Unsere roten Blutkörperchen, auch genannt Erythrozyten, sind winzige Zellen, die fast nur aus dem sauerstoffbindenden Blutfarbstoff Hämoglobin bestehen. Sie werden im Knochenmark produziert und besitzen in reifer Form weder einen Zellkern noch Mitochondrien. Ihre Energie gewinnen sie, indem sie Glukose abbauen, ohne dabei Sauerstoff zu nutzen. Bislang wurde ihr Einfluss auf den Blutzuckerspiegel aber wenig beachtet. Stattdessen wurden die roten Blutkörperchen in der wissenschaftlichen Betrachtung üblicherweise auf ihre Funktion als Sauerstofftransporter reduziert.
Rätselhafter Zuckerschwund
Doch offenbar spielen die Erythrozyten auch im Glukosestoffwechsel eine entscheidende Rolle – und zwar um so stärker, je weniger Sauerstoff die Atemluft enthält. Zu diesem Ergebnis kommt ein Team um Yolanda Martí-Mateos von den Gladstone Institutes in San Francisco. Alles begann mit einer überraschenden Beobachtung an Mäusen, die sauerstoffarmer Luft ausgesetzt waren: „Als wir den Mäusen unter Hypoxie Zucker verabreichten, verschwand dieser fast augenblicklich aus ihrem Blutkreislauf“, berichtet Martí-Mateos. „Wir untersuchten Muskeln, Gehirn, Leber – alle üblichen Verdächtigen –, aber nichts in diesen Organen konnte erklären, was vor sich ging.“
Schließlich fanden die Forschenden die Zucker-Großverbraucher: die roten Blutkörperchen. Unter Sauerstoffmangel steigt deren Menge stark an, um die Gewebe des Körpers weiterhin mit dem lebenswichtigen Atemgas zu versorgen. Verhinderte das Team jedoch diesen Anstieg, indem es den hypoxischen Mäusen regelmäßig Blut abnahm, blieb auch der massive Glukoseverbrauch aus. Andersherum verbrauchten Mäuse, die unter normalen Bedingungen gehalten wurden, mehr Glukose, wenn die Forschenden ihnen zusätzliche rote Blutkörperchen spritzten.
Hilfe bei der Sauerstoffversorgung
Weitere Experimente enthüllten, dass die Mäuse unter Sauerstoffmangel nicht nur mehr rote Blutkörperchen produzierten, sondern dass diese neu entstandenen roten Blutkörperchen überdies mehr Glukose verbrauchten als solche, die in Zeiten mit ausreichender Sauerstoffversorgung gebildet wurden. Verantwortlich dafür ist der Studie zufolge ein Protein namens GLUT1, das auf der Zellmembran der roten Blutkörperchen sitzt und für den Glukosetransport in die Zellen verantwortlich ist. Die unter hypoxischen Bedingungen gebildeten Erythrozyten besaßen deutlich mehr dieser Transportproteine und konnten deshalb in kürzerer Zeit mehr Glukose aufnehmen.
Doch was machen die Blutzellen mit dem Zucker? Auch darauf fanden Martí-Mateos und ihr Team eine Antwort. „Die hypoxischen Erythrozyten wandelten die Glukose innerhalb von Minuten in ein Molekül namens 2,3-Diphosphoglycerat um“, berichten die Forschenden „Dieses Molekül bindet sich an Hämoglobin und hilft dabei, Sauerstoff an das Gewebe abzugeben – genau das, was der Körper benötigt, wenn der Sauerstoffgehalt in der Luft gering ist.“ Durch den erhöhten Zuckerverbrauch können die Erythrozyten demnach den wenigen zur Verfügung stehenden Sauerstoff optimal ausnutzen. Da jede einzelne dieser Blutzelle eine Lebensdauer von etwa vier Monaten hat, bleibt der Effekt auch noch bestehen, nachdem längst wieder genügend Sauerstoff verfügbar ist.
Aus Sicht der Forschenden könnte hier auch ein therapeutischer Ansatz zur Behandlung von Diabetes liegen. „Rote Blutkörperchen stellen einen verborgenen Bereich des Glukosestoffwechsels dar, der bisher nicht beachtet wurde“, sagt Martí-Mateos Kollegin Isha Jain. „Diese Entdeckung könnte völlig neue Wege für die Kontrolle des Blutzuckers eröffnen.“ Bekannt ist bereits, dass Menschen, die in Höhenlagen mit dünner Luft wohnen, seltener an Diabetes erkranken. Womöglich könnten sich die Effekte des Sauerstoffmangels auch mit Medikamenten nachahmen lassen.
Quelle: Yolanda Martí-Mateos (Gladstone Institutes, San Francisco) et al., Cell Metabolism, doi: 10.1016/j.cmet.2026.01.019
