Lithium, ein Leichtmetall, das in der Medizin hauptsächlich zur Behandlung bipolarer Störungen eingesetzt wird, gewinnt zunehmend an Bedeutung für seine vielfältigen Wirkungen auf das zentrale Nervensystem und die allgemeine Gesundheit. Aktuelle Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Lithium, selbst in geringen Dosen, die über Trinkwasser und Nahrung aufgenommen werden, physiologische Prozesse beeinflussen kann. Dieser Artikel beleuchtet die vielfältigen Wirkmechanismen von Lithium, insbesondere seine Auswirkungen auf Synapsen, sowie aktuelle Erkenntnisse zur Anwendung von niedrig dosiertem Lithium bei verschiedenen Erkrankungen.
Lithium als potenziell essentielles Spurenelement
Obwohl der genaue biochemische Wirkmechanismus von Lithium noch nicht vollständig aufgeklärt ist, wird es aufgrund seiner vielfältigen Funktionen als potenziell essentielles Spurenelement diskutiert. Studien zeigen, dass bereits geringe Mengen an Lithium, die aus der natürlichen Umwelt aufgenommen werden, signifikante neurotrophe Effekte haben können.
Zentrale Nervensystem-Wirkung von Lithium
Neurotrope Effekte und Suizidrate
In Regionen Japans mit höheren Lithiumkonzentrationen im Trinkwasser wurde eine niedrigere Selbstmordrate beobachtet als in Regionen mit niedrigem Lithiumgehalt. Eine mögliche Erklärung hierfür ist, dass Lithium Hirnfunktionen verbessert, die an der Kontrolle von Aggression beteiligt sind. So steigert Lithium beispielsweise das Volumen des präfrontalen Cortex.
Neuroprotektive Effekte und Demenzforschung
Erste Ergebnisse aus der Demenzforschung deuten darauf hin, dass die chronische Zufuhr geringer Lithiummengen neurodegenerativen Effekten entgegenwirken könnte. Eine große retrospektive Kohortenstudie aus dem Jahr 2022 zeigte ein geringeres Demenzrisiko bei psychiatrischen Patienten, die mit Lithium behandelt wurden, im Vergleich zu einer ähnlichen Gruppe ohne Lithium.
Lithiummangel und Alzheimer
Forschende um Liviu Aron von der Harvard Medical School haben menschliches Hirngewebe untersucht und Experimente an Mäusen durchgeführt, um den Zusammenhang zwischen Lithium und Alzheimer zu erforschen. Dabei wurde festgestellt, dass in von Alzheimer betroffenen Hirnarealen niedrigere Lithiumspiegel vorhanden waren als in nicht betroffenen Regionen. In Mäusen führte ein Lithiummangel zur Ablagerung von β-Amyloid und einer Akkumulation von phosphorylierten τ-Proteinen, was zu einer proinflammatorischen Aktivierung von Mikrogliazellen, dem Verlust von Synapsen, Axonen und Myelin führte. 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. Die betroffenen Mäuse zeigten einen beschleunigten kognitiven Niedergang.
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Lithium und neuronale Erregbarkeit bei bipolarer Störung
Die Gehirnzellen von Patienten mit bipolarer Störung reagieren empfindlicher auf Reize als die Gehirnzellen anderer Menschen. Diese Hyperexzitabilität konnte in Stammzellexperimenten durch die Gabe von Lithium vermindert werden.
Auswirkungen von Lithium auf die Mortalität
Der Vergleich japanischer Regionen mit unterschiedlichen Lithiumkonzentrationen im Trinkwasser ergab nicht nur eine niedrigere Selbstmordrate, sondern auch eine insgesamt geringere Mortalität in der Bevölkerung bei höheren Lithiumkonzentrationen. Ein möglicher Einfluss auf lebensverlängernde Stoffwechselprozesse zeigte sich auch in einem Tiermodell mit dem Fadenwurm C. elegans.
Biochemische Mechanismen und Lithiumstatus
Die zugrunde liegenden biochemischen Mechanismen der beobachteten Assoziationen sind bisher nicht vollständig verstanden. Dennoch erscheint es im Einzelfall relevant, den Lithiumstatus des Patienten zu bestimmen, sei es kurativ oder präventiv. Dies ist nun mittels einer hoch sensitiven ICP-MS-basierten Analyse im EDTA-Vollblut möglich. Die herkömmliche photometrische Lithiummessung im Serum ist aufgrund ihrer geringen Sensitivität nicht geeignet, den physiologischen Lithium-Blutspiegel zu bestimmen.
Lithium und Long-COVID/ME/CFS
Die Frage, ob Lithium - insbesondere in Form von Lithiumorotat - bei Long-COVID und dem Myalgischen Enzephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome (ME/CFS) hilfreich sein könnte, wird derzeit intensiv diskutiert. Obwohl große randomisierte Studien fehlen, gibt es erste Fallberichte, kleinere Studien und mechanistische Überlegungen.
Pathophysiologisch relevante Wirkmechanismen von Lithium
Lithium besitzt vielfältige biologische Effekte, die auch für Long-COVID und ME/CFS von Interesse sind. Besonders folgende Mechanismen könnten eine Rolle spielen:
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- Hemmung neuroinflammatorischer Prozesse: Lithium wirkt anti-inflammatorisch im ZNS, unterdrückt die Aktivierung von Mikroglia und senkt die Produktion proinflammatorischer Zytokine.
- Mitochondriale Dysfunktion und Energiestoffwechsel: Lithium verbessert die mitochondriale Performance in einigen Modellen und schützt die mitochondriale Funktion.
- Immunmodulation und antivirale Effekte: Lithium beeinflusst das Immunsystem und hemmt die Replikation verschiedener Viren direkt in vitro und in Tiermodellen.
- Neurotransmitter und neurotrophe Effekte: Lithium greift in zentrale neuronale Signalwege ein, fördert die Expression neurotropher Faktoren wie BDNF und die Neurogenese im Hippocampus.
Studienlage zu Lithium und Long-COVID bzw. ME/CFS
- Eine randomisierte kontrollierte Pilotstudie mit niedrig dosiertem Lithiumaspartat zeigte keinen signifikanten Unterschied in den Bereichen Fatigue oder Kognition im Vergleich zur Placebogruppe.
- Eine offene Dosiseskalationsstudie zeigte Verbesserungen bei Fatigue und "Brain Fog" bei höherer Lithiumdosis.
- Ein Fallbericht beschreibt eine vollständige Rückbildung sämtlicher Symptome bei einer Patientin mit schwerem Long COVID unter hochdosiertem Lithiumcarbonat.
- Eine Fallserie mit Lithiumorotat berichtete über Besserungen bei Long-COVID-Patienten in Bezug auf kognitive Leistungsfähigkeit und Energieniveau.
- Ein Übersichtsartikel diskutierte, dass Lithium neben seiner psychiatrischen Wirkung auch antivirale Effekte haben könnte.
Für wen eignet sich eine Lithiumtherapie?
Eine Lithiumtherapie eignet sich vor allem für Patient:innen ohne relevante Nieren- oder Schilddrüsenerkrankungen. Bei experimentellen Anwendungen bei Long COVID oder ME/CFS kommen eher niedrig dosierte Konzepte zum Einsatz. Hier sollte regelmäßig die Nierenfunktion, Schilddrüse, Elektrolyte und Kalzium überprüft werden. Lithium wird vor allem dann diskutiert, wenn neurologische und kognitive Symptome im Vordergrund stehen.
Formen von Lithium
Lithium liegt in Nahrungsergänzungsmitteln und Medikamenten nie als reines Metall vor, sondern stets gebunden an ein Salz, das die Aufnahme im Körper ermöglicht. Die drei wichtigsten Formen sind:
- Lithiumcarbonat (Li₂CO₃): Dies ist die klassische, verschreibungspflichtige Arzneiform, die seit Jahrzehnten in der Psychiatrie eingesetzt wird.
- Lithiumcitrat: Eine weitere verschreibungspflichtige Form von Lithium.
- Lithiumorotat: Eine nicht-verschreibungspflichtige Form, die in niedrigeren Dosen als Nahrungsergänzungsmittel erhältlich ist (in einigen Ländern).
Lithium in Lebensmitteln und Trinkwasser
Lithium ist in verschiedenen Lebensmitteln und im Trinkwasser enthalten. Der Lithiumgehalt in Lebensmitteln hängt von Faktoren wie dem Lithiumgehalt des Bodens und der Art der Pflanze ab. Schätzungen zufolge werden 66 bis über 90 Prozent des täglich aufgenommenen Lithiums über Getreide und Gemüse gedeckt. Der Rest stammt aus tierischen Lebensmitteln und dem Trinkwasser bzw. Mineralwasser.
Lithium als Medikament
Lithium kam erstmals im 19. Jahrhundert bei psychiatrischen Leiden zum Einsatz. Heute zählen Lithiumsalze - vordergründig Lithiumcarbonat (Li₂CO₃) - zu den am häufigsten eingesetzten Arzneimitteln in der psychiatrischen Behandlung. Die wichtigste Indikation von Lithium ist die bipolare affektive Störung.
Lithium und Knochengesundheit
Lithium scheint die Osteoblastenaktivität zu fördern, also die knochenbildenden Zellen, die für den Knochenaufbau zuständig sind.
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Risiken und Nebenwirkungen von Lithium
Die Lithiumtherapie erfordert eine sorgfältige Überwachung, da der toxische Serumspiegel nahe an seinem therapeutischen Niveau liegt. Selbst bei korrekter Dosierung kann es bei einer Langzeitbehandlung zu Nebenwirkungen kommen. Lithium sollte nach Feststellung einer Schwangerschaft nicht abrupt abgesetzt werden, um einem Rückfall vorzubeugen.