La ricerca sulla fisiologia dell'alta quota ha da tempo documentato un fenomeno curioso: le popolazioni che vivono in regioni montuose dove l'ossigeno è rarefatto sviluppano il diabete con minore frequenza rispetto a chi risiede a livello del mare. Questa correlazione epidemiologica, osservata in diverse aree geografiche del pianeta, mancava però di una spiegazione biologica convincente. Un gruppo di scienziati del Gladstone Institutes ha ora identificato il meccanismo cellulare alla base di questa protezione metabolica, scoprendo che i globuli rossi assumono un ruolo completamente inaspettato nel controllo della glicemia quando i livelli di ossigeno diminuiscono.
Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Cell Metabolism il 19 febbraio 2026, dimostra che in condizioni di ipossia i globuli rossi modificano radicalmente il proprio metabolismo, trasformandosi in potenti assorbitori di glucosio dal sangue circolante. Questo adattamento cellulare permette di abbassare significativamente i livelli di zucchero nel sangue, offrendo al contempo una spiegazione al ridotto rischio di diabete nelle popolazioni di alta montagna. La scoperta ribalta la concezione tradizionale dei globuli rossi come semplici trasportatori passivi di ossigeno, rivelando invece una loro capacità metabolica finora sottovalutata.
Il percorso che ha portato a questa conclusione è iniziato con un'osservazione apparentemente inspiegabile. Il laboratorio guidato da Isha Jain, ricercatrice principale presso il Gladstone Institutes e professoressa di biochimica all'Università della California di San Francisco, studia da anni gli effetti dell'ipossia sul metabolismo. Durante esperimenti condotti su modelli murini esposti ad aria con ridotto contenuto di ossigeno, il team ha registrato un crollo drastico della glicemia: gli animali eliminavano lo zucchero dal flusso sanguigno quasi istantaneamente dopo l'alimentazione, una caratteristica normalmente associata a minor rischio diabetico.
L'enigma è emerso quando i ricercatori hanno cercato di identificare quale organo stesse consumando tutto quel glucosio. Come spiega Yolanda Martí-Mateos, prima autrice dello studio e ricercatrice postdottorale nel laboratorio di Jain, "quando somministravamo zucchero ai topi in ipossia, questo scompariva dal sangue quasi istantaneamente. Abbiamo esaminato muscoli, cervello, fegato, tutti i sospetti abituali, ma niente in questi organi poteva spiegare cosa stesse accadendo". L'analisi sistematica dei principali tessuti metabolicamente attivi non rivelava infatti alcun aumento significativo nell'assorbimento di glucosio che potesse giustificare la sua rapida clearance dal circolo.
La svolta è arrivata utilizzando una diversa metodologia di imaging, che ha permesso di identificare i globuli rossi come il "pozzo di glucosio" mancante. Questi eritrociti stavano assorbendo e utilizzando quantità considerevoli di glucosio dalla circolazione, un comportamento completamente inaspettato per cellule considerate principalmente deputate al trasporto di ossigeno. Esperimenti successivi hanno confermato che in condizioni di bassa ossigenazione i topi producevano complessivamente più globuli rossi, e ciascuna cellula individuale assorbiva maggiori quantità di glucosio rispetto a quelle formate in condizioni di ossigenazione normale.
Per svelare i dettagli molecolari di questo cambiamento metabolico, il gruppo di Jain ha collaborato con Angelo D'Alessandro dell'Università del Colorado Anschutz Medical Campus e Allan Doctor dell'Università del Maryland, esperto di biologia eritrocitaria. Le analisi hanno rivelato che quando l'ossigeno è limitato, i globuli rossi utilizzano il glucosio per generare una molecola che facilita il rilascio di ossigeno ai tessuti periferici. Questo processo diventa particolarmente cruciale proprio quando l'ossigeno scarseggia, creando un meccanismo di adattamento elegante che ottimizza simultaneamente l'ossigenazione tissutale e il controllo glicemico.
La portata del fenomeno ha sorpreso gli stessi ricercatori. D'Alessandro sottolinea che "i globuli rossi sono normalmente considerati trasportatori passivi di ossigeno, eppure abbiamo scoperto che possono rappresentare una frazione sostanziale del consumo di glucosio dell'intero organismo, specialmente in condizioni di ipossia". Questa capacità metabolica insospettata apre prospettive completamente nuove per la comprensione del metabolismo sistemico e per lo sviluppo di terapie innovative.
Gli esperimenti hanno inoltre dimostrato che i benefici metabolici dell'esposizione prolungata all'ipossia persistevano per settimane o mesi dopo che i topi erano stati riportati a livelli normali di ossigeno, suggerendo modifiche cellulari durature. Questo ha portato i ricercatori a testare HypoxyStat, un farmaco recentemente sviluppato nel laboratorio di Jain che mima gli effetti dell'esposizione all'alta quota. Il composto, somministrabile per via orale, agisce inducendo l'emoglobina nei globuli rossi a legare l'ossigeno più strettamente, limitando la quantità rilasciata ai tessuti e simulando così una condizione di ipossia tissutale.
I risultati nei modelli murini di diabete sono stati notevoli: il farmaco ha completamente invertito l'iperglicemia, superando le prestazioni dei trattamenti esistenti. Secondo Jain, questo rappresenta "uno dei primi utilizzi di HypoxyStat oltre le malattie mitocondriali. Apre la porta a pensare al trattamento del diabete in modo fondamentalmente diverso, reclutando i globuli rossi come pozzi di glucosio". L'approccio terapeutico basato sulla manipolazione del metabolismo eritrocitario costituisce un paradigma completamente nuovo nel panorama farmacologico antidiabetico.
Le implicazioni della scoperta si estendono probabilmente oltre il diabete. D'Alessandro evidenzia potenziali applicazioni nella fisiologia dell'esercizio fisico e nel trattamento dell'ipossia patologica che segue traumi gravi. I traumi rappresentano una delle principali cause di morte tra i giovani, e modifiche nella produzione e nel metabolismo dei globuli rossi potrebbero influenzare sia la disponibilità di glucosio sia le prestazioni muscolari in questi contesti clinici critici.
Come conclude Jain, questo lavoro rappresenta solo l'inizio: rimangono ancora molti interrogativi su come l'intero organismo si adatti ai cambiamenti nei livelli di ossigeno e su come questi meccanismi possano essere sfruttati per trattare un'ampia gamma di condizioni patologiche, dal diabete alle malattie cardiovascolari fino alle emergenze traumatiche.
