LevelUp Lifestyle Newsletter - Lithium – Schlüssel zu besserer Gesundheit?
Was ist Lithium? Lithium ist ein weiches, silber-weißes Alkalimetall, das natürlich in der Erdkruste und in Spurenmengen in Wasserquellen weltweit vorkommt. Im Periodensystem der Elemente hat es die Ordnungszahl 3, wiegt 6,941g/ mol und besteht aus 3 Protonen, 3 Neutonen und besitzt 3 Elektronen in seiner Hülle. Entdeckt wurde es Ende des 18. Jahrhunderts, als der brasilianische Wissenschaftler José Bonifácio de Andrada e Silva auf der schwedischen Insel Utö das Mineral Petalit in Gesteinsproben einer Bergbauunternehmung fand. Dieses Mineral sollte später eine zentrale Rolle bei der Entdeckung des Lithiums spielen. Im Jahr 1817 analysierte der schwedische Chemiker Johan August Arfwedson in der Werkstatt von Jöns Jakob Berzelius genau dieses Petalit und stellte fest, dass es ein bislang unbekanntes Element enthielt. Arfwedson fand das neue Element bald darauf auch in den Mineralien Spodumen und Lepidolith. Berzelius schlug für das neue Element den Namen „Lithion“ vor – abgeleitet vom griechischen λίθος (lithos, „Stein“) – da es, anders als die damals bereits bekannten Alkalimetalle Natrium (aus Pflanzenasche) und Kalium (aus tierischem Blut), aus einem Mineral („Stein“) gewonnen wurde. Die latinisierte Form „Lithium“ setzte sich schließlich durch. Arfwedson gelang es zunächst nicht, das Element in reiner Form zu isolieren. Erst William Thomas Brande und Sir Humphry Davy isolierten 1818 erstmals elementares Lithium durch Elektrolyse von Lithiumoxid. Später, 1855, stellten Robert Bunsen (ja der vom Bunsen-Brenner) und Augustus Matthiessen größere Mengen reinen Lithiums durch Elektrolyse von Lithiumchlorid her. Lithium als „Wundermittel“ im 19. und frühen 20. Jahrhundert Lithium wurde zunächst in der Medizin eingeführt, weil es in Laborversuchen nachweislich Harnsäurekristalle auflösen konnte. Da Gicht durch Harnsäureablagerungen verursacht wird, lag es nahe, Lithiumsalze als Heilmittel gegen Gicht einzusetzen. Im 19. Jahrhundert wurde Lithium daher häufig zur Behandlung von Gicht, aber auch von Epilepsie und sogar Krebs verwendet. Die Anwendung beruhte auf der damals verbreiteten Theorie, dass ein Überschuss an Harnsäure für zahlreiche Erkrankungen – darunter auch psychische Störungen wie Depressionen und Manie – verantwortlich sei. Bereits ab den 1870er Jahren experimentierten Ärzte wie Carl Lange (Dänemark) und William Alexander Hammond (USA) mit Lithium zur Behandlung manischer Zustände. Die Idee der „Gehirngicht“ als Ursache psychischer Erkrankungen war jedoch ein Irrweg, weshalb die Anwendung von Lithium in der Psychiatrie um die Jahrhundertwende wieder weitgehend aufgegeben wurde. Parallel zur medizinischen Nutzung entstand eine Mode, lithiumhaltige Mineralwässer und Getränke als gesundheitsfördernd zu vermarkten. „Lithia Water“ – natürliches oder künstlich angereichertes Mineralwasser mit Lithium – wurde in Apotheken und Drogerien verkauft. Es galt als Mittel zur Förderung des Wohlbefindens und zur Vorbeugung verschiedenster Beschwerden. Ein besonders prominentes Beispiel ist die Limonade 7Up:
· 7Up wurde sogar als Mittel gegen Kater („hangover cure“) beworben. · Die genaue Herkunft des Namens „7Up“ ist bis heute ungeklärt. Es gibt Spekulationen, dass die „7“ auf das Atomgewicht von Lithium (ca. 7) anspielt oder auf die Anzahl der Zutaten, aber ein Beweis fehlt.
Mit zunehmender wissenschaftlicher Erkenntnis über die Nebenwirkungen von Lithium – wie Magenbeschwerden, Herzrhythmusstörungen und Toxizität – geriet die Substanz in Verruf. In den 1940er Jahren wurden Lithiumsalze in den USA sogar als Salzersatz für Menschen mit Bluthochdruck verkauft, bis es zu Todesfällen kam und die Zulassung für diesen Zweck 1949 entzogen wurde. Auch in Getränken verschwand Lithium allmählich: Ab 1948 - Nach neuen Erkenntnissen über mögliche Nebenwirkungen – wurde Lithium aus Softdrinks und Bier durch die US-Behörden (FDA) verboten. Lithium in der Psychiatrie Einen Wendepunkt markierte das Jahr 1949: Der australische Psychiater John Cade entdeckte zufällig, dass Lithiumsalze eine beruhigende Wirkung auf manische Patienten hatten. Seine bahnbrechenden klinischen Versuche zeigten, dass Lithium akute Manien effektiv kontrollieren konnte. Dies war die erste gezielte pharmakologische Behandlung einer schweren psychischen Erkrankung. Kurz darauf bestätigte der dänische Psychiater Mogens Schou die Wirksamkeit von Lithium in einer der ersten randomisierten kontrollierten Studien für die Behandlung von Manie und später auch zur Rückfallprophylaxe bei bipolaren Störungen. Heute gilt Lithium als das am besten untersuchte und wirksamste Medikament zur Behandlung bipolarer Störungen und als einziges Medikament mit nachgewiesener suizidpräventiver Wirkung. Die Anwendung erfolgt jedoch unter strenger Kontrolle, da Lithium eine enge therapeutische Breite besitzt und bei Überdosierung toxisch wirkt. Anti-Aging und Longevity In den letzten Jahren werden auch mögliche neuroprotektive und anti-aging Effekte von Lithium erforscht. Erste Hinweise auf einen möglichen „Anti-Aging“-Effekt kamen aus der Beobachtung, dass Patienten mit bipolarer Störung, die langfristig Lithium einnahmen, weniger altersbedingte Erkrankungen und eine geringere Sterblichkeit aufwiesen als unbehandelte Patienten. (Salarda EM, Zhao NO, Lima CNNC, Fries GR. Mini-review: The anti-aging effects of lithium in bipolar disorder. Neurosci Lett. 2021 Aug ) Besonders auffällig war, dass diese Patienten längere Telomere ihrer Chromosomen aufwiesen – also eine Art „zelluläre Verjüngung“ zeigten. Telomere sind die Schutzkappen der Chromosomen, deren Verkürzung als einer der Marker für zelluläres Altern gilt. Dies scheint vermittelt über die Modulation der Genexpression bestimmter telomerspezifischer Gene durch Lithium zu sein. Interessanterweise profitieren offenbar nicht alle Menschen gleichermaßen von diesen Effekten – genetische prädisponierende Faktoren spielen also auch hier eine Rolle, wie eine Studie des King’s College London nahelegt (Coutts, F., Palmos, A.B., Duarte, R.R.R. et al. The polygenic nature of telomere length and the anti-ageing properties of lithium. Neuropsychopharmacol 44, 757–765 (2019).) Ab den 2010er Jahren wurde Lithium gezielt in Modellorganismen wie Fadenwürmern (C. elegans) und Fruchtfliegen (Drosophila) auf seine lebensverlängernden Eigenschaften untersucht. Diese Studien zeigten, dass Lithium die Lebensspanne dieser Tiere signifikant verlängern kann, vor allem durch die Hemmung des Enzyms GSK-3 und die Aktivierung von zellulären Schutzmechanismen wie NRF2. (McColl G, Killilea DW, Hubbard AE, Vantipalli MC, Melov S, Lithgow GJ. Pharmacogenetic analysis of lithium-induced delayed aging in Caenorhabditis elegans. J Biol Chem. 2008) Beobachtungsstudien an großen Bevölkerungsgruppen deuten auf einen positiven Effekt von Lithium hin, zumindest lagen hier deutliche Korrelationen vor. Zum Beispiel zeigt eine Analyse anhand von Trinkwasser-Lithiumgehalten in Japan aus dem Jahr 2011, dass Regionen mit leicht erhöhtem Lithiumgehalt im Trinkwasser eine geringere Gesamtmortalität und niedrigere Raten neurodegenerativer Erkrankungen aufwiesen (p = 0.003). (Zarse K, Terao T, Tian J, Iwata N, Ishii N, Ristow M. Low-dose lithium uptake promotes longevity in humans and metazoans. Eur J Nutr. 2011 Aug;). Auch zeigten sich ebenfalls in Japan eine deutlich reduzierte Suizidrate unter Männern in Gebieten mit erhöhten Lithiumkonzentrationen im Trinkwasser (β = -.169, P = .019). (Ishii N, Terao T, Araki Y, Kohno K, Mizokami Y, Shiotsuki I, Hatano K, Makino M, Kodama K, Iwata N. Low risk of male suicide and lithium in drinking water. J Clin Psychiatry. 2015 Mar) Eine neuere Auswertung der UK Biobank (mit fast 12 Jahren Beobachtungszeit) an fast 500.000 Menschen zeigte eine Korrelation zwischen dem therapeutischen hochdosierten Einsatz von Lithium und der Lebenserwartung (p = 0.0017) ) Multivariate Analyse: (hazard ratio = 0.274 [0.119–0.634 CI 95%, p = 0.0023])) auch beim Menschen. (Araldi E,Jutzeler CR, Ristow M. Lithium treatment extends human lifespan: findings from the UK Biobank. Aging. 2023 Jan 11;15(2):421-440) Aufgrund dieser interessanten Erkenntnisse wurden immer wieder Experimente auch an Säugetieren durchgeführt, um hier einen Effekt auf das Altern nachzuweisen. Dies führte jedoch zu widersprüchlichen Ergebnissen. So konnte eine Studie an Mäusen zwar eine geringe Verbesserung der Motorfunktionen (bei älteren männlichen Tieren) zeigen hatte jedoch keinen Effekt auf die Lebensspanne. (Nespital T, Neuhaus B, Mesaros A, Pahl A, Partridge L. Lithium can mildly increase health during ageing but not lifespan in mice. Aging Cell. 2021 Oct;20(10)) Auch eine randomisiert kontrollierte multicenter Interventionsstudie an 214 Patienten die an ALS (einer tödlichen Erkrankung des motorischen Nervensystems) erkrankt sind konnte keine neuroprotektiver Effekt von hochdosiertem Lithium gefunden werden. (UKMND-LiCALS Study Group; Morrison KE, Dhariwal S, et al. Lithium in patients with amyotrophic lateral sclerosis (LiCALS): a phase 3 multicentre, randomised, double-blind, placebo-controlled trial. Lancet Neurol. 2013) Mögliche Wirkungsweise von Lithium Die meisten dieser Mechanismen sind durch präklinische Studien (Tiermodelle, Zellkulturen) und Beobachtungen bei Patienten unter Lithiumtherapie belegt. Die Übertragbarkeit auf gesunde Menschen und der optimale Dosierungsbereich sind noch Gegenstand aktueller Forschung. 1. Hemmung der GSK-3β (Glykogen-Synthase-Kinase-3β)
2. Schutz und Verlängerung der Telomere
3. Aktivierung des NRF2-Signalwegs
Nebenwirkungen Bei den Nebenwirkungen von Lithium müssen wir auch etwas auf die Dosierungen schauen. Die meisten Nebenwirkungen sind bekannt aus der Lithiumtherapie in der Psychiatrie mit Dosierungen um die 600 – 1800mg Lithium täglich. Bei diesen Dosierungen sind Nebenwirkungen recht häufig. Hier ist insbesondere zu nennen: · Nierenschädigungen · Emotionale Leere · Veränderungen des Blutbildes · Herzrhythmusstörungen · Kognitive Einschränkungen · Müdigkeit / Muskelschwäche · Gewichtszunahme · Zittern · Magen-Darm-Beschwerden Eine Sonderstellung nimmt die Schilddrüsenunterfunktion ein, diese scheint auch schon bei niedrigeren Dosierungen aufzutreten. Übliche Dosierungen für Anti-Aging Anwendung liegen typischerweise bei ca. 1mg / Tag Ergebnisse zu Nebenwirkungen bei niedrig Dosis Langzeit Exposition liegen aktuell nicht valide vor. Fazit
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