經歷過低血糖發作的糖尿病患者，對於那些沒有管理血糖水平經驗的人來說是一個常見的問題，他們更容易受到糖尿病眼病惡化的影響。根據約翰霍普金斯醫學院的研究人員，他們已經發現了這些低血糖水平與眼睛中缺氧細胞中被激活的分子途徑之間的聯繫。

這項研究發表在《細胞報告》（Cell Reports）雜誌上，涉及在實驗室環境中生長的低糖（低血糖）的人類和小鼠眼細胞和整個視網膜，以及低血糖水平的小鼠。

約翰霍普金斯醫學院威爾默眼科研究所的布蘭娜和歐文-西森韋恩眼科教授、醫學博士阿克里特-索迪說：”臨時性的低血糖發生在胰島素依賴型糖尿病患者身上，而且經常發生在新診斷出患有該病的人身上。非胰島素依賴型糖尿病患者在睡眠期間也可能出現低血糖。研究結果顯示，這些週期性的低血糖水平會導致某些視網膜細胞蛋白的增加，從而導致血管過度生長，使糖尿病眼病惡化，”Sodhi補充說。

糖尿病視網膜病變發生在多達三分之一的糖尿病患者身上，其特點是視網膜中的異常血管過度生長，是美國最可預防的致盲原因之一。目前的研究表明，糖尿病視網膜病變患者可能特別容易受到低血糖期的影響，保持血糖水平穩定應該是血糖控制的一個重要部分。

在這項研究中，研究人員分析了人類和小鼠視網膜細胞中的蛋白質水平，以及在實驗室低血糖環境下生長的完整視網膜，以及偶爾出現低血糖的小鼠。

研究人員發現，人類和小鼠視網膜細胞中的低葡萄糖水平引起了一連串的分子變化，這些變化可能導致血管過度生長。首先，研究人員看到，低血糖導致視網膜細胞分解葡萄糖獲取能量的能力下降。

當研究人員具體觀察所謂的穆勒膠質細胞時，他們發現這些細胞增加了GLUT1基因的表達，該基因製造一種將葡萄糖運送到細胞中的蛋白質，是視網膜中神經元的支持細胞。

研究人員發現，在應對低葡萄糖時，細胞增加了一種轉錄因子的水平，稱為缺氧誘導因子（HIF）-1α。這開啟了細胞機制–包括GLUT1–需要提高它們利用可用葡萄糖的能力，保存視網膜神經元可用於能量生產的有限氧氣。

然而，在低氧環境中，就像發生在糖尿病眼病患者的視網膜上一樣，這種對低葡萄糖的正常生理反應引發了HIF-1α蛋白湧入細胞核，即細胞的控制中心。這導致了VEGF和ANGPTL4等蛋白質的生產增加，這些蛋白質會導致異常的、滲漏的血管生長–這是糖尿病眼病患者視力喪失的關鍵罪魁禍首。

研究人員計劃研究糖尿病患者的低血糖水平是否會影響其他器官的類似分子途徑，如腎臟和大腦。

Sodhi說，HIF-1α途徑可能成為開發糖尿病眼病新療法的有效目標。