Winterslaap als ontstekingsremmer

Dieren die een winterslaap houden zijn, ondanks de afgenomen zuurstoftoevoer en sterke daling van hun lichaamstemperatuur, in staat om dit te overleven zonder orgaanschade. Daartoe schakelen ze tijdens de winterslaap hun immuunsysteem vrijwel geheel uit. Groninger onderzoekers ontdekten dat het de daling van de lichaamstemperatuur is, die ervoor zorgt dat de witte bloedcellen uit het bloed opgeslagen worden in de lymfeklieren. Een sterk bioactief lipide, sphingosine-1-fosfaat (S1P) genaamd, regelt de tijdelijke opslag van witte bloedcellen, maar ook dat deze cellen direct na de winterslaap weer terugkeren naar het bloed. Een team van onderzoekers van het Universitair Medisch Centrum Groningen (UMCG)/Rijksuniversiteit Groningen (RUG), waaronder Bouma, Kroese en Henning, publiceert hierover in het gezaghebbende wetenschappelijk tijdschrift PNAS van 18 januari 2011. Zij verwachten dat dit principe uit de winterslaap ook toe te passen is om de afweerreacties van patiënten te onderdrukken om orgaanschade tegen te gaan, zoals bij grote operaties en in intensive care patiënten.

Tijdens de koude wintermaanden, wanneer er slechts weinig voedsel beschikbaar is, gaan veel dieren in winterslaap om energie te sparen. In winterslaap vinden er grote veranderingen plaats in allerlei lichaamsfuncties zonder dat er schade aan organen optreedt. Uit het onderzoek van Bouma, Kroese en Henning blijkt dat het afweersysteem van hamsters tijdens winterslaap vrijwel stil ligt, omdat hun witte bloedcellen voor meer dan 95% uit hun bloed verdwijnen. De onderzoekers toonden voor het eerst aan dat deze witte bloedcellen tijdelijk worden opgeslagen in lymfeklieren. Zodra de dieren weer uit hun winterslaap komen, keren de witte bloedcellen terug in het bloed. De tijdelijke opslag blijkt geheel gestuurd te worden door de lage lichaamstemperatuur, zoals die van nature optreedt tijdens winterslaap in hamsters. De onderzoekers toonden bovendien aan dat bij verlaging van de lichaamstemperatuur van niet-winterslapende dieren, zoals ratten, de witte bloedcellen ook uit het bloed verdwijnen. Verder werd duidelijk dat de opslag en terugkeer van witte bloedcellen gereguleerd wordt door veranderende bloedspiegels van een lipide, genaamd sphingosine-1-fosfaat (S1P). Dit lipide blijkt door rode bloedcellen aangemaakt en uitgescheiden te worden op een temperatuur gevoelige wijze. Gedurende de tijdelijke opslag van witte bloedcellen staat het immuunsysteem op “stand-by”, maar is klaar voor een snelle herstart na de winterslaap. De opslag zorgt ervoor dat het geheugen van het immuunsysteem bewaard blijft en leidt mogelijk tot meer energiebesparing. Aan de andere kant speelt de onderdrukking van het immuunsysteem waarschijnlijk een grote rol in de snelle verspreiding van het “White Nose Syndrome”, een recent uitgebroken schimmelinfectie in winterslapende vleermuizen, die in de Verenigde Staten hele soorten met uitsterven bedreigt.

Bouma denkt dat dit ontdekte mechanisme van de winterslapers wellicht in te zetten is om afweerreacties in patiënten te onderdrukken. Koeling van patiënten, een techniek die al toegepast wordt om orgaanschade te beperken na hartoperaties, kan nu wellicht verder verbeterd worden. Het ontstaan van orgaanschade na afloop van deze operaties is een gevreesde complicatie, waar ontstekingsschade geïnduceerd door het afweersysteem waarschijnlijk een belangrijke rol in speelt. Op basis van het ontdekte mechanisme kunnen wellicht nieuwe geneesmiddelen ontwikkeld worden, die de afweerreacties van patiënten onderdrukken.

Hjalmar Bouma is in 2004 begonnen met de studie Geneeskunde en combineert zijn studie met promotieonderzoek naar de immunologische aspecten van winterslaap en hun potentiële klinische toepassing. Frans Kroese is hoogleraar celbiologie in het UMCG/RUG, Rob Henning is hoogleraar farmacologie in het UMCG/RUG. De huidige resultaten komen voort uit een samenwerking tussen de afdelingen Klinische Farmacologie, Celbiologie en Anesthesiologie van het Universitair Medisch Centrum Groningen, de afdelingen Chronobiologie en Massa Spectrometrie van de Rijksuniversiteit Groningen en het Rowett Institute van de Universiteit van Aberdeen.

Noot voor de redactie

Voor meer informatie kunt u contact opnemen met de afdeling persvoorlichting van het UMCG, bereikbaar op telefoonnummer (050) 361 22 00