Pesquisadores têm observado há anos que pessoas que residem em altitudes elevadas, onde o oxigênio é escasso, tendem a desenvolver diabetes com menos frequência do que aquelas que vivem ao nível do mar. Embora essa tendência tenha sido bem documentada, a explicação biológica por trás dela era incerta.
Cientistas do Gladstone Institutes afirmam agora que conseguiram identificar a razão. Sua pesquisa revela que, em ambientes com baixo teor de oxigênio, as células vermelhas do sangue começam a absorver grandes quantidades de glicose da corrente sanguínea. Na prática, essas células funcionam como esponjas de açúcar em condições semelhantes às encontradas nas montanhas mais altas do mundo.
Em descobertas publicadas na Cell Metabolism, a equipe demonstrou que as células vermelhas do sangue podem alterar seu metabolismo quando os níveis de oxigênio caem. Essa mudança permite que as células entreguem oxigênio aos tecidos de forma mais eficiente em altas altitudes. Simultaneamente, isso reduz a glicose circulante no sangue, oferecendo uma possível explicação para o menor risco de diabetes.
Segundo a autora sênior Isha Jain, PhD, investigadora do Gladstone, pesquisadora do Arc Institute e professora de bioquímica na UC San Francisco, o estudo resolve uma questão antiga na fisiologia.
“As células vermelhas do sangue representam um compartimento oculto do metabolismo da glicose que não havia sido apreciado até agora”, diz Jain. “Essa descoberta pode abrir novas maneiras de pensar sobre o controle da glicose no sangue.”
Células Vermelhas do Sangue Identificadas como um Abastecimento de Glicose
O laboratório de Jain passou anos estudando a hipoxia, termo que se refere a níveis reduzidos de oxigênio no sangue, e seus efeitos no metabolismo. Em experimentos anteriores, sua equipe observou que camundongos expostos ao ar com pouco oxigênio apresentavam níveis de glicose no sangue drasticamente mais baixos. Os animais eliminavam rapidamente o açúcar de sua corrente sanguínea após se alimentarem, o que está normalmente relacionado a um menor risco de diabetes. No entanto, quando os pesquisadores examinaram os principais órgãos para determinar onde a glicose estava sendo utilizada, não encontraram uma resposta clara.
“Quando demos açúcar para os camundongos em hipoxia, ele desapareceu de sua corrente sanguínea quase instantaneamente,” diz Yolanda Martí-Mateos, PhD, pesquisadora pós-doutoral no laboratório de Jain e primeira autora do novo estudo. “Examinamos os músculos, o cérebro, o fígado — todos os suspeitos habituais — mas nada nesses órgãos poderia explicar o que estava acontecendo.”
Usando um método de imagem diferente, os pesquisadores descobriram que as células vermelhas do sangue estavam atuando como o “abastecimento de glicose” ausente, ou seja, estavam absorvendo e utilizando quantidades significativas de glicose da circulação. Isso foi inesperado, pois as células vermelhas do sangue eram tradicionalmente vistas apenas como transportadoras de oxigênio.
Experimentos subsequentes em camundongos confirmaram a descoberta. Sob condições de baixo oxigênio, os animais produziam mais células vermelhas do sangue no geral, e cada célula individual absorvia mais glicose em comparação com as células formadas em níveis normais de oxigênio.
Para desvendar os detalhes moleculares por trás dessa mudança, o grupo de Jain colaborou com Angelo D’Alessandro, PhD, do University of Colorado Anschutz Medical Campus, e Allan Doctor, MD, da University of Maryland, que estuda a biologia das células vermelhas do sangue há muito tempo.
O trabalho deles mostrou que, quando o oxigênio é limitado, as células vermelhas do sangue utilizam glicose para gerar uma molécula que ajuda a liberar oxigênio para os tecidos. Esse processo se torna especialmente importante quando o oxigênio está em falta.
“O que mais me surpreendeu foi a magnitude do efeito,” diz D’Alessandro. “As células vermelhas do sangue geralmente são consideradas transportadoras passivas de oxigênio. No entanto, descobrimos que elas podem representar uma fração substancial do consumo total de glicose do corpo, especialmente em condições de hipoxia.”
Implicações para o Tratamento do Diabetes
Os pesquisadores também descobriram que os benefícios metabólicos da hipoxia prolongada duraram semanas a meses após os camundongos serem retornados a níveis normais de oxigênio.
Em seguida, avaliaram o HypoxyStat, um medicamento desenvolvido recentemente no laboratório de Jain que imita a exposição a baixos níveis de oxigênio. O HypoxyStat é tomado em forma de pílula e funciona fazendo com que a hemoglobina nas células vermelhas do sangue retenha oxigênio de forma mais eficaz, limitando a quantidade entregue aos tecidos. Em modelos de diabetes em camundongos, o medicamento reverteu completamente os altos níveis de açúcar no sangue e superou os tratamentos existentes.
“Esta é uma das primeiras utilizações do HypoxyStat além da doença mitocondrial,” afirma Jain. “Isso abre as portas para pensar sobre o tratamento do diabetes de uma maneira fundamentalmente diferente — recrutando as células vermelhas do sangue como reservatórios de glicose.”
As descobertas também podem se aplicar além do diabetes. D’Alessandro ressalta a relevância potencial para a fisiologia do exercício e para a hipoxia patológica após lesões traumáticas. O trauma continua a ser uma das principais causas de morte entre os jovens, e as alterações na produção e metabolismo das células vermelhas do sangue podem afetar a disponibilidade de glicose e o desempenho muscular.
“Isso é apenas o começo,” diz Jain. “Ainda há muito a aprender sobre como todo o corpo se adapta a mudanças nos níveis de oxigênio e como podemos aproveitar esses mecanismos para tratar uma variedade de condições.”
Detalhes do Estudo e Financiamento
O estudo, intitulado “As Células Vermelhas do Sangue Servem como um Principal Reservatório de Glicose para Melhorar a Tolerância à Glicose em Altitude,” apareceu na Cell Metabolism em 19 de fevereiro de 2026. Os autores incluem Yolanda Martí-Mateos, Ayush D. Midha, Will R. Flanigan, Tej Joshi, Helen Huynh, Brandon R. Desousa, Skyler Y. Blume, Alan H. Baik, e Isha Jain do Gladstone; Zohreh Safari, Stephen Rogers, e Allan Doctor da University of Maryland; e Shaun Bevers, Aaron V. Issaian, e Angelo D’Alessandro da University of Colorado Anschutz.
O financiamento foi fornecido pelos Institutos Nacionais de Saúde (DP5 DP5OD026398, R01 HL161071, R01 HL173540, R01HL146442, R01HL149714, DP5OD026398), pelo Instituto da Califórnia para Medicina Regenerativa, Dave Wentz, a Fundação Hillblom e a Fundação W.M. Keck.
