De nouvelles recherches r\u00e9v\u00e8lent comment les adaptations des globules rouges induites par l\u2019hypoxie peuvent remodeler la r\u00e9gulation du glucose, offrant ainsi un nouvel aper\u00e7u de la biologie du diab\u00e8te et des strat\u00e9gies th\u00e9rapeutiques potentielles.<\/p>\n
\u00c9tude : Les globules rouges servent de puits de glucose principal pour am\u00e9liorer la tol\u00e9rance au glucose en altitude. Cr\u00e9dit d’image : nobeastsofierce\/Shutterstock<\/p>\n
Dans une \u00e9tude r\u00e9cente publi\u00e9e dans la revue M\u00e9tabolisme cellulaireles chercheurs ont \u00e9tudi\u00e9 si les globules rouges (GR) fonctionnent comme un puits de glucose primaire dans des conditions hypoxiques et am\u00e9liorent ainsi la tol\u00e9rance syst\u00e9mique au glucose.<\/p>\n
Hypoxie \u00e0 haute altitude et contr\u00f4le am\u00e9lior\u00e9 du glucose<\/p>\n
Les observations \u00e9pid\u00e9miologiques montrent que les populations vivant au-dessus de 3 500 m\u00e8tres pr\u00e9sentent des taux de diab\u00e8te inf\u00e9rieurs \u00e0 ceux vivant au niveau de la mer. Au Tibet, au P\u00e9rou, aux \u00c9tats-Unis et au N\u00e9pal, les communaut\u00e9s de haute altitude pr\u00e9sentent syst\u00e9matiquement des niveaux de glucose \u00e0 jeun plus faibles et une meilleure tol\u00e9rance au glucose. M\u00eame les animaux adapt\u00e9s \u00e0 l\u2019altitude pr\u00e9sentent des sch\u00e9mas m\u00e9taboliques similaires. Malgr\u00e9 une disponibilit\u00e9 r\u00e9duite en oxyg\u00e8ne \u00e0 haute altitude, la r\u00e9gulation de la glyc\u00e9mie semble am\u00e9lior\u00e9e, cr\u00e9ant un paradoxe physiologique.<\/p>\n
On sait que l’hypoxie \u00e0 court terme stimule l’absorption du glucose dans les tissus p\u00e9riph\u00e9riques ; cependant, ces effets sont transitoires. La persistance d’un contr\u00f4le am\u00e9lior\u00e9 de la glyc\u00e9mie au cours de l’hypoxie chronique sugg\u00e8re une adaptation syst\u00e9mique plus profonde. Le m\u00e9canisme biologique \u00e0 la base de cet effet prolong\u00e9 est rest\u00e9 flou, ce qui a incit\u00e9 \u00e0 rechercher si les globules rouges contribuent directement \u00e0 l’\u00e9limination du glucose dans l’ensemble du corps.<\/p>\n
Conception d’un mod\u00e8le de souris d’hypoxie normobare<\/p>\n
Pour isoler l\u2019impact de la privation d\u2019oxyg\u00e8ne, les chercheurs ont utilis\u00e9 des mod\u00e8les d\u2019hypoxie normobare chez des souris m\u00e2les \u00e2g\u00e9es de huit semaines. Les animaux ont \u00e9t\u00e9 maintenus dans des conditions normoxiques (21 % d\u2019oxyg\u00e8ne) ou dans des environnements hypoxiques (8 % d\u2019oxyg\u00e8ne, \u00e9quivalent \u00e0 des altitudes sup\u00e9rieures \u00e0 5\u00a0000 m\u00e8tres) pendant trois semaines maximum. La glyc\u00e9mie, le poids corporel, les tests de tol\u00e9rance au glucose et les tests de tol\u00e9rance \u00e0 l’insuline ont \u00e9t\u00e9 surveill\u00e9s longitudinalement.<\/p>\n
Pour d\u00e9terminer si l’abondance accrue de globules rouges influen\u00e7ait la glyc\u00e9mie, les enqu\u00eateurs ont utilis\u00e9 deux strat\u00e9gies compl\u00e9mentaires. La phl\u00e9botomie en s\u00e9rie a \u00e9limin\u00e9 15\u00a0% du volume sanguin total tous les trois jours pour inverser l’\u00e9rythrocytose induite par l’hypoxie. Dans des exp\u00e9riences parall\u00e8les, des concentr\u00e9s de globules rouges provenant de souris donneuses hypoxiques ou normoxiques ont \u00e9t\u00e9 transfus\u00e9s \u00e0 des receveurs normoxiques.<\/p>\n
L’absorption de glucose a \u00e9t\u00e9 \u00e9valu\u00e9e \u00e0 l’aide d’une tomographie par \u00e9mission de positons\/tomodensitom\u00e9trie au 2-d\u00e9soxy-2-(18F) fluoro-D-glucose et d’un tra\u00e7age d’isotopes stables avec du carbone-13 glucose et du carbone-13 2-d\u00e9soxy-D-glucose uniform\u00e9ment marqu\u00e9s. La chromatographie liquide-spectrom\u00e9trie de masse a quantifi\u00e9 le glucose plasmatique et les m\u00e9tabolites intracellulaires. La cytom\u00e9trie en flux a \u00e9valu\u00e9 le transporteur de glucose 1 (GLUT1) et le transporteur de glucose 4 (GLUT4) abondance dans les globules rouges. Des approches prot\u00e9omiques et d’imagerie ont examin\u00e9 la localisation des enzymes glycolytiques et leurs interactions avec la prot\u00e9ine de bande 3 dans diverses conditions d’oxyg\u00e8ne.<\/p>\n
L’hypoxie abaisse rapidement la glyc\u00e9mie ind\u00e9pendamment de l’insuline<\/p>\n
L’hypoxie chronique a r\u00e9duit de mani\u00e8re significative la glyc\u00e9mie basale dans les deux jours suivant l’exposition. La tol\u00e9rance au glucose s’est am\u00e9lior\u00e9e \u00e0 1, 2 et 3 semaines et a persist\u00e9 pendant plus d’un mois apr\u00e8s le retour des souris \u00e0 la normoxie. En revanche, la sensibilit\u00e9 \u00e0 l\u2019insuline ne s\u2019est pas am\u00e9lior\u00e9e et a \u00e9t\u00e9 temporairement r\u00e9duite pendant l\u2019hypoxie. Les auteurs ont interpr\u00e9t\u00e9 cette r\u00e9duction comme une r\u00e9ponse compensatoire \u00e0 une hypoglyc\u00e9mie prolong\u00e9e plut\u00f4t que comme une action accrue de l’insuline.<\/p>\n
L’hypoxie mod\u00e9r\u00e9e (11\u00a0% d’oxyg\u00e8ne) et l’hypoxie intermittente ont \u00e9galement am\u00e9lior\u00e9 la glyc\u00e9mie \u00e0 jeun et la tol\u00e9rance au glucose, sugg\u00e9rant une pertinence translationnelle potentielle. La glucon\u00e9ogen\u00e8se h\u00e9patique n’a pas tenu compte de la r\u00e9duction des taux de glucose dans le sang, ce qui indique qu’une augmentation de l’\u00e9limination du glucose plut\u00f4t qu’une diminution de la production \u00e9tait responsable de l’hypoglyc\u00e9mie observ\u00e9e.<\/p>\n
Globules rouges identifi\u00e9s comme le principal puits de glucose<\/p>\n
L\u2019imagerie du corps entier a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que les organes classiques consommateurs de glucose, tels que les muscles, le foie, le c\u0153ur et le cerveau, ne repr\u00e9sentaient qu\u2019une minorit\u00e9 de l\u2019augmentation de l\u2019absorption du glucose en cas d\u2019hypoxie. Cette d\u00e9couverte sugg\u00e8re la pr\u00e9sence d\u2019un autre compartiment majeur consommateur de glucose.<\/p>\n
Durant l\u2019hypoxie chronique, le nombre de globules rouges a presque doubl\u00e9. Lorsque l’\u00e9rythrocytose a \u00e9t\u00e9 invers\u00e9e par une phl\u00e9botomie en s\u00e9rie, la glyc\u00e9mie s’est normalis\u00e9e, mais les am\u00e9liorations de la tol\u00e9rance au glucose ont disparu. \u00c0 l\u2019inverse, la transfusion de globules rouges provenant de donneurs hypoxiques \u00e0 des souris normoxiques a induit une hypoglyc\u00e9mie sans exposition \u00e0 l\u2019hypoxie. Ces exp\u00e9riences ont d\u00e9montr\u00e9 qu’une augmentation de l’abondance des globules rouges \u00e9tait \u00e0 la fois n\u00e9cessaire et suffisante pour provoquer une hypoglyc\u00e9mie associ\u00e9e \u00e0 l’hypoxie dans ce mod\u00e8le.<\/p>\n
Am\u00e9lioration de l’absorption du glucose par cellule et de l’expression du transporteur<\/p>\n
Au-del\u00e0 de l\u2019augmentation du nombre de cellules, les globules rouges individuels sous hypoxie pr\u00e9sentaient une capacit\u00e9 accrue d\u2019absorption du glucose. Le tra\u00e7age des isotopes stables a montr\u00e9 une accumulation intracellulaire plus rapide de 2-d\u00e9soxy-D-glucose phosphoryl\u00e9. Des exp\u00e9riences ex vivo ont confirm\u00e9 une augmentation d’environ 2,5 fois de l’absorption de glucose par cellule.<\/p>\n
La cytom\u00e9trie en flux a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 une expression r\u00e9gul\u00e9e positivement de GLUT1 et GLUT4 dans les globules rouges hypoxiques. Des exp\u00e9riences de marquage \u00e0 la biotine ont indiqu\u00e9 que les globules rouges nouvellement synth\u00e9tis\u00e9s contribuaient consid\u00e9rablement \u00e0 l’abondance accrue de GLUT1, ce qui sugg\u00e8re que l’\u00e9rythropo\u00ef\u00e8se sous hypoxie g\u00e9n\u00e8re des populations de globules rouges m\u00e9taboliquement adapt\u00e9es.<\/p>\n
Rec\u00e2blage m\u00e9tabolique gr\u00e2ce au shunt L\u00fcbering-Rapoport<\/p>\n
Le tra\u00e7age m\u00e9tabolomique a d\u00e9montr\u00e9 que le flux de glucose dans les globules rouges hypoxiques \u00e9tait redirig\u00e9 vers la production de 2,3-diphosphoglyc\u00e9rate via le shunt Luebering-Rapoport. Les niveaux et les taux de marquage isotopique du 2,3-diphosphoglyc\u00e9rate \u00e9taient \u00e9lev\u00e9s. Cette adaptation am\u00e9liore la lib\u00e9ration d’oxyg\u00e8ne de l’h\u00e9moglobine vers les tissus tout en augmentant la consommation de glucose. Les auteurs ont not\u00e9 que des mesures quantitatives pr\u00e9cises du flux n\u00e9cessiteraient des analyses cibl\u00e9es suppl\u00e9mentaires.<\/p>\n
Les conditions de faible teneur en oxyg\u00e8ne ont d\u00e9plac\u00e9 la glyc\u00e9rald\u00e9hyde-3-phosphate d\u00e9shydrog\u00e9nase (GAPDH) de sa liaison inhibitrice \u00e0 la prot\u00e9ine membranaire de la bande 3, augmentant ainsi le flux glycolytique. Ce m\u00e9canisme mol\u00e9culaire a fourni une explication structurelle du m\u00e9tabolisme acc\u00e9l\u00e9r\u00e9 du glucose dans les globules rouges sous hypoxie.<\/p>\n
Implications th\u00e9rapeutiques dans les mod\u00e8les de diab\u00e8te<\/p>\n
L’exposition \u00e0 l’hypoxie et la transfusion hypoxique de globules rouges ont am\u00e9lior\u00e9 l’hyperglyc\u00e9mie dans les mod\u00e8les murins de diab\u00e8te de type 1, am\u00e9liorant ainsi la tol\u00e9rance au glucose malgr\u00e9 un d\u00e9ficit en insuline. Dans un mod\u00e8le de r\u00e9gime riche en graisses du diab\u00e8te de type 2, le traitement avec un agent pharmacologique (HypoxyStat) qui augmente l’affinit\u00e9 de l’h\u00e9moglobine pour l’oxyg\u00e8ne et induit une hypoxie tissulaire a am\u00e9lior\u00e9 la glyc\u00e9mie et la tol\u00e9rance au glucose sans transfusion directe de globules rouges.<\/p>\n
Ces r\u00e9sultats sugg\u00e8rent que cibler le m\u00e9tabolisme des globules rouges ou imiter en toute s\u00e9curit\u00e9 les adaptations \u00e9rythrocytaires induites par l’hypoxie pourrait offrir des approches th\u00e9rapeutiques pour les conditions hyperglyc\u00e9miques.<\/p>\n
Les globules rouges comme r\u00e9gulateurs du m\u00e9tabolisme syst\u00e9mique du glucose<\/p>\n
Cette \u00e9tude identifie les globules rouges comme des r\u00e9gulateurs jusqu’alors m\u00e9connus du m\u00e9tabolisme syst\u00e9mique du glucose. L’hypoxie augmente la production de globules rouges et am\u00e9liore l’utilisation du glucose par cellule, permettant aux globules rouges d’agir comme un puits de glucose important ind\u00e9pendamment de la signalisation de l’insuline. En m\u00e9tabolisant le glucose par glycolyse et le shunt Luebering-Rapoport, les globules rouges am\u00e9liorent l’apport d’oxyg\u00e8ne et r\u00e9duisent les niveaux de glucose en circulation.<\/p>\n
Les r\u00e9sultats \u00e9largissent la compr\u00e9hension de l\u2019hom\u00e9ostasie du glucose dans l\u2019ensemble du corps et sugg\u00e8rent des strat\u00e9gies th\u00e9rapeutiques potentielles pour le diab\u00e8te de type 1 et de type 2. La modulation du m\u00e9tabolisme des globules rouges ou l’exploitation des adaptations hypoxiques pourraient repr\u00e9senter des voies innovantes dans la gestion des maladies m\u00e9taboliques.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"De nouvelles recherches r\u00e9v\u00e8lent comment les adaptations des globules rouges induites par l\u2019hypoxie peuvent remodeler la r\u00e9gulation du…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":17027,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[9],"tags":[7576,7577,110,7578,7575,7573,7579,83,473,7582,7581,7580,84,23,7574,109],"class_list":{"0":"post-17026","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-sante","8":"tag-altitude","9":"tag-chercheurs","10":"tag-des","11":"tag-entrainent","12":"tag-globules","13":"tag-glucose","14":"tag-haute","15":"tag-health","16":"tag-les","17":"tag-meilleure","18":"tag-montrent","19":"tag-rouges","20":"tag-sante","21":"tag-suisse","22":"tag-tolerance","23":"tag-une"},"share_on_mastodon":{"url":"","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/17026","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=17026"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/17026\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/17027"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=17026"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=17026"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=17026"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}