Институт Гладстона 19 февраля 2026 года
Учёным давно известно, что у людей, живущих на большой высоте, где уровень кислорода ниже, диабет встречается реже, чем у тех, кто живёт ближе к уровню моря. Но механизм этой защиты оставался загадкой.
Теперь исследователи из Института Глэдстоуна объяснили причины этого явления. Они обнаружили, что в условиях низкого содержания кислорода, например на самых высоких горных вершинах мира, эритроциты действуют как «губки» для глюкозы.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Cell Metabolism, ученые показали, как эритроциты могут перестраивать свой метаболизм, чтобы поглощать сахар из кровотока. На большой высоте эта адаптация помогает клеткам эффективнее доставлять кислород к тканям по всему организму, а также снижает уровень сахара в крови.
По словам старшего автора исследования, научного сотрудника Института Глэдстоуна Иши Джайн, доктора философии, полученные результаты решают давнюю загадку физиологии.
"Эритроциты представляют собой скрытый механизм метаболизма глюкозы, который до сих пор не был изучен. Это открытие может открыть совершенно новые подходы к контролю уровня сахара в крови."
Иша Джейн, доктор философии, ведущий научный сотрудник Института Арк и профессор биохимии Калифорнийского университета в Сан-Франциско
Скрытый поглотитель глюкозы
Джейн много лет изучала, как низкий уровень кислорода в крови, так называемая гипоксия, влияет на здоровье и обмен веществ. В ходе предыдущего исследования ее команда заметила, что у мышей, дышавших воздухом с низким содержанием кислорода, уровень глюкозы в крови был значительно ниже, чем в норме. Это означало, что после еды животные быстро расходовали глюкозу, что характерно для людей с низким риском развития диабета. Но когда исследователи с помощью методов визуализации проследили за тем, куда уходит глюкоза, оказалось, что основные органы не могут ее усвоить.
«Когда мы давали мышам сахар в условиях гипоксии, он почти мгновенно исчезал из их крови, — говорит Иоланда Марти-Матеос, доктор философии, постдокторант в лаборатории Джайна и первый автор нового исследования. — Мы проверили мышцы, мозг, печень — все, что обычно проверяют, — но ничего в этих органах не могло объяснить происходящее».
Используя другой метод визуализации, ученые выяснили, что эритроциты были недостающим «поглотителем глюкозы» — так называют все, что поглощает и использует большое количество глюкозы из кровотока. Эритроциты, которые долгое время считались метаболически простыми клетками, казались маловероятными кандидатами на эту роль.
Однако дальнейшие эксперименты на мышах подтвердили, что эритроциты действительно поглощают глюкозу. В условиях низкого содержания кислорода у мышей не только вырабатывалось значительно больше эритроцитов, но и каждая клетка поглощала больше глюкозы, чем при нормальном уровне кислорода.
Чтобы понять молекулярные механизмы этого явления, команда Джайна сотрудничала с Анджело Д’Алессандро, доктором философии из Медицинского кампуса Аншутца при Университете Колорадо, и Алланом Доктором, доктором медицины из Мэрилендского университета. Доктор Доктор долгое время изучал функции эритроцитов.
Исследователи показали, как в условиях низкого содержания кислорода глюкоза используется эритроцитами для выработки молекулы, которая помогает клеткам высвобождать кислород в ткани. Этот процесс необходим в избытке при недостатке кислорода.
«Больше всего меня удивила масштабность эффекта, — говорит Д'Алессандро. — Обычно считается, что эритроциты — это пассивные переносчики кислорода. Однако мы обнаружили, что на их долю может приходиться значительная часть потребления глюкозы всем организмом, особенно при гипоксии».
Новый подход к лечению диабета
Далее ученые показали, что эффект от хронической гипоксии сохраняется в течение нескольких недель и даже месяцев после того, как уровень кислорода в организме мышей приходит в норму.
Они также протестировали HypoxyStat — препарат, недавно разработанный в лаборатории Джайна, который имитирует действие воздуха с низким содержанием кислорода. HypoxyStat — это таблетки, которые заставляют гемоглобин в эритроцитах прочнее связываться с кислородом, препятствуя его проникновению в ткани. Препарат полностью снижал уровень сахара в крови у мышей с диабетом, действуя даже лучше, чем существующие лекарства.
«Это одно из первых применений HypoxyStat не только при митохондриальных заболеваниях, — говорит Джайн. — Это открывает возможности для принципиально нового подхода к лечению диабета — за счет использования эритроцитов в качестве поглотителей глюкозы».
По словам Д’Алессандро, полученные результаты могут быть применимы не только к диабету, но и к физиологии физических нагрузок или патологической гипоксии после травм. Травмы остаются основной причиной смертности среди молодого населения, а изменения в уровне эритроцитов и метаболизме могут влиять на доступность глюкозы и работу мышц.
«Это только начало, — говорит Джайн. — Нам еще многое предстоит узнать о том, как весь организм адаптируется к изменениям в содержании кислорода и как мы можем использовать эти механизмы для лечения различных заболеваний».
Источник:
Институты Гладстона
Ссылка на журнал:
Марти-Матеос, И., и др. (2026). Эритроциты служат основным резервуаром глюкозы для повышения толерантности к глюкозе на большой высоте. Клеточный метаболизм. DOI: 10.1016/j.cmet.2026.01.019. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1550413126000185?via%3Dihub
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся