Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Лосенков И.С.

НИИ психического здоровья Томского национального исследовательского медицинского центра Российской академии наук

Плотников Е.В.

НИИ психического здоровья Томского национального исследовательского медицинского центра Российской академии наук

Епимахова Е.В.

НИИ психического здоровья Томского национального исследовательского медицинского центра Российской академии наук

Бохан Н.А.

ФГБНУ «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук»

Литий в психофармакологии аффективных расстройств и механизмы его эффектов на клеточную физиологию

Авторы:

Лосенков И.С., Плотников Е.В., Епимахова Е.В., Бохан Н.А.

Подробнее об авторах

Просмотров: 42583

Загрузок: 771


Как цитировать:

Лосенков И.С., Плотников Е.В., Епимахова Е.В., Бохан Н.А. Литий в психофармакологии аффективных расстройств и механизмы его эффектов на клеточную физиологию. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2020;120(11):108‑115.
Losenkov IS, Plotnikov EV, Epimakhova EV, Bokhan NA. Lithium in the psychopharmacology of affective disorders and mechanisms of its effects on cellular physiology. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2020;120(11):108‑115. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/jnevro2020120111108

Рекомендуем статьи по данной теме:
Пси­хо­па­то­ло­ги­чес­кие кор­ре­ля­ты деп­рес­сий с не­су­ици­даль­ны­ми са­мо­пов­реж­де­ни­ями при неп­си­хо­ти­чес­ких пси­хи­чес­ких за­бо­ле­ва­ни­ях юно­шес­ко­го воз­рас­та. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. Спец­вы­пус­ки. 2023;(11-2):74-78
Пат­тер­ны ко­мор­бид­нос­ти и струк­ту­ра деп­рес­сив­ных эпи­зо­дов у па­ци­ен­тов с би­по­ляр­ным и деп­рес­сив­ным расстройства­ми. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. Спец­вы­пус­ки. 2023;(11-2):108-114
При­ме­не­ние ни­мо­ди­пи­на в те­ра­пии би­по­ляр­но­го аф­фек­тив­но­го расстройства. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. 2023;(12):20-26
Вли­яние те­ра­пии пре­па­ра­том Мек­си­дол на рег­ресс нев­ро­ло­ги­чес­ко­го де­фи­ци­та и фун­кци­ональ­ный ис­ход у па­ци­ен­тов с ише­ми­чес­ким ин­суль­том: сис­те­ма­ти­зи­ро­ван­ный об­зор и ме­та­ана­лиз. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. Спец­вы­пус­ки. 2023;(12-2):49-60
Пси­хо­фар­ма­ко­те­ра­пия сме­шан­ных аф­фек­тив­ных сос­то­яний при би­по­ляр­ном расстройстве. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. 2024;(2):103-108
Пер­спек­ти­вы ис­поль­зо­ва­ния сис­те­мы ге­ном­но­го ре­дак­ти­ро­ва­ния CRISPR/Cas9 для изу­че­ния мо­ле­ку­ляр­но-ге­не­ти­чес­ких ос­нов пси­хи­чес­ких расстройств. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. 2024;(3):27-33
Кли­ни­чес­кий слу­чай впер­вые воз­ник­ше­го в пос­тко­вид­ный пе­ри­од би­по­ляр­но­го аф­фек­тив­но­го расстройства. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. 2024;(3):125-129
Ати­пич­ные ан­тип­си­хо­ти­ки при те­ра­пии деп­рес­сий в рам­ках аф­фек­тив­ных расстройств и ши­зоф­ре­нии (на мо­де­ли ари­пип­ра­зо­ла). Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. 2024;(4):36-42
Ког­ни­тив­ные на­ру­ше­ния у па­ци­ен­тов с ар­те­ри­аль­ной ги­пер­тен­зи­ей. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. Спец­вы­пус­ки. 2024;(4-2):41-48
Воз­мож­нос­ти фи­зи­оте­ра­пев­ти­чес­кой сти­му­ля­ции при гла­уком­ной оп­ти­чес­кой ней­ро­па­тии пос­ле ан­тиг­ла­уком­ных опе­ра­ций. Вес­тник оф­таль­мо­ло­гии. 2024;(3):88-94

Литий (от греч. «lithos» — камень) представляет собой мягкий, серебристый щелочной металл с порядковым номером 3 и атомной массой 6,941. В природе литий никогда не встречается в свободном состоянии и существует в виде моновалентного катиона (Li+) в составе различных минералов. Имеется два изотопа данного элемента: Li7 (92%) и Li6 (8%) [1]. В почве литий содержится в следовых количествах (7—200 г/кг). В пресной воде его концентрация составляет 1—10 г/л, в морской — около 0,18 г/л [2]. Включение лития в пищевую цепь происходит за счет поглощения его растениями из почвы и воды. До сих пор физиологическая роль лития изучена мало, также немного известно о его значимости как нутриента.

Первое применение лития как лекарственного препарата зарегистрировано в 1847 г. в качестве средства против подагры. В 1870-х годах датский невролог К. Ланг начал использовать литий для лечения депрессии, полагая, что он способен снижать уровень в крови мочевой кислоты, избыток которой приводит к развитию данного состояния. Начало изучению лития как нормотимика было положено работой австралийского психиатра J. Cade, опубликованной в 1949 г. [3]. В ходе экспериментов на животных им был обнаружен выраженный седативный эффект карбоната лития, который подтвердился и у пациентов с депрессией, манией и шизофренией.

Литий в терапии аффективных расстройств

В 1970 г. литий был одобрен Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) США для лечения острой мании и смешанных состояний при биполярном аффективном расстройстве (БАР), а позднее и для поддерживающего лечения БАР. В настоящее время доказано, что при лечении мании литий более эффективен, чем вальпроаты [4] и оланзапин [5].

Литий рекомендуется как препарат первой линии для лечения депрессии при БАР типа I. Он рекомендован как препарат первой линии для поддерживающей терапии БАР ввиду профилактической эффективности в отношении как мании, так и депрессии [6]. Также литий применяется для лечения униполярной депрессии как препарат аугментированной терапии при лекарственной резистентности, для предотвращения повторных эпизодов рекуррентного депрессивного расстройства и снижения риска суицида при данной психопатологии [7].

Дневная доза лития может варьировать от 900 до 1800 мг в зависимости от индивидуальных особенностей пациента. Обычно доза для острых состояний больше, чем для поддерживающей терапии. Вследствие узкого терапевтического диапазона в начале лечения и по прошествии не менее 5 дней необходим мониторинг его плазменной концентрации: нетоксичной является до 1,2 ммоль/л. Для поддерживающей терапии БАР оптимальной является концентрация 0,4—0,6 ммоль/л, для лечения острых состояний — 0,6—1,2 ммоль/л [8].

Побочные эффекты терапии литием могут наблюдаться уже при терапевтической концентрации. Ввиду этого до начала лечения и после 6 мес терапии рекомендуется оценка: а) функции почек (литий способен снижать реабсорбцию натрия, приводя к снижению почечной функции и повышению собственной концентрации в организме); б) функции щитовидной железы (при терапии часто наблюдается увеличение тиреоидных аутоантител с развитием как тиреотоксикоза, так и гипотиреоза) [9]; в) концентрации кальция в крови (литий способен вызывать гиперкальциемию, повышая реабсорбцию кальция в почках, с последующей активацией синтеза паратиреоидного гормона), г) массы тела и индекса массы тела (при терапии литием наблюдается увеличение массы тела); д) электрокардиограммы (длительная терапия литием способна приводить к увеличению интервала QT) [10].

К частым побочным эффектам также относят тошноту, диарею, тремор рук, жажду, повышенное мочеиспускание, сексуальную дисфункцию. При интоксикации литием наиболее тяжелыми проявлениями являются почечная недостаточность и нефрогенный несахарный диабет [11], аритмия, гипотензия и острая сердечная недостаточность, а также симптомы нарушения функции центральной нервной системы — ЦНС (полинейропатия, дизартрия, атаксия, миоклония, судороги, спутанность сознания). Смертельной является концентрация лития в плазме крови >2,0 ммоль/л. Смерть наступает в результате сильного угнетения ЦНС, в частности дыхательного центра [12].

Молекулярно-ионные взаимодействия лития

В этом разделе обзора обобщены данные литературы, касающиеся взаимодействия лития с ионами и белками живых систем, а также его роль в регуляции активности внутриклеточных сигнальных путей.

Ионные взаимодействия

Благодаря малому радиусу атома и высокой поляризующей способности литий может конкурентно взаимодействовать с ионами натрия, калия, магния и кальция. Это является основным механизмом внутри- и внеклеточного транспорта данного иона. Так как величина заряда иона лития близка к таковой у иона натрия, в живых системах он может вступать с ним в конкурентные взаимодействия, в частности при транспорте через клеточную мембрану. Считается, что основным потенциал-зависимым каналом для лития является Na+/H+-транспортер, несмотря на то, что скорость входа иона лития в клетку в таком случае в 2 раза ниже по сравнению с ионами натрия. Местом транспорта лития за счет вытеснения натрия являются и непотенциал-зависимые натриевые каналы эпителиального класса (ENaC) [13]. Литий способен взаимодействовать с калиевыми каналами, преимущественно блокируя их [14]. Основным механизмом транспорта лития из клетки считается его выход через протонно-натриевый канал, где он способен конкурировать с ионами водорода [15]. Литий способен входить в кальциевые каналы, ингибируя при этом транспорт ионов кальция. Этот момент особенно важен при транспорте ионов лития через митохондриальные мембраны. Взаимодействие с Na+/Ca2+-обменником приводит к снижению ионов кальция в митохондриях клеток мозга, что является защитным эффектом против эксайтотоксичности [16].

За счет близкого по значению атомного радиуса литий и магний способны вступать в конкурентные взаимодействия. В связи с этим, несмотря на большое различие в заряде ионов, они конкурируют за участки связывания в белках-ферментах, где магний выступает в роли естественного кофактора. Вытесняя магний из его сайта связывания, литий меняет конформацию белковой молекулы, снижая ферментативную активность [17].

Взаимодействие с белками

Из сказанного выше следует, что основными белками, с которыми взаимодействует литий, являются магний-зависимые ферменты, для которых этот ион необходим для связывания молекулы АТФ в активном центре. Такое конкурентное взаимодействие найдено для ряда ферментов, в том числе играющих важную роль в нейропротекции.

Первым обнаруженным из таких белков является киназа гликогенсинтазы 3β (GSK-3β). GSK-3β — важный регуляторный фермент, мишенями фосфорилирования которого являются >100 белков, принимающих участие в синтезе белка, метаболизме глюкозы, нейропротекции, нейрогенезе, синаптической пластичности, формировании нейрональной полярности. GSK-3β в значительной степени обеспечивает функцию многих внутриклеточных сигнальных путей, что является одним из факторов разнообразия биологических эффектов лития [18]. Помимо прямого взаимодействия с GSK-3β, литий способен ингибировать ее активность опосредованно, дестабилизируя белковый комплекс Akt/β-аррестин-2/РР2А, формирование которого, в частности, характерно для активации дофаминовых рецепторов типа 2. Активный фермент РР2А (фосфатаза 2A) дефосфорилирует и активирует GSK-3β. Литий, конкурируя с ионами магния, необходимыми для взаимодействия белков Akt и β-аррестина-2 и образования комплекса, в итоге снижает активность РР2А, сохраняя GSK-3β в неактивной фосфорилированной форме [19].

Показано, что в терапевтических концентрациях литий способен ингибировать ферменты инозитолмонофосфатазу (IMPA) и инозитол-фосфат-1-фосфатазу (IPP), участвующие в синтезе фосфатидилинозитол-1,4,5-трифосфата (IP3) — важной сигнальной молекулы [20]. Ингибирование активности GPCRs (рецепторы, сопряженные с G-белками: нейромедиаторные, в частности серотониновые) является еще одним из свойств ионов лития. Натрий вытесняется данными ионами из аллостерических сайтов GPCRs, что приводит к нарушению конформации рецепторов с последующим подавлением их способности проводить сигнал далее в клетку [21].

Влияние на внутриклеточные сигнальные пути

Сигнальные пути представляют собой объединения внутриклеточных молекул, для которых характерна каскадная активация, запускаемая при действии внеклеточных регуляторных стимулов. В основном это белки, относящиеся к классу протеинкиназ, а также мономолекулярные вторичные посредники [22]. Как было сказано выше, ионы лития способны менять конформацию GPCRs, ингибируя их активность. Измененная конформация данных рецепторов приводит к отсутствию активации связанных с ними Gs-белков, запускающих сигнальный путь вторичного посредника цАМФ. Наряду с этим происходит подавление Gs-зависимой активации фосфолипазы C (PLC), превращающей фосфатидилинозитол-4,5-дифосфат в две сигнальные молекулы: фосфатидилинозитол-1,4,5-трифосфат (IP3) и диацилглицерол (DAG). Снижение IP3 в клетке приводит к инактивации кальций-зависимого сигнального пути, а снижение DAG — к отсутствию активации протеинкиназ класса С, важных регуляторных молекул. Помимо PLC-связанного механизма, литий подавляет IP3-зависимый сигналинг путем ингибирования инозитолмонофосфатазы и инозитол-фосфат-1-фосфатазы, как было упомянуто выше [23].

Wnt-сигнальный путь играет важную роль в функционировании стволовых клеток, регулируя их дифференцировку, пролиферацию, миграцию и гибель. Во взрослом организме он наиболее значим при нейрогенезе в гиппокампе. Данный путь регулирует метаболизм глюкозы, при активации повышая чувствительность клеток к инсулину [24]. Литий способен оказывать влияние на так называемый каноничный Wnt/β-катенин-сигнальный путь, где белок β-катенин является важным транскрипционным фактором. В отсутствии взаимодействия Wnt-лигандов со специфическими рецепторами на клеточной мембране β-катенин образует комплекс с белками Axin1, APC, CK1α и GSK-3β, в котором происходит его фосфорилирование с последующей деградацией. Активация рецепторов для Wnt-белков приводит к дестабилизации комплекса и сохранению β-катенина. По вышеописанному механизму литий ингибирует GSK-3β, делая невозможным фосфорилирование и деградацию β-катенина, тем самым «мимикрируя» действие Wnt-белков [25].

Влияние лития на клеточную физиологию

Взаимодействие лития с ключевыми регуляторными белками (GSK-3β), а также с белками внутриклеточных сигнальных путей (GPCRs, IMPA, IPP) обусловливает множественность эффектов данного иона в отношении клеточной физиологии. В настоящее время считается, что механизм регуляции литием основных клеточных процессов так или иначе будет зависеть от ингибирования GSK-3β, а также цАМФ-, IP3- и Ca2+-зависимых сигнальных путей [26].

Цитопротекция и апоптоз

Цитопротективные свойства лития изначально были изучены в отношении нервной ткани, что подробно будет описано далее. Позднее цитопротекторный эффект данного иона был обнаружен для клеток сердца [27], почек [28] и печени [29] в экспериментах по искусственной ишемии/реперфузии данных органов. Считается, что в основе этого явления лежат стабилизация митохондрий и предотвращение открытия митохондриальных пор повышенной проницаемости (mitochondrial permeability transition pore, mPTP) [30]. Продемонстрирован антиапоптотический эффект лития. Одним из уже названных механизмов является препятствие формированию mPTP и высвобождению из митохондриального матрикса проапоптотического белка цитохрома C. Помимо этого, показаны ингибирующий эффект лития в отношении проапоптотического транскрипционного фактора р53, активирующегося при повреждении ДНК, и стимуляция данным ионом экспрессии антиапоптотического белка Bcl-2 [31, 32].

Пролиферация и дифференцировка

Влияние лития на пролиферацию и дифференцировку доказано в отношении мезенхимальных стволовых клеток (MSC), являющихся предшественниками хондроцитов, остеобластов и адипоцитов. Главный механизм этого явления — активация Wnt/β-катенин-сигнального пути [33]. Показано, что при действии трансформирующего фактора роста β (TGF-β), активирующего дифференцировку MSC в хондроциты, литий в присутствии селективного ингибитора GSK-3β способен усиливать экспрессию специфических генов белков хрящевой ткани и синтез гликозаминогликанов [34]. Определено, что при терапии в MSC человека снижается экспрессия генов, связанных с функционированием адипоцитов и синтезом липидов, при одновременном усилении экспрессии белков, вовлеченных в процесс минерализации. N. Satija и соавт. [35] предположили, что эффект лития зависит от его концентрации и длительности действия. Литий также оказывает влияние на процессы миграции MSC.

В одном из исследований [33] было показано стимулирующее влияние лития на гемопоэз и иммунопоэз. При приеме лития обнаружено усиление гранулоцитопоэза и, как следствие, периферическая нейтрофилия, иногда сопровождаемая незначительным угнетением эритропоэза. Возможным механизмом данного процесса является повышение выработки гранулоцитарного колониестимулирующего фактора (G-CSF) и усиление его эффектов при применении лития. Антиоксидантные соединения лития также повышают фагоцитарную активность нейтрофилов человека in vitro [36]. Литий оказывает защитное действие на гемопоэтические стволовые клетки при токсическом воздействии противораковых препаратов и радиационном облучении. В работе M. Walasek и соавт. [37] была отмечена способность лития ингибировать дифференцировку гемопоэтических стволовых прогениторных клеток (HSPC), данный эффект авторы связывают с супрессией генов, участвующих в дифференцировке при одновременном сохранении экспрессии генов, связанных с поддержанием клетками стволового состояния.

Основным механизмом, объясняющим гемопоэз-индуцирующее действие лития, является ингибирование GSK-3β. В свою очередь GSK-3β фосфорилирует и тем самым инактивирует индуцированный гипоксией фактор 1 (HIF-1). HIF-1 запускает транскрипцию множества генов, связанных с адаптацией к гипоксии, среди которых CXCL12, который формирует важный градиент для возвращения стволовых клеток в трофическую нишу костного мозга. Усиливается функция трофической ниши, что в итоге приводит к увеличению продукции нейтрофилов, тромбоцитов и CD34+-клеток, наблюдаемому при воздействии лития [38].

Синтез белка

Литий способен влиять на процессы синтеза белка, тем самым затрагивая клеточный белковый гомеостаз. Однако этот эффект не однонаправленный и зависит от модели эксперимента. Так, в эксперименте in vitro на клеточной линии нейробластомы человека показан стимулирующий эффект данного иона на процесс элонгации в результате ингибирования GSK-3β-зависимого фосфорилирования белка eEF2 (эукариотический фактор элонгации 2) [39]. В экспериментах in vivo продемонстрирован ингибирующий эффект лития на белковый синтез, в том числе на моделях неврологических заболеваний [40, 41]. Точные механизмы этого процесса не изучены. Предполагается, что снижение активности синтеза белка литием позволяет клетке «перераспределить» энергию на поддержание гомеостаза одновременно с усилением процессов формирования третичной и четвертичной белковых структур, а также деградации «дефектных» белков [20].

Аутофагия

Вовлеченность лития в процесс аутофагии продемонстрирована в ряде исследований. Аутофагия — процесс, при котором часть цитоплазмы (вплоть до размеров органелл) «упаковывается» в так называемые аутофагосомы, которые затем сливаются с лизосомами и подвергаются деградации. В основном этот процесс, носящий протективный для организма характер, наблюдается при недостатке нутриентов либо факторов роста. Аутофагия также важна для элиминации патогенных белков, например β-амилоида, поэтому ее нарушение считается одним из факторов патогенеза нейродегенеративных заболеваний [42]. Индукция литием аутофагии осуществляется через ингибирование фермента IMPA и подавление IP3-сигнального пути в обход физиологического механизма, связанного с угнетением mTOR-сигнального пути. Исследования показали эффективность лития при лечении нейродегенеративных заболеваний, например болезни Альцгеймера, что связывают, в частности, с его способностью к индукции аутофагии [43].

Окислительный стресс

Подавление процессов окислительного стресса литием и снижение чувствительности клетки к действию активных форм кислорода было обнаружено in vivo в ряде экспериментальных моделей [44, 45]. Показано, что данный ион активирует экспрессию ряда антиоксидантных ферментов: каталазу, гемоксигеназу-1, хиноноксидоредуктазу 1, глутатионтрансферазы D1 и D2, а также повышает уровни НАДФ-Н и глутатиона [44, 46]. Одним из ключевых механизмов антиоксидантного эффекта лития является стимуляция экспрессии транскрипционного фактора Nrf2. Этот белок является своеобразным сенсором, активирующимся при окислительном стрессе и провоспалительных стимулах, и запускающим транскрипцию ряда генов, содержащих так называемые ARE (Antioxidant Response Element, фрагмент антиоксидантного ответа), для предотвращения гиперактивации окислительных процессов [47]. Перспективным направлением является использование органических солей лития, в которых анион солевого остатка, обладая антиоксидантными свойствами, потенцирует данный эффект иона лития [48—52].

Воспаление

Влияние лития на воспалительные процессы тесно связано с установленным действием на иммунную систему и пролиферацию клеток. Показано, что применение лития приводило к снижению экспрессии провоспалительных цитокинов в островках поджелудочной железы на модели диабета у крыс [53]. В экспериментах in vitro показано, что длительная инкубация с хлоридом лития в субтерапевтических концентрациях способна модифицировать секрецию про- и противовоспалительных интерлейкинов в совместных культурах нейронов коры и гиппокампа с глиальными клетками со сдвигом в сторону противовоспалительных [54]. В моделях септического воспаления на животных литий снижал продукцию фактора некроза опухолей α (TNF-α), а также интерлейкинов 1 и 6, нивелируя гистопатологические изменения в тканях [55].

Противовоспалительный эффект лития также осуществляется за счет регуляции процессов клеточного иммунитета. Показано, что использование лития в моделях на животных приводит к подавлению активности натуральных киллеров (NK), а также к снижению содержания цитотоксических CD8+ Т-лимфоцитов у пациентов. Редукция трансэпителиальной миграции макрофагов в очаг воспаления за счет регуляции Wnt/β-катенин-сигнального пути является еще одним противовоспалительным действием лития [56].

Исследования индуцированного нейровоспаления на крысах выявили, что противовоспалительное действие лития опосредуется также снижением продукции простагландинов. На возможность прямого влияния лития на развитие воспалительных процессов указывает ингибирование циклооксигеназы и образуемых при ее участии производных арахидоновой кислоты [57].

Роль лития в регуляции функции нервной ткани

В этом разделе рассматриваются нейропротекторные свойства лития, а также его эффекты на пролиферацию и дифференцировку нервных клеток и нейротрансмиссию.

Нейропротекция

Нейропротекторный эффект лития показан для культур клеток, животных моделей (нейродегенеративные заболевания, инсульт), а также в отношении пациентов с БАР. Данный ион оказывает свое защитное действие в нейрональных культурах клеток при различных стрессовых факторах: эксайтотоксичности, присутствии β-амилоида, действии колхицина, недостатке питательных веществ [58]. Воздействие лития улучшает адаптацию к стрессу на моделях in vitro и in vivo [59]. Нейропротекторное действие солей лития было показано M. Fan и соавт. [60]1 на модели инсульта на мышах. Клинические исследования подтверждают наличие нейропротекторных эффектов лития у пациентов после инсульта, что проявляется, в частности, ускорением восстановления моторных функций [61]. У больных БАР при терапии литием, по данным МРТ, наблюдаются такие структурные изменения в головном мозге, как уменьшение миндалины, увеличение объема серого вещества, уменьшение объема желудочков, нормализация структуры белого вещества, вероятной причиной которых считают нейропротекторное действие лития [62]. При этом обнаружена корреляция эффективности терапии литием с данными изменениями.

Наряду с общими для всех клеток защитными механизмами, описанными выше, нейропротекция литием связана с усилением экспрессии мозгового нейротрофического фактора (BDNF). Помимо экспериментальных моделей, данный эффект обнаружен и у больных БАР. Показано, что для этих пациентов характерна сниженная по сравнению со здоровыми концентрация BDNF в сыворотке крови, нормализующаяся при терапии литием [63]. Литий также способен повышать экспрессию таких защитных белков, как инсулиноподобный фактор роста (IGF) [64] и глиальный ростовой фактор (GDNF) [65]. Стоит отметить, что нейропротекторное действие лития может значительно варьировать в зависимости от вида соли, используемой в эксперименте [66].

Нейрогенез

Активация Wnt/β-катенин-сигнального пути — основной механизм стимуляции литием пролиферации и дифференцировки нейрональных клеток-предшественников. Длительное (от 7 до 28 дней) воздействие лития в экспериментах in vivo продемонстрировало стимуляцию нейрогенеза в зубчатой извилине гиппокампа как защитного эффекта против стрессовых факторов, таких как инсульт [67]. Позднее было показано, что литий стимулирует нейрогенез только в присутствии стрессовых факторов [68]. Помимо влияния на пролиферацию, литий оказывает стимулирующий эффект на миелинизацию нервных волокон за счет активации экспрессии липофилина (PLP) и основного белка миелина (MBP) [69—70], а также на процессы формирования цитоскелета зрелых нейронов, что обусловливает их рост и ветвление [71].

Нейротрансмиссия

Литий способен оказывать влияние на нейротрансмиссию. Речь идет в первую очередь о нейротрасмиссии, связанной с дофамином и серотонином. Как было продемонстрировано выше, литий способен блокировать проведение сигнала от D2-дофаминовых рецепторов через ингибирование формирования белкового комплекса Akt/β-аррестин-2/РР2А, необходимого для активации GSK-3β [19]. Наряду с этим данный ион подавляет функцию дофаминового транспортера. Предполагается, что данный эффект может быть одним из механизмов антиманиакального действия лития. Обнаружена стимуляция высвобождения серотонина из серотонинергических нейронов с одновременным ингибированием экспрессии триптофангидроксилазы 2 (ТРН2) [71] и активности серотонинового транспортера. В целом как исследователи, так и клиницисты сходятся на мысли, что влияние на моноаминовую нейротрансмиссию не является основополагающим компонентом в действии лития.

В экспериментах на культуре клеток было показано, что литий активирует экспрессию генов, вовлеченных в глутаматергическую нейротрансмиссию [72]. При терапии у пациентов с БАР данный ион способен снижать уровень глутамата в гиппокампе [73]. Постсинаптически литий снижает фосфорилирование субъединиц NMDA-рецепторов в префронтальной коре и вентральном стриатуме [74] и снижает NMDA-индуцированное повреждение цитоскелета нейронов [75]. Обнаружен долговременный эффект активации литием NMDA-рецепторов, заключающийся в стимуляции серотонинергической и подавлении дофаминергической нейротрансмиссии, в свою очередь приводящий к инактивации NMDA-рецепторов [76]. В целом сложно определить направленность эффекта лития на глутаматергическую нейротрансмиссию. Вероятно, он обладает неким стабилизирующим эффектом в ее отношении, активируя при кратковременном действии и ингибируя при длительном.

Влияние лития на другие типы нейротрансмиссии изучено мало. Показан стимулирующий эффект данного иона ГАМКергической трансмиссии. Вероятно, этот эффект не прямой, а опосредованный ингибированием нейротрансмиссии глутамата [77]. В работе J. van Enkhuizen и соавт. [78] найдено, что одним из механизмов антидепрессивного эффекта лития может быть усиление холинергической нейротрансмиссии.

Заключение

Таким образом, несмотря на узкий терапевтический диапазон, обилие побочных эффектов, а также вероятность тяжелой интоксикации, литий на сегодняшний день является одним из наиболее эффективных нормотимиков. Его эффективность для пациента как при острых состояниях, так и при поддерживающем лечении БАР в итоге перевешивает негативные эффекты. На данный момент накоплено большое количество информации, касающейся биологических эффектов лития (от молекулярного до органного) и механизмов их реализации. Однако найти корреляцию между экспериментальными данными и клиническими эффектами представляется проблематичным. В связи с этим важной проблемой для дальнейших исследований является разработка вопросов трансляции полученных фундаментальных данных о механизмах патогенеза БАР и действия лития в клиническую практику для оптимизации терапии данным препаратом: повышения эффективности и снижения частоты и выраженности побочных эффектов.

Наряду с этим важным остается развитие новых перспективных направлений терапевтического применения лития, в частности использование его нейропротекторных свойств при нейродегенеративных заболеваниях, а также при стимуляции гемопоэза в сочетанной терапии иммунодефицитов и радиотерапии и т.п.

Обзор подготовлен в рамках выполнения гранта РНФ №17-75-20045 «Действие органических солей лития на клетки и плазму крови больных с расстройствами аффективного спектра и синдромом зависимости».

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.


1Такого рода данные имеются и в отечественных материалах. Патент РФ на изобретение №2675601/20.12.2018. Бюл. №35. Плотников Е.В., Литвак М.М. «Средство, обладающее противоинсультным действием».

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail



Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.