Жизнь на больших высотах давно связывают с изменениями в физиологии человека, включая снижение заболеваемости диабетом. Причины этого явления долгое время оставались неясными, однако недавние исследования позволили пролить свет на этот вопрос.

Исторические исследования влияния высоты

С 1927 по 1947 год в Гарвардской лаборатории усталости в Кембридже, штат Массачусетс, изучалось воздействие различных стрессовых факторов на организм человека. Особое внимание уделялось влиянию высокогорья, чтобы помочь пилотам и военным во время Второй мировой войны. В ходе международной экспедиции в Чили в 1935 году было обнаружено, что при гипоксии (недостатке кислорода) увеличивается выработка эритроцитов и повышается толерантность к глюкозе. Эксперименты показали, что гемоглобин в эритроцитах при этом снижает свою способность связывать кислород.

В последующие годы эти выводы неоднократно подтверждались и дополнялись, однако механизм улучшения толерантности к глюкозе при гипоксии оставался неясным.

Новое открытие в механизмах гипоксии

Недавнее исследование, проведённое в Институте Гладстона и опубликованное в журнале Cell Metabolism, позволило установить, что ключевую роль в этом процессе играют эритроциты. Было выявлено, что при гипоксии эритроциты начинают активно поглощать глюкозу из крови. Глюкоза является единственным источником энергии для этих клеток, поскольку у них отсутствуют митохондрии, необходимые для превращения кислорода в энергию.

Когда уровень кислорода снижается, эритроциты изменяют свой метаболизм и начинают потреблять больше глюкозы. Это приводит к образованию молекулы 2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ), которая ослабляет связь гемоглобина с кислородом, облегчая его высвобождение для использования тканями.

Исчезающая глюкоза: экспериментальные данные

В предыдущих экспериментах на мышах, помещённых в условия низкого содержания кислорода, уровень глюкозы в крови снижался ниже обычного. При этом стандартные органы-мишени, такие как мышцы, мозг и печень, не объясняли исчезновение глюкозы из кровотока. Новое исследование показало, что именно эритроциты при гипоксии начинают поглощать глюкозу в больших количествах, действуя как губки.

Перспективы для лечения диабета

В ходе дальнейших экспериментов диабетические мыши подвергались гипоксии, а также использовался препарат HypoxyStat, разработанный в Гладстоне для создания гипоксического состояния у грызунов. В обоих случаях уровень сахара в крови снижался до нормы. Изначально HypoxyStat разрабатывался для лечения митохондриальных заболеваний, однако теперь рассматривается возможность его применения при диабете.

Это открытие указывает на новые подходы к лечению диабета, основанные на способности эритроцитов поглощать глюкозу при снижении уровня кислорода, что может быть использовано для контроля уровня сахара в крови.