Πώς η χαμηλή οξυγόνωση μετατρέπει τα ερυθρά αιμοσφαίρια σε ισχυρούς απορροφητές γλυκόζης

Εδώ και καιρό, οι επιστήμονες παρατηρούν ότι οι κάτοικοι περιοχών με υψηλό υψόμετρο, όπου τα επίπεδα οξυγόνου είναι χαμηλά, έχουν χαμηλότερα ποσοστά διαβήτη σε σύγκριση με εκείνους που διαμένουν κοντά στη θάλασσα. Ωστόσο, ο μηχανισμός πίσω από αυτή την προστασία παρέμενε άγνωστος μέχρι πρόσφατα.

Η ανακάλυψη των ερυθρών αιμοσφαιρίων ως απορροφητών γλυκόζης

Μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Cell Metabolism από ερευνητές του Gladstone Institutes ρίχνει φως στο φαινόμενο, αποκαλύπτοντας ότι τα ερυθρά αιμοσφαίρια λειτουργούν ως σφουγγάρια γλυκόζης σε συνθήκες χαμηλής οξυγόνωσης, όπως αυτές που συναντώνται στις υψηλότερες κορυφές του κόσμου. Αυτή η προσαρμογή επιτρέπει στα ερυθρά αιμοσφαίρια να απορροφούν τη ζάχαρη από το αίμα, ενισχύοντας την ικανότητά τους να μεταφέρουν οξυγόνο στους ιστούς του σώματος.

Μια νέα προοπτική για τη ρύθμιση του σακχάρου

Η επικεφαλής ερευνήτρια, Δρ. Isha Jain, αναφέρει ότι η ανακάλυψη αυτή αποκαλύπτει μια κρυφή διάσταση του μεταβολισμού της γλυκόζης που δεν είχε εκτιμηθεί μέχρι τώρα. “Τα ερυθρά αιμοσφαίρια αποτελούν μια κρυφή δεξαμενή γλυκόζης που δεν είχαμε συνειδητοποιήσει”, εξηγεί η Jain, η οποία είναι επίσης καθηγήτρια βιοχημείας στο UC San Francisco. “Αυτή η ανακάλυψη μπορεί να ανοίξει νέους δρόμους για τη ρύθμιση του σακχάρου στο αίμα”.

Η Δρ. Jain έχει αφιερώσει χρόνια στην έρευνα του πώς οι χαμηλές τιμές οξυγόνου επηρεάζουν την υγεία και τον μεταβολισμό. Σε προηγούμενη μελέτη, η ομάδα της παρατήρησε ότι οι ποντικοί που αναπνέουν αέρα με χαμηλό οξυγόνο παρουσίαζαν δραματικά χαμηλότερα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα. Αυτό υποδήλωνε ότι οι οργανισμοί αυτοί χρησιμοποιούσαν γρήγορα τη γλυκόζη μετά την κατανάλωση τροφής, κάτι που συνδέεται με χαμηλότερο κίνδυνο διαβήτη.

Προχωρώντας στην έρευνα

Όταν οι ερευνητές χρησιμοποίησαν απεικόνιση για να παρακολουθήσουν την κατεύθυνση της γλυκόζης, διαπίστωσαν ότι τα κύρια όργανα δεν μπορούσαν να εξηγήσουν την απώλεια αυτή. “Όταν χορηγήσαμε ζάχαρη στους ποντικούς σε συνθήκες υποξίας, αυτή εξαφανίστηκε σχεδόν αμέσως από το αίμα τους”, αναφέρει η Δρ. Yolanda Martí-Mateos, πρώτη συγγραφέας της μελέτης. “Εξετάσαμε μυς, εγκέφαλο, ήπαρ – όλα τα συνηθισμένα όργανα – αλλά τίποτα δεν μπορούσε να εξηγήσει το φαινόμενο”.

Χρησιμοποιώντας μια άλλη τεχνική απεικόνισης, η ομάδα αποκάλυψε ότι τα ερυθρά αιμοσφαίρια ήταν ο χαμένος “απορροφητής γλυκόζης”. Τα κύτταρα αυτά, που είχαν θεωρηθεί απλά μεταφορείς οξυγόνου, αποδείχθηκαν ικανοί να απορροφούν σημαντικές ποσότητες γλυκόζης, ειδικά σε συνθήκες υποξίας.

Η ερευνητική ομάδα συνεργάστηκε με ειδικούς από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο και το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ για να κατανοήσει τους μοριακούς μηχανισμούς πίσω από αυτή την παρατήρηση. Διαπίστωσαν ότι σε συνθήκες χαμηλού οξυγόνου, η γλυκόζη χρησιμοποιείται από τα ερυθρά αιμοσφαίρια για την παραγωγή ενός μορίου που βοηθά τα κύτταρα να απελευθερώνουν οξυγόνο στους ιστούς, κάτι που είναι απαραίτητο όταν το οξυγόνο είναι περιορισμένο.

Αυτή η ανακάλυψη μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις στη θεραπεία του διαβήτη, καθώς η ομάδα δοκίμασε το HypoxyStat, ένα φάρμακο που αναπτύχθηκε στο εργαστήριο της Jain. Το HypoxyStat είναι ένα χάπι που ενισχύει τη σύνδεση του οξυγόνου με την αιμοσφαιρίνη στα ερυθρά αιμοσφαίρια, μειώνοντας την ποσότητα που φτάνει στους ιστούς. Στις δοκιμές, το φάρμακο εξάλειψε πλήρως την υψηλή γλυκόζη σε ποντίκια με διαβήτη, αποδεικνύοντας ότι μπορεί να είναι πιο αποτελεσματικό από υπάρχουσες θεραπείες.

Η Δρ. Jain τονίζει ότι αυτή είναι μία από τις πρώτες εφαρμογές του HypoxyStat πέρα από τις μιτοχονδριακές παθήσεις, ανοίγοντας νέες προοπτικές για τη θεραπεία του διαβήτη.