Почему жизнь в горах снижает уровень сахара в крови и при чём тут гипоксия

Люди, живущие высоко в горах, заметно реже страдают от диабета второго типа — это медицинский факт, известный почти сто лет. Но объяснить, почему именно разреженный горный воздух улучшает усвоение сахара, учёные не могли. Новое исследование Gladstone Institutes, опубликованное в журнале Cell Metabolism, наконец нашло ответ — и он открывает путь к принципиально новому подходу в лечении диабета. И это особенно важно сейчас, ведь диабет стремительно распространяется по всему миру.

Высокогорные поселения в Андах — именно здесь учёные впервые заметили связь между высотой и уровнем сахара в крови

Что такое диабет 2 типа и как он повышает уровень сахара в крови

Чтобы понять, почему открытие так важно, стоит напомнить, как работает диабет второго типа. В норме после еды уровень глюкозы (сахара) в крови повышается, а гормон инсулин помогает клеткам мышц, жира и печени «забрать» этот сахар из кровотока и использовать как топливо.

При диабете второго типа клетки перестают нормально реагировать на инсулин — сахар остаётся в крови, повреждает сосуды, нервы и органы. Опасны и сами скачки сахара в крови, которые бьют не только по сосудам, но и по обмену веществ.

Всё современное лечение диабета второго типа строится вокруг одной идеи: заставить клетки лучше реагировать на инсулин или увеличить его выработку. Но что, если есть совершенно другой путь убрать лишний сахар из крови — без инсулина вообще?

Почему в горах снижается сахар в крови: влияние гипоксии

История началась ещё в 1935 году, когда Гарвардская лаборатория усталости (Harvard Fatigue Laboratory) отправила экспедицию в горы Чили. Исследователи изучали, как высота и нехватка кислорода — гипоксия — влияют на организм. Среди прочего они обнаружили две вещи: на высоте у людей активнее вырабатываются эритроциты (красные кровяные клетки), а толерантность к глюкозе улучшается. Проще говоря, организм начинал быстрее убирать сахар из крови.

Сам по себе этот эффект не выглядит фантастикой: есть данные, что умеренная гипоксия бывает полезной для организма.

Это наблюдение подтверждалось в десятках последующих исследований. Но механизм оставался загадкой. Логичное объяснение — что сахар просто быстрее уходит в мышцы и жировую ткань — не подтвердилось. Когда исследователи из Gladstone Institutes провели ПЭТ/КТ-сканирование мышей в условиях гипоксии, 70% исчезнувшей из крови глюкозы просто не обнаружилось ни в мышцах, ни в мозге, ни в печени.

«Когда мы давали мышам сахар в условиях гипоксии, он почти мгновенно исчезал из их крови, — рассказывает Йоланда Марти-Матеос, первый автор исследования. — Мы исследовали мышцы, мозг, печень — все органы, которые обычно проверяют, — но ни в одном из них не нашли ничего, что могло бы объяснить происходящее».

Как эритроциты снижают сахар в крови при нехватке кислорода

Разгадка оказалась, что называется, на виду. Сахар поглощали сами эритроциты — те самые красные кровяные клетки, которых на высоте становится больше.

Вот как это работает. Эритроциты — необычные клетки: у них нет митохондрий (внутренних «электростанций»), поэтому они не могут использовать кислород для получения энергии. Единственное топливо эритроцитов — глюкоза. В обычных условиях они потребляют её умеренно. Но когда кислорода в воздухе мало, эритроциты переключают свой метаболизм и начинают поглощать глюкозу в разы активнее.

Эритроциты в условиях гипоксии начинают активно поглощать глюкозу из крови

Зачем им столько сахара? Чтобы произвести молекулу под названием 2,3-ДФГ (2,3-дифосфоглицерат). Эта молекула заставляет гемоглобин — белок, который переносит кислород, — слабее «держаться» за кислород. Благодаря этому кислород легче отделяется от эритроцитов и попадает в ткани, которые в нём остро нуждаются.

Получается красивая цепочка: мало кислорода → эритроциты потребляют больше глюкозы → производят 2,3-ДФГ → гемоглобин отдаёт кислород тканям эффективнее. А побочный эффект этого процесса — снижение уровня сахара в крови. Представьте, что эритроциты работают как губки для сахара, и чем меньше кислорода вокруг, тем активнее они впитывают.

Может ли жизнь в горах и гипоксия заменить лечение диабета второго типа

Само по себе понимание механизма — это интересная фундаментальная наука. Но исследователи пошли дальше и проверили, можно ли использовать этот эффект для лечения диабета.

В эксперименте мышам с диабетом создавали условия гипоксии. Кроме того, учёные применили препарат HypoxyStat, разработанный в Gladstone Institutes, который имитирует гипоксию на клеточном уровне — без необходимости подниматься в горы или дышать разреженным воздухом. В обоих случаях повышенный уровень сахара в крови у диабетических мышей возвращался к норме.

HypoxyStat изначально создавался для борьбы с митохондриальными заболеваниями, такими как синдром Ли (тяжёлое наследственное нейродегенеративное заболевание). Но теперь исследователи видят в нём потенциальное средство против диабета.

«Это одно из первых применений HypoxyStat за пределами митохондриальных заболеваний, — говорит старший автор исследования Иша Джейн. — Оно открывает дверь к принципиально иному подходу к лечению диабета — использованию эритроцитов как поглотителей глюкозы».

Препарат HypoxyStat пока тестируется только на мышах, но результаты обнадёживают

А если вы не живёте высоко-высоко в горах, вот простой продукт для снижения сахара, который часто недооценивают.

Как гипоксия влияет на диабет: доказанные факты и гипотезы

Важно понимать границы этого открытия. Вот что подтверждено:

• Механизм снижения сахара при гипоксии связан именно с эритроцитами, а не с мышцами или печенью.
• Эритроциты в условиях нехватки кислорода переключают метаболизм и потребляют значительно больше глюкозы.
• Препарат HypoxyStat снижает уровень сахара у мышей с диабетом до нормы.

А вот чего пока нет:

• Клинических испытаний на людях — все результаты получены на мышах.
• Данных о долгосрочной безопасности имитации гипоксии для организма.
• Понимания, как этот подход будет сочетаться с существующей терапией диабета.

А вы уже подписаны на наш канал в MAX? Если нет, самое время это сделать!

Это раннее, но убедительное исследование, которое меняет само представление о том, что в организме убирает лишний сахар. До сих пор все смотрели на мышцы, жир и печень. Оказалось, что у нас в крови циркулируют триллионы маленьких «губок для глюкозы», и их можно научить работать активнее.

Если дальнейшие исследования подтвердят эффективность и безопасность этого подхода для людей, речь может идти о появлении совершенно нового класса препаратов от диабета — не усиливающих инсулин, а «включающих» эритроциты. Для сотен миллионов людей с диабетом второго типа по всему миру это было бы настоящим прорывом. Но пока — только многообещающим началом пути. Кстати, это не первый случай, когда наука ищет неожиданные пути: раньше диабет уже пытались лечить при помощи глистов.