Wenn Astronauten Weltraumkreuzzüge unternehmen, die möglicherweise über ihr Leben hinaus andauern, müssen sie wahrscheinlich den Weg der Hollywood-Science-Fiction-Filme einschlagen, um in der Lage zu sein, den Winterschlaf künstlich herbeizuführen, um die Reise zu überleben.
Dies würde bedeuten, die Stoffwechselaktivitäten des Körpers drastisch zu reduzieren und sicherzustellen, dass die Astronauten es auf die andere Seite schaffen. Und das ist ein Konzept, mit dem wir vertraut sind – Astronauten schlafen gespenstisch in einer frostigen, röhrenförmigen Kapsel, während ihr Raumschiff gleitetdurch Zeit und Raum. Aber ist diese Sci-Fi-Trope wirklich im wirklichen Leben möglich?
Eine neue Studieveröffentlicht in der Zeitschrift Proceedings of the Königliche Gesellschaft von einer Gruppe von Forschern aus Chile hat nun eine mathematische Hürde aufgedeckt, um das Potenzial des menschlichen Winterschlafs in die Realität umzusetzen. Und wenn ihre Forschung zutrifft, könnte dies bedeuten, dass sie metabolisch für immer außerhalb unserer Reichweite liegt.
Was passiert während des Winterschlafs?
Ruhezustandist eine Methode, durch die Tiere speichern Energie, um rauen Wetterbedingungen oder Nahrungsknappheit standzuhalten. Sie ist durch physiologische Veränderungen wie eine Abnahme der Körpertemperatur und eine Verlangsamung des Stoffwechsels gekennzeichnet. Der Winterschlaf ist nicht nur eine lange Schlafphase, wie es bei vielen Tieren der Fall istwachen Sie während dieses Vorgangs regelmäßig auf.
Wenn kleinere Tiere wie Ziesel und Fledermäuse Winterschlaf halten, sinkt die Körpertemperatur und der Stoffwechsel verlangsamt sich, ebenso wie Herzfrequenz und Atmung. In Extremsituationen kann diese Methode den Energieverbrauch um bis zu 98 Prozent reduzieren.
Die kürzlich durchgeführte Studie untersuchte, wie viel Energie verschiedene Säugetiere während des Winterschlafs sparen, und die Möglichkeit des menschlichen Winterschlafs, und kam zu zwei Schlussfolgerungen darüber, wie Tiere im Winterschlaf Energie sparen.
Die Forscher entdeckten ein absolutes Minimum an Stoffwechsel, der es den Zellen ermöglicht, in eiskalten, sauerstoffarmen Umgebungen zu überleben, und sahen, dass die meisten größeren Bären beispielsweise während des Winterschlafs keine Energie sparen, sondern Energie verlieren. Dies liegt daran, dass während des Winterschlafsbleibt der Energieverbrauch pro Gramm unabhängig von der Körpergröße konstant, wodurch eine überwinternde Fledermaus den gleichen Stoffwechsel hat wie ein 20.000-fach größerer überwinternder Bär.
Was passiert, wenn Menschen Winterschlaf halten?
Dies würde bedeuten, dass ein künstlich herbeigeführter Winterschlaf beim Menschen für Langzeit-Raumfahrten nicht mehr Energie spart als normaler Schlaf.
Die Anwendung der gleichen Prinzipien auf einen erwachsenen Menschen im Winterschlaf würde bedeuten, dass Sie jeden Tag 6,3 Gramm Fett benötigen, um im Weltraum zu überwintern. Im Laufe eines Jahres würde dies etwa zwei Kilo Gewicht ausmachen.
Während diese Zahlen für kürzere Reisen sinnvoll sein können, müsste der durchschnittliche Erwachsene, der durch den interstellaren Raum zu einem benachbarten Stern wandert, ein paar hundert Kilo Fett zunehmen oder jeden Tag aufwachen, um seine Motoren mit fettreichen Mahlzeiten aufzutanken.
„Menschen sind einfach zu groß, daher sind die Vorteile des Winterschlafs gering wie bei Bären, wenn wir nur an Energieeinsparungen denken“, Roberto Nespolo, der Hauptautor der Studie und Forscher an der Universidad Austral de Chile, erzähltNewsweek.
Und der Elefant im Raum ist natürlich, wie man Menschen überhaupt in den Winterschlaf bringt. Während ein Forscherteam der Universität von Tsukubakonnte Neuronen im Gehirn von Nagetieren identifizieren das künstlich stimuliert werden kann, um einen Zustand ähnlich dem Winterschlaf zu induzieren, Menschen können keinen Winterschlaf halten, und potenzielle Forschungen zum Winterschlaf beim Menschen sind mit ethischen Problemen behaftet. Und basierend auf den Ergebnissen dieser Studie, die durchlaufen wirdall die Gefahr und Anstrengung, unseren Körper zu kühlen, unsere Herzfrequenz und Atmung zu senken und unseren Stoffwechsel künstlich zu verlangsamen, bringt möglicherweise nicht die gewünschten Vorteile.