Lithium und Demenz: Wirkung, Forschung und potenzielle Anwendungen

Lithium, ein leichtes Alkalimetall, ist seit Jahrzehnten als Stimmungsstabilisator in der Behandlung bipolarer Störungen bekannt. Jüngste Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass Lithium in niedrigen Dosen auch neuroprotektive Wirkungen haben und möglicherweise bei der Prävention und Behandlung von Demenzerkrankungen, insbesondere Alzheimer, eine Rolle spielen könnte. Dieser Artikel beleuchtet die aktuelle Studienlage, diskutiert mögliche Wirkmechanismen und gibt einen Ausblick auf zukünftige Forschung.

Lithium als potenzielles Spurenelement

Studiendaten deuten darauf hin, dass Lithium nicht nur in hoher, pharmakologischer Dosierung auf das zentrale Nervensystem wirkt, sondern dass bereits die mit Trinkwasser und Nahrung (v.a. Gemüse und Obst) aufgenommenen Mikrodosen physiologische Vorgänge beeinflussen können. Da der biochemische Wirkmechanismus nicht aufgeklärt ist, spricht man bei Lithium bisher von einem „potentiell“ essentiellen Spurenelement.

Zentralnervöse Wirkung

Bereits das in Spuren aus der natürlichen Umwelt aufgenommene Lithium zeigt in Studien eine signifikante Assoziation mit neurotropen Effekten. Beispielsweise weisen japanische Regionen mit höheren Lithiumkonzentrationen im Trinkwasser eine niedrigere Selbstmordrate auf als Regionen mit niedrigem Lithiumgehalt. Eine mögliche Erklärung für diese Assoziation ist, dass Lithium Hirnfunktionen verbessert, die an der Kontrolle von Aggression beteiligt sind. So steigert Lithium beispielsweise das Volumen des präfrontalen Cortex. Auch erste Ergebnisse aus der Demenzforschung deuten darauf hin, dass die chronische Zufuhr geringer Lithiummengen neurodegenerativen Effekten entgegenwirken könnte.

Auswirkungen auf die Mortalität

Der oben genannte Vergleich japanischer Regionen ergab nicht allein eine niedrigere Selbstmordrate, sondern auch eine insgesamt in der Bevölkerung geringere Mortalität bei höheren Lithiumkonzentrationen im Trinkwasser. Ein möglicher Einfluss auf lebensverlängernde Stoffwechselprozesse zeigte sich darüber hinaus auch in einem Tiermodell der Grundlagenforschung, dem Fadenwurm C. elegans.

Die zugrunde liegenden biochemischen Mechanismen der beobachteten Assoziationen sind bisher nicht verstanden. Dennoch erscheint es im Einzelfall - kurativ oder präventiv - relevant, den Lithiumstatus des Patienten zu bestimmen. Dies ist nun mittels einer hoch sensitiven ICP-MS-basierten Analyse im EDTA-Vollblut möglich. Die für die Medikamentenspiegel-Analyse herkömmlich verwendete photometrische Lithiummessung im Serum ist aufgrund ihrer geringen Sensitivität nicht geeignet, den physiologischen LithiumBlutspiegel zu bestimmen.

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Epidemiologische Studien: Lithium im Trinkwasser und Demenzrisiko

Epidemiologische Studien haben untersucht, ob ein Zusammenhang zwischen dem Lithiumgehalt im Trinkwasser und der Häufigkeit von Demenzerkrankungen besteht. Eine Studie aus Dänemark analysierte Messwerte zur chemischen Zusammensetzung des Trinkwassers aus den Wasserwerken in allen Regionen des Landes. Je nach den geografischen Gegebenheiten variierte die Lithium-Konzentration im Grundwasser zwischen 0,6 µg/l im Westen bis hin zu 30,7 µg/l im Osten des Landes.

Der Datenabgleich ergab einen nicht-linearen Zusammenhang zwischen dem Lithium-Gehalt im Trinkwasser und der Häufigkeit von Demenzerkrankungen. Bei einem Lithium-Gehalt zwischen 5,1 bis 10,0 µg/l traten die Demenz-Erkrankungen am häufigsten auf (IRR, 1,22); beim Konsum von Trinkwasser mit einer geringeren (2,0 bis 5,0 µg/l) oder auch höheren Lithium-Konzentration (>15,0 µg/l) nahm hingegen die Erkrankungshäufigkeit ab, um dann bei der höchsten Dichte von 17 µg/l Lithium wieder leicht anzusteigen.

Obgleich die Studienergebnisse einen Zusammenhang zwischen Lithium im Trinkwasser und der Häufigkeit von Demenzerkrankungen belegen, erlaubt die Datenlage es noch nicht, Empfehlungen zur Vorbeugung von Demenzen abzuleiten. Auch ist der biochemische Wirkmechanismus von Lithium noch nicht entschlüsselt.

Eine bevölkerungsbasierte Fall-Kontroll-Studie in JAMA Psychiatry (2017) ergab, dass Bewohner von Regionen mit einem hohem Lithiumgehalt im Trinkwasser im Alter seltener an einer Demenz erkranken.

Klinische Studien: Lithium und kognitive Funktion

Aus Langzeitbeobachtungen ist bekannt, dass Lithium insbesondere auch Gedächtnisleistungen stabilisiert. Lithium wird eine neuroprotektive Wirkung gegen oxidativem Stress, entzündlichen Prozessen und Dysfunktionen der Mitochondrien zugeschrieben, also gegen Risikofaktoren, die auch mit der Entwicklung von Demenzen in Verbindung stehen.

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Zwei kleinere klinische Studien fanden jüngst Hinweise auf eine Wirkung bei Demenzerkrankungen. Orestes Forlenza und Mitarbeiter von der Universität Sao Paulo hatten 45 Patienten mit leichter kognitiver Beeinträchtigung (MCI) und Gedächtnisstörungen mit 150 mg bis 600 mg Lithium/Tag (Zielserumkonzentration 0,25 bis 0,5 mmol/l) oder Placebo behan­delt. Nach zwölf Monaten war es zu einem leichten Rückgang der Konzentration von P-tau, einem Marker des Morbus Alzheimer im Liquor, und zu verbesserten Ergebnissen im ADAS-Cog-Test gekommen, der die kognitiven Leistungen von Alzheimer-Patienten misst (Br J Psychiatry 2011; 198: 351-6). Eine weitere Gruppe aus Brasilien berichtete später sogar von einer (vorübergehenden) Stabilisierung des MMSE-Scores, die bei Patienten mit manifester Alzheimer-Demenz mit einer Mikrodosis von 300 µg/die erreicht wurde (Current Alzheimer Research 2013; 10: 104-107).

Aktuelle Forschung: Lithiummangel im Gehirn als Risikofaktor für Alzheimer

Ein Forschungsteam um den Genetiker und Neurologen Prof. Dr. Bruce Yankner von der Harvard University (USA) fand heraus: Ein Mangel des Spurenelements Lithium im Gehirn könnte an der Entstehung von Alzheimer beteiligt sein und den Verlauf der Krankheit beschleunigen. Die Studie wurde im Fachmagazin Nature veröffentlicht.

Die Forschenden um Yankner beobachteten nun, dass im Gehirn von Menschen mit leichten kognitiven Beeinträchtigungen - oft einer Vorstufe von Alzheimer - und Menschen mit Alzheimer-Krankheit weniger Lithium vorhanden ist als bei Gesunden. Die für Alzheimer typischen Eiweiß-Plaques im Hirn banden das Lithium - sie scheinen es also den Nervenzellen des Gehirns zu entziehen.

In Experimenten mit Mäusen konnte das Forschungsteam dann zeigen, dass ein Lithium-Mangel im Gehirn zu den Alzheimer-typischen vermehrten Eiweißablagerungen im Gehirn führte. Die Forschenden behandelten die Tiere mit verschiedenen Lithium-Formen, unter anderem Lithiumorotat, einer speziellen Lithium-Verbindung. Dabei stellten sie fest: Dieses Lithium band nicht an die Alzheimer-Plaques an. Schon in niedriger Dosierung stoppte Lithiumorotat die Entwicklung bei den Tieren. In weiteren Versuchen konnte das Mittel sie sogar rückgängig machen.

Die betroffenen Mäuse zeigten einen beschleunigten kognitiven Niedergang, schreibt das Autorenteam diese Woche im Fachmagazin »Nature«. Laut einem begleitenden nachrichtlichen Artikel auf dem »Nature«-Portal haben die meisten bisherigen klinischen Studien zu Lithium bei Demenz die Carbonat-Form verwendet.

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Lithium und Amyloid-Plaques: Ein Teufelskreis?

Am Beispiel von Mäusegehirnen (bei denen ebenfalls die Abnahme von Lithium festgestellt werden kann) konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass Amyloid-beta, wenn es sich in den frühen Stadien der Demenz sowohl bei Menschen als auch in Mausmodellen abzulagern beginnt, an Lithium bindet und so die Funktion von Lithium im Gehirn beeinträchtigt. Es entwickelte sich ein Teufelskreis: Weniger Lithium im Gehirn führte zu mehr Amyloid, wodurch die Lithium-Konzentration noch weiter sank, weil die Plaques das Alkalimetall banden.

Lithiumorotat: Ein vielversprechender Ansatz?

Die Studienergebnisse mit einem Mausmodell legen nahe, dass Lithium - in einer speziellen Form namens Lithiumorotat, einem Lithiumsalz aus Lithium und Orotsäure - das Fortschreiten von Alzheimer nicht nur verlangsamen, sondern in einigen Fällen umkehren kann. Diese Verbindung vermeidet die Bindung an Amyloid-Plaques und bleibt so im Gehirn verfügbar. In den Tierversuchen wirkte sie bereits in sehr niedriger Dosis, rund tausendfach geringer als bei den in der Psychiatrie eingesetzten Lithiumsalzen, und zeigte in so geringer Konzentration keine Anzeichen von Toxizität. An Mausmodellen konnten die Forschenden beobachten, dass sich Gedächtnisleistungen selbst bei älteren Tieren mit fortgeschrittener Erkrankung deutlich verbesserten.

Orthomolekulare Medizin zur Demenz-Prävention

Ein vielversprechender Weg zur Demenz-Prävention liegt in der orthomolekularen Medizin. Durch gezielten Einsatz von Vitaminen, Mineralstoffen und anderen Mikronährstoffen lässt sich die Gehirngesundheit aktiv unterstützen - und das Risiko für Demenz nachweislich senken. Studien zeigen: Bestimmte Nährstoffe und Lebensstilfaktoren können nicht nur das Fortschreiten einer beginnenden Demenz verlangsamen, sondern auch präventiv wirken - vor allem, wenn sie frühzeitig und individuell abgestimmt eingesetzt werden.

Alzheimer verstehen: Pathophysiologie und Angriffspunkte für Mikronährstoffe

Alzheimer-Demenz ist eine komplexe neurodegenerative Erkrankung, bei der über Jahrzehnte schleichend Gehirnzellen (Neuronen) absterben und geistige Fähigkeiten verloren gehen. Typisch sind Eiweißablagerungen im Gehirn - Beta-Amyloid-Plaques außerhalb der Zellen und Tau-Fibrillen innerhalb der Neuronen. Diese Veränderungen gehen mit chronischen Entzündungsreaktionen, oxidativem Stress, Störungen im Energiestoffwechsel und Synapsenverlust einher. Viele Faktoren tragen dazu bei, dass diese Pathologie entsteht: Genetische Veranlagung (z.B. APOE4-Gen), ein höheres Lebensalter, aber auch Lebensstil und Umweltfaktoren. Letztere sind zugleich Ansatzpunkte für Prävention: Durch positive Einflussnahme auf Ernährung, Bewegung, Schlaf, Stress und Nährstoffversorgung lassen sich die schädlichen Prozesse im Gehirn abschwächen.

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass pathologische Veränderungen bei Alzheimer Jahrzehnte vor den ersten Symptomen beginnen. Diese lange stille Phase eröffnet ein entscheidendes Zeitfenster für präventive Maßnahmen. Mikronährstoffe können an verschiedenen Stellen dieser Krankheitsentwicklung ansetzen:

• Antioxidativer Schutz: Das Gehirn verbraucht sehr viel Sauerstoff und Energie, wodurch viele freie Radikale entstehen. Oxidativer Stress schädigt Nervenzellen und fördert Plaquebildung. Antioxidantien wie Vitamin C, Vitamin E, Carotinoide und Selen neutralisieren freie Radikale und schützen die Zellen.
• Entzündungshemmung: Chronische Neuroinflammation (Entzündung im Gehirn) trägt wesentlich zur Alzheimer-Entstehung bei. Einige Nährstoffe wirken entzündungsmodulierend - z.B. Omega-3-Fettsäuren (DHA, EPA) aus Fischöl, Vitamin D und bestimmte Pflanzenstoffe (z.B. Curcumin aus Kurkuma oder Resveratrol aus Trauben).
• Homocystein und Gefäßgesundheit: Hohe Homocysteinspiegel im Blut korrelieren mit einem erhöhten Alzheimer-Risiko und verstärktem Gehirnabbau. Homocystein schädigt Gefäße und fördert Neurodegeneration, hemmt sogar die Bildung neuer Nervenzellen (Neurogenese) im Hippocampus. Ursache erhöhter Homocysteinwerte ist meist ein Mangel an B-Vitaminen (B₆, B₁₂ und Folsäure), die Homocystein abbauen.
• Energiehaushalt und Insulinsignalwege: Das Gehirn von Alzheimer-Patienten weist Zeichen einer Insulinresistenz und mitochondrialen Dysfunktion auf. B-Vitamine, Coenzym Q10, Magnesium und L-Carnitin unterstützen den Energiestoffwechsel der Zellen.
• Neurotransmitter und Synapsen: Gewisse Vitamine und Aminosäuren sind Bausteine für Neurotransmitter (Botenstoffe im Gehirn). Zum Beispiel benötigt die Bildung von Acetylcholin (wichtig für Gedächtnis) ausreichend Cholin und Vitamin B5. Vitamin B1 (Thiamin) ist essenziell für die Glukoseverwertung im Gehirn.
• Amyloid-Clearance: Vitamin D moduliert die Immunabwehr und fördert in Laborversuchen die Aufnahme und den Abbau von Amyloid-β durch Immunzellen. Zusätzlich wird diskutiert, dass Curcumin (Gelbwurz) an Amyloid binden und dessen Verklumpung hemmen kann (zumindest im Tierversuch). Pflanzliche Polyphenole generell unterstützen zelluläre Reinigungs- und Reparaturprozesse.

Wichtigste Mikronährstoffe zur Demenz-Prävention

• B-Vitamine (B₆, B₁₂, Folsäure): Schützen Nervenzellen, senken Homocystein und beugen Hirnatrophie vor.
• Omega-3-Fettsäuren (DHA/EPA): Entzündungshemmende „Brain Food“-Fette, essentiell für Hirnmembranen und Synapsen.
• Vitamin D: Hormonähnliches „Sonnenvitamin“, wichtig für Immunfunktion und Schutzmechanismen im Gehirn.
• Antioxidantien (Vitamin C, E, Selen): Neutralisieren freie Radikale im energiehungrigen Gehirn.
• Magnesium: Wichtig für die Signalübertragung zwischen Gehirnzellen und Gedächtnisbildung.
• Zink & Selen: Spurenelemente, essentiell für Wachstum und Reparatur von Nervenzellen.
• Coenzym Q10 & L-Carnitin: Unterstützen die Mitochondrien (Kraftwerke der Zelle).
• Lithium (Spurenelement): In sehr kleinen Mengen essentiell fürs Gehirn.

Low-Dose-Lithium: Mögliche Anwendungen und Vorteile

Low-Dose-Lithium wird in deutlich geringeren Dosierungen eingesetzt als Lithium-Salze bei der Behandlung bipolarer Störungen. Hier sind einige wichtige Anwendungsgebiete:

• Bipolare Störung: In niedrigen Dosen kann Lithium helfen, Stimmungsschwankungen zu stabilisieren und Rückfälle bei bipolaren Patienten zu verhindern, oft mit weniger Nebenwirkungen als bei höheren Dosen.
• Depressionen: Studien haben gezeigt, dass niedrige Lithiumdosen additiv zu Antidepressiva wirken können, insbesondere bei behandlungsresistenten Depressionen. Sie können die Wirksamkeit von Antidepressiva erhöhen und die Zeit bis zum Rückfall verlängern.
• Neuroprotektive Effekte: Es gibt Hinweise darauf, dass Low-Dose-Lithium neuroprotektive Eigenschaften hat, die das Gehirn vor Schäden durch neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson schützen könnten.
• Angststörungen und Stressbewältigung: Einige Kliniker setzen Low-Dose-Lithium zur Behandlung von Angststörungen und zur Verbesserung der Stressbewältigung ein, da es eine stabilisierende Wirkung auf die Stimmung haben kann.

Lithium-Orotat: Eine vielversprechende Form der Lithium-Supplementierung

Lithium-Orotat bietet mehrere Vorteile gegenüber anderen Lithium-Salzen wie Lithium-Carbonat:

• Bessere Bioverfügbarkeit: Lithium-Orotat wird effizienter im Darm resorbiert und hat eine längere Halbwertszeit im Körper, was zu stabileren Lithium-Spiegeln führt.
• Höhere Konzentration im Gehirn: Aufgrund eines speziellen Transportmechanismus wird Lithium-Orotat besser über die Blut-Hirn-Schranke transportiert, was besonders vorteilhaft für die Behandlung von neurologischen und psychischen Erkrankungen ist.
• Geringere Dosierung erforderlich: Lithium-Orotat benötigt geringere Dosierungen, um die gleichen therapeutischen Effekte zu erzielen, was das Risiko von Nebenwirkungen reduziert.
• Weniger Nebenwirkungen: Aufgrund der niedrigeren erforderlichen Dosierungen sind die Nebenwirkungen von Lithium-Orotat im Vergleich zu anderen Lithium-Salzen deutlich geringer.
• Zusätzliche Vorteile von Orotat: Orotat selbst unterstützt die Gehirnfunktion und Gedächtnisleistung, was die positiven Effekte von Lithium-Orotat weiter verstärkt.

Wichtige Hinweise zur Einnahme von Lithium

Obwohl die Forschung vielversprechend ist, ist es wichtig zu betonen, dass Lithium kein Allheilmittel für Demenz ist. Die Einnahme von Lithium sollte immer unter ärztlicher Aufsicht erfolgen, da eine falsche Dosierung gesundheitsschädlich sein kann, insbesondere für ältere Menschen. Lithiumpräparate sind in Deutschland etwa zur Behandlung bipolarer Störungen zugelassen. Dabei ist die exakte Dosierung allerdings wichtig. Lithiumpräparate sind in Kombination mit anderen Arzneimitteln häufig problematisch, etwa durch Anstieg oder Abfall des Blutspiegels, was im Extremfall lebensbedrohlich sein kann.

Lithium in Lebensmitteln

Wer Lithium auf natürlicher Weise zu sich nehmen möchte, kann auf Lebensmittel mit hohem Lithiumgehalt achten. Lithium ist nicht nur in Medikamenten enthalten, sondern natürlicher Bestandteil der Ernährung. Das Leichtmetall kommt etwa in Gemüse sowie in Mineral- und Trinkwasser vor.

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