Bár a statisztikai összefüggés régóta dokumentált, a biológiai magyarázat mindeddig rejtély volt. Most azonban a Gladstone Intézetek kutatói áttörést értek el: felfedezték, hogy oxigénhiányos környezetben a vörösvértestek nagy mennyiségű glükózt kezdenek el felvenni, így „cukorszivacsként” működnek.

A kutatás a Cell Metabolism folyóiratban jelent meg, és kimutatta, hogy a vörösvértestek képesek átalakítani anyagcseréjüket, amikor csökken az oxigénszint. Ez a változás nemcsak hatékonyabb oxigénszállítást tesz lehetővé nagy magasságban, hanem jelentősen csökkenti a vércukorszintet, ami magyarázatot adhat a diabétesz alacsonyabb előfordulására.

Isha Jain, PhD, a tanulmány vezető szerzője: „A vörösvértestek a glükózanyagcsere egy rejtett rekeszét jelentik, anut eddig nem értékeltünk kellőképpen. Ez a felfedezés teljesen új módokat nyithat meg a vércukorszint szabályozásának gondolkodásában.”

A vörösvértestek a hiányzó láncszem

Jain laboratóriuma évek óta vizsgálja a hipoxia, vagyis az alacsony oxigénszint hatását az anyagcserére. Korábbi kísérletekben azt figyelték meg, hogy az oxigénhiányos levegőnek kitett egerek vércukorszintje drámaian csökkent, és étkezés után szinte azonnal eltűnt a glükóz a vérükből. A kutatók azonban nem találták, melyik szerv használja fel a cukrot.

Yolanda Martí‑Mateos, PhD, a tanulmány első szerzője: „Amikor cukrot adtunk a hipoxiában lévő egereknek, az szinte azonnal eltűnt a véráramból. Megvizsgáltuk az izmokat, az agyat, a májat – minden szokásos gyanúsítottat –, de egyik szerv sem magyarázta a jelenséget.” – idézi a Science Daily.

Egy új képalkotó módszerrel azonban kiderült, hogy a vörösvértestek voltak a hiányzó „glükóznyelők”: jelentős mennyiségű cukrot vettek fel és használtak el. Ez meglepő volt, hiszen a vörösvértesteket eddig főként egyszerű oxigénszállítóként tartották számon. További kísérletek igazolták, hogy oxigénhiányban az egerek több vörösvértestet termelnek, és minden egyes sejt több glükózt vesz fel, mint normál körülmények között.

A kutatócsoport együttműködött Angelo D’Alessandróval és Allan Doctorral, akik a vörösvértestek biológiájának szakértői. A közös munka kimutatta, hogy oxigénhiány esetén a vörösvértestek a glükózt olyan molekulák előállítására használják, amelyek segítik az oxigén leadását a szöveteknek.

„A legjobban az lepett meg, mekkora a hatás mértéke. A vörösvértesteket általában passzív oxigénszállítóknak tartjuk. Ehhez képest azt találtuk, hogy a teljes test glükózfogyasztásának jelentős részéért felelősek lehetnek, különösen hipoxiában.”

Új lehetőségek a diabétesz kezelésében

A kutatók azt is megfigyelték, hogy a hipoxia anyagcsere‑előnyei még hetekig vagy hónapokig fennmaradtak, miután az egereket visszatették normál oxigénszintre. Ezután tesztelték a Jain laborjában fejlesztett HypoxyStat nevű gyógyszert, amely tabletta formájában utánozza az oxigénhiány hatását.

A szer úgy működik, hogy a hemoglobint erősebben köti az oxigénhez, így kevesebb jut el a szövetekhez – vagyis mesterséges hipoxiát idéz elő. Diabéteszes egérmodellekben a HypoxyStat teljesen visszafordította a magas vércukorszintet, és jobban teljesített, mint a jelenlegi kezelések.

„Ez az egyik első alkalom, hogy a HypoxyStatot a mitokondriális betegségeken túl alkalmazzuk. Ez megnyitja az utat ahhoz, hogy a diabétesz kezelését alapvetően másképp gondoljuk el – úgy, hogy a vörösvértesteket glükóznyelőként használjuk.”

A kutatók szerint a felfedezés más területeken is jelentős lehet, például a sportélettanban vagy a traumás sérülések utáni hipoxia kezelésében. D’Alessandro szerint a vörösvértestek termelésének és anyagcseréjének változásai befolyásolhatják a glükóz elérhetőségét és az izomműködést is.

„Ez még csak a kezdet. Még rengeteget kell tanulnunk arról, hogyan alkalmazkodik a szervezet az oxigénszint változásaihoz, és hogyan használhatjuk ki ezeket a mechanizmusokat különböző betegségek kezelésére.”