Креатин та енергетична буферизація в тканинах сітківки та зорового нерва
Вступ
Гангліозні клітини сітківки (ГКС) — це нейрони, які передають візуальні сигнали від ока до мозку. Вони покладаються на високоенергетичний метаболізм, оскільки повинні підтримувати електричні сигнали на великі відстані. При глаукомі та пов'язаних з нею оптичних нейропатіях підвищений внутрішньоочний тиск (ВОТ) або поганий кровообіг можуть викликати стрес у ГКС, обмежуючи надходження кисню та поживних речовин. Нові дані свідчать про те, що ГКС, які перебувають під тиском, страждають від раннього енергетичного дефіциту – рівень АТФ у них падає ще до будь-якої видимої втрати клітин (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Таким чином, терапії, які підвищують клітинну енергію, можуть захистити ГКС від дегенерації. Одним з кандидатів є креатин, сполука, яку клітини використовують для буферизації енергії. У цій статті розглядається, як креатин та його високоенергетична форма фосфокреатин (ФКр) підтримують ГКС в умовах стресу, і що це може означати для глаукоми та старіння.
Енергетичний буфер креатин-фосфокреатин
Креатин — це природна молекула, що утворюється в печінці, нирках і підшлунковій залозі (з аргініну, гліцину, метіоніну) і зберігається переважно в м'язах (≈95%), а також у мозку та інших тканинах (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Усередині клітин креатин перетворюється туди й назад на фосфокреатин (ФКр) за допомогою ферменту креатинкінази (КК). Ця система ФКр-КРЕАТИН слугує енергетичним буфером: коли АТФ швидко витрачається (наприклад, під час скорочення м'язів або передачі нервових сигналів), ФКр віддає свій фосфат аденозиндифосфату (АДФ) для відновлення АТФ. Простіше кажучи, ФКр може регенерувати АТФ набагато швидше, ніж одні лише мітохондрії (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Практично, протягом кількох секунд інтенсивної активності АТФ у спочиваючій клітині виснажується, але система КК втручається, перетворюючи ФКр назад на АТФ, щоб підтримувати стабільний рівень енергії (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Після сплеску активності надлишок АТФ може знову перезарядити креатин назад у ФКр для наступного циклу. Цей зворотний цикл робить креатин/ФКр «готовим запасом» енергії, що особливо важливо в клітинах з високими та швидкими потребами в енергії (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Важливо, що ця система існує не тільки в м'язах, а й у нервових клітинах. Нейрони (включаючи ГКС) експресують ізоформи КК, що дозволяє їм використовувати креатин. Фактично, нейрони сітківки експресують переважно мітохондріальну КК, тоді як гліальні клітини сітківки використовують цитозольні КК (docslib.org). Зберігаючи запас ФКр у клітинах, такі тканини, як сітківка, можуть отримувати миттєвий запас АТФ, коли це необхідно.
Креатин у сітківці та зоровому нерві
Роль креатину в метаболізмі ГКС
У сітківці ГКС мають дуже високі потреби в енергії. Навіть короткі імпульси вимагають значної кількості АТФ для іонних насосів і сигналізації. Коли ВОТ зростає або кровообіг падає, ГКС можуть стати ішемічними, що означає, що кисень і поживні речовини не можуть задовольнити потреби. У таких ситуаціях запас ФКр є вирішальним. Дослідження зазначають, що при поганому кровообігу зорового нерва (як це може статися при глаукомі) тканини покладаються на ФКр, щоб запобігти різкому падінню рівня АТФ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Іншими словами, фосфокреатин діє як локальна енергетична «батарея», яку ГКС можуть використовувати під час стресу (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Експериментальні роботи на інших нервах підтверджують це: додавання креатину перед індукованою ішемією захищало аксони мозку та запобігало виснаженню АТФ (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Ці висновки свідчать про те, що ГКС також можуть отримати користь від додаткового креатину в умовах стресу, викликаного ВОТ. Ідея полягає в тому, що якщо ГКС краще здатні підтримувати АТФ через систему КК–ФКр, вони можуть протистояти пошкодженню та загибелі.
Лабораторні дослідження креатину та нейронів сітківки
Кілька досліджень перевіряли вплив креатину на нейрони сітківки. У культурах клітин сітківки щурів додавання креатину до середовища захищало нейрони (включаючи ГКС) від загибелі, спричиненої метаболічними токсинами або глутаматними ексайтотоксинами (docslib.org). У цих експериментах in vitro креатин значно зменшував втрату клітин, спричинену енергетичними отрутами (наприклад, азидом натрію) або NMDA (агоністом глутамату) (docslib.org). Блокування КК усунуло захист, підтверджуючи, що ефект був через креатиновий енергетичний буфер (docslib.org). Ці результати показують, що креатин може безпосередньо підтримувати нейрони сітківки, коли їх вироблення енергії свідомо порушене.
Однак перенесення цих результатів на інтактні очі виявилося складним. У живих моделях ушкодження сітківки у щурів (або NMDA-ексайтотоксичність, або короткочасна ішемія при високому ВОТ) пероральне введення креатину тваринам підвищувало рівень креатину в сітківці, але не призводило до значного покращення виживання ГКС (docslib.org). Іншими словами, незважаючи на те, що креатин потрапляв у сітківку in vivo, він не зміг врятувати ГКС від гострого ушкодження в цих дослідженнях (docslib.org). Причини цієї розбіжності не до кінця зрозумілі; це може бути пов'язано з відмінностями у способі доставки, часі або тяжкості ушкодження.
Загалом, лабораторні дані свідчать про те, що хоча креатин може захищати нейрони сітківки в контрольованих умовах, його користь у моделях глаукоми на цілих тваринах не доведена. Цей пробіл підкреслює необхідність додаткових досліджень щодо дозування креатину, його формулювання (для подолання бар'єрів або довшого перебування) та часу введення в тканини ока.
Інші дані моделей нейродегенерації
Потенціал креатину виходить за межі ока. Він широко вивчався при інших неврологічних станах, що характеризуються енергетичним дефіцитом. Наприклад, креатин демонструє широку нейропротекторну дію в моделях інсульту та гіпоксії мозку (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Клінічний інтерес охопив хворобу Паркінсона, хворобу Гантінгтона, бічний аміотрофічний склероз (БАС), хворобу Альцгеймера і навіть психічні розлади (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). У тваринних моделях хвороби Паркінсона (з індукованою токсинами мітохондріальною дисфункцією) дієтичний креатин покращував виживання нейронів у ранніх дослідженнях. У людей креатин був протестований у клінічних випробуваннях при хворобі Паркінсона та порушеннях пам'яті, враховуючи його антиоксидантні та АТФ-буферні властивості (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Хоча ці галузі окремі від офтальмології, вони мають спільну ключову концепцію: нейрони, які втрачають енергетичний баланс, схильні до загибелі. Якщо креатин може сповільнити нейродегенерацію в одній системі, він може допомогти й в іншій. Таким чином, уроки з досліджень мозку та спинного мозку підтверджують доцільність вивчення креатину для сітківки. Насправді, нікотинамід (вітамін B3), який опосередковано підвищує клітинну енергію, показав захист ГКС у моделях глаукоми (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) – натякаючи, що метаболічна підтримка може допомогти ГКС. Креатин є логічним кандидатом у цій категорії.
Системне старіння та функціональні переваги
Окрім очей, креатин має відомі переваги для старіння м'язів і функції мозку. У літніх людей добавка креатину (часто в поєднанні з фізичними вправами) покращує м'язову масу, силу та здоров'я кісток (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Метааналізи старших вікових груп показують, що креатин + силові тренування значно збільшують суху та м'язову масу тіла порівняно з лише тренуваннями (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Це може призвести до кращої фізичної функції та незалежності у літньому віці.
У когнітивному плані є обнадійливі ознаки того, що креатин може допомогти. Старіння пов'язане з природним зниженням рівня креатину в мозку, і дослідження показали, що літні люди, які приймають креатин, іноді краще справляються з тестами на пам'ять або інтелект. Один огляд зазначив, що креатин «міг би покращити когнітивні функції у літніх людей», хоча механізми не повністю зрозумілі (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Дані щодо безпеки та ефективності свідчать, що креатин проникає через гематоенцефалічний бар'єр, тому він підвищує рівень ФКр у мозку, а також у м'язах (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Це спонукало дослідників пропонувати креатин як доповнення при легкому когнітивному порушенні або ранній деменції, хоча все ще потрібні масштабні дослідження.
Підсумовуючи, креатин призначений не тільки для спортсменів – його все частіше розглядають як загальний енергетичний стимулятор для старіючих тканин. Його досвід у збереженні м'язів і, можливо, функції мозку підтверджує ідею, що «якщо це працює там, можливо, це допоможе і зоровому нерву, що перебуває в стресі».
Міркування щодо безпеки: вплив на нирки та рідину
Креатин широко використовується і загалом безпечний у рекомендованих дозах (зазвичай навантаження ~20 г/день протягом тижня, а потім 3–5 г/день для підтримки). Його профіль безпеки був ретельно вивчений. Основний спостережуваний ефект у багатьох дослідженнях – це невелике збільшення ваги, зазвичай лише кілька кілограмів, через затримку води в м'язах (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Жодних серйозних шкідливих побічних ефектів не спостерігається у здорових людей постійно.
Великий метааналіз досліджень (понад 400 учасників) показав, що, окрім збільшення ваги, не було відмінностей у гідратації або об'ємі нирок між користувачами креатину та контрольною групою (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Насправді, збільшена внутрішньоклітинна вода, схоже, залишається всередині м'язових клітин, не змінюючи значно артеріальний тиск або об'єм плазми крові (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Таким чином, хоча спортсмени припускали судоми або зневоднення, контрольовані дані показують, що креатин просто притягує більше води в клітини – щось, чим можна керувати за допомогою нормального зволоження та моніторингу.
Найпоширеніша стурбованість стосується функції нирок. Розпад креатину виробляє креатинін – нормальний продукт обміну. Рівень креатиніну в крові трохи підвищується після вживання креатину, що може імітувати порушення функції нирок у стандартних лабораторних аналізах. Однак, сучасні дані показують, що це доброякісна лабораторна зміна, а не фактичне пошкодження. Систематичний огляд 2025 року виявив, що добавка креатину викликала дуже невелике, транзиторне підвищення рівня креатиніну в сироватці крові, але не викликала змін швидкості клубочкової фільтрації (ШКФ) (bmcnephrol.biomedcentral.com) (bmcnephrol.biomedcentral.com). Просто кажучи, у користувачів креатину були вищі показники креатиніну в лабораторних аналізах (через більший обіг), але їхні нирки фільтрували так само добре, як і у тих, хто не вживав. Висновок: при відповідальному використанні у здорових дорослих креатин не шкодить функції нирок (bmcnephrol.biomedcentral.com) (bmcnephrol.biomedcentral.com). Звісно, людям з існуючими захворюваннями нирок слід проконсультуватися з лікарем перед використанням будь-яких добавок.
Водно-сольовий баланс є ще одним міркуванням. Як зазначалося, креатин має тенденцію до збільшення загальної кількості води в організмі – переважно всередині клітин. Ранні дослідження показали, що тиждень прийому креатину значно збільшував загальну кількість води в організмі (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Зазвичай це не небезпечно; це просто робить м'язи більш наповненими. Недавнє велике популяційне дослідження (дані дієти NHANES) вивчало, як різні рівні споживання креатину з їжею впливали на маркери гідратації у тисяч людей. Було виявлено, що дуже високе споживання креатину (вище типових дієтичних рівнів) насправді було пов'язане з трохи меншою загальною кількістю води в організмі та об'ємом рідин і тонкими змінами осмоляльності крові (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Це було несподівано і свідчить про те, що взаємозв'язок між креатином та гідратацією є складним. Висновок для пацієнтів мінімальний: помірне використання креатину може викликати невелику затримку води, але не повинно призводити до зневоднення. Пиття звичайної кількості води залишається рекомендованим при прийомі креатину, особливо під час фізичних вправ.
Щодо загальної безпеки, широкий огляд літніх людей, які приймали креатин, не виявив збільшення будь-яких побічних ефектів порівняно з плацебо (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Креатин був оцінений регуляторними органами (наприклад, FDA) та підтверджений як безпечний для здорового використання. Найчастіше повідомляється про легкі розлади шлунково-кишкового тракту (рідко) або м'язові судоми (спірно), але вони виникають не частіше, ніж у контрольних групах. Враховуючи цю історію безпеки, додавання креатину літнім пацієнтам для покращення енергетичного балансу є розумною пропозицією, якщо це робиться під медичним наглядом.
Актуальність для глаукоми та напрямки досліджень
Звівши це разом для глаукоми: глаукома тепер розуміється не лише як високий тиск, але й як хронічна енергетична криза ГКС. Дослідження на мишачих моделях глаукоми (наприклад, миша DBA/2J) показують, що високий ВОТ та старіння виснажують АТФ у зоровому нерві задовго до загибелі клітин (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Логіка полягає в тому, що посилення енергопостачання ГКС може сповільнити або запобігти дегенерації. Креатин, поповнюючи АТФ через ФКр, є ймовірним нейропротекторним агентом у цьому контексті (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (docslib.org).
Для втілення цієї ідеї потрібні нові дослідження зі специфічними кінцевими точками та біомаркерами, орієнтованими на око. Ключові рекомендації включають:
- Кінцеві точки окулярної візуалізації: Майбутні дослідження повинні включати структурну візуалізацію зорового нерва та сітківки. Оптична когерентна томографія (ОКТ) може вимірювати товщину шару нервових волокон сітківки (ШНВС) та шару гангліозних клітин. Ці кількісні показники чутливі до ранньої втрати ГКС. Наприклад, витончення ШНВС/ОКТ тісно пов'язане з тяжкістю глаукоми (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Будь-яке нейропротекторне лікування має бути спрямоване на уповільнення витончення. Інший метод візуалізації — оптична когерентна ангіографія (ОКТА), яка візуалізує кровотік сітківки; оскільки енергопостачання включає кровообіг, ОКТА може моніторити судинні зміни.
- Функціональні тести: Тестування зорової функції є вирішальним. Стандартні поля зору виявляють втрату зору від глаукоми, але більш специфічні тести, такі як патернова електроретинограма (ПЕРГ) або мультифокальна ВЕП, можуть безпосередньо вимірювати функцію ГКС. Включення амплітуди або латентності ПЕРГ як кінцевої точки може виявити ранні функціональні переваги креатину, що передують змінам поля зору.
- Метаболічна візуалізація: Вплив креатину на енергетичний метаболізм може відстежуватися за допомогою передових методів візуалізації. Магнітно-резонансна спектроскопія (^31P-МРС) може неінвазивно вимірювати рівні ФКр та АТФ у нервовій тканині (продемонстровано в мозку). Вона також застосовувалася для зорових шляхів (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov). ^31P-МРС зорового нерва або зорової кори після прийому добавок могла б безпосередньо показати, чи підвищується рівень ФКр у зоровій системі. Так само, ближня інфрачервона спектроскопія (БІРС) або оксиметрія сітківки могли б моніторити зміни у використанні кисню/глюкози в сітківці.
- Дизайн клінічних випробувань: Потрібні будуть рандомізовані дослідження у пацієнтів з глаукомою або осіб з високим ризиком. Важливими факторами є дозування (ймовірно, подібне до спортивного використання, ~3-5 г/день), тривалість (від місяців до років) та контроль інших факторів ризику (ВОТ, артеріальний тиск). Кінцеві точки повинні поєднувати окулярну візуалізацію та функцію (як зазначено вище) з нейродегенеративними біомаркерами (наприклад, легкий ланцюг нейрофіламентів), якщо вони доступні. Враховуючи профіль креатину, дослідження могли б початися з пацієнтів з глаукомою нормального тиску, які вже демонструють вразливість ГКС, щоб перевірити, чи сповільнюється зниження зору без змін тиску.
- Моніторинг безпеки: Хоча креатин загалом безпечний, очні дослідження повинні моніторити ниркові маркери та водно-сольовий статус як запобіжний захід. У літніх пацієнтів з глаукомою слід перевіряти функцію нирок та гідратацію, особливо якщо вони мають супутні захворювання або приймають інші ліки.
Загалом, поточних даних недостатньо, щоб рекомендувати креатин для лікування глаукоми. Але його відомі системні переваги для м'язів і, можливо, мозку при старінні, у поєднанні зі специфічними даними про те, що він може підтримувати ГКС у культурі (docslib.org) та енергетичний метаболізм у нервах (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), роблять його перспективним напрямком. Добре розроблені дослідження з очними кінцевими точками (ОКТ/ПЕРГ) і, можливо, метаболічною візуалізацією (МРС) прояснили б, чи може добавка креатину дійсно надати енергії зоровому нерву та захистити зір.
Висновок
Глаукому можна розглядати як хворобу ГКС, спричинену енергетичним голодуванням. Креатин, посилюючи фосфокреатиновий енергетичний буфер, пропонує раціональний спосіб підтримання нейронального АТФ в умовах стресу. Дослідження in vitro показують явні переваги для нейронів сітківки (docslib.org), а нейродегенеративні дослідження вказують на ширший потенціал (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Безпека креатину та пов'язані зі старінням переваги (для м'язів, можливо, мозку) додатково підтримують його вивчення у сфері здоров'я очей. Наступним кроком є цілеспрямовані дослідження: клінічні випробування та дослідження на тваринах, розроблені з візуалізацією зорового нерва та тестами функції ГКС, щоб побачити, чи може ця добавка для силових тренувань також витримувати енергетичні потреби сітківки.
Ready to check your vision?
Start your free visual field test in less than 5 minutes.
Start Test Now