Գիտնականներին վաղուց հայտնի է, որ բարձրադիր վայրերում ապրող մարդկանց մոտ, որտեղ թթվածնի մակարդակն ավելի ցածր է, դիաբետն ավելի հազվադեպ է հանդիպում, քան ծովի մակարդակին մոտ բնակվողների մոտ: Սակայն այս պաշտպանական մեխանիզմը երկար ժամանակ մնում էր հանելուկ: Այժմ Գլեդստոունի ինստիտուտի հետազոտողները բացատրել են այս երևույթի պատճառները: Պարզվել է, որ թթվածնի ցածր պարունակության պայմաններում, օրինակ՝ աշխարհի ամենաբարձր լեռների գագաթներին, էրիթրոցիտները (արյան կարմիր բջիջները) գործում են որպես գլյուկոզան կլանող սպունգներ:

Cell Metabolism ամսագրում հրապարակված հետազոտության մեջ գիտնականները ցույց են տվել, թե ինչպես են էրիթրոցիտները փոխում իրենց նյութափոխանակությունը՝ արյան հոսքից շաքարը կլանելու համար: Բարձրադիր վայրերում նման հարմարվողականությունը բարձրացնում է բջիջների՝ թթվածինն ամբողջ օրգանիզմի հյուսվածքներին ավելի արդյունավետ մատակարարելու ունակությունը, ինչպես նաև նվազեցնում է արյան մեջ շաքարի մակարդակը:

Ըստ հետազոտության հեղինակ Իշի Ջեյնի՝ ստացված արդյունքները լուծում են ֆիզիոլոգիայի վաղեմի հանելուկը. «Էրիթրոցիտները գլյուկոզայի նյութափոխանակության թաքնված մեխանիզմ են, որի մասին մինչ այժմ հայտնի չէր»,— ասում է Ջեյնը: «Այս բացահայտումը կարող է հուշել արյան մեջ շաքարի մակարդակի վերահսկման բոլորովին նոր ուղիների մասին»:

Ինչպես հաղորդում է «Նաուչնայա Ռոսիյա»-ն, Ջեյնը տարիներ շարունակ ուսումնասիրել է, թե ինչպես է արյան մեջ թթվածնի ցածր մակարդակը՝ այսպես կոչված հիպոքսիան, ազդում առողջության և նյութափոխանակության վրա: Նախորդ հետազոտության ընթացքում նրա թիմը նկատել է, որ թթվածնի ցածր պարունակությամբ օդ շնչող մկների մոտ գլյուկոզայի մակարդակն արյան մեջ զգալիորեն ցածր է եղել նորմայից: Սա նշանակում է, որ ուտելուց հետո կենդանիներն արագորեն սպառում էին գլյուկոզան, ինչը դիաբետի զարգացման ռիսկի նվազման նշան է: Սակայն, երբ գիտնականները վիզուալիզացիայի մեթոդների օգնությամբ հետևել են, թե ուր է գնում գլյուկոզան, պարզվել է, որ հիմնական օրգանները չեն կարողանում այն յուրացնել:

«Երբ հիպոքսիայի պայմաններում մկներին շաքար էինք տալիս, այն գրեթե ակնթարթորեն անհետանում էր նրանց արյունից», - ասում է հետազոտության հեղինակ Իոլանդա Մարտի-Մատեոսը: «Մենք ստուգեցինք մկանները, ուղեղը, լյարդը՝ այն ամենը, ինչ սովորաբար ստուգում են, բայց այդ օրգաններից և ոչ մեկում չհայտնաբերվեց որևէ բան, որը կարող էր բացատրել կատարվածը»:

Օգտագործելով վիզուալիզացիայի մեկ այլ մեթոդ՝ գիտնականները պարզեցին, որ հենց էրիթրոցիտներն են հանդիսանում գլյուկոզայի այդ պակասող «կլանիչը»: Էրիթրոցիտները, որոնք երկար ժամանակ համարվում էին նյութափոխանակության տեսանկյունից պարզ բջիջներ, քիչ հավանական թեկնածուներ էին թվում այս դերի համար: Այնուամենայնիվ, մկների վրա կատարված հետագա փորձերը հաստատել են, որ էրիթրոցիտներն իսկապես կլանում են գլյուկոզան: Թթվածնի ցածր պարունակության պայմաններում մկների օրգանիզմում ոչ միայն զգալիորեն ավելի շատ էրիթրոցիտներ էին արտադրվում, այլև յուրաքանչյուր բջիջ ավելի շատ գլյուկոզա էր կլանում, քան թթվածնի նորմալ մակարդակի դեպքում:

Հետազոտողները ցույց են տվել, թե ինչպես է թթվածնի ցածր պարունակության պայմաններում գլյուկոզան օգտագործվում էրիթրոցիտների կողմից մի մոլեկուլ արտադրելու համար, որն օգնում է բջիջներին թթվածին արձակել դեպի հյուսվածքներ։ Այս նյութն անհրաժեշտ է թթվածնի պակասի դեպքում։

«Ինձ ամենից շատ զարմացրեց էֆեկտի մասշտաբայնությունը», — ասում է Դ’Ալեսանդրոն։ «Սովորաբար համարվում է, որ էրիթրոցիտները թթվածնի պասիվ փոխադրողներ են։ Սակայն մենք հայտնաբերեցինք, որ դրանց կարող է բաժին ընկնել ամբողջ օրգանիզմի գլյուկոզայի սպառման զգալի մասը, հատկապես հիպոքսիայի ժամանակ»։ Քրոնիկ հիպոքսիայի ազդեցությունը պահպանվում է մի քանի շաբաթ և նույնիսկ ամիսներ՝ այն բանից հետո, երբ մկների օրգանիզմում թթվածնի մակարդակը վերադառնում է նորմային։

Հետազոտողները փորձարկել են նաև HypoxyStat-ը՝ մի դեղամիջոց, որը նմանակում է թթվածնի ցածր պարունակությամբ օդի ազդեցությունը։ HypoxyStat-ը հաբեր են, որոնք ստիպում են էրիթրոցիտների հեմոգլոբինին ավելի ամուր կապվել թթվածնի հետ՝ կանխելով դրա ներթափանցումը հյուսվածքներ։ Դեղամիջոցն ամբողջությամբ նվազեցրել է արյան մեջ շաքարի մակարդակը դիաբետի մոդել ունեցող մկների մոտ՝ ցուցաբերելով նույնիսկ ավելի լավ արդյունք, քան գոյություն ունեցող դեղամիջոցները։

«Սա միտոքոնդրիալ հիվանդություններից դուրս HypoxyStat-ի առաջին կիրառություններից մեկն է», - ասում է Ջեյնը: «Այն բացում է շաքարախտի բուժման նոր մոտեցման հնարավորություն՝ օգտագործելով արյան կարմիր բջիջները որպես գլյուկոզի կլանիչներ»: Արդյունքները կարող են կիրառելի լինել ոչ միայն շաքարախտի, այլև վնասվածքից հետո ֆիզիկական վարժությունների ֆիզիոլոգիայի կամ պաթոլոգիական հիպօքսիայի դեպքում: