Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lithium im Gehirn - Neutronen zeigen Anreicherung von Antidepressivum im Gehirn

26.09.2013
Experimente mit Neutronen an der Technischen Universität München (TUM) zeigen, dass sich in der weißen Gehirnsubstanz das Antidepressivum Lithium stärker anreichert als in der grauen. Das lässt vermuten, dass es anders wirkt als synthetische Psychopharmaka.

Die Gewebestücke wurden an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) der TUM mit einem eigens entwickelten Detektor untersucht, um eine genaue Landkarte der Verteilung von Lithium im Gehirn anzufertigen und so die Wirkung des Stoffs auf die menschliche Psyche besser verstehen zu können.


Josef Lichtinger begutachtet Gehirnschnitte im FRM II
Foto: W. Schürmann / TUM

Bekannt ist das Metall Lithium vor allem aufgrund seines Einsatzes in wieder aufladbaren Batterien. Doch seit Jahrzehnten wird Lithium auch in der Behandlung bei so verschiedenen psychischen Erkrankungen wie Depressionen, Manien und bipolaren Störungen eingesetzt. Die genaue biologische Wirkungsweise in bestimmten Gehirnregionen ist jedoch noch kaum verstanden. Bekannt ist, dass Lithium die Stimmung aufhellt und das Aggressionspotential senkt.

Weil es sehr schwer zu dosieren ist, scheuen sich Ärzte, dieses „Universalmedikament“ einzusetzen. Mehrere internationale Studien haben jedoch gezeigt, dass ein höherer natürlicher Lithiumgehalt im Trinkwasser zu einer niedrigeren Suizidrate in der Bevölkerung führt. Denn Lithium wird auch bei unbehandelten Personen im Gehirn eingelagert. Deshalb könnte Lithium, das bisher noch als relativ unbedeutend angesehen wurde, ein essentielles Spurenelement für den Menschen sein.

Lithiumnachweis mit Neutronen

Dem geht nun Josef Lichtinger in seiner Doktorarbeit am Lehrstuhl für Physik der Hadronen und Kerne (E12) der TUM nach. Von der Rechtsmedizin der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) erhielt er Gewebeproben von Patienten, die mit Lithium behandelt wurden, unbehandelten Patienten und gesunden Vergleichspersonen. Diese setzte der Physiker am Messplatz der Prompten Gamma Aktivierungsanalyse am FRM II einem fokussierten kalten Neutronenstrahl höchster Intensität aus.

Lithium reagiert sehr spezifisch mit Neutronen und zerfällt in ein Helium- sowie ein Tritiumatom. Mit einem speziellen Detektor, den Josef Lichtinger entwickelt hat, können deshalb so geringe Mengen wie 0,45 Nanogramm Lithium pro Gramm Gewebe gemessen werden. „So genau wie mit Neutronen kann man das mit keiner anderen Methode nachweisen“, sagt Jutta Schöpfer, Rechtsmedizinerin an der LMU, die mehrere Forschungsprojekte zur Lithiumverteilung im menschlichen Körper betreut.

Lithium wirkt auf die Nervenbahnen

Seine Ergebnisse erstaunen: Nur bei den Proben eines depressiven Patienten, der mit Lithium behandelt worden war, beobachtete Josef Lichtinger eine höhere Anreicherung des Lithium in der sogenannten weißen Substanz. Das ist der Bereich im menschlichen Gehirn, in dem die Nervenbahnen laufen. Der Lithiumgehalt in der benachbarten grauen Substanz war 3-4-fach geringer. Die Lithium-Anreicherung in der weißen Substanz konnte bei mehreren unbehandelten depressiven Patienten dagegen nicht beobachtet werden. Das weist darauf hin, dass Lithium nicht wie andere Psychopharmaka im Zwischenraum der Nervenzellen wirkt, sondern in den Nervenbahnen selbst.

Nun will Josef Lichtinger weitere Gewebeproben an der Forschungs-Neutronenquelle in Garching untersuchen, um seine Ergebnisse zu bestätigen und zu erweitern. Am Ende des Projekts steht eine Landkarte des Gehirns eines gesunden und eines depressiven Patienten, die ortsaufgelöst die Lithiumanreicherung zeigt. So könnte man das Universalmedikament Lithium zukünftig noch zielgenauer und kontrollierter gegen psychische Erkrankungen einsetzen. Die Arbeit wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unterstützt.

Kontakt:

Josef Lichtinger
Physik-Department, Lehrstuhl E12
Technische Universität München
E-Mail: Josef.Lichtinger@ph.tum.de
Telefon: +49 89 289 12464

Dr. Ulrich Marsch | Technische Universität München
Weitere Informationen:
http://www.tum.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Nesseltiere steuern Bakterien fern
21.09.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Die Immunabwehr gegen Pilzinfektionen ausrichten
21.09.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

23. Baltic Sea Forum am 11. und 12. Oktober nimmt Wirtschaftspartner Finnland in den Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

6. Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Zeichen von Smart Home

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

OLED auf hauchdünnem Edelstahl

21.09.2017 | Messenachrichten

Weniger (Flug-)Lärm dank Mathematik

21.09.2017 | Physik Astronomie

In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät

21.09.2017 | Geowissenschaften