科学家发现高海拔环境为何对糖尿病有保护作用

格莱斯顿研究所的科学家们现在表示，他们已经找到了原因。他们的研究表明，在低氧环境中，红细胞开始从血液中吸收大量葡萄糖。实际上，在类似于世界最高峰的环境条件下，这些细胞的作用就像一个吸糖的海绵。

在发表于《细胞代谢》杂志的研究成果中，该团队证明，当氧气水平下降时，红细胞可以改变其新陈代谢。这种转变使得细胞在高原地区能更有效地将氧气输送到组织。同时，它降低了循环血糖，为糖尿病风险降低提供了一个潜在的解释。

资深作者Isha Jain博士，格莱斯顿研究所研究员、Arc研究所核心研究员及加州大学旧金山分校生物化学教授表示，这项研究解决了一个生理学上长期存在的问题。

Jain说："红细胞代表了一个隐藏的葡萄糖代谢区域，直到现在才被认识到。这一发现可能开启控制血糖的全新思路。"

红细胞被确定为葡萄糖储存库

Jain的实验室多年来一直研究缺氧（血液中氧气水平降低的术语）及其对新陈代谢的影响。在早期的实验中，她的团队注意到，暴露在低氧空气中的小鼠血糖水平显著降低。这些动物在进食后能迅速清除血液中的糖分，这通常与较低的糖尿病风险相关。然而，当研究人员检查主要器官以确定葡萄糖被消耗的部位时，他们并没有找到明确的答案。

Jain实验室的博士后学者、这项新研究的第一作者Yolanda Martí-Mateos博士说："当我们在缺氧状态下给小鼠喂糖时，糖几乎瞬间就从它们的血液中消失了。我们检查了肌肉、大脑、肝脏——所有可能的部位——但这些器官中没有任何一个能解释正在发生的情况。"

研究人员使用一种不同的成像方法发现，红细胞正是那个缺失的"葡萄糖储存库"，这意味着它们从循环系统中吸收并利用了大量的葡萄糖。这出乎意料，因为传统上红细胞被认为是简单的氧气携带者。

后续在小鼠身上进行的实验证实了这一发现。在低氧条件下，这些动物产生的红细胞总数增加，并且与正常氧气水平下形成的细胞相比，每个红细胞吸收的葡萄糖也更多。

为了揭示这种转变背后的分子细节，Jain的研究小组与科罗拉多大学安舒茨医学校区的Angelo D'Alessandro博士以及长期研究红细胞生物学的马里兰大学的Allan Doctor博士合作。

他们的工作表明，当氧气有限时，红细胞会利用葡萄糖产生一种有助于向组织释放氧气的分子。这个过程在氧气短缺时变得尤为重要。

D'Alessandro说："最让我惊讶的是这种效应的程度。红细胞通常被认为是被动的氧气携带者。然而，我们发现它们可以占全身葡萄糖消耗的相当大一部分，尤其是在缺氧条件下。"

对糖尿病治疗的意义

研究人员还发现，将小鼠恢复正常氧气水平后，长期缺氧带来的代谢益处可持续数周至数月。

随后，他们评估了HypoxyStat，这是一种由Jain实验室近期开发的、模拟低氧暴露影响的药物。HypoxyStat作为一种口服药片，其作用原理是使红细胞中的血红蛋白更紧密地结合氧气，从而限制输送到组织的氧气量。在糖尿病小鼠模型中，这种药物完全逆转了高血糖，并且效果优于现有治疗方法。

Jain说："这是HypoxyStat在治疗线粒体疾病之外的首批应用之一。它开启了一种从根本不同的角度思考糖尿病治疗的大门——即招募红细胞作为葡萄糖储存库。"

这些发现可能也适用于糖尿病以外的领域。D'Alessandro指出了其对于运动生理学以及创伤性损伤后病理性缺氧的潜在意义。创伤仍然是年轻人死亡的主要原因之一，红细胞生成和代谢的变化可能影响葡萄糖的可用性和肌肉功能。

Jain说："这仅仅是开始。关于整个身体如何适应氧气变化，以及我们如何利用这些机制来治疗一系列疾病，还有太多东西需要了解。"

研究详情与资金

这项题为《红细胞作为主要葡萄糖储存库改善高原地区葡萄糖耐受性》的研究于2026年2月19日发表在《细胞代谢》杂志上。作者包括格莱斯顿研究所的Yolanda Martí-Mateos、Ayush D. Midha、Will R. Flanigan、Tej Joshi、Helen Huynh、Brandon R. Desousa、Skyler Y. Blume、Alan H. Baik和Isha Jain；马里兰大学的Zohreh Safari、Stephen Rogers和Allan Doctor；以及科罗拉多大学安舒茨医学校的Shaun Bevers、Aaron V. Issaian和Angelo D'Alessandro。

资金由美国国立卫生研究院（DP5 DP5OD026398、R01 HL161071、R01 HL173540、R01HL146442、R01HL149714、DP5OD026398）、加州再生医学研究所、Dave Wentz、Hillblom基金会和W.M. Keck基金会提供。