С 1927 по 1947 год Harvard Fatigue Laboratory в Кембридже изучала влияние различных стрессовых воздействий на организм человека. Именно в этой лаборатории зародилась современная спортивная физиология. Одним из направлений её работы — в первую очередь для помощи лётчикам Второй мировой войны — было исследование воздействия на человека условий большой высоты над уровнем моря.
В ходе Международной высокогорной экспедиции в Чили в 1935 году её сотрудники обнаружили, что при гипоксии (недостатке кислорода в крови) у человека усиливается выработка эритроцитов и возрастает толерантность к глюкозе. В последующих экспериментах с моделированием высокогорных условий выяснилось, что способность гемоглобина в эритроцитах связывать кислород ослабевает.
Далее этот эффект неоднократно подтверждался, но было неясно, почему нехватка кислорода на большой высоте усиливает толерантность организма к глюкозе, что уменьшает риск развития диабета, например, у жителей высокогорья.
Теперь, благодаря недавнему исследованию, проведённому в Gladstone Institutes и опубликованному в журнале Cell Metabolism, картина прояснилась. Оказалось, что ключ к разгадке таился в тех самых эритроцитах, возрастание числа которых наблюдали учёные во время экспедиции в Чили много лет назад.
Исчезающая глюкоза
В ходе предшествующего исследования учёные Gladstone Institutes продемонстрировали, что у мышей, помещённых в разрежённую среду, концентрация глюкозы в крови заметно уменьшалась, но причина такого явления оставалась загадкой.
Наиболее логичным объяснением казалось то, что под действием инсулина она быстрее поступала в мышечные и жировые клетки, но когда мышей исследовали с помощью позитронно-эмиссионной и компьютерной томографии, выяснилось, что 70% исчезнувшей из кровотока глюкозы так и не удалось обнаружить ни там, ни там.
«Когда в условиях гипоксии мы давали мышам сахар, он исчезал из их крови почти мгновенно, — говорит Йоланда Марти-Матеос, первый автор нового исследования. — Мы искали его в мышцах, мозге, печени, но безуспешно».
Подпишитесь на нас, где вам удобнее: МАХ или VK или ОК
В результате нынешней работы учёным удалось эту тайну раскрыть. Оказалось, что при гипоксии эритроциты впитывают глюкозу буквально как губка. Глюкоза для них — единственный источник энергии, поскольку у них нет митохондрий, использующих кислород для получения энергии.
При недостатке кислорода они меняют свой метаболизм и начинают потреблять больше глюкозы, что приводит к образованию молекулы под названием 2,3-DPG (2,3-дифосфоглицерат), которая ослабляет связь гемоглобина с кислородом внутри эритроцитов. В результате кислород легче высвобождается и поступает к нуждающимся в нём тканям.
Высокогорье в таблетке
Получается, что в условиях гипоксии эритроциты делают всё возможное, чтобы доставить в ткани организма как можно больше кислорода, а топливом для этого процесса служит глюкоза. Таким образом побочным эффектом усиления транспорта кислорода становится падение концентрации глюкозы в крови, а это можно использовать для лечения диабета.
На следующем этапе эксперимента учёные имитировали условия гипоксии для мышей-диабетиков, введя им препарат собственной разработки, и повышенный уровень сахара в крови вернулся в норму.
Надо знать: Пять важных нутриентов, содержащихся только в мясе
Изначально их препарат создавался для борьбы с митохондриальными заболеваниями, такими как синдром Лея, но теперь учёные полагают, что он может найти своё применение и в борьбе с диабетом в качестве совершенно нового инструмента — эритроцитов в роли поглотителей глюкозы.
Перевод: Виктор Трибунский
Источник