Creatine và Khả năng Đệm Năng lượng trong Mô Võng mạc và Thần kinh Thị giác
Giới thiệu
Tế bào hạch võng mạc (RGC) là những tế bào thần kinh truyền tín hiệu thị giác từ mắt lên não. Chúng phụ thuộc vào chuyển hóa năng lượng cao vì phải duy trì các tín hiệu điện trên một quãng đường dài. Trong bệnh tăng nhãn áp (glaucoma) và các bệnh thần kinh thị giác liên quan, áp lực nội nhãn (IOP) tăng cao hoặc lưu lượng máu kém có thể gây căng thẳng cho RGC bằng cách hạn chế oxy và chất dinh dưỡng. Bằng chứng mới nổi cho thấy RGC dưới tác động của căng thẳng do áp lực gây ra tình trạng suy giảm năng lượng sớm – mức ATP của chúng giảm trước khi có bất kỳ sự mất tế bào nào có thể nhìn thấy (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Do đó, các liệu pháp tăng cường năng lượng tế bào có thể bảo vệ RGC khỏi thoái hóa. Một ứng cử viên là creatine, một hợp chất mà các tế bào sử dụng để đệm năng lượng. Bài viết này sẽ xem xét cách creatine và dạng năng lượng cao của nó là phosphocreatine (PCr) hỗ trợ RGC khi chịu căng thẳng, và ý nghĩa của điều này đối với bệnh tăng nhãn áp và lão hóa.
Bộ đệm năng lượng Creatine–Phosphocreatine
Creatine là một phân tử tự nhiên được tạo ra ở gan, thận và tụy (từ arginine, glycine, methionine) và được lưu trữ chủ yếu ở cơ (≈95%) cũng như trong não và các mô khác (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Bên trong tế bào, creatine được chuyển hóa qua lại thành phosphocreatine (PCr) bởi enzyme creatine kinase (CK). Hệ thống PCr–CREATINE này đóng vai trò là bộ đệm năng lượng: khi ATP được sử dụng nhanh chóng (ví dụ trong quá trình co cơ hoặc truyền tín hiệu thần kinh), PCr sẽ hiến phosphate của nó cho adenosine diphosphate (ADP) để tái tạo ATP. Nói một cách đơn giản, PCr có thể tái tạo ATP nhanh hơn nhiều so với chỉ riêng ty thể (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Về mặt thực tế, trong vòng vài giây hoạt động mạnh, ATP của một tế bào nghỉ ngơi sẽ cạn kiệt, nhưng hệ thống CK sẽ can thiệp bằng cách chuyển PCr trở lại thành ATP để duy trì mức năng lượng ổn định (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Sau một đợt hoạt động, ATP dư thừa có thể sạc lại creatine thành PCr cho chu kỳ tiếp theo. Chu trình thuận nghịch này làm cho creatine/PCr trở thành một “nguồn dự trữ sẵn có” năng lượng, đặc biệt quan trọng trong các tế bào có nhu cầu năng lượng cao và nhanh chóng (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Điều quan trọng là hệ thống này không chỉ tồn tại ở cơ mà còn ở các tế bào thần kinh. Các tế bào thần kinh (bao gồm RGC) biểu hiện các dạng CK cho phép chúng sử dụng creatine. Trên thực tế, các tế bào thần kinh võng mạc chủ yếu biểu hiện CK ty thể, trong khi các tế bào thần kinh đệm võng mạc sử dụng CK trong tế bào chất (docslib.org). Bằng cách lưu trữ một lượng PCr trong tế bào, các mô như võng mạc có thể nhận được nguồn cung cấp ATP tức thì khi cần.
Creatine trong Võng mạc và Thần kinh Thị giác
Vai trò của Creatine trong Chuyển hóa RGC
Trong võng mạc, RGC có nhu cầu năng lượng rất cao. Ngay cả những xung động ngắn cũng đòi hỏi một lượng ATP đáng kể cho các bơm ion và truyền tín hiệu. Khi IOP tăng hoặc lưu lượng máu giảm, RGC có thể bị thiếu máu cục bộ, có nghĩa là oxy và chất dinh dưỡng không thể đáp ứng nhu cầu. Trong những tình huống như vậy, dự trữ PCr là rất quan trọng. Nghiên cứu ghi nhận rằng khi lưu lượng máu thần kinh thị giác kém (như có thể xảy ra trong bệnh tăng nhãn áp), các mô dựa vào PCr để giữ cho mức ATP không bị giảm đột ngột (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Nói cách khác, phosphocreatine hoạt động như một “pin” năng lượng cục bộ mà RGC có thể sử dụng khi căng thẳng (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Công trình thực nghiệm trên các dây thần kinh khác cũng ủng hộ điều này: bổ sung creatine trước khi gây thiếu máu cục bộ đã bảo vệ sợi trục não và ngăn chặn sự cạn kiệt ATP (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Những phát hiện này gợi ý rằng RGC cũng có thể hưởng lợi tương tự từ creatine bổ sung dưới tác động của căng thẳng do IOP gây ra. Ý tưởng là nếu RGC có khả năng duy trì ATP tốt hơn thông qua hệ thống CK–PCr, chúng có thể chống lại tổn thương và chết.
Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về Creatine và Tế bào thần kinh võng mạc
Một số nghiên cứu đã kiểm tra tác dụng của creatine đối với các tế bào thần kinh võng mạc. Trong các nuôi cấy tế bào võng mạc chuột, việc thêm creatine vào môi trường đã bảo vệ các tế bào thần kinh (bao gồm RGC) khỏi chết do độc tố chuyển hóa hoặc kích thích quá mức do glutamate (docslib.org). Trong các thí nghiệm in vitro đó, creatine giảm đáng kể sự mất tế bào do các chất độc năng lượng (như natri azide) hoặc do NMDA (một chất chủ vận glutamate) (docslib.org). Việc chặn CK đã loại bỏ khả năng bảo vệ, xác nhận rằng tác dụng là thông qua bộ đệm năng lượng creatine (docslib.org). Những kết quả này cho thấy creatine có thể trực tiếp hỗ trợ các tế bào thần kinh võng mạc khi quá trình sản xuất năng lượng của chúng bị suy giảm có chủ đích.
Tuy nhiên, việc chuyển đổi điều này sang mắt nguyên vẹn vẫn còn thách thức. Trong các mô hình chuột sống bị tổn thương võng mạc (hoặc độc tính kích thích NMDA hoặc thiếu máu cục bộ IOP cao ngắn), việc cho động vật uống creatine đã làm tăng mức creatine võng mạc nhưng không cải thiện đáng kể tỷ lệ sống của RGC (docslib.org). Nói cách khác, mặc dù creatine đã đi vào võng mạc in vivo, nó đã không thể cứu RGC khỏi tổn thương cấp tính trong các nghiên cứu đó (docslib.org). Lý do cho sự khác biệt này chưa hoàn toàn rõ ràng; nó có thể liên quan đến sự khác biệt về cách thức cung cấp, thời gian hoặc mức độ nghiêm trọng của tổn thương.
Nhìn chung, dữ liệu phòng thí nghiệm cho thấy rằng mặc dù creatine có thể bảo vệ các tế bào thần kinh võng mạc trong điều kiện được kiểm soát, lợi ích của nó trong các mô hình tăng nhãn áp trên toàn bộ động vật chưa được chứng minh. Khoảng trống này nhấn mạnh nhu cầu nghiên cứu thêm về liều lượng creatine, công thức (để vượt qua các hàng rào hoặc ở lại lâu hơn) và thời gian trong các mô mắt.
Những hiểu biết sâu sắc từ các mô hình thoái hóa thần kinh khác
Tiềm năng của creatine vươn xa hơn ngoài mắt. Nó đã được nghiên cứu rộng rãi trong các tình trạng thần kinh khác được đặc trưng bởi suy giảm năng lượng. Ví dụ, creatine cho thấy tác dụng bảo vệ thần kinh rộng rãi trong các mô hình đột quỵ và thiếu oxy não (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Mối quan tâm lâm sàng đã mở rộng sang bệnh Parkinson, bệnh Huntington, bệnh xơ cứng cột bên teo cơ (ALS), bệnh Alzheimer, và thậm chí các rối loạn tâm thần (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Trong các mô hình bệnh Parkinson ở động vật (với rối loạn chức năng ty thể do độc tố gây ra), creatine trong chế độ ăn đã cải thiện sự sống sót của tế bào thần kinh trong các nghiên cứu ban đầu. Ở người, creatine đã được thử nghiệm trong các thử nghiệm lâm sàng đối với bệnh Parkinson và suy giảm trí nhớ, nhờ các đặc tính chống oxy hóa và đệm ATP của nó (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Mặc dù các lĩnh vực này tách biệt với nhãn khoa, chúng chia sẻ một khái niệm cốt lõi: các tế bào thần kinh mất cân bằng năng lượng có xu hướng chết. Nếu creatine có thể làm chậm thoái hóa thần kinh trong một hệ thống, nó có thể giúp ích trong hệ thống khác. Do đó, những bài học từ các nghiên cứu về não và tủy sống ủng hộ việc khám phá creatine cho võng mạc. Thực tế, Nicotinamide (Vitamin B3), chất gián tiếp tăng cường năng lượng tế bào, đã được chứng minh là bảo vệ RGC trong các mô hình tăng nhãn áp (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) – gợi ý rằng hỗ trợ chuyển hóa có thể giúp RGC. Creatine là một ứng cử viên hợp lý trong danh mục này.
Lão hóa hệ thống và Lợi ích chức năng
Ngoài mắt, creatine có những lợi ích đã biết đối với chức năng cơ và não khi lão hóa. Ở người lớn tuổi, bổ sung creatine (thường kết hợp với tập thể dục) cải thiện khối lượng cơ, sức mạnh và sức khỏe xương (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Các phân tích tổng hợp trên dân số lớn tuổi cho thấy creatine + tập luyện sức đề kháng làm tăng đáng kể khối lượng cơ nạc và khối lượng cơ so với chỉ tập luyện đơn thuần (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Điều này có thể dẫn đến chức năng thể chất tốt hơn và sự độc lập ở người cao tuổi.
Về mặt nhận thức, có những dấu hiệu đầy hứa hẹn rằng creatine có thể giúp ích. Lão hóa có liên quan đến sự suy giảm tự nhiên mức creatine trong não, và các thử nghiệm đã phát hiện ra rằng người lớn tuổi dùng creatine đôi khi thực hiện tốt hơn trong các bài kiểm tra trí nhớ hoặc trí thông minh. Một đánh giá ghi nhận rằng creatine “có thể tăng cường nhận thức ở người lớn tuổi,” mặc dù cơ chế chưa được hiểu đầy đủ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Dữ liệu về an toàn và hiệu quả cho thấy creatine vượt qua hàng rào máu não, do đó nó làm tăng PCr trong não cũng như PCr trong cơ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Điều này đã khiến các nhà nghiên cứu đề xuất creatine như một chất bổ trợ trong suy giảm nhận thức nhẹ hoặc sa sút trí tuệ giai đoạn đầu, mặc dù vẫn cần các thử nghiệm lớn.
Tóm lại, creatine không chỉ dành cho vận động viên – nó ngày càng được coi là một chất tăng cường năng lượng chung cho các mô lão hóa. Lịch sử của nó trong việc bảo tồn chức năng cơ và có thể cả chức năng não ủng hộ ý tưởng rằng “nếu nó có tác dụng ở đó, có lẽ nó cũng sẽ giúp ích cho thần kinh thị giác đang bị căng thẳng”.
Các cân nhắc về an toàn: Tác dụng trên Thận và Dịch
Creatine được sử dụng rộng rãi và nhìn chung an toàn ở liều lượng khuyến cáo (thường là liều nạp khoảng 20 g/ngày trong một tuần, sau đó duy trì 3–5 g/ngày). Hồ sơ an toàn của nó đã được nghiên cứu kỹ lưỡng. Tác dụng chính được quan sát trong nhiều nghiên cứu là tăng cân nhẹ, thường chỉ vài kg, do giữ nước trong cơ bắp (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Không có tác dụng phụ nghiêm trọng nào xuất hiện một cách nhất quán ở những người khỏe mạnh.
Một phân tích tổng hợp lớn các nghiên cứu (trên 400 đối tượng) báo cáo rằng ngoài việc tăng cân, không có sự khác biệt về hydrat hóa hoặc thể tích thận giữa những người dùng creatine và nhóm đối chứng (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Trên thực tế, lượng nước nội bào tăng lên dường như nằm trong các tế bào cơ, không làm thay đổi đáng kể huyết áp hoặc thể tích huyết tương (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Do đó, trong khi các vận động viên suy đoán về chuột rút hoặc mất nước, dữ liệu có kiểm soát cho thấy creatine chỉ đơn giản là kéo nhiều nước hơn vào tế bào – điều mà việc hydrat hóa và theo dõi bình thường có thể kiểm soát được.
Mối quan tâm phổ biến nhất là về chức năng thận. Creatine phân hủy tạo ra creatinine, một chất thải bình thường. Mức creatinine trong máu có tăng nhẹ sau khi sử dụng creatine, điều này có thể bắt chước tình trạng suy giảm chức năng thận trong các xét nghiệm lab tiêu chuẩn. Tuy nhiên, bằng chứng cập nhật cho thấy đây là một thay đổi lành tính trong xét nghiệm, không phải tổn thương thực sự. Một đánh giá hệ thống năm 2025 cho thấy bổ sung creatine gây ra một sự tăng creatinine huyết thanh rất nhỏ, thoáng qua nhưng không gây thay đổi tốc độ lọc cầu thận (GFR) (bmcnephrol.biomedcentral.com) (bmcnephrol.biomedcentral.com). Nói một cách đơn giản, người dùng creatine có chỉ số creatinine cao hơn trong các xét nghiệm lab (do chuyển hóa nhiều hơn), nhưng thận của họ vẫn lọc tốt như những người không dùng. Kết luận: khi được sử dụng có trách nhiệm ở người lớn khỏe mạnh, creatine không gây hại đến chức năng thận (bmcnephrol.biomedcentral.com) (bmcnephrol.biomedcentral.com). Đương nhiên, những người có bệnh thận từ trước nên tham khảo ý kiến bác sĩ trước khi sử dụng bất kỳ chất bổ sung nào.
Cân bằng dịch là một cân nhắc khác. Như đã lưu ý, creatine có xu hướng tăng tổng lượng nước trong cơ thể – chủ yếu bên trong tế bào. Các nghiên cứu ban đầu cho thấy một tuần nạp creatine làm tăng đáng kể tổng lượng nước trong cơ thể (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Điều này thường không nguy hiểm; nó chỉ làm cho cơ bắp cảm thấy đầy đặn hơn. Một nghiên cứu dân số lớn gần đây (dữ liệu chế độ ăn NHANES) đã kiểm tra cách các lượng creatine ăn vào khác nhau ảnh hưởng đến các chỉ số hydrat hóa trên hàng ngàn người. Nó phát hiện ra rằng lượng creatine rất cao (trên mức chế độ ăn điển hình) thực sự có liên quan đến tổng lượng nước và thể tích dịch trong cơ thể thấp hơn một chút và những thay đổi tinh tế trong áp suất thẩm thấu máu (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Điều này là không mong đợi và cho thấy mối quan hệ giữa creatine và hydrat hóa rất phức tạp. Bài học rút ra cho bệnh nhân là tối thiểu: sử dụng creatine vừa phải có thể gây ra một chút giữ nước, nhưng không nên làm bạn mất nước. Việc uống đủ nước vẫn được khuyến khích khi dùng creatine, đặc biệt trong quá trình tập luyện.
Về mặt an toàn tổng thể, một đánh giá rộng rãi về người lớn tuổi dùng creatine không tìm thấy sự gia tăng bất kỳ tác dụng phụ nào so với giả dược (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Creatine đã được đánh giá bởi các cơ quan quản lý (ví dụ FDA) và được xác nhận là an toàn cho việc sử dụng ở người khỏe mạnh. Các vấn đề thường được báo cáo nhất là rối loạn tiêu hóa nhẹ (hiếm) hoặc chuột rút cơ bắp (còn tranh cãi), nhưng những điều này không xảy ra thường xuyên hơn so với nhóm đối chứng. Với hồ sơ an toàn này, việc bổ sung creatine ở bệnh nhân lớn tuổi để cải thiện cân bằng năng lượng là một đề xuất hợp lý, nếu được thực hiện dưới sự hướng dẫn y tế.
Mức độ liên quan đến Bệnh tăng nhãn áp và Hướng nghiên cứu
Tổng hợp điều này cho bệnh tăng nhãn áp: bệnh tăng nhãn áp hiện nay được hiểu không chỉ là áp lực cao, mà còn là một cuộc khủng hoảng năng lượng RGC mãn tính. Các nghiên cứu trên mô hình tăng nhãn áp ở chuột (ví dụ chuột DBA/2J) cho thấy IOP cao và lão hóa làm cạn kiệt ATP trong thần kinh thị giác rất lâu trước khi các tế bào chết (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Logic là việc tăng cường nguồn cung cấp năng lượng cho RGC có thể làm chậm hoặc ngăn chặn sự thoái hóa. Creatine, bằng cách bổ sung ATP thông qua PCr, là một chất bảo vệ thần kinh khả thi trong bối cảnh này (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (docslib.org).
Để cụ thể hóa ý tưởng này, cần có nghiên cứu mới với các điểm cuối và dấu ấn sinh học cụ thể tập trung vào mắt. Các khuyến nghị chính bao gồm:
- Các điểm cuối hình ảnh mắt: Các thử nghiệm trong tương lai nên bao gồm hình ảnh cấu trúc của thần kinh thị giác và võng mạc. Chụp cắt lớp quang học (OCT) có thể đo độ dày của lớp sợi thần kinh võng mạc (RNFL) và lớp tế bào hạch. Các phép đo định lượng này nhạy cảm với sự mất RGC sớm. Ví dụ, sự mỏng đi của RNFL/OCT có liên quan chặt chẽ đến mức độ nghiêm trọng của bệnh tăng nhãn áp (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Bất kỳ phương pháp điều trị bảo vệ thần kinh nào cũng nên nhằm mục đích làm chậm sự mỏng đi này. Một phương thức hình ảnh khác là chụp mạch máu cắt lớp quang học (OCTA), hiển thị lưu lượng máu võng mạc; vì việc cung cấp năng lượng liên quan đến tuần hoàn, OCTA có thể theo dõi các thay đổi mạch máu.
- Các xét nghiệm chức năng: Kiểm tra chức năng thị giác là rất quan trọng. Trường thị giác tiêu chuẩn phát hiện mất thị lực do tăng nhãn áp, nhưng các xét nghiệm cụ thể hơn như điện võng mạc đồ mẫu (PERG) hoặc VEP đa tiêu điểm có thể đo trực tiếp chức năng RGC. Việc đưa biên độ hoặc độ trễ PERG vào làm điểm cuối có thể tiết lộ những lợi ích chức năng sớm của creatine có trước những thay đổi trường thị giác.
- Hình ảnh chuyển hóa: Tác dụng của creatine đối với chuyển hóa năng lượng có thể được theo dõi bằng hình ảnh tiên tiến. Cộng hưởng từ phổ (^31P-MRS) có thể đo không xâm lấn mức PCr và ATP trong mô thần kinh (đã được chứng minh ở não). Nó cũng đã được áp dụng trong các đường dẫn thị giác (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). ^31P-MRS của thần kinh thị giác hoặc vỏ não thị giác sau khi bổ sung có thể trực tiếp cho thấy liệu mức PCr có tăng trong hệ thống thị giác hay không. Tương tự, quang phổ cận hồng ngoại (NIRS) hoặc đo oxy võng mạc có thể theo dõi sự thay đổi trong việc sử dụng oxy/glucose ở võng mạc.
- Thiết kế thử nghiệm lâm sàng: Cần có các thử nghiệm ngẫu nhiên trên bệnh nhân tăng nhãn áp hoặc những người có nguy cơ cao. Các yếu tố quan trọng là liều lượng (có thể tương tự như sử dụng trong thể thao, ~3-5 g/ngày), thời gian (hàng tháng đến hàng năm) và kiểm soát các yếu tố nguy cơ khác (IOP, huyết áp). Các điểm cuối nên kết hợp hình ảnh và chức năng mắt (như trên) với các dấu ấn sinh học thoái hóa thần kinh (ví dụ chuỗi nhẹ neurofilament) nếu có. Với hồ sơ của creatine, các thử nghiệm có thể bắt đầu với bệnh nhân tăng nhãn áp nhãn áp bình thường, những người đã cho thấy sự dễ bị tổn thương của RGC, để xem liệu suy giảm thị lực có chậm lại mà không có thay đổi áp lực hay không.
- Theo dõi an toàn: Mặc dù creatine nhìn chung là an toàn, các nghiên cứu về mắt nên theo dõi các chỉ số thận và tình trạng dịch như một biện pháp phòng ngừa. Ở bệnh nhân tăng nhãn áp lớn tuổi, chức năng thận và hydrat hóa nên được kiểm tra, đặc biệt nếu họ có bệnh kèm theo hoặc dùng các loại thuốc khác.
Nhìn chung, bằng chứng hiện tại chưa đủ để khuyến nghị creatine cho bệnh tăng nhãn áp. Nhưng những lợi ích toàn thân đã biết của nó đối với cơ và có thể cả não khi lão hóa, cùng với dữ liệu cụ thể rằng nó có thể hỗ trợ RGC trong nuôi cấy (docslib.org) và chuyển hóa năng lượng trong thần kinh (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), biến nó thành một hướng nghiên cứu đầy hứa hẹn. Các thử nghiệm được thiết kế tốt với các điểm cuối về mắt (OCT/PERG) và có thể là hình ảnh chuyển hóa (MRS) sẽ làm rõ liệu việc bổ sung creatine có thực sự cung cấp năng lượng cho thần kinh thị giác và bảo vệ thị lực hay không.
Kết luận
Bệnh tăng nhãn áp có thể được xem là một bệnh thiếu năng lượng của RGC. Creatine, bằng cách tăng cường bộ đệm năng lượng phosphocreatine, cung cấp một cách hợp lý để duy trì ATP thần kinh dưới tác động của căng thẳng. Các nghiên cứu in vitro cho thấy lợi ích rõ ràng đối với các tế bào thần kinh võng mạc (docslib.org), và nghiên cứu thoái hóa thần kinh gợi ý tiềm năng rộng lớn hơn (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Sự an toàn của creatine và các lợi ích liên quan đến lão hóa (cơ bắp, có thể là não) tiếp tục hỗ trợ việc khám phá nó trong sức khỏe mắt. Bước tiếp theo là nghiên cứu có mục tiêu: các thử nghiệm và nghiên cứu trên động vật được thiết kế với hình ảnh thần kinh thị giác và các xét nghiệm chức năng RGC, để xem liệu chất bổ sung tập tạ này có thể gánh vác nhu cầu năng lượng của võng mạc hay không.
Ready to check your vision?
Start your free visual field test in less than 5 minutes.
Start Test Now