چرا ساکنان ارتفاعات بالا کنترل قند خون بهتری دارند؟

محققان موسسه Gladstone کشف کردند که گلبول‌های قرمز در شرایط کم‌اکسیژنی مانند اسفنج عمل می‌کنند و گلوکز را از جریان خون جذب می‌نمایند.

دانشمندان مدت‌ها می‌دانستند افرادی که در ارتفاعات بالا زندگی می‌کنند، جایی که سطح اکسیژن پایین است، نرخ ابتلا به دیابت کمتری نسبت به افرادی که نزدیک سطح دریا زندگی می‌کنند دارند. اما مکانیسم این محافظت تاکنون یک راز باقی مانده بود.

اکنون محققان موسسه Gladstone ریشه این پدیده را توضیح داده‌اند و کشف کرده‌اند که گلبول‌های قرمز در شرایط کم‌اکسیژنی مانند آنچه در بلندترین قله‌های جهان یافت می‌شود، به عنوان اسفنج گلوکز عمل می‌کنند. در مطالعه جدیدی که در مجله Cell Metabolism منتشر شد، این تیم نشان داد که گلبول‌های قرمز می‌توانند متابولیسم خود را تغییر دهند تا قند را از جریان خون جذب کنند. در ارتفاعات بالا، این سازگاری به توانایی سلول‌ها برای رساندن کارآمدتر اکسیژن به بافت‌های سراسر بدن سوخت می‌رساند، اما همچنین عوارض جانبی مفیدی به شکل کاهش سطح قند خون دارد.

دکتر ایشا جین، محقق Gladstone و نویسنده ارشد این مطالعه، می‌گوید این یافته‌ها یک معمای دیرینه در فیزیولوژی را حل می‌کند: «گلبول‌های قرمز یک بخش پنهان از متابولیسم گلوکز را نمایندگی می‌کنند که تاکنون مورد توجه قرار نگرفته بود. این کشف می‌تواند راه‌های کاملاً جدیدی برای تفکر درباره کنترل قند خون باز کند.»

مخزن پنهان گلوکز:

جین سال‌ها روی چگونگی تأثیر سطوح پایین اکسیژن خون (هیپوکسی) بر سلامت و متابولیسم تحقیق کرده است. در مطالعه‌ای قبلی، تیم او متوجه شد که موش‌هایی که هوای کم‌اکسیژن تنفس می‌کنند، سطح گلوکز خونشان به‌طور چشمگیری پایین‌تر از حد طبیعی است. این بدان معنا بود که حیوانات پس از خوردن غذا به سرعت گلوکز را مصرف می‌کنند - نشانه‌ای از ریسک پایین‌تر دیابت.

به گزارش پیک آلارم، اما وقتی محققان با استفاده از تصویربرداری مسیر حرکت گلوکز را ردیابی کردند، اندام‌های اصلی نتوانستند آن را توضیح دهند. یولاندا مارتی-ماتئوس، دانشمند فوق‌دکترا در آزمایشگاه جین و نویسنده اول مطالعه جدید، می‌گوید: «وقتی در شرایط هیپوکسی به موش‌ها شکر دادیم، تقریباً بلافاصله از جریان خونشان ناپدید شد. ما به عضله، مغز، کبد - همه مظنونین معمول - نگاه کردیم، اما هیچ چیز در این اندام‌ها نمی‌توانست آنچه را که اتفاق می‌افتاد توضیح دهد.»

با استفاده از تکنیک تصویربرداری دیگر، این تیم فاش کرد که گلبول‌های قرمز «مخزن گلوکز» گمشده بودند - اصطلاحی که برای توصیف هر چیزی به کار می‌رود که مقدار زیادی گلوکز را از جریان خون جذب و مصرف می‌کند. این سلول‌ها که مدت‌ها از نظر متابولیکی ساده تصور می‌شدند، نامزدهای بعیدی به نظر می‌رسیدند.

اما آزمایش‌های بیشتر روی موش‌ها تأیید کرد که گلبول‌های قرمز واقعاً گلوکز را جذب می‌کنند. در شرایط کم‌اکسیژنی، موش‌ها نه تنها گلبول‌های قرمز بسیار بیشتری تولید کردند، بلکه هر سلول گلوکز بیشتری نسبت به گلبول‌های قرمز تولیدشده در شرایط اکسیژن طبیعی جذب کرد.

برای درک مکانیسم‌های مولکولی این مشاهده، تیم جین با آنجلو دالساندرو از دانشگاه کلرادو و آلن دکتر از دانشگاه مریلند، که مدت‌ها عملکرد گلبول‌های قرمز را مطالعه کرده‌اند، همکاری کرد.

محققان نشان دادند که در شرایط کم‌اکسیژنی، گلوکز توسط گلبول‌های قرمز برای تولید مولکولی استفاده می‌شود که به سلول‌ها کمک می‌کند اکسیژن را به بافت‌ها آزاد کنند - چیزی که در زمان کمبود اکسیژن به مقدار زیاد مورد نیاز است.

دالساندرو می‌گوید: «آنچه بیش از همه مرا شگفت‌زده کرد، بزرگی این اثر بود. گلبول‌های قرمز معمولاً به عنوان حامل‌های غیرفعال اکسیژن در نظر گرفته می‌شوند. با این حال، ما دریافتیم که آن‌ها می‌توانند بخش قابل‌توجهی از مصرف گلوکز کل بدن را به خود اختصاص دهند، به‌ویژه در شرایط هیپوکسی.»

مسیر جدیدی برای درمان دیابت:

دانشمندان سپس نشان دادند که مزایای هیپوکسی مزمن هفته‌ها تا ماه‌ها پس از بازگشت موش‌ها به سطوح طبیعی اکسیژن باقی می‌ماند. آن‌ها همچنین HypoxyStat را آزمایش کردند، دارویی که اخیراً در آزمایشگاه جین برای تقلید اثرات هوای کم‌اکسیژن ساخته شده است. HypoxyStat یک قرص است که با وادار کردن هموگلوبین موجود در گلبول‌های قرمز به گرفتن محکم‌تر اکسیژن و جلوگیری از رسیدن آن به بافت‌ها عمل می‌کند.

این دارو کاملاً قند خون بالا را در مدل‌های موش دیابت معکوس کرد و حتی بهتر از داروهای موجود عمل نمود.

جین می‌گوید: «این یکی از اولین کاربردهای HypoxyStat فراتر از بیماری‌های میتوکندریایی است. این یافته‌ها نشان می‌دهد که گلبول‌های قرمز نه تنها برای درک فیزیولوژی پایه مهم هستند، بلکه ممکن است هدف درمانی جدیدی برای دیابت و سایر اختلالات متابولیک باشند.»

این مطالعه که با عنوان «گلبول‌های قرمز به عنوان مخزن اصلی گلوکز برای بهبود تحمل گلوکز در ارتفاعات عمل می‌کنند» در مجله Cell Metabolism منتشر شده، نشان می‌دهد:

ساکنان ارتفاعات بالا و موش‌های هیپوکسی، پاکسازی گلوکز بهبودیافته‌ای نشان می‌دهند.

افزایش تعداد گلبول‌های قرمز در هیپوکسی برای هیپوگلیسمی هیپوکسی ضروری و کافی است.

اختلال در متابولون گلیکولیتیک در گلبول‌های قرمز هیپوکسی، تولید 2,3-DPG را افزایش می‌دهد.

اشکال استنشاقی و مولکول کوچک هیپوکسی، مدل‌های دیابت نوع ۱ و ۲ را نجات می‌دهد.

سان فرانسیسکو ۱۹ فوریه ۲۰۲۶

DOI: 10.1016/j.cmet.2026.01.019

منابع: Gladstone Institutes / Cell Metabolism