Waarom winterslapers gezond wakker worden

Wat is hun geheim? De Vrij en zijn collega’s deden proeven met goudhamsters. In een aanloopfase van een paar weken werd het steeds kouder en langer donker in de kamer. Voor de hamsters is dat een teken om te gaan slapen, om zo energie te besparen in barre winterse tijden met weinig voedsel.

“Eigenlijk is het helemaal geen slaap”, legt De Vrij uit. “Ze gaan in torpor, een toestand waarin hun stofwisseling, ademhaling en hartslag vertraagt. Hun lichaamstemperatuur daalt van 37 naar 8 graden en de hartslag gaat van 300 naar 3 slagen per minuut.” De beestjes ‘slapen’ een week en zijn dan een dag wakker, gevolgd door een week torpor. Dat gaat zo door tot de winter voorbij is.

Verdwenen bloedplaatjes

De onderzoekers namen bloed af terwijl de hamsters in torpor waren. “Doordat ze koud zijn hebben ze daar geen last van, maar door de aanraking worden ze anderhalf uur later toch wakker”, zegt De Vrij. “Op dat moment nemen we nog een bloedmonster.” De Vrij vergeleek het aantal bloedplaatjes van de twee monsters.

Wat bleek? Bij dieren in torpor is meer dan negentig procent van de plaatjes uit het bloed verdwenen. Hoe kouder de hamster, hoe minder bloedplaatjes er over zijn. Anderhalf uur later, bij de wakkere en weer opgewarmde hamsters, zijn alle bloedplaatjes terug.

De plaatjes komen sneller terug dan het lichaam kan aanmaken. Waarschijnlijk slaan de hamsters de cellen dus ergens op. De Vrij ontdekte waar. Met een elektronenmicroscoop bekeek hij plakjes organen van de dieren, zoals van de milt, long en lever. In de lever was het raak. “Daar lagen ze keurig naast elkaar.”

Onderkoeling

De onderzoekers deden dezelfde experimenten met ratten en muizen, dieren die niet aan winterslaap doen. Door ze onder narcose te brengen en te koelen met ijs, gebeurt er hetzelfde: de bloedplaatjes verdwijnen uit het bloed en hechten zich in de lever. Zodra de dieren weer opwarmen komen de plaatjes weer vrij.

Hamsters onderdrukken overigens niet alleen hun bloedstolling in winterslaap: ook het afweersysteem ligt op z’n gat. Onderzoeker Hjalmar Bouma, met wie De Vrij samenwerkte, zag een paar jaar terug al dat de witte bloedcellen – onderdeel van het afweersysteem – ook tijdens torpor vrijwel geheel uit de bloedsomloop verdwijnen. Warmen de dieren op, dan komen ook zij weer tevoorschijn. Inmiddels is ook bekend waar de witte bloedcellen heengaan. Niet naar de milt, zoals je zou verwachten, aangezien dit orgaan betrokken is bij de afweer. Witte bloedcellen gaan naar de lymfeklieren, die verspreid over het lichaam liggen.

Winterslaap injecteren

De Vrij rondde met zijn promotietraject ook zijn studie geneeskunde af. Zijn onderzoek naar winterslaap draait uiteindelijk om medische toepassingen. Door de proeven met onderkoelde ratten en muizen is nu duidelijk dat je bepaalde effecten van winterslaap kan nabootsen bij zoogdieren die nooit in winterslaap gaan. De Vrij: “Uiteindelijk willen we processen van winterslaap toepassen op de mens, bijvoorbeeld om het risico op bloedstolling te verminderen.”

Patiënten die met bloedvergiftiging op de intensive care liggen, hebben een verhoogd risico op stolling van hun bloed. “Zo iemand zou je tijdelijk via injectie met een stof in een soort winterslaap kunnen brengen. In zo’n scenario behandelen artsen de infectie en daarna wordt de patiënt gezond wakker, zonder trombose.” Waarom niet gewoon een bestaand antistollingsmedicijn? Nadeel van deze medicatie is dat het lang doorwerkt, volgens De Vrij. Daardoor is de kans op (hersen)bloedingen weer groter. “De antistolling moet snel omkeerbaar zijn, zoals winterslapers het doen.”

Huidtransplantatie

De Groningers testten ook een stofje om wakkere muizen in torpor te brengen. Dat lukte deels. “Hun stofwisseling vertraagde, lichaamstemperatuur daalde en witte bloedcellen verdwenen uit het bloed. Alleen de bloedplaatjes verdwenen nu niet.”

Meer stofjes zal de pas gepromoveerde arts zelf niet testen; in oktober start hij op de afdeling plastische chirurgie van het UMC in Groningen. Hij hoopt dat nieuwe promovendi verder gaan met plaatjesonderzoek in winterslaap. Ook in de plastische chirurgie is nieuwe kennis omtrent het omzeilen van stollingsproblemen welkom. “Na bijvoorbeeld een borstamputatie wordt de verwijderde huid vervangen door een lap eigen huid en onderhuids weefsel van de patiënt, compleet met ader en slagader.” Komt er één afsluitend stolsel in het bloedvat, dan sterft de hele lap af.

De winterslaap kent nu nog te veel geheimen om ervan te profiteren. De Vrij: “Verschillende onderzoeksgroepen in de wereld werken eraan. Met z’n allen komen we een heel eind.”