Ο αραιός αέρας των βουνών δεν επηρεάζει μόνο την αναπνοή. Σύμφωνα με νέα επιστημονικά δεδομένα, ενεργοποιεί έναν μηχανισμό που μπορεί να συμβάλλει στη ρύθμιση του σακχάρου στο αίμα.
Επιδημιολογικές μελέτες έχουν δείξει ότι οι πληθυσμοί που ζουν σε περιοχές με μεγάλο υψόμετρο εμφανίζουν χαμηλότερη συχνότητα εμφάνισης διαβήτη σε σύγκριση με όσους ζουν στο επίπεδο της θάλασσας. Παρότι η συσχέτιση αυτή ήταν καλά τεκμηριωμένη, η βιολογική της βάση παρέμενε ασαφής. Ερευνητές από τα Gladstone Institutes υποστηρίζουν πλέον ότι εντόπισαν τον μηχανισμό πίσω από αυτό το φαινόμενο. Σύμφωνα με τα ευρήματά τους, σε περιβάλλον χαμηλού οξυγόνου τα ερυθρά αιμοσφαίρια αρχίζουν να απορροφούν σημαντικές ποσότητες γλυκόζης από την κυκλοφορία του αίματος, λειτουργώντας ως βασικός μεταβολικός αποδέκτης της.
Ο ρόλος των ερυθρών αιμοσφαιρίων
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Cell Metabolism, δείχνει ότι τα ερυθρά αιμοσφαίρια δεν είναι απλώς φορείς οξυγόνου, όπως θεωρούνταν μέχρι σήμερα. Όταν τα επίπεδα οξυγόνου μειώνονται, τα κύτταρα αυτά προσαρμόζουν τον μεταβολισμό τους με τρόπο που αφενός βελτιώνει την οξυγόνωση των ιστών και αφετέρου μειώνει τη γλυκόζη που κυκλοφορεί στο αίμα. Η επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, IshaJain, PhD, ερευνήτρια στα Gladstone Institutes και καθηγήτρια βιοχημείας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Φρανσίσκο, σημειώνει ότι τα ευρήματα απαντούν σε ένα διαχρονικό ερώτημα της φυσιολογίας.«Τα ερυθρά αιμοσφαίρια αποτελούν ένα ακόμη σημείο μεταβολισμού της γλυκόζης που μέχρι σήμερα δεν είχε ληφθεί επαρκώς υπόψη», αναφέρει. «Αυτό αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε τον έλεγχο του σακχάρου στο αίμα».
Τι έδειξαν τα πειράματα
Η ερευνητική ομάδα μελετά εδώ και χρόνια την υποξία και τις επιδράσεις της στον μεταβολισμό. Σε προηγούμενα πειράματα είχε παρατηρηθεί ότι ποντίκια που εκτίθεντο σε χαμηλά επίπεδα οξυγόνου εμφάνιζαν εντυπωσιακή μείωση της γλυκόζης στο αίμα, ιδιαίτερα μετά τη λήψη τροφής.Όταν οι ερευνητές ανέλυσαν τη χρήση της γλυκόζης στα κύρια όργανα, όπως ο εγκέφαλος, οι μύες και το ήπαρ, δεν εντόπισαν επαρκή εξήγηση.«Η γλυκόζη εξαφανιζόταν από την κυκλοφορία πολύ πιο γρήγορα απ’ ό,τι θα περιμέναμε», εξηγεί η Yolanda Martí-Mateos, PhD, πρώτη συγγραφέας της μελέτης. «Τα κλασικά μεταβολικά όργανα δεν μπορούσαν να δικαιολογήσουν αυτό το εύρημα».
Η απάντηση βρέθηκε όταν χρησιμοποιήθηκαν εναλλακτικές απεικονιστικές τεχνικές. Τα ερυθρά αιμοσφαίρια αποδείχθηκαν ο κύριος απορροφητής γλυκόζης σε συνθήκες υποξίας, κάτι που μέχρι σήμερα δεν θεωρούνταν πιθανό. Περαιτέρω πειράματα έδειξαν ότι σε χαμηλό οξυγόνο τα ποντίκια παράγουν περισσότερα ερυθρά αιμοσφαίρια, ενώ κάθε κύτταρο απορροφά μεγαλύτερη ποσότητα γλυκόζης σε σχέση με φυσιολογικές συνθήκες.
Ο μοριακός μηχανισμός
Για να κατανοήσουν πώς ακριβώς συμβαίνει αυτή η μεταβολική αλλαγή, οι ερευνητές συνεργάστηκαν με ειδικούς στη βιολογία των ερυθρών αιμοσφαιρίων από πανεπιστήμια των ΗΠΑ. Η ανάλυση έδειξε ότι όταν το οξυγόνο είναι περιορισμένο, τα ερυθρά αιμοσφαίρια χρησιμοποιούν τη γλυκόζη για την παραγωγή μορίων που διευκολύνουν την απελευθέρωση οξυγόνου στους ιστούς. Η διαδικασία αυτή είναι κρίσιμη για την επιβίωση σε περιβάλλοντα με χαμηλή οξυγόνωση.«Το μέγεθος της επίδρασης ήταν απρόσμενο», σημειώνει ο Angelo D’Alessandro, PhD, από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο. «Διαπιστώσαμε ότι τα ερυθρά αιμοσφαίρια μπορούν να καλύπτουν σημαντικό μέρος της συνολικής κατανάλωσης γλυκόζης του οργανισμού, ειδικά σε συνθήκες υποξίας».
Τι σημαίνουν τα ευρήματα για τον διαβήτη
Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα ευρήματα της μελέτης είναι ότι τα μεταβολικά οφέλη της υποξίας διατηρούνται για εβδομάδες ή και μήνες, ακόμη και μετά την επιστροφή σε φυσιολογικά επίπεδα οξυγόνου.Οι ερευνητές δοκίμασαν επίσης ένα πειραματικό φάρμακο που αναπτύχθηκε στο εργαστήριο της Jain και μιμείται με ελεγχόμενο τρόπο τη φυσιολογική υποξία του υψομέτρου. Το φάρμακο λαμβάνεται από το στόμα και τροποποιεί τη δέσμευση οξυγόνου από την αιμοσφαιρίνη. Στα πειραματόζωα που το έλαβαν, το νέο αυτό μόριο ανέστρεψε πλήρως την υπεργλυκαιμία και εμφάνισε καλύτερα αποτελέσματα σε σύγκριση με καθιερωμένες θεραπείες. «Πρόκειται για μια εντελώς διαφορετική προσέγγιση στη θεραπεία του διαβήτη», σημειώνει η Jain. «Αντί να στοχεύουμε αποκλειστικά τα όργανα, αξιοποιούμε τα ερυθρά αιμοσφαίρια ως ενεργό ρυθμιστή της γλυκόζης».
Πέρα από τον διαβήτη
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι τα ευρήματα μπορεί να έχουν εφαρμογές και σε άλλα πεδία, όπως η φυσιολογία της άσκησης ή οι καταστάσεις παθολογικής υποξίας μετά από σοβαρούς τραυματισμούς. Δεδομένου ότι οι τραυματισμοί παραμένουν κύρια αιτία θανάτου σε νεαρά άτομα, η κατανόηση του ρόλου των ερυθρών αιμοσφαιρίων στον μεταβολισμό της γλυκόζης θα μπορούσε να αποδειχθεί κρίσιμη. «Βρισκόμαστε ακόμη στην αρχή», καταλήγει η Jain. «Η προσαρμογή του οργανισμού στο οξυγόνο κρύβει μηχανισμούς που μόλις αρχίζουμε να κατανοούμε».
