งานวิจัยชี้ "เม็ดเลือดแดง" ตัวช่วยลับ ในการลดน้ำตาล และต้านเบาหวาน

ดร.อนันต์ จงแก้ววัฒนา นักไวรัสวิทยา ไบโอเทค สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ได้โพสต์เฟซบุ๊ก Anan Jongkaewwattana ระบุว่า

หลายปีมาแล้วนักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นปรากฏการณ์นึงที่น่าสนใจมาก คือคนที่อาศัยอยู่บนพื้นที่ราบสูงหรือยอดเขาสูง ที่มีปริมาณออกซิเจนเบาบาง มักจะมีอัตราการป่วยเป็นโรคเบาหวานต่ำกว่าคนทั่วไป และสามารถควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดได้ดีกว่าคนที่อาศัยอยู่บริเวณพื้นราบอย่างเห็นได้ชัด จริงๆแล้วปรากฏการณ์นี้ไม่ได้เกิดขึ้นเพียงแค่ในคนเท่านั้น แต่ยังพบในสัตว์หลายชนิดที่อาศัยในพื้นที่สูงเช่นกัน แต่ในอดีตจะเป็นแค่การเดา หรือ ตั้งสมมติฐานไปต่างๆ นานา แต่กลไกทางชีววิทยาที่แท้จริงเบื้องหลังเรื่องนี้ยังไม่มีใครอธิบายได้ชัดๆ 

จนมีงานวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ใน Cell Metabolism ได้พบว่า ฮีโร่ที่แท้จริงในการกำจัดน้ำตาลส่วนเกินออกจากกระแสเลือดนั้น ไม่ใช่เซลล์พิเศษอะไรเลยแต่เป็น "เม็ดเลือดแดง" นั่นเอง

งานวิจัยนี้เริ่มต้นจากการตั้งคำถามตรงไปตรงมาที่ว่า ทำไมภาวะขาดออกซิเจน (Hypoxia) จึงช่วยให้ร่างกายจัดการกับน้ำตาลได้ดีขึ้น ทีมวิจัยได้ทำการทดลองในหนูโดยจำลองสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำคล้ายกับบนภูเขาสูง และพบว่าหนูเหล่านี้มีการตอบสนองต่ออินซูลินและระดับน้ำตาลในเลือดที่ดีขึ้นอย่างชัดเจน แม้จะกลับมาอยู่ในสภาพอากาศปกติแล้ว ผลดีนี้ก็ยังคงอยู่ต่อเนื่องอีกหลายสัปดาห์ สิ่งที่น่าสนใจมาก ๆ คือ จากการสแกนร่างกายเพื่อดูการใช้น้ำตาลคือ อวัยวะหลักๆ อย่างกล้ามเนื้อ หัวใจ หรือตับ ไม่ใช่อวัยวะหลักที่ดึงน้ำตาลไปใช้เพิ่มขึ้นในสภาวะนี้ แต่น้ำตาลจำนวนมากกลับหายไปในระบบเลือด ซึ่งนำไปสู่การพิสูจน์ทราบว่า "เม็ดเลือดแดง" คือแหล่งดูดซับน้ำตาลขนาดใหญ่ที่ถูกมองข้ามมาโดยตลอด

กลไกการทำงานของเม็ดเลือดแดงในการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดนั้นเกิดขึ้นผ่าน 2 กระบวนการสำคัญ ข้อแรกเกี่ยวข้องกับ "ปริมาณ" ของเม็ดเลือดแดงที่เปลี่ยนแปลงไปเพื่อตอบสนองต่อความอยู่รอด เมื่อร่างกายเผชิญกับสภาวะออกซิเจนต่ำหรือภาวะพร่องออกซิเจน ระบบสรีรวิทยาจะตอบสนองทันทีด้วยการกระตุ้นให้ไขกระดูกผลิตเม็ดเลือดแดงออกมาเพิ่มขึ้น เพื่อชดเชยความต้องการออกซิเจนที่ขาดหายไป การเพิ่มจำนวนของเม็ดเลือดแดงนี้ไม่ได้ทำหน้าที่เพียงแค่เป็นพาหนะขนส่งออกซิเจนเท่านั้น แต่ยังส่งผลโดยตรงต่อระดับน้ำตาลในเลือด 

เนื่องจากเม็ดเลือดแดงเป็นเซลล์ชนิดพิเศษที่ไม่มีไมโทคอนเดรียหรือเตาเผาพลังงานเหมือนเซลล์อื่น จึงต้องพึ่งพาการสลายน้ำตาลกลูโคสเพียงอย่างเดียวเป็นแหล่งพลังงาน ดังนั้น การที่มีปริมาณเม็ดเลือดแดงไหลเวียนอยู่ในระบบเลือดมากขึ้น จึงเหมือนเพิ่ม "ผู้บริโภค" ที่คอยดึงน้ำตาลออกจากกระแสเลือดไปใช้อยู่ตลอดเวลา 

นอกเหนือจากเรื่องปริมาณแล้ว ทีมวิจัยยังค้นพบกลไกเชิงลึกในด้าน "ประสิทธิภาพ" ของเซลล์ กล่าวคือ เม็ดเลือดแดงรุ่นใหม่ที่ถูกสร้างขึ้นภายใต้สภาวะขาดออกซิเจนนั้น ไม่ได้เป็นเพียงเซลล์ปกติที่เพิ่มจำนวนขึ้น แต่กลับมีคุณสมบัติที่เหนือกว่าในการดึงน้ำตาลเข้าสู่เซลล์ โดยพบว่ามีการสร้างโปรตีนตัวขนส่งน้ำตาลที่เรียกว่า GLUT1 เพิ่มขึ้นอย่างหนาแน่น เปรียบเสมือนการเปิดประตูจำนวนมากให้น้ำตาลไหลเข้าสู่เซลล์ได้สะดวกและรวดเร็วยิ่งขึ้น เมื่อน้ำตาลถูกดึงเข้ามาแล้ว จะถูกนำเข้าสู่กระบวนการเผาผลาญภายในเซลล์ที่ถูกปรับเปลี่ยนให้ทำงานรวดเร็วขึ้นกว่าปกติ เพื่อเร่งผลิตสารชีวเคมีสำคัญที่ชื่อว่า 2,3-DPG (2,3-Diphosphoglycerate) 

ดร.อนันต์ จงแก้ววัฒนา นักไวรัสวิทยา ไบโอเทค สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)

สารชนิดนี้ช่วยให้ฮีโมโกลบินคลายตัวและปลดปล่อยออกซิเจนไปเลี้ยงเนื้อเยื่อต่างๆ ได้ดีขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ออกซิเจนเบาบาง ซึ่งกระบวนการสังเคราะห์ 2,3-DPG นี้จำเป็นต้องใช้น้ำตาลกลูโคสเป็นวัตถุดิบหลักในปริมาณมาก ส่งผลให้เม็ดเลือดแดงในสภาวะนี้กลายเป็นแหล่งรับน้ำตาลที่มีประสิทธิภาพ ช่วยลดระดับน้ำตาลในเลือดลงได้อย่างมีนัยสำคัญ เพื่อแลกกับการรักษาชีวิตให้รอดพ้นจากการขาดออกซิเจน

ความเข้าใจใหม่นี้ไม่ได้เป็นเพียงแค่ความรู้ทางชีววิทยา แต่ยังนำไปสู่ความหวังใหม่ในการรักษาโรคเบาหวาน ทีมวิจัยได้ทดสอบแนวคิดนี้โดยการใช้ยาที่เลียนแบบสภาวะขาดออกซิเจน หรือการถ่ายเลือดที่มีคุณสมบัติเหมือนเลือดจากที่สูงให้กับหนูที่เป็นเบาหวานทั้งชนิดที่ 1 และชนิดที่ 2 ผลลัพธ์ที่ได้คือ ระดับน้ำตาลในเลือดของหนูเหล่านั้นลดลงและกลับมาอยู่ในเกณฑ์ที่ดีขึ้น ซึ่งชี้ให้เห็นว่าการกระตุ้นให้ร่างกายสร้างเม็ดเลือดแดง หรือการปรับเปลี่ยนระบบเผาผลาญของเม็ดเลือดแดง อาจเป็นวิธีการรักษาภาวะน้ำตาลในเลือดสูงที่มีประสิทธิภาพ โดยไม่จำเป็นต้องพึ่งพาอินซูลินเพียงอย่างเดียว

จากเดิมที่เคยเข้าใจว่าเป็นเพียงพาหนะขนส่งออกซิเจน กลายเป็นผู้เล่นหลักในการควบคุมสมดุลพลังงานและระดับน้ำตาลของร่างกาย การค้นพบว่าเม็ดเลือดแดงทำหน้าที่เป็น "อ่างเก็บน้ำตาล" ในสภาวะที่ออกซิเจนต่ำ ช่วยไขปริศนาทางระบาดวิทยาที่มีมาอย่างยาวนาน และเปิดประตูสู่การพัฒนายาหรือนวัตกรรมการรักษาโรคเบาหวานรูปแบบใหม่ในอนาคต โดยอาศัยกลไกธรรมชาติที่ร่างกายมนุษย์และสิ่งมีชีวิตเรียนรู้ที่จะปรับตัวเพื่อความอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย