不知道大家有没有观察到这样一个神奇的现象:长期生活在高原的人,似乎很少得糖尿病。

这还真不是咱们的错觉。从安第斯山脉的居民,到高原上的野生动物,跨越不同人种、不同物种的研究都指向一个耐人寻味的结论:海拔越高,血糖控制得越好。

难道在高原稀薄的空气里,真的藏着某种天然的“降糖密码”?

这个问题困扰了科学家们很多年。过去,人们往往将其归因于高原居民独特的饮食结构、更大的运动量,或是某种复杂的环境适应。但这些解释似乎都不够彻底。毕竟,当一个生理现象能够跨越物种普遍存在时,其背后往往藏着一个更基础、更保守的生物学机制。近日,一篇发表于顶级期刊Cell Metabolism的最新研究,终于为我们揭开了这个谜底。而真相令人意外:那个神秘的“降糖英雄”,其实一直默默潜伏在我们每个人的身体里,数量惊人,却长期被忽视——它,就是我们的红细胞!

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图1:标题

高原环境下血糖改善的现象,最早可以追溯到20世纪20年代的哈佛疲劳实验室。当时,研究人员将健康志愿者带到海拔高达6000米的智利安第斯山脉,结果发现,所有人的血糖耐受能力都显著提升。

此后近百年的时间里,这一现象被反复验证。动物实验也证实,将小鼠置于低氧环境中,其血糖水平会显著下降,且这种改善效果能持续数周之久。

然而,高原环境同时伴随着低温、低湿、强辐射等多重变化,究竟哪个因素是“降糖”的关键,一直悬而未决。更令人困惑的是,这种血糖改善作用似乎与胰岛素无关:缺氧小鼠的胰岛素水平甚至比正常小鼠还低,但血糖却降得更快。

层层递进,锁定红细胞

为了破解这个谜题,研究团队设计了一系列精妙的实验。

第一步:确认缺氧是核心因素。他们将小鼠置于模拟海拔5000米以上的低氧环境(8%氧气)中,同时设置正常氧气组和配对喂食组,后者吃的食物量与缺氧组相同,以排除吃得少导致血糖低的可能性。结果发现,只有缺氧组小鼠的血糖显著下降,证明缺氧本身才是关键。

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图2:低氧可改善葡萄糖耐量,但这一效应不能完全用内脏器官葡萄糖摄取增加来解释

第二步:追踪血糖去向。研究人员用PET/CT给小鼠注射放射性标记的葡萄糖(FDG),追踪葡萄糖在体内的去向。

按常理而言,葡萄糖应该被大脑、肌肉、肝脏等主要器官消耗。但数据分析却让人大跌眼镜:这些器官只能解释不到30%的葡萄糖增量,高达70%的葡萄糖“消失”了,它们去了一个未知的地方!

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图3:代表性18F- FDG PET/CT扫描显示缺氧3周后组织中18F- FDG 信号积聚

第三步:锁定红细胞。研究团队注意到,缺氧小鼠的红细胞数量几乎翻倍(这种现象叫“红细胞增多症”),而红细胞没有线粒体,只能靠“吃”葡萄糖来获取能量。于是,他们大胆假设:红细胞可能就是那个神秘的“葡萄糖黑洞”。

为了验证这个假设,他们做了两组“反向”实验:

1. 放血实验:给缺氧小鼠定期抽血,把红细胞数量降回正常水平。结果,血糖立刻回升,降糖效果消失。

2. 输血实验:给正常氧气环境下的小鼠输入红细胞(来自缺氧小鼠或正常小鼠)。结果,无论输入哪种红细胞,小鼠的血糖都显著下降。

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图4:红细胞增多症是解释缺氧状态下低血糖的必要且充分的机制

这两个实验共同证明了一个颠覆性的结论:红细胞的数量,直接决定了血糖的高低。红细胞越多,血糖越低。

红细胞不仅是搬运工,还是“血糖杀手”

确认红细胞是关键角色后,研究团队继续深挖,又发现了三个惊人的事实:

第一,缺氧不仅让红细胞变多,还让每个红细胞“更能吃糖”。他们用稳定同位素标记的葡萄糖进行追踪后发现:缺氧小鼠的单个红细胞摄取葡萄糖的速度,是正常小鼠的2.5倍!这是因为缺氧促使新生成的红细胞表面“葡萄糖搬运工”——GLUT1和GLUT4蛋白的数量显著增加。

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图5:缺氧条件下红细胞葡萄糖摄取量增加3倍,主要归因于新成熟红细胞群体的增加

第二,这些糖被用来制造一种重要的物质。红细胞吃掉葡萄糖后,并没有把它浪费掉,而是加速将其转化为一种叫“2,3-二磷酸甘油酸”(2,3-DPG)的分子。这个分子的作用是帮助血红蛋白释放氧气给组织,在缺氧环境下,这恰恰是身体最需要的功能。换句话说,红细胞“吃糖”是为了更好地“送氧”。

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图6:在缺氧红细胞中,糖酵解通量增加以合成血红蛋白变构调节剂2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)

第三,存在一个快速开关机制。除了长期适应(产生更多、更能吃糖的红细胞),身体还有一个应急方案。研究发现,当氧气不足时,红细胞内的一种关键酶——GAPDH会从细胞膜上被“释放”出来,迅速激活糖酵解通路,加速葡萄糖消耗和2,3-DPG生成。这个机制在几分钟内就能启动,完美解释了为什么缺氧后血糖能快速下降。

模拟缺氧的治疗潜力

如果缺氧能降血糖,那我们能不能“假装缺氧”来治疗糖尿病呢?

研究团队测试了两种策略:

策略一:直接输血。给1型糖尿病小鼠输入缺氧红细胞,结果血糖显著下降。这意味着,即使不改变生活环境,单纯增加红细胞数量就能改善高血糖。

策略二:药物模拟缺氧。团队之前开发了一种名为HypoxyStat的小分子药物,它能“欺骗”血红蛋白,让身体以为自己处于缺氧状态。给高脂饮食诱导的2型糖尿病小鼠服用这种药物后,小鼠的红细胞数量增加,血糖恢复正常,糖耐量也完全改善。

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图7:正交方法诱导的红细胞增多症可改善 STZ 和 HFD 诱导的高血糖

这两个实验证明,靶向红细胞可能成为一种全新的糖尿病治疗策略。无论是通过输血、促进红细胞生成,还是通过药物模拟缺氧,都有可能帮助我们控制血糖。

总结

综上,这项2026年发表的研究,彻底改写了我们对血糖调控的认知。缺氧环境通过诱导红细胞增多和代谢重编程,将红细胞变成强大的“葡萄糖消耗器”,这是高原居民血糖更好的根本原因。

如此看来,我们每个人的身体里,最平凡的细胞也有不平凡的神奇作用~

参考文献:

Martí-Mateos Y, Safari Z, Bevers S et al. Red blood cells serve as a primary glucose sink to improve glucose tolerance at altitude. Cell Metab. 2026 Feb 19:S1550-4131(26)00018-5. doi: 10.1016/j.cmet.2026.01.019. Epub ahead of print. PMID: 41720104; PMCID: PMC12923992.

撰文|Cathy

编辑 | lcc