研究人员发现，红细胞有一种与生俱来的能力，能在低氧期间（如心脏病发作时）触发一种保护心脏免受伤害的途径。饮食中含有大量硝酸盐（存在于菠菜和芝麻菜等绿叶蔬菜中）的人的这种效果更强。

红细胞（RBC）将氧气从肺部输送到身体其他部位，将二氧化碳送回肺部排出体外。然而，一些研究表明，除了作为氧气载体的作用外，红细胞还能感知缺氧或低氧水平，并通过产生导致一氧化氮（NO）释放的信号做出反应，从而引起血管扩张或血管扩张。

一氧化氮是一种自然产生的血管扩张剂。有人认为，一氧化氮的作用能在缺氧时保护心脏免受伤害，但这一观点颇具争议。现在，瑞典卡罗林斯卡医学院的研究人员对红细胞信号通路进行了研究，以确定红细胞是否具有在低氧时诱导心脏保护的天生能力。

首先，研究人员研究了暴露在低氧环境中的红细胞是否会释放一种心脏保护介质。他们将小鼠暴露于正常氧含量和低氧含量下的红细胞引入小鼠心肌梗塞（心脏病发作）模型，发现与暴露于正常氧含量下的红细胞相比，缺氧红细胞能显著改善心脏功能，并减少低氧含量造成的组织损伤。

在确定缺氧时红细胞会释放一种心脏保护因子后，研究人员开始着手确定这种化合物的性质。他们知道，红细胞携带可溶性鸟苷酸环化酶（sGC），它能形成鸟苷酸 3',5'-环单磷酸（环 GMP 或 cGMP），这是一种信使分子，能调节包括血管扩张在内的许多身体通路。因此，为了确定sGC的参与情况，他们将从转基因小鼠身上提取的不产生sGC的红细胞暴露于缺氧环境中，并将其用于心肌梗死模型。RBC未能保护心脏免受损伤。

下一步是确定sGC的产物cGMP是否从RBC中输出，以及它在缺氧RBC产生的心脏保护作用中的作用。在将缺氧RBC引入心脏模型之前，先给它们注射了磷酸二酯酶5（PDE5），这是一种cGMP抑制剂。研究人员发现，引入PDE5后，对心脏的保护作用消失了。

既然他们已经证实了sGC-cGMP途径在RBC诱导的心脏保护中发挥作用，研究人员又研究了NO在该途径中的作用。在人体内，无机硝酸盐可被还原成亚硝酸盐，并被脱氧血红蛋白进一步还原成 NO。因此，他们在小鼠的饮用水中加入无机硝酸盐，持续四周，然后收集红细胞，并将其注射到心脏模型中。与对照组小鼠相比，接受了硝酸盐处理过的缺氧性红细胞的心脏的恢复情况明显更好，组织损伤面积也更小。研究人员发现，硝酸盐和缺氧对心脏的保护作用大于单独缺氧的作用。

为了将在小鼠体内添加硝酸盐的有益效果应用到临床中，研究人员从三组随机接受了为期五周饮食干预的人类受试者体内收集了红细胞：两组以硝酸钾片剂或富含硝酸盐的蔬菜形式摄入大量硝酸盐，另一组从饮食中摄入少量硝酸盐。然后将这些红细胞注射到缺氧的大鼠心脏模型中。与低硝酸盐组的红细胞相比，高硝酸盐组和低硝酸盐组的红细胞都明显改善了心脏的恢复。

这项研究的第一作者杨江宁说："研究结果表明，红细胞可以在低氧情况下保护心脏免受损伤，而且这种保护可以通过简单的饮食建议得到加强。这对有心肌梗死风险的患者可能非常重要。"

研究人员计划开发能在缺氧时激活红细胞保护信号机制的药物。该研究的通讯作者约翰-佩诺说："此外，我们还需要绘制血细胞如何向心肌细胞传递保护信号的图谱。"

该研究的论文发表在《临床研究杂志》（Journal of Clinical Investigation）上。