Литий оказывает значительное влияние на активность некоторых ферментов и, следовательно, высвобождение их продуктов метаболизма; в частности, важными мишенями для лития являются гликоген-синтаз-киназа-3 бета (GSK-3β), инозитолмонофосфатаза (IMP) и Akt / β-аррестин2 (Akt). Следовательно, модификация этих внутриклеточных путей посредством ферментативного торможения имеет отношение к пониманию патогенеза некоторых психоневрологических и нейродегенеративных нарушений.
GSK-3 имеет две изоформы, альфа и бета, с четкими паттернами распределения и гомеостатическими ролями. GSK-3β более распространен в мозге и вовлечен в организацию и ремоделирование цитоскелета.
7 Наоборот, церебральный GSK-3α участвует в развитии нервной системы
8, и его ингибирование литием также связано с модификацией заболевания в модели AD трансгенных мышей.
9 Ингибирование GSK-3β является одним из наиболее важных механизмов действия лития и подтверждает его предполагаемую роль в качестве кандидата на лекарственное средство, модифицирующее заболевание, в лечении или профилактике AD
ингибирование активности GSK-3β литием связано с подавлением двух центральных процессов в патогенезе AD, а именно: уменьшение гиперфосфорилированию , ассоциированные с микротрубочками тау - белка,
26 -
28 и индукция гибели нейронов с помощью перепроизводства пептида Ара. что ослабление или изменение невропатологии, связанной с БА, сопровождалось значительным улучшением дефицита памяти на этих моделях на животных.
литий может также защищать нейроны от нейротоксического действия Aβ 42 , поддерживая другие нейротрофические и / или нейропротективные ответы.
40 ,
41 Chen и Chuang
42 показали, что литий увеличивает экспрессию p53 и Bcl-2, способствуя выживанию нейронов. Чен и соавт.
43 показали, что хроническое введение двух структурно разнородных агентов, стабилизирующих настроение, лития и вальпроата, повышает уровень Bcl-2 в коре с благоприятными нейропротективными эффектами. Кроме того, литий значительно стимулирует пролиферацию клеток-предшественников в культурах нейрональных клеток,
44 ,
45и увеличивает экспрессию антиапоптотических белков (например, Bcl-2).
46 -
48 Последние данные свидетельствуют о том, что обработка литием повышает частоту дыхания митохондрий, снижает окислительный стресс, защищает ДНК от повреждения окислительным стрессом и модулирует приток кальция в митохондрии.
49 -
54 Обработка литием также стимулирует аутофагические процессы благодаря ингибированию активности IMP / IPP и снижению образования IP3, несмотря на ингибирование GSK-3β.
55 ,
56 Другим важным нейропротекторным действием лития является стимуляция синтеза и высвобождения нейротрофических факторов, в частности нейротрофического фактора, происходящего из мозга (BDNF), и фактора роста эндотелия сосудов (VEGF). Повышенная доступность этих факторов защищает нейроны от нейротоксических инсультов, стимулирует нейрогенез гиппокампа, повышает синаптическую пластичность и долгосрочное потенцирование (LTP), а также положительно регулирует выживание клеток.
3 И, наконец, литий может регулировать воспалительные процессы, уменьшая про-воспалительную реакцию. Также было показано, что литий снижает выработку интерлейкина-1 бета (IL-1β) и фактора некроза опухоли альфа (TNF-α), индукторов индуцированного липополисахаридом (LPS) воспаления в глиальных клетках
57.и уменьшить активацию микроглии, вторичную по отношению к ишемическому инсульту у мышей.
58 Хроническое лечение литием может ослабить выработку арахидоновой кислоты, что является неотъемлемым признаком врожденной воспалительной реакции.
59 Следовательно, модуляция воспалительных процессов литием актуальна в свете заметной роли воспаления в нейродегенеративных и аффективных расстройствах.
60 Считается, что сложные взаимодействия между генетическими факторами и факторами окружающей среды играют критическую роль в патофизиологии нервно-психических расстройств. На эпигенетический статус влияют раздражители окружающей среды и оскорбления, ведущие к метилированию ДНК и модификации гистонов. Следовательно, лучшее понимание эпигенетических механизмов, влияющих на нейрональные клетки, обеспечит важную информацию о патофизиологии когнитивных расстройств и расстройств настроения и ключах к новым подходам к лечению.
61 ,
62 Эпигенетические исследования, проведенные в посмертном мозге пациентов с тяжелой депрессией, обнаружили признаки гиперметилирования нескольких генов, участвующих в нейрональном ответе, таких как
BDNF ,
DBN1 ,
SLC6A4 и
PRIMA1 в префронтальной коре.
63 -
65 Исследования также предоставили доказательства участия GSK-3β в регуляции метилирования ДНК в эмбриональных стволовых клетках мыши (ESCs).
66 Ген de novo ДНК-метилтрансферазы (
Dnmt3a2 ) подавляется в ЭСК GSK-3β с двойным нокаутом, снижая метилирование ДНК. Ингибирование активности GSK-3β литием имитирует эффекты снижения метилирования ДНК как в ESC дикого типа, так и в нервных стволовых клетках дикого типа. Кроме того, инактивация GSK-3β через компоненты сигнального пути инсулина также приводит к снижению метилирования ДНК.
67В дополнение к совокупным данным, полученным из экспериментальных моделей, клинические исследования и исследования нейровизуализации с пациентами с биполярными и другими расстройствами настроения также подтверждают нейропротекторные свойства лития. Большинство современных клинических данных получены в исследованиях с участием пациентов с BD. Обширные исследования в регистре случаев показали, что у пациентов с СД, постоянно получавших литий, риск развития деменции был значительно ниже, чем у пациентов, получавших другие стабилизаторы настроения или без лечения.
68 ,
69 В ретроспективном исследовании, Терао и его коллеги
70обнаружили, что у пациентов, получавших хроническое лечение литием, были более низкие показатели когнитивного снижения, что измерялось с помощью исследования мини-психического состояния (MMSE). В перекрестном исследовании, проведенном в нашей группе, мы обнаружили, что у пациентов старшего возраста с биполярным расстройством, получавших лечение хроническим литием, частота AD была значительно ниже (3%) по сравнению с пациентами, у которых воздействие лития в течение жизни не было или было минимальным (19%).
71 В этом исследовании показатели заболеваемости АД в группе, получавшей литий, были сопоставимы с показателями, наблюдаемыми в общей популяции,
72 предполагая, что лечение хроническим литием может быть защитным от развития деменции (особенно БА) в отдаленных результатах. BD.
Исследования нейровизуализации обеспечили дальнейшую поддержку нейропротекторных эффектов лития. Исследования структурного нейровизуализации показали, что кратковременное и длительное лечение литием было связано с увеличением объема гиппокампа и миндалины, в дополнение к увеличению толщины коры.
82 -
85 В недавнем многоцентровом наблюдательном исследовании у пациентов с СД, получавших непрерывную терапию литием, гиппокампы были значительно больше по сравнению с пациентами, у которых воздействие лития в течение жизни не было или было минимальным.
86 Наконец, обработка литием была связана с повышенным уровнем
N- ацетил аспартата (NAA) и мио-инозита, как показали магнитно-резонансная спектроскопия.
87 ,
88 Эти визуализирующие и нейрохимические результаты показывают, что длительное лечение литием может оказывать существенное влияние на плотность синапсов, жизнеспособность нейронов и функцию митохондрий у пациентов с BD.
Клинические доказательства нейропротекторных эффектов лития при нейродегенеративных нарушениях
Обоснование клинического использования лития в качестве нейропротективной терапии основано на доклинических моделях БА, свидетельствующих о том, что литий может предотвращать или ослаблять патологию Aβ и тау и улучшать когнитивные функции у трансгенных мышей. Эти результаты способствовали проведению клинических исследований у пациентов с БА; однако, несколько исследований были представлены до сих пор. В небольшом открытом исследовании с участием 25 пациентов с AD от легкой до умеренной степени тяжести, проведенном в Великобритании, MacDonald et al.
89не обнаружил значительного влияния лития на когнитивные функции после 1 года лечения. Тем не менее, авторы пришли к выводу, что литий был безопасным препаратом для пожилых людей, так как большинство побочных эффектов и выбывших из исследования были вызваны легкими и обратимыми побочными эффектами.
Совсем недавно мы провели двойное слепое плацебо-контролируемое клиническое исследование, чтобы оценить, может ли длительное лечение литием на субтерапевтических уровнях (уровни в сыворотке крови 0,2–0,5 ммоль / л) задержать прогрессирование из-за амнестического легкого когнитивного нарушения (MCI) деменции, а также оценить модифицирующие заболевание свойства, как показано на примере модификации клинических и биологических маркеров AD у пациентов с MCI.
11В этом исследовании приняли участие 45 пожилых людей с амнестической MCI, и предварительный анализ через 1 год наблюдения показал, что у амнестических MCI пациентов, получавших литий, были стабильные когнитивные способности и более низкие показатели конверсии в AD по сравнению с пациентами, принимавшими плацебо, хотя последнее различие не было статистически значимый. Однако существенные различия в пользу литиевой группы наблюдались по множественным когнитивным параметрам, а именно по памяти, вниманию и глобальной когнитивной функции. Кроме того, использование лития было связано со значительным снижением концентрации CSF в фосфорилированном тау по сравнению с субъектами в группе плацебо. Дополнительный анализ показал, что величина влияния лития на уровни фосфорилированного тау была еще выше у пациентов с MCI, у которых не наблюдалось прогрессирования AD после наблюдения. В целом, Эти результаты свидетельствуют о том, что длительное лечение литием может иметь модифицирующие заболевание свойства основных патофизиологических признаков БА и приносить незначительную клиническую пользу, главным образом, если оно начато на более ранних стадиях процесса заболевания.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4063497/ В другом недавнем клиническом исследовании, проведенном другой бразильской группой, Nunes et al.
71 продемонстрировали значительное улучшение общей когнитивной деятельности (как показано в MMSE) с использованием непрерывных микродоз лития (300 мкг в день) в течение 18 месяцев. Авторы утверждают, что эти преимущества начались после 6 месяцев лечения и сохранялись до конца испытания.. Амиотрофический боковой склероз (БАС)
Потенциальные нейропротекторные эффекты лития были также оценены при ALS, тяжелом прогрессирующем нейродегенеративном расстройстве, которое поражает двигательные нейроны, приводя к преждевременной инвалидности и смерти. 94
Dill et al. 95 предположили потенциальный нейропротекторный эффект лития при БАС, продемонстрировав способность лития индуцировать рост пирамидных нейронов в кортикально-спинномозговом тракте после механического повреждения. В первичных культурах нейронов, полученных из вентрального спинного мозга, Busceti et al. 96предположили, что нейротрофический ответ и синаптогенез, индуцируемый литием, могут иметь отношение к лечению БАС, с возможным влиянием на прогрессирование заболевания. Этот эффект был связан с ингибированием GSK-3β (и последующим снижением фосфорилирования тау) и активацией аутофагии, которая может дополнительно увеличить клиренс гиперфосфорилированного тау. Следовательно, вероятно, что различные пути могут способствовать нейропротекторному действию лития на нейродегенеративные заболевания, связанные с гиперфосфорилированным тау, такие как AD, ALS и некоторые формы лобно-височной деменции. 97
Доклинические исследования показали значительное улучшение двигательной функции на животных моделях БАС, обработанных литием. Основным предполагаемым механизмом такого улучшения была стимуляция аутофагии литием. 98 , 99 В ранних клинических испытаниях было показано, что лечение литием в течение 15 месяцев является безопасным и значительно связано с более медленным прогрессированием заболевания и смертностью у этих пациентов. 98
В моделях БАС на животных было показано, что совместное лечение литием с вальпроатом (другим лекарством, стабилизирующим настроение) дает более благоприятные эффекты, чем лечение одним из этих препаратов. 102 Аналогичные результаты были представлены другими авторами, касающимися животных моделей болезни Гентингтона 103 и черепно-мозговой травмы. 104
Другие нейродегенеративные заболевания
Литий также изучали на доклинических моделях других нейродегенеративных заболеваний, включая болезни Паркинсона
106 ,
107 и болезнь Хантингтона.
108 -
110 Характер гибели клеток при болезни Паркинсона сложен и имеет признаки апоптоза и некроза в дополнение к скоплениям аутофагосомоподобных структур.
111 На крысиной модели болезни Хантингтона протокол хронических подкожных инъекций лития показал, что лечение литием может защитить от повреждения головного мозга, вызванного очаговой церебральной ишемией, и подавлять вызванные экситотоксичностью поражения стриаты.
1142012 год, Национальный институт психического здоровья, Национальные институты здоровья, Бетесда, Мэриленд.
Литий улучшает пространственное обучение и память, повышает сохранность гиппокампа,защищает от нейродегенерации после черепно-мозговой травмы, за счет снижения уровеня бета-амилоида (Aβ) в гиппокампе, накопление белка-предшественника амилоида (APP) в мозолистом теле и гиппокампе, фосфорилирование тау в таламусе и снижения уровня экспрессии АРР и BACE1
(ссылка).
2010 год, Университет Флоренции, Флоренция, Италия,
Своевременный прием лития стимулирует нейрогенез улучшает когнитивные функции и противодействует нейродегенеративным заболеваниям типа болезни Альцгеймера
(ссылка).
2017 год, Университет Копенгагена, Копенгаген, Дания
Длительное воздействия употребление воды с высоким содержанием лития связано с более низкой частотой возникновения деменции
(ссылка).
2009 год. Университет им. Поля Сабатье Тулуза, Франция.
Литий способствует нейрогенезу и повышает устойчивость нейронов к окислительному стрессу
(ссылка).
Там же в 2014 году подтвердили свои выводы
(ссылка).
2014 год Тегеранский университет медицинских наук, Тегеран, Иран
4-х недельное использование препаратов лития улучшило пространственную память и защитило ее от воздействия хронического стресса
(ссылка).
2014 год, факультет психиатрии, Питтсбург, Пенсильвания, США
Лечение литием, улучшает сохранность белого вещества мозга у людей с БАР, а у пожилых еще и сохраняет когнитивные функции.
2000 Медицинский факультет Университета Уэйна, Детройт, Мичиган, США
Исследования показали, что литий оказывает нейротрофическое или нейропротективное действие. При хроническом использовании лития у пациентов с биполярным расстройством настроения объем серого вещества увеличился после 4 недель лечения, благодаря увеличению синтеза нейротрофических факторов мозга
(ссылка).
2008 год, Университет Алабамы, Бирмингем, США.
В моделях, литий предотвращает и облегчает симптоматику рассеянного склероза и других аутоиммунных и воспалительных заболеваниях, поражающих ЦНС
(ссылка).
2018 год, Институт медицинских наук, Университет Торонто, Торонто, Канада
Высокие уровни лития в питьевой воде связаны с более низким уровнем самоубийств в 13 из 15 идентифицированных исследований.
Литий защищает от нейротоксического действия при отравлении солями тяжелых металлов , а конкретно - отравления свинцоцом
(ссылка).
2017 год, Институт поведенческой медицины Литовского университета наук о здоровье, Паланга, Литва
Исследование проведённое сразу в 9 городах Литвы, общим населением около 3мл человек показало, что высокий уровень лития в общественной питьевой воде связан с более низким уровнем самоубийств среди мужчин
(ссылка).
2014 год, Университет Калифорнии, Сан-Диего
Литий является важным микроэлементом с рекомендуемой минимальной дозировкой в 1 мг / день
(ссылка).
2011 год, Zarse, K., Terao, T., Tian, J. et al. Eur J Nutr
Исследование проведенное в 18 префектурах Японии созывает, что длительное воздействие лития в низких дозах может оказывать антивозрастное действие и однозначно снижает смертность
(ссылка).
2015 год, Университет Брешии, Брешиа, Италия
Даже очень низкие уровни лития, вызванные обычным потреблением лития из водопроводной воды, могут иметь суицидальные эффекты как у пациентов с расстройствами настроения , так и в общей популяции
(ссылка).
2009 год, Университета Оита, Оита, Япония
Даже очень низкое, но регулярное потребление лития может снизить количество суицидов
(ссылка).
2018 год, Фармацевтический колледж, Харбинский медицинский университет, Хэйлунцзян, Китай
Хлорид лития оказывает нейропротективное действие на когнитивные нарушения посредством ингибирования гликогенсинтазинкиназы-3β при внутримозговом кровоизлиянии у крыс
(ссылка).
2019 год, Университетская больница LWL, Университет Рур-Бохум, Бохум, Германия
Лечение литием может защитить от вызванных стрессом нейробиологических изменений
(ссылка).
2019 год, Университетская клиника LWL, Рурский университет, Бохум, Германия
При депривации быстрой фазы сна, лечение литием модулировало циркадный ритм, предотвращало фрагментацию миелина, нарушение сосудистой системы, некроз, воспаление, частично предотвращало повреждение митохондрий и апоптоз
(ссылка).
2019 год, институт здорового старения, кафедра генетики, эволюции и экологии, University College London, Лондон, Великобритания
Литий увеличивает продолжительность жизни на 11%, а тройная комбинация лития, рапамицина и траметиниба увеличила продолжительность еще на 48% в модели на плодовых мухах
(ссылка).
2019 год, Кафедра ортопедии, Шанхайский университет имени Цзяо Тонга, Шестая народная больница, Шанхай, Китайская Народная Республика.
LiCl обладает иммуномодулирующим эффектом и ослабляет воспалительные реакции, опосредованных частицами Ti. Таким образом, LiCl может быть эффективной терапевтической альтернативой для предотвращения и лечения воспалительных процессов при использовании титановых протезов
(ссылка).
2019, Лаборатория трансляционной психиатрии, Университет Южной Санта-Катарины (UNESC), Крисиума, Южная Каролина, Бразилия
Лечение Li и вальпроатом полностью изменяло поведенческие изменения и защищало мозг от повреждения у мышей вызванные PSD (парадоксальная депривация сна - вызывает у животных модель мании)
(ссылка).
2019 год, Отделение неврологии, больница Путуо, Шанхайский университет традиционной китайской медицины, Шанхай, КНР
Литий обеспечивает нейропротективный эффект корректируя потерю нейронов и смягчая поведенческий дефицит в модели болезни Паркинсона (БП) и может быть полезен для профилактики и лечения БП посредством регуляции метилирования α-синуклеина
(ссылка).
2019 год, Университет Сорбонны, Париж, Франция
Литий снижает риск болезни Альцгеймера (БА) и останавливает ее прогрессирование. Благодаря ингибированию GSK3-β, литий предотвращает фосфорилирование тау-белка, играющего ключевую роль в патогенезе (БА), в мышиной модели таупатий
(ссылка).
2006 год, Лаборатория болезни Альцгеймера, Рикен, Япония
Литий, как средство ингибирующее GSK3-β, обладает высоким потенциалом для течения и профилактики болезни Альцгеймера (БА), так как именно активация GSK-3 является критическим фактором старения мозга и запуска каскада неблагоприятных событий при БА, предшествующих как отложению нейрофибриллярного клубка
, так и нейрональным путям смерти (ссылка).2012 год, Отделение нейробиологии, Центр молекулярной биологии, Автономный университет Мадрида, Мадрид, Испания
Введением лития можно предотвратить прогрессию тауопатии (играет rлючtвую роль в болезни Альцгеймера), когда появляются первые неврологические признаки признаки. Более того, можно частично обратить патологию тау даже на поздних стадиях заболевания
(ссылка).
2005 год, Кафедра нейропсихиатрии, Высшая школа медицины и стоматологии Университета Окаямы, Япония.
Введение лития в относительно низких терапевтических концентрациях уменьшает тау-поражения путем стимулирования их убиквитинирования
. следовательно лечение литием может облегчить тауопатии, включая болезнь Альцгеймера (ссылка).
2019 год, Фармацевтический колледж, Харбинский медицинский университет, Хэйлунцзян, Китай
Хлорид лития значительно уменьшил объем гематомы после внутримозгового кровоизлияния в течение первых 7 дней и усилил ангиогенез и нейрогенез в течение последующих 7 дней
(ссылка).
2016 год, 9-я Народная больница медицинского факультета Шанхайского университета Цзяотун, Шанхай
Прием лития через 2 часа после травмы, показал значительное улучшение неврологических исходов через 3, 5, 7, 14, 21 и 28 дней после внутримозгового кровоизлияния, уменьшил атрофию полушария через 42 дня после хирургическое вмешательство и уменьшило количество TUNEL-позитивных клеток, MPO-позитивных нейтрофилов и OX42-позитивной микроглии в перигематомальных областях
(ссылка).
2019 год, Университет Бахауддина Закария, Мултан, Пакистан.
Использование лития улучшает состояние при симптомах тревоги и депрессии, а также при ухудшении памяти
(ссылка).
2019 год, Отделение психиатрии, больница Корентин Селтон, Исси-ле-Мулино, Франция
Длительное использование лития эффективно и относительно хорошо переноситься пожилыми людьми
(ссылка).
Недавно было доказано, что литий, признанный психиатрический препарат, улучшает образование новых костей в моделях доклинических переломов. В настоящее время исследования направлены на оценку эффективности краткосрочного лечения литием в низких дозах для улучшения заживления переломов длинных костей с помощью рандомизированного клинического исследования II фазы (LiFT
NCT02999022 ).
2017 год, Научно-исследовательский институт Саннибрук, Торонто, О.Н., Канада
Использование лития, на доклинической стадии исследования, показало 46% улучшение эффективности заживления диафизарноного перелома бедренной кости
2017 год, институт биоматериалов и биомедицинский инженерии, Торонто, Канада
Низкие дозы лития значительно улучшает заживление остеопорозных переломов кости переломов, у грызунов
(ссылка).
2014 год, Саннибрукский центр медицинских наук, Университет Торонто, Канада
Введение лития значительно улучшило заживление перелома бедра
(ссылка).