem Wärmetod. Der Fadenwurm Caenorhabditis elegans stirbt nicht an einem Hitzschlag, wenn er zuvor eine Weile ähnlich hohen Temperaturen ausgesetzt wird, berichten griechische Molekularbiologen in der Wissenschaftszeitschrift "Nature".

Das Aufwärmen verstärke offenbar den Mechanismus, mit dem Zellen auf einen Hitzeschock reagieren, und schütze den Körper vor den tödlichen Auswirkungen extremer Temperaturen. Ähnliche Mechanismen gebe es wohl auch bei höheren Lebewesen wie Säugetieren, meinen die Experten.

Das Team um Nektarios Tavernarakis vom Institut für Molekulare Biologie und Biotechnologie auf Kreta hatte zunächst Würmer für 15 Minuten einem 39 Grad Celsius heißen Wasserbad ausgesetzt. Weniger als ein Viertel der Tiere überlebte die 16 bis 18 Stunden danach. Um zu testen, ob die Würmer sich abhärten können, wurden weitere Würmer für 30 Minuten in ein 34 Grad Celsius heißes Bad gelegt. Sie konnten sich dann 20 Minuten bei 20 Grad Celsius erholen.

Das Hitzeschock-Protein

Das anschließende Hitzebad machte den Tieren nun nicht mehr viel aus: Fast drei Viertel der Würmer überlebte den Hitzeschock. "Die Überlebenden waren auch noch mehrere Tage nach dem Hitzschlag lebensfähig und zeigten keine Verhaltensstörungen, anders als die unbehandelte Kontrollgruppe", schreiben die Wissenschaftler.

Grund für den abhärtenden Effekt sei ein komplizierter molekularbiologischer Mechanismus. Eine zentrale Rolle spielt ein kleines Hitzeschock-Protein namens HSP-16.1. Dieses Molekül wird bei Hitzestress stark angeregt und schützt Zellen davor, abzusterben. Damit trage es zur Stressresistenz und Langlebigkeit des Wurms bei, schreiben die Forscher. Wichtig sei auch der Transkriptionsfaktor HSF-1. Er sorgt dafür, dass der genetische Code von HSP-16.1 abgelesen wird, um mehr Hitzeschock-Proteine herzustellen.

In einem Folgeexperiment untersuchten die Mikrobiologen, ob der schützende Mechanismus auch bei Säugetieren funktioniert, zu denen auch der Mensch gehört. Dazu nutzten sie Nervenzellen, die sie aus embryonalen Stammzellen von Mäusen gewonnen hatten. "Der Hitzschlag sorgte für einen um sich greifenden Tod bei den Neuronen. Dieser Effekt konnte mit der Hitze-Präkonditionierung weitgehend verhindert werden", schreiben die Forscher. Deswegen glauben sie, "dass der schützenden Reaktion ein evolutionär erhaltener Mechanismus zugrunde liegt".

boj/dpa

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