Lithium-Vorkommen im Gehirn und Depressionen hängen zusammen

Lithium ist vielen aus wieder aufladbaren Batterien bekannt, den Lithium-Ionen-Akkus. Menschen nehmen das Spurenelement täglich mit dem Trinkwasser auf. Internationale Studien zeigen, dass ein höherer natürlicher Lithiumgehalt im Trinkwasser einer Region mit einer niedrigeren Suizidrate in der Bevölkerung einhergeht. In der Medizin kommen Lithiumsalze seit Jahrzehnten in der Behandlung von Manien und depressiven Störungen zum Einsatz – in deutlich höherer Dosierung allerdings.

Neue Methode: Wo im Gehirn ist wie viel Lithium?

Welche Rolle das Lithium im Gehirn genau spielt, ist jedoch bisher nicht bekannt. Und weil die Konzentration von Lithium im Gehirn üblicherweise sehr klein ist, ist der Stoff auch sehr schwer nachzuweisen. Physiker und Neuropathologen der TU München (TUM) sowie Rechtsmediziner der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) haben jetzt eine Methode entwickelt, mit der sie dennoch die Verteilung von Lithium im Gehirn exakt bestimmen können. Daraus erhoffen sie sich Rückschlüsse auf die Therapie sowie ein besseres Verständnis der physiologischen Vorgänge bei Depressionen.

Gehirn-Proben von Gesunden und Depressiven

Eine Frage war: Gibt es einen messbaren Unterschied zwischen der Lithium-Konzentration in den Gehirnen von psychisch Gesunden und Depressiven? Und lässt sich das auch für einzelne Regionen des Gehirns feststellen, die besondere Aufgaben erfüllen? Um dieser Frage auf den Grund zu gehen, untersuchten die Wissenschaftler das Gehirn eines Suizidenten und verglichen es mit zwei Kontrollpersonen. Im Fokus stand dabei das Verhältnis der Lithium-Konzentration in der weißen Gehirnsubstanz zu der in der grauen Substanz des Gehirns.

150 Proben aus verschiedenen Hirnregionen

Um festzustellen, wo im Gehirn wie viel Lithium vorhanden ist, analysierten die Forschenden 150 Proben aus verschiedenen Hirnregionen – beispielsweise jenen Regionen, die vermutlich für die Verarbeitung von Gefühlen zuständig sind. Sie bestrahlten dünne Gehirnschnitte mit Neutronen, weil ein bestimmtes Lithium-Isotop Neutronen besonders gut einfangen kann. Damit lässt auch lokalisieren, wo genau sich das Lithium im Gehirnschnitt befindet.

Bei Gesunden: Mehr Lithium in der weißen Substanz

Zum Ergebnis sagt Roman Gernhäuser vom Zentralen Technologielabor des Physik-Departments der TU München: „Wir sahen, dass bei der gesunden Person in der weißen Substanz deutlich mehr Lithium vorhanden war als in der grauen Substanz. Bei dem Suizidenten hingegen ist die Konzentration ausgeglichen, hier ist kein systematischer Unterschied messbar.“

„Lithium hat doch eine wichtige Funktion im Körper“

Den Münchner Forschern gelang es nach eigenen Angaben erstmals, die Verteilung des im Gehirn nur in minimalen Spuren vorhandenen und daher schwer messbaren Elements unter physiologischen Bedingungen nachzuweisen.  Das Fazit von Jutta Schöpfer vom Institut für Rechtsmedizin der LMU München: „Da wir das Element in Spuren auch ohne vorherige Medikamenten-Gabe im Gehirn nachgewiesen haben und sich die Verteilung so stark unterscheidet, gehen wir davon aus, dass Lithium tatsächlich eine wichtige Funktion im Körper hat.“

Was genau ist Lithium?

Lithium ist ein Leichtmetall und besitzt die geringste Dichte der unter Standardbedingungen festen Elemente. Da es sehr reaktionsfreudig ist und gern und schnell Verbindung zu anderen Elementen eingeht, existiert es in der Regeln nicht in Reinform, sondern in Form von Salzen. Als Spurenelement ist Lithium in Form seiner Salze ein häufiger Bestandteil von Mineralwasser. Im menschlichen Organismus sind geringe Mengen Lithium vorhanden; das Element ist jedoch nicht essenziell und hat – nach bisherigen Erkenntnissen – keine biologische Funktion. Einige Lithiumsalze haben dennoch eine medizinische Wirkung und werden in der Lithiumtherapie bei bipolaren Affektstörungen, Manie, Depressionen und Cluster-Kopfschmerzen eingesetzt.