Durante anos, os investigadores observaram que as pessoas que vivem em altitudes elevadas, onde não há oxigénio suficiente, têm menos probabilidade de desenvolver diabetes do que as pessoas ao nível do mar. Embora esta tendência tenha sido bem documentada, a explicação biológica para ela não é clara.
Agora, os cientistas do Instituto Gladstone dizem 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. Em essência, as células agem como esponjas de açúcar em condições semelhantes às encontradas nas montanhas mais altas do mundo.
Nas conclusões publicadas em Metabolismo celulara equipe demonstrou que os glóbulos vermelhos podem alterar seu metabolismo quando os níveis de oxigênio caem. Essa mudança permite que as células forneçam oxigênio com mais eficiência aos tecidos em grandes altitudes. Ao mesmo tempo, reduz o açúcar no sangue, oferecendo uma explicação potencial para a redução do risco de diabetes.
O estudo aborda uma questão de longa data na fisiologia, de acordo com a autora sênior Isha Jain, Ph.D., Gladstone Scholar, investigadora principal do Arc Institute e professora de bioquímica da UC San Francisco.
“Os eritrócitos representam um compartimento oculto do metabolismo da glicose que não foi apreciado até agora”, diz Jain. “Esta descoberta pode abrir novas formas de pensar sobre o controle do açúcar no sangue.”
Glóbulos vermelhos identificados como absorvedores de glicose
O laboratório de Jain passou anos estudando hipóxia, o termo para níveis reduzidos de oxigênio no sangue, e seus efeitos no metabolismo. Em experimentos anteriores, sua equipe notou que ratos expostos a ar com baixo teor de oxigênio reduziram drasticamente os níveis de glicose no sangue. Os animais removeram rapidamente o açúcar do sangue após comerem, o que geralmente está associado a um risco reduzido de diabetes. No entanto, quando os investigadores examinaram os principais órgãos para determinar onde a glicose é usada, não encontraram uma resposta clara.
“Quando demos açúcar a ratos hipóxicos, ele desapareceu do sangue quase instantaneamente”, diz Yolanda Marti-Mateos, Ph.D., pós-doutoranda no laboratório de Jain e primeira autora do novo estudo. “Observamos músculos, cérebro, fígado – todos os suspeitos do costume – mas nada nesses órgãos poderia explicar o que estava acontecendo”.
Usando uma técnica de imagem diferente, os pesquisadores descobriram que os glóbulos vermelhos funcionam como “eliminadores de glicose” perdidos, o que significa que absorvem e usam quantidades significativas de glicose da circulação. Isto foi inesperado porque os eritrócitos eram tradicionalmente considerados simples transportadores de oxigênio.
Experimentos subsequentes em ratos confirmaram a descoberta. Sob condições de baixo oxigênio, os animais produziram mais glóbulos vermelhos em geral, e cada célula individual absorveu mais glicose, em comparação com as células produzidas sob níveis normais de oxigênio.
Para desvendar os detalhes moleculares dessa mudança, o grupo de Jain colaborou 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 há falta de oxigênio.
“O que mais me surpreendeu foi a magnitude do efeito”, diz D’Alessandro. “Os eritrócitos são geralmente considerados transportadores passivos de oxigênio. No entanto, descobrimos que eles podem ser responsáveis por uma proporção significativa do consumo de glicose em todo o corpo, particularmente em condições de 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 voltaram 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 apresentado na forma de comprimido e atua fazendo com que a hemoglobina dos glóbulos vermelhos se ligue ao oxigênio com mais força, limitando a quantidade que entra nos tecidos. Em modelos de diabetes em ratos, a droga reverteu completamente os níveis elevados de açúcar no sangue e superou os tratamentos existentes.
“Esta é uma das primeiras aplicações do HypoxyStat fora das doenças mitocondriais”, diz Jane. “Isso abre a possibilidade de pensar no tratamento do diabetes de uma forma fundamentalmente diferente – recrutando glóbulos vermelhos quando a glicose é absorvida”.
As descobertas podem se aplicar a mais do que apenas diabetes. D’Alessandro observa a relevância potencial para a fisiologia do exercício e a hipóxia patológica após lesão traumática. O trauma continua sendo uma das principais causas de morte em adultos jovens, e alterações na produção e metabolismo de glóbulos vermelhos podem afetar a disponibilidade de glicose e a função 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 mecanismos para tratar uma série de doenças”.
Detalhes da pesquisa e financiamento
O estudo, intitulado “Os eritrócitos servem como o principal eliminador 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-Mateas, Ayush D. Mida, Will R. Flanigan, Tej Joshi, Helen Huynh, Brandon R. Desouza, Skyler Y. Bloom, Alan H. Bake e Isha Jain de Gladstone; Zoreh Safari, Stephen Rogers e Allan, MD, Universidade de Maryland; e Shawn Bevers, Aaron W. Issaian e Angelo D’Alessandro da Universidade do Colorado Anschutz.
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, por Dave Wentz, pela Fundação Hillblom e pela Fundação WM Keck.
