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Winterschlaf,

 

schlafähnlich, meist etwa 5-6 Monate dauernder Zustand, der bei manchen Säugetieren v. a. der gemäßigten Gebiete und der Gebirge in der kalten Jahreszeit auftritt und bei dem in der Regel die Körpertemperatur und somit der Stoffwechsel stark abgesenkt werden; echte Winterschläfer sind Vertreter der Igel, Fledermäuse, Nagetiere sowie eine Art der Nachtschwalben; neueren Forschungen zufolge werden auch die Bären als echte Winterschläfer angesehen.

 

Äußere Faktoren, die eine den Winterschlaf auslösende hormonelle Umstellung einleiten, sind abnehmende Umgebungstemperatur, Tageslichtdauer und Nahrungsangebot; darüber hinaus scheint der Winterschlaf einem endogenen Rhythmus zu unterliegen, der durch ein Gebiet des Hypothalamus gesteuert wird; dieser senkt die Hirntemperatur bei Eintritt des Winterschlafs; wie EEG-Messungen zeigten, ist die Temperaturregulation im Winterschlaf ähnlich derjenigen im Verlauf des Non-REM-Schlafs; im leichten Winterschlaf bei Gehirntemperaturen über 25 ºC zeigt z. B. das EEG bei Mäusen und Hörnchen die für den Non-REM-Schlaf typischen langsamen Frequenzen; bei tieferen Temperaturen ist elektrische Aktivität dann nur noch in tieferen Hirnregionen (z. B. Thalamus) feststellbar, jedoch mit ähnlichem Muster wie die im Non-REM-Schlaf; beide scheinen also durch ähnliche neuronale Vorgänge gesteuert zu sein, wobei im Winterschlaf möglicherweise die Temperaturerniedrigung des Non-REM-Schlafs evolutionär weiterentwickelt wurde. (Schlaf)

 

Großen Einfluss auf das Winterschlafverhalten hat die Körpergröße: Kleine winterschlafende Tiere kühlen fast auf Umgebungstemperatur (unter Umständen bis nahe dem Gefrierpunkt) ab; dies hat eine extreme Verlangsamung von Stoffwechselreaktionen, des Herzschlags (beim Ziesel z. B. 10 Schläge/min) sowie der Atemfrequenz (bis zu 45 Minuten Atemstillstand) zur Folge; die Stoffwechselrate ist auf bis zu ¹/₅₀ des Normalwertes reduziert; giftige Stoffwechselprodukte können durch besondere Mechanismen in den Stoffwechsel zurückgeführt werden. Periodische Warmepisoden (Euthermien), die in regelmäßigen Abständen auftreten, führen zu einer Erwärmung v. a. des Gehirns auf nahezu Normaltemperatur, wobei die Wärme zum Teil durch Muskelzittern, v. a. aber im braunen Fettgewebe erzeugt wird; in diesen Warmperioden sind die Tiere vorwiegend im Non-REM-Schlaf, und man nimmt an, dass diese Phasen der Schlaferholung dienen, die bei tieferen Temperaturen nicht möglich ist; Nahrungsaufnahme wurde in diesen Wärmeperioden nur sehr selten beobachtet, ebenso wenig eine Aktivierung der Nierenfunktion zur Ausscheidung giftiger Stoffwechselprodukte. - Wärmeproduktion setzt auch ein, wenn die Außentemperatur auf gefährlich tiefe Werte fällt. Bei Fledermäusen kann bei Erschöpfung der Energievorräte die neuronale Kontrolle über die Temperaturregulation ausfallen, was eine unter Umständen tödliche Unterkühlung zur Folge hat.

 

Bären, die als große Tiere eine im Verhältnis zum Körpergewicht kleinere Körperoberfläche und eine wirksamere Isolierschicht aus Fett und Fell haben, behalten während des Winterschlafs fast ihre normale Körpertemperatur bei; trotzdem ist der Stoffwechsel stark herabgesetzt: Herzfrequenz und Sauerstoffverbrauch sind auf die Hälfte reduziert, Trinken und Nahrungsaufnahme unterbleiben, ebenso Harn- und Kotabgabe; den als Stoffwechselabfallprodukt anfallenden Harnstoff können Bären in den Stoffwechsel zurückführen und nach Spaltung daraus Protein aufbauen; die notwendige Energie liefert die Verbrennung der Fettvorräte.

 

Bei allen Winterschläfern wird v. a. (vorher verstärkt angelegtes) Depotfett verwertet, woraus eine größere Gewichtsabnahme resultiert; bei verminderter Sinneswahrnehmung bleibt im Gegensatz zur Winterstarre anderer Tiere die Reflextätigkeit erhalten.