En altitude, les globules rouges absorbent le glucose comme des éponges, réduisant le risque de diabète

Les scientifiques ont expliqué pourquoi les personnes vivant en altitude présentent des taux de diabète plus faibles que celles vivant au niveau de la mer, en découvrant que les globules rouges agissent comme des éponges à glucose en conditions de faible oxygène. Les résultats, publiés dans la revue Cell Metabolism en 2026, mettent en évidence un mécanisme jusque-là sous-estimé du métabolisme du glucose.

Des chercheurs des Gladstone Institutes à San Francisco ont montré comment les globules rouges peuvent modifier leur métabolisme pour capter le sucre dans la circulation sanguine. En altitude, cette adaptation alimente la capacité des cellules à délivrer plus efficacement l’oxygène aux tissus de l’ensemble de l’organisme, mais elle a aussi l’effet bénéfique secondaire de faire baisser la glycémie.

« Les globules rouges représentent un compartiment caché du métabolisme du glucose qui n’avait pas été reconnu jusqu’à présent », a déclaré l’auteure principale Isha Jain, chercheuse aux Gladstone et professeure de biochimie à UC San Francisco. « Cette découverte pourrait ouvrir des voies entièrement nouvelles pour envisager le contrôle de la glycémie. »

Ces travaux s’appuient sur des observations établies de diminution de l’incidence du diabète en altitude. Une étude antérieure portant sur plus de 28500 adultes aux États-Unis a montré que les personnes vivant en altitude (100–3300 mètres) étaient significativement moins susceptibles d’avoir un diabète que celles vivant au niveau de la mer, même après ajustement pour des facteurs comme l’alimentation, l’âge et l’ethnicité. Entre les années 1920 et 1940, le Harvard Fatigue Laboratory a observé une amélioration de la tolérance au glucose chez des volontaires sains transportés dans les Andes chiliennes à des altitudes allant jusqu’à 600 mètres.

Lors d’expériences précédentes, les chercheurs avaient remarqué que des souris respirant un air pauvre en oxygène présentaient des taux de glucose sanguin nettement plus bas que la normale. Lorsqu’ils administraient du sucre à des souris en hypoxie, il disparaissait presque instantanément de leur circulation sanguine. « Nous avons examiné le muscle, le cerveau, le foie — tous les suspects habituels — mais rien dans ces organes ne pouvait expliquer ce qui se passait », a déclaré Yolanda Martí-Mateos, postdoctorante dans le laboratoire de Jain et première auteure de l’étude.

Grâce à l’imagerie PET/CT, l’équipe a montré que les globules rouges constituaient le « puits de glucose » manquant. En conditions de faible oxygène, les souris produisaient non seulement significativement plus de globules rouges, mais chaque cellule captait davantage de glucose que les globules rouges produits en conditions d’oxygène normales. La manipulation du nombre de RBC a directement modifié la glycémie, conduisant les chercheurs à identifier les RBC induits par l’hypoxie comme principal puits de glucose.

Les chercheurs ont montré comment, en conditions de faible oxygène, le glucose est utilisé par les globules rouges pour produire une molécule qui aide les cellules à libérer l’oxygène vers les tissus — un besoin accru lorsque l’oxygène se fait rare. « Ce qui m’a le plus surpris, c’est l’ampleur de l’effet », a déclaré Angelo D’Alessandro de l’University of Colorado Anschutz Medical Campus. « Les globules rouges sont généralement considérés comme des transporteurs passifs d’oxygène. Pourtant, nous avons constaté qu’ils peuvent représenter une fraction substantielle de la consommation de glucose de l’ensemble de l’organisme, surtout en hypoxie. »

Les scientifiques ont montré que les bénéfices d’une hypoxie chronique persistaient pendant des semaines à des mois après le retour des souris à des niveaux d’oxygène normaux. Il a été constaté que l’hypoxie à elle seule améliorait fortement la tolérance au glucose et que l’effet persistait pendant des semaines après le retour à des niveaux d’oxygène normaux.

Les chercheurs ont testé HypoxyStat, un médicament récemment développé pour imiter les effets d’un air pauvre en oxygène. HypoxyStat est un comprimé qui agit en faisant en sorte que l’hémoglobine des globules rouges se fixe plus étroitement à l’oxygène, l’empêchant d’atteindre les tissus. Le médicament a complètement inversé l’hyperglycémie dans des modèles murins de diabète, avec une efficacité supérieure à celle des traitements existants. La thérapie a totalement aboli l’hyperglycémie induite par un régime riche en graisses chez des souris diabétiques.

« C’est l’une des premières utilisations de HypoxyStat au-delà des maladies mitochondriales », a déclaré Jain. « Cela ouvre la voie à une réflexion sur le traitement du diabète d’une manière fondamentalement différente — en mobilisant les globules rouges comme puits de glucose. »

Les chercheurs ont reconnu certaines limites de l’étude. Seules de jeunes souris mâles ont été étudiées, ce qui limite la généralisabilité. Comme l’âge et le sexe influencent fortement la production des globules rouges, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si ces résultats se vérifient chez les femelles et les populations plus âgées. Les travaux se sont concentrés sur une souche de souris spécifique, connue pour sa sensibilité à la glycémie.

Bien que les chercheurs aient montré que la surexpression des transporteurs du glucose est spécifique aux RBC induits par l’hypoxie, le mécanisme moléculaire par lequel cela se produit n’a pas été identifié.

Les résultats pourraient s’étendre au-delà du diabète à la physiologie de l’exercice ou à l’hypoxie pathologique après une lésion traumatique, où le traumatisme demeure une cause majeure de mortalité chez les populations plus jeunes et où des modifications des niveaux et du métabolisme des globules rouges peuvent influencer la disponibilité du glucose et les performances musculaires.

« Ce n’est que le début », a déclaré Jain. « Il reste encore tant à apprendre sur la manière dont l’ensemble du corps s’adapte aux changements d’oxygène, et sur la façon dont nous pourrions tirer parti de ces mécanismes pour traiter toute une série de pathologies. »