Africa-Press – Cameroun. A partir de quelques jours passés à haute altitude, le nombre de globules rouges augmente significativement. Ce nombre peut même doubler, en condition de forte hypoxie (réduction de la disponibilité en oxygène). Le corps compense ce manque par une augmentation des globules rouges, qui assurent le transport d’oxygène vers les tissus. Ce phénomène d’adaptation est bien connu.
Haute altitude, faible glycémie
Cependant, il a été observé à de nombreuses reprises que les personnes vivant en altitude (Tibet, Andes, Etats-Unis) présentaient une glycémie plus basse que celles vivant au niveau de la mer, et de fait, un risque de diabète réduit. Cette tendance s’observe également transitoirement, lorsque des individus restent plusieurs semaines à haute altitude (plus de 2500 mètres).
Plus intrigant encore, « lorsque nous avons administré du sucre à des souris en hypoxie, il a disparu de leur circulation sanguine presque instantanément », explique à Sciences et Avenir Yolanda Martí-Mateos, première auteure d’une étude sur le sujet, publiée dans la revue Cell Metabolism. « Nous avons examiné les muscles et différents organes, mais rien ne permettait d’expliquer ce qui se passait. De plus, cette disparition soudaine était indépendante de l’insuline, qui régule traditionnellement la glycémie ».
Yolanda Martí-Mateos, et ses collègues du Gladstone Institutes et de l’Arc Institute (Etats-Unis), ont alors soupçonné les globules rouges eux-mêmes. « On ne les a jamais considérés comme des régulateurs de l’homéostasie du glucose. Ils sont principalement composés d’hémoglobine et sont dépourvus de noyau et de mitochondries. Ils possèdent donc relativement peu de mécanismes connus pour réguler leur métabolisme », s’est étonnée Yolanda Martí-Mateos.
Les globules rouges sont des « puits à glucose »
Pour tester cette hypothèse audacieuse, les biologistes ont réalisé deux expériences complémentaires. D’une part, ils ont empêché l’augmentation du nombre de globules rouges en condition d’hypoxie – en effectuant des prélèvement sanguins – ce qui a eu pour effet de normaliser la glycémie. D’autre part, ils ont transfusé des globules rouges surnuméraires à des souris en condition de normoxie (oxygénation normale), ce qui a suffit à faire chuter la glycémie. Ces premiers résultats ont mis en lumière le rôle nécessaire et suffisant des globules rouges dans la diminution soudaine de glucose dans le sang.
« Pour retracer le parcours métabolique du glucose à l’intérieur des globules rouges, nous avons injecté des molécules de glucose marquées à des souris. Nous avons ensuite utilisé la spectrométrie de masse qui a permis de suivre les molécules en temps réel », précise Yolanda Martí-Mateos. Cette fois-ci, les observations ont révélé que les globules rouges constituaient un véritable « puits de glucose », absorbant les sucres présents dans le sang.
Transporter plus efficacement l’oxygène
Or le glucose, pour être absorbé, a besoin d’une porte d’entrée: un transporteur du glucose (GLUT-1). En étudiant ces transporteurs, les chercheurs ont été à nouveau surpris. Non seulement, en condition d’hypoxie, le nombre de globules rouges augmente, mais en plus les globules rouges nouvellement synthétisés sont porteurs de plus de transporteurs GLUT-1.
Mais que devient le glucose une fois absorbé dans les globules rouges? Grâce au marquage des sucres, les biologistes ont montré qu’en condition de faible oxygénation, le glucose était converti beaucoup plus rapidement en 2,3-DPG (2,3-diphosphoglycérate), une molécule qui se lie à l’hémoglobine et l’aide à libérer l’oxygène vers les tissus. Autrement dit, exactement ce dont l’organisme a besoin en altitude.
« Nos travaux montrent qu’en haute altitude, l’adaptation métabolique des globules rouges leur permet de transporter plus efficacement l’oxygène vers les tissus, tout en ayant pour effet bénéfique de faire baisser la glycémie », analyse Yolanda Martí-Mateos. « Ce mécanisme de régulation a été observé chez la souris, mais également au sein des globules rouges humains, ce qui suggère qu’il a été conservé chez différentes espèces au cours de l’évolution ».
De nouvelles perspectives de traitement pour le diabète
« Cette découverte ouvre la voie à une approche fondamentalement différente du traitement du diabète, mobilisant les globules rouges », insiste Isha Jain, professeure de biochimie à l’Université de Californie et co-auteur de l’étude. En effectuant des tests sur des souris modèles de diabète de type 1 et de type 2, les chercheurs ont montré que l’exposition à une faible concentration d’oxygène inversait leur hyperglycémie et que des transfusions de globules rouges suffisaient également à faire baisser leur taux de sucre.
Pour l’heure, « le principal défi consiste à trouver un moyen de favoriser la capacité des globules rouges à éliminer le sucre du sang, sans augmenter considérablement leur nombre ».
