Das lässt vermuten, dass es anders wirkt als synthetische Psychopharmaka.Die Gewebestücke wurden an der Neutronenquelle FRM II mit einem eigens entwickelten Detektor untersucht. Ziel der Doktorarbeit ist es, eine genaue Landkarte der Verteilung von Lithium im Gehirn anzufertigen, um die Wirkung des Stoffs auf die menschliche Psyche besser verstehen zu können.
Seit Jahrzehnten wird Lithium 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 immer mehr, dieses „Universalmedikament“ einzusetzen. Mehrere Studien haben jedoch einen Zusammenhang des Lithiumgehalts im Trinkwasser mit der Suizid- und der Kriminalitätsrate in der Bevölkerung gezeigt. 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.
Dem geht nun Josef Lichtinger in seiner Doktorarbeit am Lehrstuhl E12 des Physikdepartments 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 (PGAA) am FRM II einem fokussierten kalten Neutronenstrahl höchster Intensität aus. Lithium reagiert sehr spezifisch mit Neutronen und zerfällt in ein Heliumatom sowie ein Tritium. Mit einem speziellen Detektor, den Josef Lichtinger entwickelt hat, können deshalb so geringe Mengen wie 0.1 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.
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. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert die Arbeit. 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.
Ansprechpartner:
Dipl. Phys. Josef Lichtinger
Physik-Department
Lehrstuhl E12
Technische Universität München
Email: Josef.Lichtinger@ph.tum.de
