- Une étude suggère que dans des conditions de faible teneur en oxygène, les globules rouges peuvent agir comme un « puits de glucose » et absorber beaucoup plus de glucose du sang qu'on ne le pensait auparavant.
- Le nombre de globules rouges et leur absorption de glucose ont augmenté dans des conditions de faible teneur en oxygène, amplifiant leur impact global sur le métabolisme du glucose dans l'ensemble du corps.
- L'exposition à l'hypoxie, par exemple à haute altitude, a amélioré la tolérance au glucose chez la souris et inversé les taux de sucre dans le sang, suggérant une nouvelle stratégie thérapeutique potentielle pour le diabète.
La gestion de la glycémie, ou contrôle glycémique, est un élément central des soins du diabète. L'objectif premier est de
Il s’agit d’un effort quotidien complet qui combine surveillance, ajustements du mode de vie et, si nécessaire, prise de médicaments.
L’activité physique peut être une stratégie utile pour gérer la glycémie. Il agit en augmentant la sensibilité à l'insuline, permettant aux cellules d'utiliser l'insuline disponible pour absorber le glucose dans le sang pendant et après l'activité.
De même, certains médicaments contre le diabète aident à gérer la glycémie en améliorant la sensibilité à l’insuline ou en augmentant la production d’insuline.
Aujourd’hui, des recherches suggèrent qu’un autre composant présent dans le sang peut également jouer un rôle dans la régulation du taux de sucre dans le sang, en agissant comme une « éponge à glucose » et en absorbant le sucre présent dans le sang.
Une étude récente, publiée dans Cell Metabolism, rapporte que les globules rouges peuvent augmenter considérablement leur absorption de glucose dans des environnements pauvres en oxygène, ce qui pourrait expliquer la réduction du risque de diabète observé à des altitudes élevées.
Sommaire
Pourquoi l'altitude peut être importante pour la glycémie
Des recherches observationnelles antérieures ont montré que les personnes vivant à des altitudes plus élevées ont généralement une incidence plus faible de diabète de type 2.
Le mécanisme biologique à l’origine de cet effet protecteur n’était pas clair, mais l’étude menée par des scientifiques des instituts Gladstone pourrait apporter une réponse.
En approfondissant cette observation, les chercheurs ont découvert que lorsque l’oxygène est rare, les globules rouges s’adaptent en extrayant davantage de glucose de la circulation sanguine.
Cet effet de « puits de glucose » alimente non seulement les propres besoins énergétiques des cellules, mais réduit également le taux de sucre dans le sang.
L'auteur principal de l'étude, Isha Jain, PhD, chercheur associé aux Gladstone Institutes et associé (professeur à l'UCSF), a souligné les résultats de l'étude pour Actualités médicales aujourd'hui.
« Nous avons identifié deux mécanismes. Premièrement, le nombre de globules rouges augmente en cas d'hypoxie chronique, augmentant ainsi la capacité totale de consommation de glucose. Deuxièmement, les globules rouges individuels provenant d'environnements hypoxiques absorbent plus de glucose par cellule en raison des niveaux plus élevés de transporteur de glucose de type 1 (GLUT1) », a déclaré Jain.
« Nous avons identifié deux mécanismes. Premièrement, le nombre de globules rouges augmente en cas d'hypoxie chronique, augmentant ainsi la capacité totale de consommation de glucose. Deuxièmement, les globules rouges individuels provenant d'environnements hypoxiques absorbent plus de glucose par cellule en raison des niveaux plus élevés de transporteur de glucose de type 1 (GLUT1). «
– Isha Jain, PhD
« Nous avons également découvert que les globules rouges hypoxiques métabolisent le glucose plus rapidement pour produire du 2,3-diphosphoglycérate (2,3-DPG), une molécule qui aide l'hémoglobine à libérer de l'oxygène dans les tissus », a-t-elle ajouté.
« Le mécanisme implique que l'hémoglobine désoxygénée déplace la glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase (GAPDH) de la membrane cellulaire, supprimant ainsi un frein à la glycolyse », a détaillé le chercheur.
Rôle inattendu des globules rouges
Dans l’étude, les chercheurs ont exposé des souris à des conditions imitant l’hypoxie à haute altitude. Cela décrit le moment où les tissus corporels sont privés d’une quantité adéquate d’oxygène.
L’équipe a observé que les niveaux de glucose dans le sang chutaient rapidement, qu’une meilleure tolérance au glucose se développait et que les tissus traditionnels consommateurs de glucose, tels que les muscles, le cerveau et le foie, n’expliquaient pas pleinement où allait le sucre.
Grâce à des techniques d’imagerie avancées, les chercheurs ont découvert que les globules rouges absorbaient une quantité importante de sucre provenant de la circulation sanguine.
Dans des conditions de faible teneur en oxygène, les souris produisaient non seulement plus de globules rouges, mais chaque cellule absorbait plus de glucose que dans des niveaux d'oxygène normaux.
Les chercheurs proposent que les globules rouges soutiennent l’apport d’oxygène tout en réduisant la glycémie, en dirigeant le glucose vers des voies qui aident à générer les molécules nécessaires à une libération efficace de l’oxygène vers les tissus.
« Bien que nous ayons montré que l'hypoxie inversait l'hyperglycémie dans des modèles de diabète chez la souris, nous ne savons pas comment ces résultats se traduisent en physiologie humaine ni quelle durée et quelle intensité d'exposition seraient nécessaires », a déclaré Jain.
« Les associations épidémiologiques sont intrigantes et cohérentes avec nos découvertes, mais de nombreux facteurs diffèrent entre les populations de haute et de basse altitude au-delà des niveaux d’oxygène, notamment l’alimentation, les habitudes d’activité, la génétique, l’accès aux soins de santé », nous a-t-elle expliqué.
« Pour les personnes diabétiques qui envisagent des activités en haute altitude, la sécurité doit rester la principale considération », a ajouté l'auteur de l'étude.
Peut ne pas convenir à tous les types de diabète
Cependant, cet effet potentiellement bénéfique pourrait ne pas convenir à toutes les personnes vivant avec le diabète.
Les personnes atteintes de diabète de type 1 sont plus susceptibles de souffrir d’hypoglycémie ou d’hypoglycémie que celles atteintes de diabète de type 2. Des recherches antérieures ont mis en évidence que les altitudes plus élevées peuvent augmenter le risque d'hypoglycémie chez les personnes atteintes de diabète de type 1, en particulier lors de l'exercice.
Cela est probablement dû à une combinaison de facteurs, tels que le rôle des globules rouges à des altitudes plus élevées, ainsi qu'à la perte d'une réponse hormonale contre-régulatrice chez les personnes atteintes de diabète de type 1.
Jain a noté que l'étude examinait l'adaptation chronique à l'hypoxie chez des souris sans médicaments contre le diabète. On ne sait donc pas encore comment cela pourrait affecter les personnes atteintes de diabète de type 1.
« Les personnes atteintes de diabète de type 1 sous insulinothérapie sont confrontées à un contexte physiologique complètement différent. Les personnes diabétiques qui planifient des activités en haute altitude devraient travailler en étroite collaboration avec leurs prestataires de soins », nous a-t-elle expliqué.
Implications potentielles pour le traitement du diabète
En plus de comprendre la physiologie de l’altitude, l’étude suggère des pistes thérapeutiques potentielles pour gérer la glycémie.
Les scientifiques ont testé une petite molécule, appelée HypoxyStat, récemment développée dans le laboratoire de Jain. Ce médicament imite les effets d’un faible taux d’oxygène en modifiant la façon dont l’hémoglobine lie l’oxygène. En captant plus étroitement l’oxygène, il l’empêche d’atteindre les tissus.
Dans l’étude, HypoxyStat a pu inverser l’hyperglycémie, ou taux de sucre dans le sang élevé, dans des modèles murins de diabète, fonctionnant encore mieux que certains médicaments existants.
Lorsqu'on lui a demandé quelles populations pourraient bénéficier le plus de ces résultats, Jain a commenté :
« Nous aurions besoin d'études humaines soigneusement contrôlées avant de recommander des thérapies basées sur l'altitude ou sur l'hypoxie pour des populations de patients spécifiques, mais les mécanismes que nous avons identifiés pourraient un jour inspirer des stratégies thérapeutiques ne nécessitant pas d'exposition à l'altitude. »
« Nous avons montré qu'HypoxyStat, une petite molécule développée par notre laboratoire, inversait l'hyperglycémie chez les souris diabétiques en imitant les effets de l'hypoxie. Cela suggère des approches pharmacologiques potentielles sans les risques d'exposition réelle à l'hypoxie », a-t-elle expliqué.
Bien que ces découvertes soient encore précoces et concernent des modèles murins, elles soulèvent des questions intrigantes sur la réponse du corps aux niveaux d'oxygène et sur la question de savoir si les traitements du diabète pourraient un jour exploiter ces mécanismes chez l'homme.
« Nous ne sommes pas en mesure de suggérer que ces travaux soutiennent des interventions spécifiques telles que l'entraînement hypoxique ou les chambres hypobares à ce stade. Cela nécessiterait des essais cliniques rigoureux pour établir la sécurité et l'efficacité », a déclaré Jain.
« Notre travail fournit un mécanisme jusqu'alors inconnu reliant les niveaux d'oxygène à l'homéostasie du glucose via les globules rouges. L'impact le plus immédiat pourrait être de comprendre la dynamique du glucose chez les personnes qui vivent déjà en altitude ou qui souffrent de maladies affectant le nombre de globules rouges », a noté le chercheur.
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