Fettsäurenaufnahme und Winterschlaf beim Alpenmurmeltier

Im Zentrum dieses Forschungsprojektes stand die Frage, welche Rolle die essentiellen Fettsäuren Linolsäure und a- Linolensäure für den Winterschlaf frei lebender Murmeltiere spielen. Fütterungsexperimente im Labor wiesen darauf hin, dass Winterschläfer, die während des sommerlichen Aufbaues des Fettdepots eine Diät reich an essentiellen Fettsäuren erhielten, im darauf folgenden Winterschlaf tiefere Körpertemperaturen tolerierten, den Winterschlaf weniger oft unterbrachen und deshalb insgesamt weniger Energie verbrauchten. Diese Experimente untersuchten allerdings vornehmlich den Einfluss von Linolsäure und es wurden sehr hohe, bzw. sehr niedrige Konzentrationen verabreicht. Es blieb daher unklar, welche Rolle die a-Linolensäure spielt und ob den im Labor gefundenen Effekten der Linolsäure überhaupt ökologische Relevanz zukommt. An frei lebenden Alpenmurmeltieren wurde in diesem Projekt deshalb untersucht, ob essentielle Fettsäuren im natürlichen Lebensraum überhaupt einen limitierenden Faktor darstellen, welche Effekte sie auf den Winterschlaf haben, ob sie die Nahrungswahl der Murmeltiere beeinflussen und wie diese Substanzen im Körper verwendet werden. Die Studie wurde in einem Hochtal im Schweizer Kanton Graubünden durchgeführt (2100m ü.d.M.). 57 Murmeltieren wurden temperaturempfindliche Miniatursender in die Bauchhöhle implantiert und der Verlauf ihrer Körpertemperatur kontinuierlich während dreier Winter verfolgt. Weiter wurden in einem zweiten, benachbarten Untersuchungsgebiet zu vier verschiedenen Terminen vom Frühjahr bis zum Herbst Murmeltiere bei der Nahrungsaufnahme beobachtet und dann von Wildhütern des Graubündner Jagdinspektorates im Rahmen planmäßiger Bestandsregulierungen erlegt. Der Mageninhalt dieser Tiere wurde botanisch und chemisch analysiert und mit dem vorhandenen Pflanzenangebot verglichen. Von allen erlegten und gefangenen Tieren wurden zudem Fettproben zur gaschromatographischen Analyse der Fettsäurezusammensetzung entnommen. Der Gehalt an Linol- und a-Linolensäure in dem für die Überwinterung angelegten Fettdepot unterschied sich von Tier zu Tier beträchtlich. Im Durchschnitt enthielt das Körperfett im Herbst 9,6% Linolsäure und 20,3% a- Linolensäure. Je höher der Linolsäuregehalt im Speicherfett eines Murmeltieres im Herbst war, desto tiefer war die minimale Körpertemperatur, die in den Winterschlafepisoden erreicht wurde und desto länger dauerten die einzelnen Winterschlafepisoden. Der damit verbundene, geringere Energieverbrauch schlug sich in einer geringeren Gewichtsabnahme während des Winters nieder. Die Analyse des Einflusses von a-Linolensäure zeigte dagegen, dass diese Fettsäure eher negative Auswirkungen auf den Winterschlaf hatte. Je höher der Gehalt an a- Linolensäure im Körperfett im Herbst war, desto höher waren die niedrigsten Körpertemperaturen, die die Tiere in den Winterschlafepisoden tolerierten. Eine Anreicherung der Linolsäure erreichten die Tiere durch selektive Nahrungsaufnahme. Von Murmeltieren während der Phase des Fettwerdens gerne gefressene Pflanzen zeichneten sich durch hohen Energiegehalt, gute Verdaulichkeit, relativ niedrigen a-Linolensäure-Gehalt, aber hohen Linolsäuregehalt aus. Die funktionale Bedeutung der Linolsäure ist in ihrer Verwendung als Phospholipid in Zellmembranen zu vermuten, die eine Aufrechterhaltung lebenswichtiger Membranfunktionen auch bei tiefen Körpertemperaturen sichert. Obwohl a- Linolensäure diese Funktion ebenfalls erfüllen könnte, wird sie offensichtlich soweit wie möglich gemieden, bzw. möglichst rasch wieder aus dem Körper entfernt. Eine mögliche Erklärung könnte in der mit der Zahl der Doppelbindungen zunehmenden Anfälligkeit gegenüber einer Lipidperoxidation liegen, die zur Entstehung hoch toxischer Peroxiradikale führt.