Για χρόνια, οι ερευνητές παρατηρούσαν ότι οι άνθρωποι που ζουν σε μεγάλα υψόμετρα, όπου το οξυγόνο είναι σπάνιο, τείνουν να αναπτύσσουν διαβήτη λιγότερο συχνά από εκείνους στο επίπεδο της θάλασσας. Αν και η τάση ήταν καλά τεκμηριωμένη, η βιολογική εξήγηση πίσω από αυτήν ήταν ασαφής.
Επιστήμονες από το Ινστιτούτο Gladstone ανακοίνωσαν τώρα ότι εντόπισαν τον λόγο. Η έρευνά τους δείχνει ότι σε περιβάλλοντα χαμηλού οξυγόνου, τα ερυθρά αιμοσφαίρια αρχίζουν να απορροφούν μεγάλες ποσότητες γλυκόζης από την κυκλοφορία του αίματος. Στην ουσία, τα κύτταρα λειτουργούν σαν σφουγγάρια ζάχαρης υπό συνθήκες παρόμοιες με εκείνες που συναντώνται στα ψηλότερα βουνά του κόσμου.
Σε ευρήματα που δημοσιεύθηκαν στο Cell Metabolism, η ομάδα έδειξε ότι τα ερυθρά αιμοσφαίρια μπορούν να αλλάξουν τον μεταβολισμό τους όταν τα επίπεδα οξυγόνου πέφτουν. Αυτή η μετατόπιση επιτρέπει στα κύτταρα να παρέχουν οξυγόνο στους ιστούς πιο αποτελεσματικά σε μεγάλο υψόμετρο. Ταυτόχρονα, μειώνει το κυκλοφορούν σάκχαρο στο αίμα, προσφέροντας μια πιθανή εξήγηση για τον μειωμένο κίνδυνο διαβήτη.
Σύμφωνα με την ανώτερη συγγραφέα Isha Jain, PhD, ερευνήτρια στο Gladstone, βασική ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Arc και καθηγήτρια βιοχημείας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Φρανσίσκο, η μελέτη επιλύει ένα μακροχρόνιο ερώτημα της φυσιολογίας.
«Τα ερυθρά αιμοσφαίρια αντιπροσωπεύουν ένα κρυφό διαμέρισμα του μεταβολισμού της γλυκόζης που δεν είχε εκτιμηθεί μέχρι τώρα», λέει η Jain. «Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να ανοίξει εντελώς νέους τρόπους σκέψης για τον έλεγχο του σακχάρου στο αίμα».
Τα ερυθρά αιμοσφαίρια ταυτοποιούνται ως “αποθήκη” γλυκόζης
Το εργαστήριο της Jain έχει περάσει χρόνια μελετώντας την υποξία, τον όρο για τα μειωμένα επίπεδα οξυγόνου στο αίμα, και τις επιδράσεις της στον μεταβολισμό. Σε προηγούμενα πειράματα, η ομάδα της παρατήρησε ότι ποντίκια που εκτέθηκαν σε αέρα χαμηλού οξυγόνου είχαν δραματικά χαμηλότερα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα. Τα ζώα απομάκρυναν γρήγορα το σάκχαρο από την κυκλοφορία τους μετά το φαγητό, κάτι που συνήθως συνδέεται με χαμηλότερο κίνδυνο διαβήτη. Ωστόσο, όταν οι ερευνητές εξέτασαν τα κύρια όργανα για να προσδιορίσουν πού χρησιμοποιούνταν η γλυκόζη, δεν βρήκαν σαφή απάντηση.
«Όταν δώσαμε ζάχαρη στα ποντίκια σε συνθήκες υποξίας, εξαφανίστηκε από την κυκλοφορία του αίματός τους σχεδόν ακαριαία», λέει η Yolanda Martí-Mateos, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο εργαστήριο της Jain και πρώτη συγγραφέας της νέας μελέτης. «Εξετάσαμε τους μυς, τον εγκέφαλο, το ήπαρ -όλους τους συνήθεις υπόπτους- αλλά τίποτα σε αυτά τα όργανα δεν μπορούσε να εξηγήσει τι συνέβαινε».
Χρησιμοποιώντας μια διαφορετική μέθοδο απεικόνισης, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι τα ερυθρά αιμοσφαίρια λειτουργούσαν ως η χαμένη «αποθήκη γλυκόζης», δηλαδή απορροφούσαν και χρησιμοποιούσαν σημαντικές ποσότητες γλυκόζης από την κυκλοφορία. Αυτό ήταν απροσδόκητο, καθώς τα ερυθρά αιμοσφαίρια θεωρούνταν παραδοσιακά ως απλοί μεταφορείς οξυγόνου.
Επακόλουθα πειράματα σε ποντίκια επιβεβαίωσαν το εύρημα. Υπό συνθήκες χαμηλού οξυγόνου, τα ζώα παρήγαγαν συνολικά περισσότερα ερυθρά αιμοσφαίρια, και κάθε μεμονωμένο κύτταρο απορροφούσε περισσότερη γλυκόζη σε σύγκριση με κύτταρα που σχηματίστηκαν υπό κανονικά επίπεδα οξυγόνου.
Για να αποκαλύψουν τις μοριακές λεπτομέρειες πίσω από αυτή τη μετατόπιση, η ομάδα της Jain συνεργάστηκε με τους Angelo D’Alessandro, από το Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου του Κολοράντο, και Allan Doctor, MD, από το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, ο οποίος μελετά εδώ και χρόνια τη βιολογία των ερυθρών αιμοσφαιρίων.
Η δουλειά τους έδειξε πως όταν το οξυγόνο είναι περιορισμένο, τα ερυθρά αιμοσφαίρια χρησιμοποιούν γλυκόζη για να παράγουν ένα μόριο που βοηθά στην απελευθέρωση οξυγόνου στους ιστούς. Αυτή η διαδικασία γίνεται ιδιαίτερα σημαντική όταν το οξυγόνο είναι σε ανεπάρκεια.
«Αυτό που με εξέπληξε περισσότερο ήταν το μέγεθος της επίδρασης», λέει ο D’Alessandro. «Τα ερυθρά αιμοσφαίρια συνήθως θεωρούνται παθητικοί μεταφορείς οξυγόνου. Ωστόσο, διαπιστώσαμε ότι μπορούν να αντιπροσωπεύουν ένα σημαντικό ποσοστό της συνολικής κατανάλωσης γλυκόζης από τον οργανισμό, ειδικά υπό συνθήκες υποξίας».
Επιπτώσεις για τη θεραπεία του διαβήτη
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι τα μεταβολικά οφέλη της παρατεταμένης υποξίας διαρκούσαν για εβδομάδες έως μήνες μετά την επιστροφή των ποντικών σε κανονικά επίπεδα οξυγόνου.
Στη συνέχεια αξιολόγησαν το HypoxyStat, ένα φάρμακο που αναπτύχθηκε πρόσφατα στο εργαστήριο της Jain και μιμείται την έκθεση σε χαμηλό οξυγόνο. Το HypoxyStat λαμβάνεται ως χάπι και λειτουργεί προκαλώντας την αιμοσφαιρίνη στα ερυθρά αιμοσφαίρια να δεσμεύει το οξυγόνο πιο στενά, περιορίζοντας την ποσότητα που παραδίδεται στους ιστούς. Σε μοντέλα ποντικών με διαβήτη, το φάρμακο αντιστρέφει πλήρως το υψηλό σάκχαρο στο αίμα και ξεπέρασε σε απόδοση τις υπάρχουσες θεραπείες.
«Αυτή είναι μια από τις πρώτες χρήσεις του HypoxyStat πέρα από τη μιτοχονδριακή νόσο», λέει η Jain. «Ανοίγει την πόρτα για να σκεφτούμε τη θεραπεία του διαβήτη με έναν θεμελιωδώς διαφορετικό τρόπο – στρατολογώντας τα ερυθρά αιμοσφαίρια ως αποθήκες γλυκόζης».
Τα ευρήματα μπορεί να έχουν εφαρμογή και πέρα από τον διαβήτη. Ο D’Alessandro σημειώνει την πιθανή συνάφεια για τη φυσιολογία της άσκησης και για την παθολογική υποξία μετά από τραυματισμό. Το τραύμα παραμένει κύρια αιτία θανάτου μεταξύ νεότερων ανθρώπων, και οι αλλαγές στην παραγωγή και τον μεταβολισμό των ερυθρών αιμοσφαιρίων θα μπορούσαν να επηρεάσουν τη διαθεσιμότητα γλυκόζης και την απόδοση των μυών.
«Αυτή είναι μόνο η αρχή», λέει η Jain. «Υπάρχουν ακόμα τόσα πολλά να μάθουμε για το πώς ολόκληρο το σώμα προσαρμόζεται στις αλλαγές του οξυγόνου, και πώς θα μπορούσαμε να αξιοποιήσουμε αυτούς τους μηχανισμούς για τη θεραπεία μιας σειράς παθήσεων».
Περισσότερες πληροφορίες: Red blood cells serve as a primary glucose sink to improve glucose tolerance at altitude. Cell Metabolism, 2026; DOI: 10.1016/j.cmet.2026.01.019.
