Chức năng của não có liên quan chặt chẽ đến sức khỏe tổng thể, vì vậy việc hiểu cách não quản lý nhu cầu năng lượng là rất quan trọng. Đơn vị mạch máu thần kinh (NVU) là cấu trúc cơ bản của não. Nó bao gồm các tế bào thần kinh, tế bào thần kinh đệm và mạch máu, phối hợp với nhau để điều chỉnh lưu lượng máu não và đảm bảo rằng các tế bào thần kinh nhận được nguồn cung cấp năng lượng cần thiết trong thời gian hoạt động. Hệ thống phức tạp này đồng thời giải quyết xung đột giữa nhu cầu năng lượng cao của não và khả năng lưu trữ năng lượng thấp.
"Tế bào thần kinh không thể lưu trữ năng lượng như các tế bào khác nên não cần được cung cấp ngay lập tức để đáp ứng nhu cầu trao đổi chất của nó."
Khái niệm về đơn vị mạch máu thần kinh lần đầu tiên được chính thức hóa vào năm 2001, một khám phá giúp nâng cao hiểu biết về sự tương tác giữa tế bào não và mạch máu. Nghiên cứu cho thấy có mối liên hệ chặt chẽ giữa hoạt động của tế bào thần kinh và lưu lượng máu não, đồng thời những thay đổi trong lưu lượng máu có thể phản ánh trực tiếp hoạt động của tế bào thần kinh. Cơ chế này, được gọi là khớp nối thần kinh, làm tăng nhanh lưu lượng máu não khi não cần nhiều năng lượng hơn.
Đơn vị mạch máu thần kinh bao gồm nhiều loại tế bào, bao gồm tế bào thần kinh, tế bào hình sao, tế bào thần kinh đệm, cũng như các tế bào nội mô mạch máu và các tế bào hỗ trợ khác. Cùng với nhau, các tế bào này tham gia vào việc điều chỉnh lưu lượng máu não để đáp ứng nhu cầu năng lượng của các khu vực khác nhau trong não.
"Sự hợp tác của NVU cho phép não tiếp tục hoạt động trước nhu cầu năng lượng thay đổi nhanh chóng."
Hàng rào máu não là một phần của đơn vị thần kinh mạch máu và được thiết kế để bảo vệ vi môi trường não khỏi các chất có hại. Rào cản này đảm bảo chức năng não bình thường được duy trì bằng cách điều chỉnh lưu lượng máu và lọc chất độc cũng như các mối nguy hiểm tiềm ẩn khác.
Khớp nối mạch máu thần kinh là cốt lõi của chức năng não và liên quan đến sự điều chỉnh lẫn nhau giữa lưu lượng máu não và hoạt động của tế bào thần kinh. Khi tế bào thần kinh hoạt động, lưu lượng máu tăng lên, đảm bảo cung cấp oxy và glucose liên tục. Sự gián đoạn của quá trình này có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng cho tế bào thần kinh.
“Một khi hoạt động của hệ thần kinh mạch máu bị cản trở, tế bào thần kinh không thể nhận được chất dinh dưỡng cần thiết.”
Với sự phát triển của công nghệ hình ảnh, các nhà nghiên cứu có thể quan sát hoạt động năng động của đơn vị mạch máu thần kinh. Các công nghệ như chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI) và chụp cắt lớp phát xạ positron (PET) đã cung cấp cho chúng ta những hiểu biết sâu sắc về việc theo dõi hiệu quả sự thay đổi lưu lượng máu trong não và hiểu rõ hơn về hoạt động của các vùng não khác nhau.
Rối loạn mạch máu thần kinh có thể dẫn đến nhiều loại bệnh lý thần kinh, bao gồm bệnh Alzheimer và bệnh Huntington. Đặc điểm bệnh lý của những bệnh này thường liên quan đến những bất thường trong lưu lượng máu não và sự hiểu biết sâu sắc hơn về cách đơn vị mạch máu thần kinh ảnh hưởng đến những tình trạng này sẽ hỗ trợ phát triển các liệu pháp mới.
"Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng những bất thường trong lưu lượng máu não là vấn đề cốt lõi trong quá trình phát triển các bệnh thoái hóa thần kinh."
Việc cung cấp năng lượng cho não là chìa khóa để tăng cường sức khỏe và chức năng của tế bào thần kinh, đồng thời hoạt động hiệu quả của đơn vị mạch máu thần kinh đảm bảo yêu cầu này. Nghiên cứu trong tương lai sẽ tiếp tục khám phá cách tối ưu hóa hệ thống này và cách cải thiện tình trạng bệnh thông qua can thiệp y tế. Nhưng liệu có thể liên tục tăng nguồn cung cấp năng lượng cho não mà không tạo gánh nặng cho nó?