高海拔為何能預防糖尿病

生活在高海拔地區似乎能預防糖尿病，科學家們終於發現了其中的原因。當氧氣含量下降時，紅細胞會切換到一種新的代謝模式，從血液中吸收大量葡萄糖。這有助於身體適應稀薄的空氣，同時也能降低血糖水平。一種能夠重現這種效應的藥物逆轉了小鼠的糖尿病，這預示著一種強有力的新治療策略。

多年來，研究人員觀察到，居住在高海拔、氧氣稀少地區的人們患糖尿病的幾率低於居住在海平麵地區的人們。盡管這一趨勢已被充分證實，但其背後的生物學機製尚不明確。

格萊斯頓研究所的科學家們現在表示，他們已經找到了原因。他們的研究表明，在低氧環境中，紅細胞會開始從血液中吸收大量葡萄糖。實際上，在類似於世界最高峰的條件下，這些細胞就像糖海綿一樣。

發表於《細胞代謝》雜誌的研究團隊發現，當氧氣水平下降時，紅細胞可以改變其代謝方式。這種轉變使紅細胞在高海拔地區能夠更有效地向組織輸送氧氣。同時，它還能降低血液中的血糖水平，這或許可以解釋糖尿病風險降低的原因。

據資深作者、加州大學舊金山分校 伊莎·賈恩博士稱，該研究解決了生理學中一個長期存在的問題。

“紅細胞代表著葡萄糖代謝中一個此前未被充分認識的隱秘環節，”賈恩說。“這項發現可能會為我們理解如何控製血糖開辟全新的途徑。”

紅細胞被認為是葡萄糖的吸收器

賈恩的實驗室多年來一直致力於研究低氧症（即血液中氧氣含量降低）及其對新陳代謝的影響。在早期的實驗中，她的團隊注意到，暴露於低氧空氣中的小鼠血糖水平顯著降低。這些動物進食後能迅速清除血液中的糖分，這通常與降低糖尿病風險相關。然而，當研究人員檢查主要器官以確定葡萄糖的用途時，卻未能找到明確的答案。

“當我們給缺氧的小鼠喂食糖分時，糖分幾乎立刻就從它們的血液中消失了，”該研究的第一作者說。“我們檢查了肌肉、大腦、肝髒——所有常見的疑似器官——但這些器官中的任何東西都無法解釋所發生的事情。”

研究人員利用另一種成像方法發現，紅細胞扮演著缺失的“葡萄糖儲存庫”的角色，這意味著它們能夠從血液循環中吸收並利用大量的葡萄糖。這出乎意料，因為人們傳統上認為紅細胞僅僅是氧氣載體。

後續的小鼠實驗證實了這一發現。在低氧條件下，小鼠產生的紅細胞總數更多，而且與正常氧水平下形成的細胞相比，每個紅細胞吸收的葡萄糖也更多。

“最令我驚訝的是這種效應的程度，”達曆山德羅說。“人們通常認為紅細胞是被動的氧氣載體。然而，我們發現它們可以消耗全身相當一部分葡萄糖，尤其是在缺氧的情況下。”

對糖尿病治療的影響

研究人員還發現，小鼠恢複正常氧氣水平後，長期缺氧帶來的代謝益處可持續數周至數月。

隨後，他們評估了HypoxyStat，這是Jain實驗室近期研發的一種模擬低氧環境的藥物。HypoxyStat以藥片形式服用，其作用機製是使紅細胞中的血紅蛋白更緊密地結合氧氣，從而限製輸送到組織的氧氣量。在糖尿病小鼠模型中，該藥物完全逆轉了高血糖，並且療效優於現有療法。

“這僅僅是個開始，”賈恩說。“關於整個身體如何適應氧氣變化，以及我們如何利用這些機製來治療一係列疾病，我們還有很多東西需要學習。”

紅細胞作為主要的葡萄糖儲存庫，可改善高海拔地區的葡萄糖耐量”，2026年2月19日《細胞代謝》