Aerul rarefiat explică de ce locuitorii de la mare altitudine au risc mai mic de diabet: celulele roșii se transformă în „bureți” de glucoză
Cercetare arată că celulele roșii absorb glucoza în condiții de hipoxie, explicând protecția altitudinii împotriva diabetului și sugerând un tratament nou cu HypoxyStat.
Sursa foto: Imagine generată AI
O echipă de cercetători a identificat un mecanism biologic care explică observarea clinică îndelungată conform căreia oamenii care trăiesc la altitudini mari, unde oxigenul este mai puțin disponibil, dezvoltă mai rar diabet. Conform studiului publicat în Cell Metabolism, celulele roșii din sânge își schimbă metabolismul atunci când nivelurile de oxigen scad și absorb cantități semnificative de glucoză din circulație, acționând astfel ca un compartiment ascuns care reduce glicemia circulantă.
De ce altitudinea pare să protejeze împotriva diabetului
De-a lungul anilor, date epidemiologice au arătat o asociere consecventă între locuirea la altitudine și un risc mai scăzut de a dezvolta diabet. Până acum, motivele biologice au rămas neclare. Cercetarea condusă la Gladstone Institutes propune o explicație: în condiții de hipoxie — adică atunci când oxigenul din sânge este redus — eritrocitele (celulele roșii) capătă o funcție metabolică neașteptată și devin „bureți” care preiau glucoza din sânge.
O descoperire surprinzătoare privind consumul de glucoză
Grupul de cercetare a observat inițial în experimente pe șoareci expuși la aer cu conținut redus de oxigen că glicemia scădea rapid după administrarea de zahăr, un fenomen asociat în general cu un risc redus de diabet. Când au analizat organele clasice care ar putea explica acest consum crescut de glucoză — mușchi, creier, ficat — nu au găsit suficiente dovezi pentru a explica dispariția rapidă a zahărului din plasmă.
Prin utilizarea unei metode imagistice diferite, echipa a identificat că eritrocitele reprezentau compartimentul lipsă: acestea preluau și consumau cantități semnificative de glucoză din circulație. Rezultatele au fost confirmate ulterior prin experimente suplimentare la șoareci, care au arătat că expunerea la hipoxie conduce la producerea unor numere mai mari de eritrocite și la o capacitate individuală crescută a fiecărei celule roșii de a absorbi glucoză comparativ cu eritrocitele formate în condiții normale de oxigen.
Mecanismul molecular: legătura dintre oxigen și gestionarea glucozei
Investigațiile efectuate în colaborare cu specialiști în biologia eritrocitară au dezvăluit detalii moleculare ale acestui transfer de funcții. Atunci când oxigenul este limitat, celulele roșii recurg la utilizarea glucozei pentru a genera o moleculă care facilitează eliberarea oxigenului către țesuturi. Acest proces devine deosebit de important în condițiile în care oxigenul este mai puțin disponibil și ajută la îmbunătățirea livrării acestuia către organe.
Angelo D’Alessandro, coautor al studiului, a subliniat amploarea efectului: deși eritrocitele erau mult timp considerate simple purtătoare pasive de oxigen, ele pot contribui acum substanțial la consumul total de glucoză al organismului, mai ales în condiții de hipoxie.
Citate ale autorilor (traduse)
Isha Jain, autoarea principală: „Celulele roșii reprezintă un compartiment ascuns al metabolismului glucozei care nu a fost apreciat până acum. Această descoperire ar putea deschide căi complet noi de a gândi controlul glicemiei.”
Yolanda Martí-Mateos, autoare de prim rang: „Când am administrat zahăr șoarecilor în hipoxie, acesta a dispărut aproape instantaneu din sângele lor. Am examinat mușchiul, creierul, ficatul — toate suspecții obișnuiți — dar nimic în aceste organe nu putea explica ceea ce se întâmpla.”
Angelo D’Alessandro: „Ceea ce m-a surprins cel mai mult a fost magnitudinea efectului. Eritrocitele pot explica o fracțiune substanțială din consumul de glucoză al întregului organism, în special în hipoxie.”
De la observație la terapie: ipoteza unei pastile care imită hipoxia
Pentru a testa dacă efectele benefice observate în hipoxie ar putea fi replicate fără expunerea reală la aer rarefiat, cercetătorii au evaluat un medicament dezvoltat recent în laboratorul condus de Jain, numit HypoxyStat. Acest tratament, administrat pe cale orală, mimează expunerea la hipoxie prin modificarea comportamentului hemoglobinei din celulele roșii: face ca hemoglobina să lege oxigenul mai strâns, reducând astfel cantitatea de oxigen eliberată către țesuturi.
În modelele animale de diabet, administrarea HypoxyStat a dus la reversarea completă a hiperglicemiei și a depășit eficiența tratamentelor existente testate în aceleași modele. Această constatare sugerează o abordare terapeutică fundamental diferită, care nu acționează direct asupra insulinei sau a sensibilității insulinice, ci recrutează eritrocitele pentru a deveni „găleți” metabolice care scot glucoza din circulație.
Isha Jain a comentat: „Aceasta este una dintre primele utilizări ale HypoxyStat în afara bolilor mitocondriale. Deschide ușa pentru a gândi tratamentul diabetului într-un mod fundamental diferit — prin recrutarea eritrocitelor ca bureți de glucoză.”
Efecte durabile și aplicații potențiale
Autorii studiului au observat că beneficiile metabolice ale expunerii prelungite la hipoxie au persistat vreme de săptămâni până la luni după ce șoarecii au fost readuși la niveluri normale de oxigen. Acest aspect sugerează că adaptările produse prin hipoxie pot avea un efect de durată asupra gestionării glucozei, nu numai un răspuns acut.
Mai mult, implicațiile descoperirii pot depăși sfera diabetului. Cercetătorii semnalează relevanță potențială pentru fiziologia exercițiului — unde disponibilitatea glucozei și utilizarea ei de către mușchi sunt critice — și pentru situațiile de hipoxie patologică care urmează unor traumatisme. Deoarece trauma rămâne o cauză importantă de deces în rândul persoanelor tinere, schimbările în producția și metabolismul eritrocitar ar putea influența disponibilitatea glucozei și performanța musculară în aceste contexte.
„Acesta este doar începutul”, a afirmat Jain. „Mai avem mult de învățat despre modul în care întregul organism se adaptează la schimbări ale oxigenului și cum am putea valorifica aceste mecanisme pentru a trata o gamă largă de afecțiuni.”
Detalii ale studiului, autori și finanțare
Studiul, intitulat „Red Blood Cells Serve as a Primary Glucose Sink to Improve Glucose Tolerance at Altitude”, a fost publicat în Cell Metabolism la 19 februarie 2026. Autorii menționați în lucrare includ o serie de cercetători implicați din mai multe instituții. Lista autorilor apare astfel:
- Yolanda Martí-Mateos
- Zohreh Safari
- Shaun Bevers
- Ayush D. Midha
- Will R. Flanigan
- Tej Joshi
- Helen Huynh
- Brandon R. Desousa
- Skyler Y. Blume
- Alan H. Baik
- Stephen Rogers
- Aaron V. Issaian
- Allan Doctor
- Angelo D’Alessandro
- Isha H. Jain
Colaboratorii provin în principal din Gladstone Institutes, University of Maryland și University of Colorado Anschutz Medical Campus.
Finanțarea pentru cercetare a fost asigurată de mai multe organizații și granturi, menționate în studiu după cum urmează:
- Institutele Naționale de Sănătate (granturi DP5 DP5OD026398, R01 HL161071, R01 HL173540, R01HL146442, R01HL149714, DP5OD026398)
- Institutul Californian pentru Medicină Regenerativă
- Dave Wentz
- Fundația Hillblom
- Fundația W.M. Keck
Referința jurnalului și DOI-ul studiului sunt furnizate pentru cei interesați să consulte lucrarea originală: DOI: 10.1016/j.cmet.2026.01.019.
Ce înseamnă descoperirea pentru tratamentele umane?
Rezultatele studiului pe modele murine ridică întrebări importante cu privire la transpunerea acestor constatări în practica clinică umană. Ideea de a utiliza un medicament care imită efectele hipoxiei pentru a recruta eritrocitele ca mecanisme de reglare a glicemiei reprezintă o abordare neconvențională, care nu manipulează direct semnalele clasice legate de insulină, ci folosește fiziologia sângelui pentru a reduce concentrația de glucoză în plasmă.
Cu toate acestea, autorii nu raportează în acest material detaliile studiilor clinice la om sau efectele secundare potențiale. Rezultatele promițătoare în modele animale justifică investigații suplimentare, inclusiv studii riguroase care să evalueze siguranța, doza optimă și eficacitatea la oameni. De asemenea, adaptările persistente observate la șoareci sugerează că unele efecte ar putea dura mult timp, dar replicarea și înțelegerea completă a acestor efecte la oameni rămân pași esențiali.
Perspective viitoare
Pe lângă dezvoltarea terapiei pentru diabet, cercetătorii menționează că descoperirea ar putea stimula noi direcții de cercetare în fiziologia exercițiului și în tratamentul problemelor asociate cu hipoxia patologică după traume. Modificările în producția și metabolismul eritrocitar pot avea consecințe asupra disponibilității glucozei pentru mușchi și alte țesuturi, ceea ce poate influența performanța, recuperarea și supraviețuirea în contexte clinice critice.
Studiul deschide un capitol nou în înțelegerea metabolismului glucozei, prin includerea eritrocitelor în ecuația metabolică a organismului, în special în medii cu oxigen redus. Echipa afirmă că mai există mult de explorat pentru a înțelege pe deplin adaptările la nivelul întregului organism și pentru a transforma aceste cunoștințe în opțiuni terapeutice sigure și eficiente.
Materialul informativ original privind această descoperire a fost furnizat de Gladstone Institutes și este disponibil pentru consultare la pagina știrii publicate în ScienceDaily: Scientists discover why high altitude protects against diabetes.
