Proč lidé žijící ve vysokohorském prostředí trpí méně často diabetem? Odpověď nabízejí experimenty na myších

Na první pohled to zní překvapivě: lidé žijící ve vysokých nadmořských výškách – například v Andách nebo Himálaji – mají dlouhodobě nižší výskyt diabetu. Vědci si této souvislosti všimli už dříve, ale chybělo jasné vysvětlení. V roce 2023 vědci objevili něco podobného u myší. Vystavení prostředí s nižším obsahem kyslíku vedlo u hlodavců k poklesu hladiny glukózy v krvi. Ani v tomto případě ale nebylo zřejmé, jak to funguje.

Nová studie, kterou uveřejnil vědecký časopis Cell Metabolism, nyní přináší možné vysvětlení: podle Ishy Jainové z Kalifornské univerzity v San Franciscu může být klíčem prostředí s nízkým obsahem kyslíku a nečekaná role červených krvinek.

Červené krvinky jsou známé především tím, že přenášejí kyslík pomocí hemoglobinu. Nový výzkum ale ukazuje, že mají i další, překvapivou funkci: mohou aktivně pomáhat regulovat hladinu glukózy v krvi. V prostředí s nízkým obsahem kyslíku totiž červené krvinky začnou ve větší míře „nasávat“ glukózu z krve. Tu následně přeměňují na molekulu, která pomáhá hemoglobinu uvolňovat kyslík do tkání efektivněji. Tělo si tak pomáhá dvojím způsobem – zlepšuje zásobení kyslíkem a zároveň snižuje hladinu krevního cukru.

Myši na horách

Aby vědci tuto hypotézu otestovali, vystavili myši prostředí s nízkým obsahem kyslíku (pouze 8 %, což odpovídá vysokým nadmořským výškám). Kontrolní skupina dýchala běžný vzduch s 21 % kyslíku.

Po uplynutí několika týdnů dostaly myši obou skupin injekce glukózy a vědci průběžně sledovali, jak se v jejich krvi u nich mění hladina glukózy. Ukázalo se, že u myší v simulovaném vysokohorském prostředí se po vpíchnutí glukózy objevil v porovnání s myšmi v normálním prostředí jen malý peak glukózy a její hladina se rychle vrátila na původní úroveň. Pozoruhodné bylo, že tento příznivý vliv vydržel ještě celé týdny poté, co se myši vrátily do normálního prostředí.

Vědci zjistili, že v myších vystavených prostředí s nízkým obsahem kyslíku dochází k intenzivní přeměně glukózy mechanismem glykolýzy na látku 2,3-bisfosfoglycerát, která se váže na hemoglobin a ovlivňuje transport kyslíku červenými krvinkami. Za podmínek s nedostatkem kyslíku tělo potřebuje větší množství této látky a spotřebuje tím více glukózy. V budoucnu bychom to mohli využít při léčbě nebo i prevenci diabetu.

Od evolučního triku k léčbě budoucnosti

Z širšího pohledu dává tento mechanismus smysl. V prostředí s nedostatkem kyslíku se tělo snaží maximalizovat jeho využití – a zároveň optimalizuje metabolismus. Organismus reaguje zvýšenou produkcí hormonu erytropoetinu, který stimuluje tvorbu červených krvinek v kostní dřeni. Více krvinek znamená lepší transport kyslíku – a podle nové studie také vyšší schopnost odstraňovat glukózu z krve. Právě tento princip využívají i vrcholoví sportovci, kteří trénují ve vysokých nadmořských výškách, aby zlepšili okysličení tkání a výkonnost.

Objev otevírá zajímavé možnosti pro budoucí medicínu. Vědci například testovali experimentální látku HypoxyStat, která napodobuje účinky hypoxie tím, že ovlivňuje vazbu kyslíku na hemoglobin. Myšlenka je jednoduchá: pokud by šlo „oklamat“ tělo, aby se chovalo jako ve vysoké nadmořské výšce, mohlo by to zvýšit aktivitu červených krvinek a tím snížit hladinu cukru v krvi.

Zatím je však výzkum v rané fázi a případné využití u lidí je ještě vzdálené. Přesto jde o zásadní posun v uvažování: místo zaměření na inzulin nebo svaly se pozornost obrací k červeným krvinkám jako aktivním hráčům v regulaci metabolismu.