Les taux de diabète sont plus faibles dans les environnements de haute altitude – et les scientifiques ont peut-être découvert pourquoi

Tarifs de diabète sont plus faibles dans les zones de haute altitude, mais les chercheurs ne savent pas pourquoi. Maintenant, une nouvelle étude chez la souris révèle une explication possible : les globules rouges, qui jouent un rôle essentiel dans le transport de l’oxygène dans tout le corps, peuvent abaisser la glycémie en convertissant le glucose en un composé qui aide à libérer l’oxygène dans les tissus.

Si les résultats peuvent être reproduits chez l’homme, ils suggèrent également que des médicaments à un stade précoce de développement pourraient potentiellement imiter cette voie.

« Ces travaux mettent en évidence le rôle important que les globules rouges peuvent jouer dans la régulation du diabète », a déclaré l’auteur principal de l’étude. Isha Jainbiochimiste aux Gladstone Institutes et à l’Université de Californie à San Francisco, a déclaré à Live Science. « C’est le concept qui sera ciblé à l’avenir. »

Une altitude plus élevée, une glycémie plus faible

Il est bien connu que les personnes vivant à haute altitude avec de faibles niveaux d’oxygène, comme dans les Andes et l’Himalaya, ont tendance à avoir taux inférieurs de diabètemais la raison du lien n’est pas claire. Dans un Etude 2023les scientifiques ont observé le même phénomène chez les souris : lorsque les souris ont été exposées à des conditions de faible teneur en oxygène, elles ont développé une condition appelée « hypoxie », qui se produit lorsque l’apport d’oxygène aux tissus est insuffisant et que leur glycémie chute également.

Mais la disparition du glucose ne pouvait pas être expliquée par la quantité de glucose absorbée par les muscles et autres organes lors des analyses, donc on ne savait pas clairement où il allait.

Des hautes altitudes aux chambres de laboratoire

Pour vérifier si les globules rouges étaient responsables de la diminution du glucose, les auteurs de l’étude ont exposé des souris à des chambres à faible teneur en oxygène contenant 8 % d’oxygène. Cela imitait l’air à haute altitude, tandis qu’un autre groupe de souris était maintenu dans un air contenant 21 % d’oxygène, ce qui imitait les conditions atmosphériques normales, a déclaré Jain.

Après plusieurs semaines, les deux groupes de souris ont reçu des injections de glucose et leur taux de sucre dans le sang a été mesuré au fil du temps. Par rapport aux souris dans des environnements normaux en oxygène, les souris dans des conditions de faible teneur en oxygène ont montré une augmentation beaucoup plus faible de leur taux de sucre dans le sang, ce qui suggère qu’elles pourraient éliminer le glucose de leur sang plus rapidement. Cet effet a persisté pendant des semaines, même après que les animaux aient retrouvé des niveaux d’oxygène normaux, ce qui suggère qu’un environnement pauvre en oxygène a eu un impact durable sur le métabolisme, selon les experts.

Les chercheurs ont également effectué des examens d’imagerie pour suivre la quantité de glucose absorbée par les principaux organes et tissus, tels que le foie et les muscles. Cependant, une grande partie de la disparition du glucose n’a pas pu être expliquée. Cela les a incités à rechercher si les cellules du sang circulant lui-même pourraient consommer le glucose.

Pour tester cette idée davantage, ils ont manipulé directement le nombre de globules rouges. L’équipe a périodiquement prélevé du sang chez des souris privées d’oxygène pour maintenir les niveaux de globules rouges près de la normale, et a constaté que cela éliminait l’effet hypoglycémiant de l’hypoxie. En revanche, la transfusion de globules rouges à des souris respirant un air normal a entraîné une baisse de la glycémie, ce qui suggère que le nombre de globules rouges à lui seul faisait baisser la glycémie.

Ensuite, l’équipe a injecté du glucose marqué à des souris et l’a suivi dans tout le corps. Ils ont constaté que les globules rouges des souris privées d’oxygène absorbaient beaucoup plus de glucose que ceux des souris de comparaison. Les souris dans des conditions de faible teneur en oxygène ont rapidement converti le glucose en une molécule qui se lie à l’hémoglobine, la protéine des globules rouges qui transporte l’oxygène. Cette liaison force l’hémoglobine à libérer l’oxygène plus facilement dans les tissus lorsque les niveaux d’oxygène sont faibles.

Une analyse plus approfondie a montré que les globules rouges produits chez les souris privées d’oxygène contenaient également des niveaux plus élevés d’une protéine appelée GLUT1, qui se trouve sur la membrane cellulaire et aide le glucose à pénétrer dans la cellule. Ces globules rouges contenaient environ deux fois plus de GLUT1 et absorbaient environ trois fois plus de glucose que les globules rouges normaux. En marquant les globules rouges existants avant d’exposer les souris à des conditions de faible teneur en oxygène, les chercheurs ont confirmé que seules les nouvelles cellules produites dans des conditions de faible teneur en oxygène présentaient ces adaptations.

En plus de déclencher une augmentation des globules rouges, l’étude montre que les cellules sont structurellement modifiées pour consommer plus de sucre dans des environnements pauvres en oxygène, a déclaré Daniel Tennantchercheur en hypoxie et métabolisme à l’Université de Birmingham qui n’a pas participé aux travaux.

Lars Kaestnerun biologiste des globules rouges de l’Université de la Sarre en Allemagne qui n’a pas participé à l’étude, a noté que le nombre de globules rouges augmente lorsque l’air est raréfié, pour stimuler le transport de l’oxygène dans le corps. Les globules rouges utilisent le glucose comme carburant. Par conséquent, il n’est pas surprenant que des conditions de faible teneur en oxygène entraînent une baisse de la glycémie, car davantage de globules rouges sont là pour l’éliminer, a-t-il déclaré à Live Science.

« D’un point de vue systémique, cela a beaucoup de sens », a-t-il déclaré.

Il s’agit d’un « mécanisme correctif conservé au cours de l’évolution » visant essentiellement à mieux oxygéner le corps à haute altitude, a déclaré Tennant à Live Science.

Le corps augmente son nombre de globules rouges à haute altitude en modifiant l’expression des gènes qui contrôlent le métabolisme et en produisant davantage d’une hormone appelée érythropoïétine, qui incite la moelle osseuse à produire davantage de globules rouges, a déclaré Sonia Rochabiochimiste à l’Université de Liverpool qui n’a pas participé à l’étude.

C’est pourquoi les athlètes d’élite s’entraînent dans des zones de haute altitude pour leurs compétitions : leur corps produit plus de globules rouges et obtient ainsi « une circulation plus efficace pour distribuer l’oxygène à leurs tissus », a-t-elle déclaré à Live Science.

Un médicament contre le diabète qui imite la privation d’oxygène ?

Dans une autre expérience, les chercheurs ont traité des souris avec HypoxyStat, un composé expérimental développé dans le laboratoire de Jain et qui augmente la force avec laquelle l’hémoglobine se lie à l’oxygène, empêchant sa libération et imitant l’hypoxie. L’idée est que le fait d’imiter la privation d’oxygène avec un médicament pourrait augmenter le nombre de globules rouges et aider à réguler la glycémie.

Cependant, beaucoup plus de tests sont nécessaires avant qu’un médicament comme HypoxyStat puisse être testé sur des humains, a noté Rocha.

Bien que la transfusion de globules rouges ne soit pas un traitement pratique contre le diabète, les résultats suggèrent des orientations potentielles telles que la création de globules rouges qui agissent comme de meilleurs puits de glucose, suggèrent les auteurs. « Cela ouvre la porte à une réflexion sur le traitement du diabète d’une manière fondamentalement différente », a déclaré Jain. a déclaré dans un communiqué.