אנשים החיים בהרים ובאזורים גבוהים נהנים מסטטיסטיקה רפואית מסקרנת: שיעורי הסוכרת בקרבם נמוכים משמעותית בהשוואה לאוכלוסיות החיות בגובה פני הים. הקשר הזה תועד שוב ושוב במחקרים, אך הסיבה הביולוגית מאחוריו נותרה בגדר תעלומה. כעת מגיע מחקר חדש ומציע תשובה לא צפויה - כזו שמפנה את הזרקור אל שחקן מוכר, אך מפתיע: תאי הדם האדומים.
מחקר של מכוני גלדסטון שבסן פרנסיסקו, שפורסם בכתב העת המדעי Cell Metabolism, מצא כי כאשר הגוף נחשף לחוסר חמצן - תנאי אופייני לחיים בגובה רב - תאי הדם האדומים עוברים שינוי מטבולי משמעותי. במסגרת השינוי הזה הם מתחילים לקלוט כמויות גדולות של גלוקוז ממחזור הדם, מתפקדים כמעין "ספוגי סוכר" ותורמים לירידה ברמות הסוכר בדם.
"התגלית הזו יכולה לפתוח דרכים חדשות לגמרי לחשיבה על שליטה ברמות הסוכר בדם", אמרה החוקרת הבכירה ד"ר אישה ג'יין, חוקרת במכוני גלדסטון ומרצה לביוכימיה באוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו, כך דווח ב-ScienceDaily.
המנגנון המפתיע שמתגלה בגובה רב
החוקרים התמקדו בתופעה המכונה היפוקסיה - מצב של רמות חמצן נמוכות בדם, האופייני לחיים בגובה רב. בניסויים שנערכו בעכברים התברר כי עצם החשיפה לאוויר דל חמצן שיפרה באופן מובהק את סבילות הגלוקוז, וההשפעה נמשכה גם שבועות לאחר שהעכברים חזרו לתנאי חמצן רגילים.
כאשר ניסו החוקרים להבין לאן נעלם הסוכר ממחזור הדם, התברר כי הוא אינו מנוצל על ידי האיברים המרכזיים שאחראים בדרך כלל על חילוף החומרים, כמו השרירים, הכבד או המוח. בדיקות מקיפות של מערכות אלה לא הצליחו להסביר את הירידה החדה ברמות הגלוקוז, מה שהוביל את החוקרים לחפש מנגנון אחר שיכול להסביר את התופעה.
4 צפייה בגלריה
תאי דם אדומים, שנחשבו עד היום בעיקר לנשאי חמצן, מתגלים כבעלי תפקיד חשוב גם בוויסות רמות הסוכר בגוף
(צילום: Shutterstock)
הפריצה הגיעה בזכות שימוש בשיטת הדמיה מתקדמת, שחשפה ממצא לא צפוי: תאי הדם האדומים עצמם היו היעד שאליו זרם הגלוקוז. בניסויי המשך התברר כי בתנאי חוסר חמצן הגוף מייצר יותר תאי דם אדומים, וכל אחד מהם קולט כמויות גלוקוז גדולות בהרבה – עד פי שלושה – לעומת תאים שנוצרו בתנאי חמצן רגילים.
"הגוף מפעיל מנגנוני פיצוי מאוד חכמים"
ד"ר ליאת ברזילי-יוסף, מומחית ברפואה פנימית ואנדוקרינולוגיה ומנהלת השירות לטיפול בהשמנה במרכז הרפואי מאיר מקבוצת כללית, אומרת כי ממצאי המחקר משתלבים היטב עם ההיגיון הפיזיולוגי של תגובת הגוף למצבי חוסר חמצן.
"כאשר הגוף נחשף לרמות חמצן נמוכות, כפי שקורה בגובה רב, הוא נדרש להפעיל מנגנוני פיצוי", היא מסבירה. "אחד המנגנונים הראשונים והמשמעותיים ביותר הוא מערכת כדוריות הדם האדומות, שאחראיות על נשיאת החמצן. הגוף יודע לא רק להגדיל את מספרן, אלא גם לשפר את היעילות של כל כדורית בנפרד".
ד"ר ליאת ברזילי-יוסףצילום: כפיר זיולדבריה, מדובר בשינוי איכותי ולא רק כמותי. "כדי לתפקד בצורה מיטבית, כדוריות הדם האדומות זקוקות לגלוקוז. המחקר הראה בצורה ברורה שבתנאי היפוקסיה הן הופכות ליעילות הרבה יותר בספיגת סוכר", היא אומרת. "על פי הנתונים, כל כדורית דם אדומה סופגת פי שלושה יותר גלוקוז בהשוואה למצב רגיל".
מעבר לכך, נמצא שינוי גם במנגנונים שאחראים על כניסת הגלוקוז אל תוך התא. "לכדוריות הדם האדומות יש טרנספורטרים - מעין תעלות ייעודיות - שמאפשרות לגלוקוז להיכנס לתוכן", מסבירה ד"ר ברזילי-יוסף. "בתנאים של היפוקסיה כרונית נצפתה עלייה של פי שניים בכמות הטרנספורטרים הללו, כך שלכדורית הדם יש יכולת משופרת לקלוט גלוקוז בצורה יעילה ומהירה יותר".
ממצא ביולוגי עם פוטנציאל תרופתי
לפי המאמר המדעי, תאי הדם האדומים אינם רק קולטים כמויות גדולות יותר של גלוקוז, אלא גם מנצלים אותו לייצור מוגבר של מולקולה בשם 2,3-DPG, שמסייעת לשחרור יעיל יותר של חמצן מהריאות אל הרקמות.
המשמעות היא שאותו שינוי מטבולי משרת שתי מטרות במקביל: שיפור אספקת החמצן לגוף בתנאים של חוסר חמצן, והפחתה ברמות הסוכר במחזור הדם. ממצאים אלה מצביעים על כך שתאי הדם האדומים, שנחשבו עד כה בעיקר לנשאים פסיביים של חמצן, ממלאים תפקיד משמעותי הרבה יותר בוויסות מטבוליזם הגלוקוז של הגוף כולו.
במהלך המחקר בחנו החוקרים גם תרופה ניסיונית בשם HypoxyStat, שפותחה במעבדתה של ד"ר ג'יין במכוני גלדסטון. התרופה מחקה את השפעת החוסר בחמצן על תאי הדם האדומים, מבלי שהגוף נדרש להיחשף בפועל לתנאים של גובה רב.
בניסויים שנערכו בעכברים עם סוכרת מסוג 1 וסוג 2 נמצא כי HypoxyStat הצליחה להפוך לחלוטין מצב של רמות סוכר גבוהות בדם, ואף הציגה יעילות גבוהה יותר בהשוואה לטיפולים קיימים. החוקרים ציינו כי מדובר באחד השימושים הראשונים בתרופה מחוץ להקשר של מחלות מיטוכונדריאליות, ממצא שמצביע על כיוון חדש ושונה לחשיבה על טיפול בסוכרת, כך נמסר בהודעה רשמית של מכוני גלדסטון ופורסם ב-Fox News.
ד"ר ברזילי-יוסף רואה בממצאים כיוון מחקרי מסקרן, אך מדגישה כי יש להתייחס אליהם בזהירות. "ספיגה מוגברת של גלוקוז יכולה להיתפס כמנגנון טיפולי פוטנציאלי בסוכרת, ואכן ייתכן שיש כאן כיוון מעניין מאוד", היא אומרת. "עם זאת, סוכרת היא מחלה מורכבת בהרבה מאשר עלייה או ירידה ברמות הסוכר בדם בלבד".
לדבריה, המחלה מערבת שורה ארוכה של מנגנונים פיזיולוגיים נוספים, ובהם פעילות הלבלב, תנגודת לאינסולין, תפקוד הכבד והשריר, וכן מערכות הורמונליות שונות. "השאלה המרכזית היא האם מנגנון כזה יכול לספק מענה כולל למחלה כולה, ולא רק להשפיע על מדד אחד מתוכה", היא מסבירה.
4 צפייה בגלריה
המחקר בוצע בעכברים, ונדרשים מחקרים נוספים כדי לבחון אם הממצאים תקפים גם בבני אדם
(צילום: Shutterstock)
בנוסף, היא מעלה סימני שאלה באשר ליישום המעשי של הממצאים. בין היתר, עולה השאלה האם יהיה צורך לדמות מצבי היפוקסיה באופן יזום, ומהן ההשלכות האפשריות של חשיפה כזו על מערכות ואיברים אחרים בגוף. "ייתכן שבעוד שכדוריות הדם האדומות מגיבות להיפוקסיה באופן מיטיב, איברים אחרים דווקא עלולים להיפגע", היא אומרת. "לכן חשוב לבחון את ההשפעה הכוללת על האדם כולו, ולא להתמקד במערכת אחת בלבד".
החוקרים מדגישים כי מרבית הניסויים בוצעו בעכברים, ובשלב זה בזן אחד בלבד של עכברים צעירים וזכרים. מאחר שגיל ומין משפיעים באופן משמעותי על ייצור תאי דם אדומים ועל פעילותם, נדרשים מחקרים נוספים כדי לבדוק אם הממצאים תקפים גם לנקבות ולאוכלוסיות מבוגרות יותר.
עם זאת, נתונים אפידמיולוגיים שנאספו בשנים קודמות מחזקים את התמונה הכללית: מחקר רחב היקף שכלל יותר מ-285 אלף מבוגרים בארצות הברית מצא כי אנשים החיים בגבהים של 1,500 עד 3,500 מטר סבלו משיעורי סוכרת נמוכים יותר בהשוואה לאוכלוסיות החיות בגובה פני הים, גם לאחר התאמה לגורמים כמו גיל, תזונה ומוצא אתני.
לדברי החוקרים, מדובר רק בצעד ראשון בהבנת הקשר בין חוסר חמצן, חילוף חומרים וסוכרת. הם מציינים כי עדיין יש צורך להעמיק בהבנת האופן שבו הגוף כולו מסתגל לשינויים ברמות החמצן, ובאפשרות לרתום מנגנונים אלה לפיתוח טיפולים חדשים למגוון מחלות.
