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MADRID, 20 Feb. (EUROPA PRESS) -
Investigadores del Instituto Gladstone (Estados Unidos) han investigado por qué las personas que viven a grandes altitudes, donde los niveles de oxígeno son bajos, tienen tasas más bajas de diabetes que las personas que viven más cerca del nivel del mar.
En este estudio, científicos del Instituto Gladstone y de la Universidad de California en San Francisco muestran en modelos de ratón cómo la hipoxia crónica (vivir con menos oxígeno) hace que los glóbulos rojos absorban más glucosa y reduzcan la hiperglucemia, lo que podría ayudar a explicar por qué las poblaciones que viven a gran altitud tienen menos diabetes.
Tal y como describen en nuevo estudio publicado en la revista 'Cell Metabolism', el origen del fenómeno parece estar en que los glóbulos rojos actúan como esponjas de glucosa en condiciones de bajo oxígeno como las que se encuentran en las cimas de las montañas más altas del mundo. La hipoxia es la situación en la que hay menos oxígeno del habitual en la sangre o en los tejidos.
En su trabajo el equipo demuestra cómo los glóbulos rojos pueden modificar su metabolismo para absorber el azúcar del torrente sanguíneo. A gran altitud, esta adaptación potencia la capacidad de las células para transportar oxígeno de forma más eficiente a los tejidos de todo el cuerpo, pero también tiene el efecto secundario beneficioso de reducir los niveles de azúcar en sangre.
Los hallazgos resuelven un viejo misterio en la fisiología, dice la investigadora de Gladstone, Isha Jain, autora principal del estudio. "Los glóbulos rojos representan un compartimento oculto del metabolismo de la glucosa que no se había comprendido hasta ahora", afirma Jain, quien también es investigador principal del Instituto Arc y profesor de bioquímica en la Universidad de California en San Francisco. "Este descubrimiento podría abrir nuevas perspectivas para el control de la glucemia".
Jain ha dedicado años a investigar cómo los bajos niveles de oxígeno en sangre, conocidos como hipoxia, afectan la salud y el metabolismo. En un estudio previo, su equipo observó que los ratones que respiraban aire con bajo contenido de oxígeno presentaban niveles de glucosa en sangre considerablemente más bajos de lo normal. Esto significaba que los animales consumían glucosa rápidamente después de comer, un indicador de menor riesgo de diabetes. Sin embargo, cuando los investigadores utilizaron imágenes para rastrear el destino de la glucosa, los órganos principales no pudieron explicarlo.
"Cuando administramos azúcar a los ratones en hipoxia, esta desapareció de su torrente sanguíneo casi al instante", agrega Yolanda Martí-Mateos, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Jain y primera autora del nuevo estudio. "Observamos el músculo, el cerebro y el hígado, pero nada en estos órganos pudo explicar lo que estaba sucediendo".
Utilizando otra técnica de imagen, el equipo reveló que los glóbulos rojos eran el "sumidero de glucosa" faltante, un término utilizado para describir cualquier cosa que absorba y utilice gran cantidad de glucosa del torrente sanguíneo. Estas células, consideradas metabólicamente simples desde hacía tiempo, parecían candidatas improbables. Sin embargo, experimentos posteriores con ratones confirmaron que los glóbulos rojos efectivamente absorbían la glucosa. En condiciones de bajo oxígeno, los ratones no solo produjeron significativamente más glóbulos rojos, sino que cada célula absorbió más glucosa que los glóbulos rojos producidos con oxígeno normal.
Los investigadores demostraron cómo, en condiciones de poco oxígeno, los glóbulos rojos utilizan la glucosa para producir una molécula que ayuda a las células a liberar oxígeno a los tejidos, algo que se necesita en exceso cuando el oxígeno escasea. De esta forma, los científicos demostraron que los beneficios de la hipoxia crónica persistieron durante semanas o meses después de que los ratones regresaron a sus niveles normales de oxígeno.
También probaron HypoxyStat, un fármaco desarrollado recientemente en el laboratorio de Jain para imitar los efectos del aire con bajo contenido de oxígeno. HypoxyStat es una pastilla que actúa haciendo que la hemoglobina de los glóbulos rojos se adhiera al oxígeno con mayor fuerza, impidiendo que llegue a los tejidos. El fármaco revirtió por completo la hiperglucemia en modelos de diabetes en ratones, con una eficacia incluso superior a la de los medicamentos existentes.
Los hallazgos podrían extenderse más allá de la diabetes a la fisiología del ejercicio o la hipoxia patológica después de una lesión traumática, donde el trauma sigue siendo una de las principales causas de mortalidad en poblaciones más jóvenes y los cambios en los niveles de glóbulos rojos y el metabolismo pueden influir en la disponibilidad de glucosa y el rendimiento muscular.
"Esto es solo el comienzo", dice Jain. "Aún queda mucho por aprender sobre cómo el cuerpo se adapta a los cambios de oxígeno y cómo podemos aprovechar estos mecanismos para tratar diversas afecciones".
¿Qué han descubierto los investigadores del Instituto Gladstone?
Que en condiciones de bajo oxígeno los glóbulos rojos de los ratones absorben mucha más glucosa y actúan como un nuevo 'sumidero' que baja el azúcar en sangre, lo que ayuda a explicar por qué vivir a gran altitud se asocia con menos diabetes.
¿Qué es HypoxyStat y qué hace en los experimentos?
HypoxyStat es una pastilla experimental que imita algunos efectos de respirar aire pobre en oxígeno; hace que la hemoglobina se aferre más al oxígeno y, en modelos de diabetes en ratones, revierte la hiperglucemia con más eficacia que algunos tratamientos actuales.
¿Cómo podría aprovecharse este mecanismo en el futuro?
Si estos resultados se confirman, modular el 'estado de oxígeno' de los glóbulos rojos podría convertirse en una nueva vía para controlar la glucemia, no solo en diabetes, sino también en contextos como el ejercicio, el trauma o otras situaciones de hipoxia donde cambian el metabolismo y la disponibilidad de glucosa.
