研究发现：高海拔时红细胞“吸糖”，或降低糖尿病风险

科学家解释了为何生活在高海拔地区的人群糖尿病发生率低于海平面地区人群：他们发现，在低氧环境下，红细胞会像“葡萄糖海绵”一样吸收葡萄糖。该研究结果发表于 2026 年《Cell Metabolism》期刊，揭示了一种此前未被充分认识的葡萄糖代谢机制。

旧金山 Gladstone Institutes 的研究人员展示了红细胞如何改变自身代谢，从血液中“吸走”糖分。在高海拔，这种适应性为细胞更高效地向全身组织输送氧气提供能量，同时也带来降低血糖水平这一有益的副作用。

“红细胞代表了一个此前未被认识到的隐性葡萄糖代谢‘隔室’，”该研究通讯作者 Isha Jain 表示。她是 Gladstone 的研究员，同时也是 UC San Francisco 的生物化学教授。“这一发现可能会开启一种全新的控糖思路。”

该研究建立在高海拔地区糖尿病发病率下降这一既有观察之上。此前一项对美国超过 285,000 名成人的研究发现，即便在校正饮食、年龄和种族等因素后，居住在高海拔（1,500-3,500 米）的人群较居住在海平面的人群显著不易患糖尿病。20 世纪 20 年代至 40 年代，Harvard Fatigue Laboratory 也观察到：将健康志愿者送往海拔最高达 6,000 米的智利安第斯山脉后，其葡萄糖耐量得到改善。

在以往实验中，研究人员注意到，吸入低氧空气的小鼠血糖水平显著低于正常。给处于缺氧状态的小鼠喂糖后，葡萄糖几乎瞬间就从其血液中消失。“我们检查了肌肉、大脑、肝脏——所有常见的‘嫌疑对象’，但这些器官都无法解释发生了什么，”Jain 实验室的博士后研究员、该研究第一作者 Yolanda Martí-Mateos 说。

借助 PET/CT 成像，团队揭示红细胞正是缺失的“葡萄糖汇（glucose sink）”。在低氧条件下，小鼠不仅产生了显著更多的红细胞，而且每个红细胞摄取的葡萄糖也多于正常氧条件下生成的红细胞。通过操纵红细胞（RBC）数量可直接改变血糖，研究人员因此确定：低氧诱导产生的 RBC 是主要的葡萄糖汇。

研究人员进一步展示，在低氧条件下，红细胞利用葡萄糖生成一种分子，该分子可帮助细胞向组织释放氧气——当氧气稀缺时，这一过程尤需增强。“最令我惊讶的是这种效应的幅度，”科罗拉多大学 Anschutz Medical Campus 的 Angelo D'Alessandro 说。“红细胞通常被认为只是被动的携氧载体。然而，我们发现它们可贡献全身葡萄糖消耗的相当一部分，尤其是在缺氧条件下。”

科学家证明，慢性缺氧带来的益处在小鼠回到正常氧水平后仍可持续数周至数月。研究发现，单纯缺氧即可显著改善葡萄糖耐量，而且这一效应在恢复到正常氧水平后仍持续数周。

研究人员测试了 HypoxyStat——一种近期开发、用于模拟低氧空气效应的药物。HypoxyStat 为口服药，其作用机制是让红细胞中的血红蛋白更紧密地结合氧气，从而减少氧气到达组织。该药物在糖尿病小鼠模型中可完全逆转高血糖，效果甚至优于现有药物。该疗法还可完全消除高脂饮食诱导的糖尿病小鼠高血糖。

“这是 HypoxyStat 在‘线粒体疾病’之外的首次应用之一，”Jain 说。“它为我们以根本不同的方式思考糖尿病治疗打开了大门——通过动员红细胞作为葡萄糖汇。”

研究人员也承认该研究存在一些局限性。研究仅纳入年轻雄性小鼠，因此普适性有限。由于年龄与性别会显著影响红细胞生成方式，还需要更多研究以确定这些发现是否同样适用于雌性及老年人群。本研究还聚焦于一种对血糖敏感的特定小鼠品系。

尽管研究人员证明葡萄糖转运蛋白（glucose transporters）的上调特异性发生于低氧诱导的 RBC，但其发生的分子机制尚未明确。

这些发现的意义可能不仅限于糖尿病，还可能扩展至运动生理学，或创伤后出现的病理性缺氧。在年轻人群中，创伤仍是主要死亡原因，而红细胞水平与代谢的变化可能影响葡萄糖可用性及肌肉表现。

“这只是开始，”Jain 说。“关于全身如何适应氧气变化，以及我们如何利用这些机制治疗一系列疾病，我们仍有太多需要学习。”