Po desetiletí badatelé pozorovali zajímavý biologický vzorec: populace žijící ve vysokohorských oblastech, jako jsou Andy nebo Himaláje, mají výrazně nižší výskyt cukrovky. Ačkoli spojení mezi řídkým vzduchem a metabolickým zdravím bylo dobře zdokumentováno, biologické „proč“ zůstalo záhadou.
Nový výzkum naznačuje, že odpověď neleží v plicích nebo slinivce, ale v našich červených krvinkách.
Záhada mizející glukózy
Studie začala vzorem pozorovaným u myší. Když byly myši vystaveny hypoxii – což je stav, kdy je hladina kyslíku v těle nedostatečná – zaznamenaly myši znatelný pokles hladiny glukózy v krvi.
Vědci se původně domnívali, že je to způsobeno tím, že svaly a orgány spotřebovávají více cukru, aby kompenzovaly nedostatek kyslíku. Data skenování však odhalila nesrovnalost: glukóza zmizela z krevního oběhu, ale nebyla detekována v hlavních orgánech. To naznačovalo, že cukr je absorbován něčím úplně jiným – totiž buňkami, které cirkulují v samotné krvi.
Červené krvinky: noví konzumenti glukózy v těle
K ověření této hypotézy provedl tým výzkumníků pod vedením biochemičky Isha Jain z Gladstone Institutes a University of California, San Francisco (UCSF) sérii kontrolovaných experimentů. Manipulací s počtem červených krvinek našli přímou souvislost mezi jejich objemem a regulací hladiny cukru v krvi:
- Test odstranění: Když výzkumníci odstranili přebytečné červené krvinky z myší vystavených podmínkám s nízkým obsahem kyslíku, účinek snižující hladinu glukózy zmizel.
- Transfuzní test: Když myši dostaly za normálních podmínek kyslíku navíc červené krvinky, jejich hladina cukru v krvi klesla.
Studie ukázala, že červené krvinky produkované za hypoxických podmínek procházejí strukturální a funkční transformací. Tyto „nové“ buňky obsahují přibližně dvakrát více proteinu GLUT1 (který slouží jako vstupní protein pro glukózu) a spotřebují přibližně třikrát více cukru než standardní buňky.
Chytrý evoluční kompromis
Není to jen o palivu; jde o přežití. Vědci zjistili, že tyto specializované červené krvinky přeměňují glukózu na specifickou molekulu, která se váže na hemoglobin.
Tento proces vytváří složitou zpětnovazební smyčku: glukóza se používá k tomu, aby pomohla hemoglobinu efektivněji přenášet kyslík do tělesných tkání. V podstatě tělo obětuje cukr, aby zajistilo, že životně důležité orgány dostanou dostatek kyslíku, když je kyslíku nedostatek. Jedná se o evolučně pevně zavedený mechanismus – vestavěná taktika přežití navržená k optimalizaci dodávky kyslíku v řídkém vzduchu.
Od vysočiny k farmakologii: perspektivy do budoucna
Význam tohoto objevu daleko přesahuje biologii vysočiny. Pokud se podaří tělo oklamat, aby napodobilo tyto metabolické změny, mohlo by to vést ke zcela nové léčbě cukrovky.
Výzkumný tým dokonce testoval experimentální sloučeninu s názvem HypoxyStat. Tento lék napodobuje hypoxii změnou způsobu, jakým se hemoglobin váže na kyslík. U myší pomáhal regulovat hladinu cukru v krvi a stimuloval přirozenou reakci těla na nedostatek kyslíku.
“Tato práce zdůrazňuje důležitou roli, kterou mohou hrát červené krvinky při regulaci cukrovky,” řekla hlavní autorka studie Isha Jainová. “Toto je koncept, na který bychom se měli v budoucnu zaměřit.”
Pozor: Navzdory slibným výsledkům u myší odborníci varují, že je potřeba mnohem více testování. Přechod od zvířecích modelů ke klinickým studiím na lidech je hlavní překážkou a bezpečnost napodobování nedostatku kyslíku pomocí léků zůstává kritickým problémem pro budoucí výzkum.
Závěr
Odhalením mechanismu, kterým červené krvinky spotřebovávají glukózu, aby usnadnily transport kyslíku, vědci identifikovali potenciální novou metabolickou cestu. Tento objev posouvá těžiště výzkumu diabetu směrem k buněčné mechanice krve a nabízí naději na léčbu, která napodobuje přirozené ochranné účinky vysoké nadmořské výšky.
