Ao longo dos anos, os investigadores descobriram que as pessoas que vivem em grandes altitudes, onde o oxigénio é escasso, têm menos probabilidade de desenvolver diabetes do que aquelas que vivem ao nível do mar. Embora a tendência tenha sido bem documentada, a explicação biológica por trás dela não era clara.
Cientistas do Instituto Gladstone dizem agora ter identificado a causa. A sua investigação mostra que num ambiente com baixo teor de oxigénio, os glóbulos vermelhos começam a absorver grandes quantidades de glicose da corrente sanguínea. Na verdade, as células agem como esponjas de açúcar nas condições encontradas nas montanhas mais altas do mundo.
Em resultados publicados Metabolismo celularA equipe mostrou que os glóbulos vermelhos podem alterar seu metabolismo quando os níveis de oxigênio caem. Essa mudança permite que as células forneçam oxigênio aos tecidos com mais eficiência em altitudes mais elevadas. Ao mesmo tempo, reduz o açúcar no sangue circulante, o que fornece uma possível explicação para a redução do risco de diabetes.
De acordo com o autor sênior Isha Jain, PhD, investigador Gladstone, investigador principal do Arc Institute e professor de bioquímica na UC San Francisco, o estudo aborda uma questão de longa data na fisiologia.
“Os glóbulos vermelhos representam uma parte oculta do metabolismo da glicose que não foi apreciada até agora”, diz Jain. “Esta descoberta pode abrir uma nova forma de pensar sobre a regulação do açúcar no sangue”.
Os glóbulos vermelhos são conhecidos como sumidouros de glicose
O laboratório de Jain passou anos estudando a hipóxia, o som da redução dos níveis de oxigênio no sangue, e seus efeitos no metabolismo. Em experiências anteriores, a sua equipa notou que ratos expostos a ar com baixo teor de oxigénio tinham níveis de glicose no sangue drasticamente mais baixos. Os animais eliminam o açúcar da corrente sanguínea mais rapidamente depois de comer, o que geralmente está associado a um menor risco de diabetes. No entanto, quando os investigadores examinaram os principais órgãos para determinar onde a glicose estava a ser usada, não encontraram uma resposta clara.
“Quando demos açúcar a ratos em hipóxia, ele desapareceu da corrente sanguínea quase imediatamente”, disse Yolanda Marti-Mateos, PhD, pós-doutoranda no laboratório de Jain e primeira autora do novo estudo. “Observamos músculos, cérebro, fígado – os suspeitos de sempre – mas nenhum desses órgãos explicou o que estava acontecendo”.
Usando um método de imagem diferente, os pesquisadores descobriram que os glóbulos vermelhos agem como “sumidouros de glicose” ausentes, o que significa que absorvem e usam quantidades significativas de glicose da circulação. Isto foi inesperado porque os glóbulos vermelhos são tradicionalmente vistos como simples transportadores de oxigénio.
Experimentos com ratos confirmaram os resultados. Sob condições de baixo oxigênio, os animais produzem mais glóbulos vermelhos em geral e cada célula individual absorve mais glicose do que as células formadas sob níveis normais de oxigênio.
Para descobrir os detalhes moleculares por trás dessa mudança, o grupo de Jain fez parceria com Angelo D’Alessandro, PhD, do Campus Médico Anschutz da Universidade do Colorado, e Alan Doctor, MD, da Universidade de Maryland, que há muito estuda a biologia dos glóbulos vermelhos.
O seu trabalho mostrou que quando o oxigénio é limitado, os glóbulos vermelhos utilizam a glicose para produzir uma molécula que ajuda a libertar oxigénio para os tecidos. Este processo torna-se especialmente importante quando o suprimento de oxigênio é baixo.
“O que mais me surpreendeu foi a magnitude do impacto”, diz D’Alessandro. “Os glóbulos vermelhos são geralmente considerados transportadores passivos de oxigênio. No entanto, descobrimos que eles podem ser responsáveis por uma fração significativa do consumo de glicose em todo o corpo, especialmente sob hipóxia”.
Implicações para o tratamento do diabetes
Os pesquisadores também descobriram que os benefícios metabólicos da hipóxia prolongada duraram semanas a meses depois que os ratos retornaram aos níveis normais de oxigênio.
Eles então avaliaram o HypoxyStat, um medicamento recentemente desenvolvido no laboratório de Jain que imita a baixa exposição ao oxigênio. O HypoxyStat é tomado na forma de comprimido e atua fazendo com que a hemoglobina nos glóbulos vermelhos se ligue ao oxigênio com mais força, limitando a quantidade entregue aos tecidos. Em modelos de diabetes em ratos, a droga reverteu completamente o nível elevado de açúcar no sangue e superou os tratamentos existentes.
“Este é um dos primeiros usos do hipoxistato fora das doenças mitocondriais”, diz Jain. “Isso abre a porta para pensar no tratamento do diabetes de uma maneira fundamentalmente diferente – recrutando glóbulos vermelhos para absorver a glicose”.
As descobertas podem ser aplicadas além do diabetes. D’Alessandro observa a relevância potencial do exercício para a hipóxia fisiológica e patológica após lesão traumática. O trauma continua a ser uma das principais causas de morte em jovens, e alterações na produção e metabolismo de glóbulos vermelhos podem afetar a disponibilidade de glicose e o desempenho muscular.
“Este é apenas o começo”, diz Jain. “Ainda há muito a aprender sobre como todo o corpo se adapta às mudanças no oxigênio e como podemos usar esses processos para tratar diversas doenças”.
Detalhes do estudo e financiamento
O estudo, “Os glóbulos vermelhos atuam como sumidouros primários de glicose para melhorar a tolerância à glicose em altitude”, apareceu no Cell Metabolism em 19 de fevereiro de 2026. Os autores incluem Yolanda Marti-Mateos, Ayush D. Midha, Will R. Flanigan, Tej Joshi, Brand Hookin, Brand, Rad. Bloom, Alan H. Bike e Isha Jain de Gladstone; Zohreh Safari, Stephen Rogers e Alan Doctor da Universidade de Maryland; e Sean Beavers, Aaron V. Issayan e Angelo D’Alessandro da Universidade do Colorado.
O financiamento foi fornecido pelos Institutos Nacionais de Saúde (DP5 DP5OD026398, R01 HL161071, R01 HL173540, R01HL146442, R01HL149714, DP5OD026398), pelo Instituto de Medicina Regenerativa da Califórnia e pela Fundação Regenerativa de Wm. Fundação para bolo.
