
Литий против болезни Альцгеймера: как древний металл может восстановить память. Новое исследование Гарварда показало, что дефицит лития в мозге запускает болезнь Альцгеймера, а оротат лития способен обратить вспять потерю памяти. История открытия от Джона Кейда 1949 года до прорыва 2024 года.
В 1949 году в переоборудованном сарае на территории австралийского госпиталя происходило то, что можно было бы назвать алхимией, если бы не научная точность происходящего. Джон Кейд, 37-летний психиатр с обветренным лицом человека, прошедшего японский плен, склонялся над клетками с морскими свинками. Его лаборатория больше напоминала хозяйственную постройку, чем храм науки — образцы мочи хранились в домашнем холодильнике, а оборудование можно было пересчитать по пальцам одной руки.
Но именно в этом скромном помещении произошло открытие, которое не только революционизировало лечение биполярного расстройства, но и через 75 лет указало путь к решению одной из самых страшных загадок современной медицины — болезни Альцгеймера.
Кейд тестировал мочу пациентов с различными психическими расстройствами, вводя ее морским свинкам в надежде понять биохимические корни безумия. Мочевая кислота плохо растворялась в воде, поэтому он решил использовать ее литиевую соль — урат лития. То, что произошло дальше, изменило судьбы миллионов людей: большая доза препарата оказывала на маленьких грызунов поразительный успокаивающий эффект.
Как добросовестный врач, Джон Кейд сам принимал литий в течение нескольких недель, чтобы убедиться в том, что он не токсичен. Затем он проверил действие препарата на пациентах. Результаты были ошеломляющими — пятеро из десяти пациентов с манией удивительным образом поправились. Большинство этих пациентов постоянно госпитализировались в психиатрический стационар на протяжении многих лет, теперь же у пяти из них состояние настолько улучшилось, что они смогли вернуться домой к своим семьям.
Но путь лития к признанию оказался тернистым. Один пациент умер после приема большой дозы, что сильно разочаровало Кейда. Хуже того — использование солей лития в качестве заменителей поваренной соли в низкосолевой диете гипертоников привело к смерти четырех пациентов. После этих трагических инцидентов FDA запретило использование лития в США в том же 1949 году, когда было открыто его лечебное действие. Запрет оставался в силе до 1970 года.
Кейд совершил свое открытие, не имея доступа к прорывным технологиям или современному оборудованию. Его результаты оказались получены благодаря счастливому стечению обстоятельств, заставивших его работать с простейшими средствами. Во время Второй мировой войны Кейд провел больше трех лет в печально известном японском лагере военнопленных Чанги в Сингапуре, где он был назначен заведующим психиатрического отделения и начал отмечать связь между недостатком определенных продуктов питания и заболеваниями у своих товарищей по заключению.
Литий — элемент с удивительной историей. Открытый в 1817 году шведским химиком Иоганом Августом Арфведсоном в минерале петалит, он получил свое название от древнегреческого слова «?????», означающего «камень». Арфведсон работал в лаборатории Берцелиуса в Каролинском институте — том самом, ученый совет которого сейчас присуждает Нобелевские премии по физиологии и медицине.
Удивительно, но уже в XIX веке врачи обнаружили литий в лечебных минеральных водах Карлсбада, Мариенбала, Эмса, Виши и других главных спа-курортов Европы. В 1859 году соли лития впервые были использованы в научной медицине для лечения подагры, поскольку в лабораторных условиях они повышали растворимость кристаллов мочевой кислоты. Однако уровни лития в организме, требовавшиеся для этого, оказались токсичными.
В XIX и начале XX века литий был популярным ингредиентом тонизирующих напитков. Он даже появлялся как бодрящий компонент в раннем рецепте 7-Up. Применение солей лития в медицине имеет давнюю, более чем двухтысячелетнюю историю, восходящую к идеям Гиппократа, Галена и Сорана Эфесского, которые применяли минеральные воды с их высокой концентрацией, не имея научного представления об их биохимических свойствах.
Сегодня, спустя 75 лет после открытия Кейда, литий вновь оказывается в центре внимания медицинского мира. Исследование, опубликованное в журнале Nature, показывает, что восполнение естественных запасов лития в мозге может защитить от болезни Альцгеймера и даже обратить ее вспять.
Команда исследователей из Гарвардской медицинской школы под руководством Брюса Янкнера сделала поразительное открытие: впервые показано, что литий естественным образом присутствует в мозге, где он выполняет важную физиологическую роль. Это кардинально меняет наше понимание этого элемента — от лекарственного препарата к жизненно важному микроэлементу, подобному железу или витамину С.
Анализы ткани человеческого мозга и серия экспериментов на мышах указывают на устойчивую закономерность: когда концентрация лития в мозге снижается, развивается потеря памяти, а также неврологические признаки болезни Альцгеймера, называемые амилоидными бляшками и тау-клубками.
Исследователи обнаружили, что уровни лития были ниже в частях человеческого мозга, пораженных болезнью Альцгеймера, по сравнению с незатронутыми областями. Команда также обнаружила, что у людей с легкими когнитивными нарушениями — предвестником болезни Альцгеймера — литий в мозге связывается амилоидными бляшками, оставляя меньше доступного для основных функций мозга. Это истощение лития «становилось более серьезным по мере прогрессирования заболевания».
В дальнейших экспериментах на мышах те, у кого мозг был лишен лития, развили больше бляшек, чем животные с нормальным уровнем лития. Это запустило порочный круг, который может представлять разрушительное прогрессирование болезни Альцгеймера: меньше лития в мозге приводит к большему количеству амилоида, что приводит к еще меньшему количеству лития.
Но самое интересное открытие касалось различных форм лития. Большинство клинических испытаний лития тестировали форму карбонат лития. Команда показала, что амилоидные бляшки легко улавливают эту форму — но другие, такие как оротат лития, избегают этой участи. Когда авторы давали мышам низкие дозы оротата лития, это обращало вспять связанные с болезнью повреждения мозга и восстанавливало память животных. Карбонат лития не имел таких же преимуществ.
Это открытие может объяснить смешанные результаты более ранних клинических испытаний. Ashley Bush, нейрофизиолог из Мельбурнского университета в Австралии, который не участвовал в исследовании, назвал его «прорывным». «У нас только недавно появились первые препараты, модифицирующие заболевание, для болезни Альцгеймера. Но они нацелены только на одну вещь: амилоидные бляшки. Этот подход нацелен на все основные патологии, вызывающие озабоченность при заболевании».
Масштабы проблемы поражают воображение. Деменцией страдают более 55 миллионов человек во всем мире; большинство из них имеют болезнь Альцгеймера. По прогнозам, число случаев деменции почти удвоится каждые 20 лет и может достигнуть 139 миллионов к 2050 году.
Болезнь Альцгеймера была впервые описана в 1907 году немецким психиатром Алоисом Альцгеймером, наблюдавшим за пятидесятилетней Августой Детер. Врачи и философы Древней Греции и Рима связывали старость с ослаблением рассудка, однако лишь в начале XX века это состояние получило научное описание и отдельное название.
Современные методы терапии лишь несколько смягчают симптомы болезни. Препараты против амилоида на рынке замедляют когнитивное снижение, но «они не останавливают его. Они не восстанавливают функцию», — говорит соавтор исследования Брюс Янкнер. «У нас еще нет пенициллина от болезни Альцгеймера».
Интерес к литию в контексте деменции не нов. Еще в 1970-х годах ученые заметили, что среди людей с биполярным расстройством старение мозга было медленнее у тех, кто принимал литий, чем у тех, кто его не принимал. Эпидемиологические исследования показали, что регионы, в которых водоснабжение содержало следовые количества лития, имели относительно низкие показатели деменции.
В 2017 году датское исследование выявило, что люди, пьющие воду с природным содержанием лития, реже болеют деменцией. Среди здоровых людей без когнитивных нарушений те, у кого были самые высокие уровни лития, лучше справлялись с тестами на память. Это открывает перспективы не только лечения, но и профилактики деменции.
Революционность нового исследования заключается в том, что впервые показано: литий является не просто лекарственным препаратом, а важным для организма микроэлементом. «Оказалось, что литий подобен другим питательным веществам, которые мы получаем из окружающей среды, таким как железо и витамин С», — говорит Янкнер. «Впервые было показано, что литий существует в организме на естественном уровне, который имеет биологическое значение, без использования его в качестве лекарства».
Литий содержится во всех органах и тканях организма человека. Его наибольшая концентрация отмечается в почках и в головном мозге. Концентрация лития в слюне значительно выше его концентрации в плазме, а содержание элемента в спинномозговой жидкости составляет 40% от концентрации в плазме.
Несмотря на захватывающие результаты, путь от лабораторных открытий к клиническому применению не будет простым. Главное препятствие носит экономический характер. Как природный материал, соли лития не могут быть запатентованы с целью получения и эксплуатации исключительного права на них, что привело к сильной задержке распространения препаратов лития в фармакологии.
Литий нельзя запатентовать, поэтому фармацевтические компании не заинтересованы в его коммерциализации. Эта проблема преследует литий с самого его открытия в психиатрии — Кейд не смог получить никакой финансовой выгоды от своего революционного открытия.
Мэтт Кеберлайн, бывший директор Института исследований старения при Университете Вашингтона, выражает надежду: «Поскольку оротат лития является чрезвычайно дешевым, надеемся, что мы быстро получим результаты тщательных рандомизированных испытаний. И я бы сказал, что это будет стыд для клинического сообщества, если это не произойдет сразу».
История лития — это история упущенных возможностей и триумфального возвращения. От древних минеральных источников до современных нанотехнологий, этот скромный металл продолжает удивлять ученых своими возможностями.
Карбонат лития в настоящее время включен в список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения. Препарат, положивший начало «психофармакологической революции» 1950-х, за которым последовали антипсихотики и антидепрессанты, оказался ошеломляюще успешным.
Открытие Кейда легко могло бы остаться незамеченным, если бы не другие исследователи, которые продолжили развивать тему, поднятую в его статье 1949 года. Кейд действительно был первопроходцем, однако без последователей он не оставил бы никакого следа. Благодаря им всем литий, этот вездесущий элемент, легкий в получении и никогда не патентованный фармацевтическими компаниями, остается дешевым и бесценным препаратом.
Если подтвердится в клинических испытаниях, последствия могут быть революционными. Впервые за десятилетия у науки может появиться подход, который не просто замедляет прогрессирование болезни Альцгеймера, но и способен восстановить утраченные когнитивные функции.
«Идея о том, что дефицит лития может быть причиной болезни Альцгеймера, является новой и предполагает иной терапевтический подход», — говорит Янкнер. Это кардинально отличается от существующих стратегий лечения, которые фокусируются на удалении патологических белков из мозга, а не на восстановлении нормальной физиологии.
Исследование также открывает возможности для ранней диагностики. Измерение уровня лития в мозге или крови может стать новым биомаркером для выявления людей с риском развития болезни Альцгеймера задолго до появления симптомов.
Важно помнить, что данные о лечении литием получены на мышах, и их необходимо воспроизвести на людях. Нужно подобрать правильную дозировку для людей и провести тщательные клинические испытания безопасности и эффективности.
Литий не лишен побочных эффектов. При длительном применении он может влиять на функцию щитовидной железы и почек, требует регулярного мониторинга уровня в крови. Поэтому любое потенциальное лечение должно тщательно взвешивать пользу и риски.
Тем не менее, история лития в медицине показывает, что иногда самые важные открытия происходят там, где их меньше всего ожидают. От переоборудованного сарая в Австралии до современных лабораторий Гарварда — путь лития к признанию был долгим, но результат может оказаться судьбоносным для миллионов людей по всему миру.
Возможно, через несколько десятилетий мы будем вспоминать 2024 год как год, когда началась новая эра в лечении болезни Альцгеймера. Как Джон Кейд в своем скромном сарае открыл дверь в новый мир лечения психических расстройств, так и современные исследователи могут держать в руках ключ к одной из самых сложных загадок человеческого мозга.
Литий, этот «камень памяти», как можно было бы его назвать, соединяет древнюю мудрость с современной наукой. От минеральных источников, которыми пользовались наши предки, до нанотехнологий будущего — история этого элемента напоминает нам, что природа часто содержит ответы на самые сложные вопросы. Нужно лишь иметь смелость их искать и мудрость их понимать.
Литий может стать первым по-настоящему эффективным средством против болезни Альцгеймера, способным не только замедлить прогрессирование заболевания, но и восстановить утраченную память. Ключевым открытием стало понимание того, что литий — не просто лекарство, а жизненно важный микроэлемент, дефицит которого может запускать нейродегенеративные процессы.
Алоис Альцгеймер - фотография из архивов сайта
Посмотреть фото
| Родился: | 14.06.1864 (51) |
| Место: | Марктбрейт (DE) |
| Умер: | 19.12.1915 |
| Место: | Бреслау () |
| Фотографии | 3 |
| Анекдоты | 86 |