高海拔地区竟能降低糖尿病风险，科学揭示红细胞如何加速葡萄糖代谢

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！

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。

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！

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。

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。

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”。

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。

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