Vivir a gran altura parece proteger contra la diabetes y los científicos finalmente han descubierto la razón. Cuando los niveles de oxígeno bajan, los glóbulos rojos cambian a un nuevo modo metabólico y absorben grandes cantidades de glucosa de la sangre.
Esto ayuda al cuerpo a hacer frente al aire y al mismo tiempo reduce los niveles de azúcar en sangre. Un fármaco que recrea este efecto revirtió la diabetes en ratones, lo que sugiere una nueva y poderosa estrategia de tratamiento.
Durante años, los investigadores han observado que las personas que viven en zonas elevadas, donde el oxígeno es escaso, tienden a desarrollar diabetes con menos frecuencia que las que viven al nivel del mar. Aunque la tendencia estaba bien documentada, la explicación biológica detrás de ella no estaba clara.
Los científicos de los Institutos Gladstone ahora dicen que han identificado la razón. Su investigación muestra que en ambientes con poco oxígeno, los glóbulos rojos comienzan a absorber grandes cantidades de glucosa del torrente sanguíneo.
De hecho, las células actúan como esponjas de azúcar en condiciones similares a las que se encuentran en las montañas más altas del mundo.
En hallazgos publicados en Cell Metabolism, el equipo demostró que los glóbulos rojos pueden alterar su metabolismo cuando bajan los niveles de oxígeno.
Este cambio permite que las células entreguen oxígeno a los tejidos de manera más eficiente a gran altura. Al mismo tiempo, reduce el azúcar en sangre circulante, lo que ofrece una posible explicación para la reducción del riesgo de diabetes.
Según la autora principal Isha Jain, PhD, investigadora de Gladstone, investigadora principal del Arc Institute y profesora de bioquímica en la UC San Francisco, el estudio resuelve una cuestión de larga data en fisiología.
“Los glóbulos rojos representan un compartimento oculto del metabolismo de la glucosa que no se había apreciado hasta ahora. Este descubrimiento podría abrir formas completamente nuevas de pensar en el control del azúcar en sangre”, afirma Jain.
Glóbulos rojos identificados como un sumidero de glucosa
El laboratorio de Jain ha pasado años estudiando la hipoxia, el término para los niveles reducidos de oxígeno en la sangre, y sus efectos sobre el metabolismo. En experimentos anteriores, su equipo notó que los ratones expuestos a aire con poco oxígeno tenían niveles de glucosa en sangre drásticamente más bajos.
Los animales eliminaron rápidamente el azúcar de su torrente sanguíneo después de comer, lo que generalmente está relacionado con un menor riesgo de diabetes. Sin embargo, cuando los investigadores examinaron los órganos principales para determinar dónde se estaba utilizando la glucosa, no encontraron una respuesta clara.
“Cuando les dimos azúcar a los ratones en hipoxia, desapareció de su torrente sanguíneo casi instantáneamente”, dice Yolanda Marti-Mateos, PhD, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Jain y primera autora del nuevo estudio. “Observamos los músculos, el cerebro y el hígado, todos los sospechosos habituales, pero nada en estos órganos podía explicar lo que estaba sucediendo”.
Utilizando un método de imagen diferente, los investigadores descubrieron que los glóbulos rojos servían como el “sumidero de glucosa” faltante, lo que significa que estaban absorbiendo y utilizando cantidades significativas de glucosa de la circulación.
Esto fue inesperado porque tradicionalmente se ha considerado a los glóbulos rojos como simples portadores de oxígeno.
Los experimentos posteriores en ratones confirmaron el hallazgo. En condiciones de bajo oxígeno, los animales produjeron más glóbulos rojos en general y cada célula individual absorbió más glucosa en comparación con las células formadas en niveles normales de oxígeno.
Para descubrir los detalles moleculares detrás de este cambio, el grupo de Jain se asoció con Angelo D`Alessandro, PhD, del Campus Médico Anschutz de la Universidad de Colorado, y Allan Doctor, MD, de la Universidad de Maryland, quien ha estudiado durante mucho tiempo la biología de los glóbulos rojos.
Su trabajo demostró que cuando el oxígeno es limitado, los glóbulos rojos utilizan la glucosa para generar una molécula que ayuda a liberar oxígeno a los tejidos. Este proceso se vuelve especialmente importante cuando hay escasez de oxígeno.
“Lo que más me sorprendió fue la magnitud del efecto”, dice D`Alessandro. “Por lo general, se piensa que los glóbulos rojos son portadores pasivos de oxígeno. Sin embargo, descubrimos que pueden representar una fracción sustancial del consumo de glucosa de todo el cuerpo, especialmente en condiciones de hipoxia”.
Implicaciones para el tratamiento de la diabetes
Los investigadores también encontraron que los beneficios metabólicos de la hipoxia prolongada duraron semanas o meses después de que los ratones recuperaron sus niveles normales de oxígeno.
Luego evaluaron HypoxyStat, un fármaco desarrollado recientemente en el laboratorio de Jain que imita una baja exposición al oxígeno. HypoxyStat se toma en forma de pastilla y actúa haciendo que la hemoglobina de los glóbulos rojos se una más estrechamente al oxígeno, lo que limita la cantidad que llega a los tejidos. En modelos de diabetes en ratones, el medicamento revirtió por completo los niveles altos de azúcar en sangre y superó a los tratamientos existentes.
“Este es uno de los primeros usos de HypoxyStat más allá de la enfermedad mitocondrial”, dice Jain. “Abre la puerta a pensar en el tratamiento de la diabetes de una manera fundamentalmente diferente: reclutando glóbulos rojos como sumideros de glucosa”.
Los hallazgos también pueden aplicarse más allá de la diabetes. D`Alessandro señala la posible relevancia para la fisiología del ejercicio y la hipoxia patológica después de una lesión traumática. El trauma sigue siendo una de las principales causas de muerte entre las personas más jóvenes, y los cambios en la producción y el metabolismo de los glóbulos rojos podrían afectar la disponibilidad de glucosa y el rendimiento muscular.
“Esto es sólo el comienzo. Todavía hay mucho que aprender sobre cómo todo el cuerpo se adapta a los cambios en el oxígeno y cómo podríamos aprovechar estos mecanismos para tratar una variedad de afecciones”, dice Jain.
Esta historia proviene de un feed sindicado de terceros, agencias. Mid-day no acepta ninguna responsabilidad por la confiabilidad, confiabilidad y datos del texto. Mid-day Management/mid-day.com se reserva el derecho exclusivo de alterar, eliminar o eliminar (sin previo aviso) el contenido a su absoluta discreción por cualquier motivo.
