Björnens vintersömn

Det här är en artikel från 2002.

En människa och en björn har mer gemensamt än man kan tro. Ja så mycket att forskning om björnar har öppnat oanade möjligheter att förstå hur människans kropp fungerar. Råttor och möss är klassiska försöksdjur inom medicinsk forskning, men björnar och människor står varandra mycket närmare fysiologiskt sett. Fast egentligen är det de biokemiska skillnaderna mellan människa och björn som forskarna lär sig mest av.Professor Raimo Hissa och hans kolleger vid Uleåborgs universitet i Finland studerar sedan tolv år den europeiska brunbjörnens vintersömn. Sammanlagt har de undersökt 20 björnar. Djuren kommer antingen från en djurpark i närheten av Uleåborg eller så har forskarna fått ta hand om föräldralösa ungar. Björnarna hålls i hägn där forskarna försöker ge dem så naturliga livsvillkor som möjligt (bild 4). Exempelvis sover björnarna vintersömn i ett konstgjort ide. Där övervakas de dels med video, dels med hjälp av inopererade sonder som fortlöpande registrerar björnarnas kroppstemperatur. Med jämna mellanrum, under alla årstider, blir djuren bedövade och det tas prover på blodet.Det är många frågor som forskarna vill ha svar på. Vad är det till exempel som gör att björnen blir ett matvrak om hösten, men mister aptiten just innan den ska gå i ide? Vad är det som gör att den över huvud taget blir sömnig? Hur kommer det sig att den inte drabbas av benskörhet och försvagade muskler under den tid som den sover vintersömn? Hur kan den klara sig utan att äta, dricka, kissa och tömma tarmen under flera månader? Vad är det som får kroppstemperaturen att sjunka med flera grader?Äter bara halva åretÄnnu har forskarna inte fått svar på alla frågor. Men genom att undersöka blodet och hjärnan har de kommit fram till hur viktigt hormonet leptin är. Detta hormon finns i fettvävnaden hos alla däggdjur och reglerar via blodomloppet funktionerna i hunger- och mätthetscentrum i hypotalamus, dvs den del av hjärnan som kopplar samman signaler från nervsystemet och hormonerna.

Björnen är mycket hungrig i augusti-september och äter då två, tre gånger mer än normalt. Därigenom bygger den upp ett fettlager som så småningom motsvarar 30-35 procent av kroppsvikten. Ju mer fett, desto mer leptin producerar kroppen (bild 3).Och sedan: ju mer leptin, desto mindre hungrig blir björnen. När den har nog med fett på kroppen, har den förlorat aptiten. Ungefär en månad innan den går i ide trappar den successivt ner på födointaget. Slutligen är björnens matsmältningskanal helt tom.När den första snön faller går björnen i ide. En viltlevande björn sover vintersömn i upp till sex månader. I fångenskap nöjer den sig med ungefär halva tiden.Det är fel att tro att en björn hela tiden sover djupt medan den ligger i ide. Genom videoövervakning vet forskarna att björnen regelbundet lyfter huvudet och lyssnar till ljud utanför idet (bild 1).Förändringar i kroppstemperaturen har man mätt via en liten inopererad radiosändare. Normalt har björnen samma temperatur som människan, omkring 37 grader. Under vintersömnen sjunker den med 4-5 grader. Också pulsen faller, från normalt 40 slag i minuten, till bara 10, medan björnen ligger i dvala.

Björnen lever över huvud taget på sparlåga under vintersömnen. Ämnesomsättningen halveras också – allt för att använda så litet energi som möjligt.En utbredd teori inom överviktsforskningen i dag är att en del människor väger för mycket eftersom de har nedsatt förmåga att tillgodogöra sig hormonet leptin. Ordet kommer från det grekiska leptos som betyder tunn, och leptinet kan både ge mättnadskänsla och påverka förbränningen, precis som det gör hos björnen före och under vintersömnen. På så sätt fungerar hormonet som en fettermostat, som reglerar kroppens fettreserver.Fett i rätt balansMen ger man leptin till överviktiga människor, går de inte ner i vikt, i motsats till björnar och andra försöksdjur. Orsaken kan vara att hjärnan hos en del människor är mindre känslig för leptin. Om man genom medicinering eller på andra sätt kunde öka känsligheten för leptin, kanske möjligheterna att behandla fetma kunde förbättras. Men hos människan regleras inte aptiten av leptin enbart, utan också andra hormoner och faktorer spelar in. Om detta även gäller björnen vet man ännu inte.Björnens kropp reglerar sin leptinbalans perfekt. Detsamma gäller en rad andra fysiologiska processer, som produktionen av insulin (bild 3). Raimo Hissa berättar:- Vi har nyligen kommit fram till att insulin påverkar anhopningen av fett hos björnarna. Insulinnivån stiger på sensommaren, vilket hänger ihop med björnens enorma aptit just då. För att fylla magen inför vintersömnen äter björnen massor av bär (bild 5). Dessa har hög sockerhalt. De fettlagrande cellerna behöver insulin för att transportera sockret genom cellmembranet. Ju mera socker björnen får i sig, desto mera insulin behöver den. Sockret omvandlas därefter till välbehövligt fett.Producerar själv sitt vattenUnder vintersömnen upphör många livsviktiga kroppsfunktioner. Björnen varken äter eller dricker, kissar eller har avföring. Den förbränner 200-400 gram fett från sitt lager varje dag, beroende på hur stor den är. Sammanlagt förlorar björnen 20-30 procent av sin kroppsvikt. En vuxen björnhona väger normalt mellan 120 och 180 kilo. Hanarna blir tyngre, en del väger ända upp till 300 kilo.

Om björnen skulle kissa under vintersömnen, skulle den få problem med vätskebalansen, eftersom den varken dricker eller äter snö. Men vad händer då med urinämne och andra skadliga kväveföreningar som normalt bildas i kroppen? En människa i samma situation skulle dö av urinförgiftning. Så icke björnen. Hos den hamnar kväveföreningarna via blodet i tarmen, där de bryts ner av bakterier.Det enda vatten som björnen förlorar, mister den genom utandningsluften. Men det ersätts av vatten som produceras då fettet bryts ner vid fettförbränningen, och därför blir björnen inte heller törstig.Bygger muskler under vilaI tarmen bryts kväveföreningarna ner till ammoniak som transporteras vidare till björnens lever. Där omsätts ammoniaken via biokemiska processer, och resultatet blir olika aminosyror, dvs byggstenar till nya proteiner. Här har vi förklaringen till att björnen under sin vintersömn inte bara bibehåller sin muskelmassa. Den kan till och med bygga upp nya muskelproteiner utan att få i sig proteinrik föda under tiden. Det är inget försvagat djur som lämnar idet – björnen är så stark att den inom några dagar kan dräpa en älg (bild 6). Man kan lätt föreställa sig en människa i samma läge: efter ett halvt års vila i sängen återstår inte mycket av hennes muskelkraft. Inga bensköra björnarI björnens situation skulle människan också så småningom drabbas av osteoporos, benskörhet. Men benskörhet drabbar inte björnar. Det är därför ett annat område där läkarvetenskapen har möjligheter dra nytta av björnforskningen.

I dag vet vi att en av orsakerna till benskörhet är för hög produktion av PTH, parathyroideahormon. Att björnen inte drabbas av osteoporos beror på en enastående balans i dess produktion av PTH. Detta hormon tillverkas hos alla däggdjur i de fyra små bisköldkörtlarna, vilkas enda funktion är att kontrollera blodets kalciumnivå. Ju mer PTH som körtlarna producerar, desto högre blir kalciumhalten i blodet. Om kalciumhalten stiger till onormala nivåer hos människan ger det olika symtom som muskeltrötthet, ökad törst och njurproblem. Njurarna arbetar hårt för att hålla blodets kalciumhalt på normal nivå genom att utskilja kalciumet till urinen. I slutändan orsakar därför hög kalciumhalt i blodet – tvärtemot vad man skulle tro – benskörhet. Det beror på att kalciumet som tillförs blodet frigörs ur benstommen som därmed försvagas. Det första PTH-balanserande läkemedlet har nu lanserats i USA och väntas i Europa inom två år. Men det är svårt att rätt dosera PTH. För höga doser leder till onormal förkalkning. Råttor som i försök har fått för höga doser utvecklade förutom abnorm benväxt också cancer.Under vintersömnen reglerar björnens kropp sin kalciumhalt utomordentligt väl. Forskarna hoppas att en dag kunna förstå hur detta går till, så att man därigenom kanske kan lösa problemet med behandling av osteoporos hos människor.