МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ СОЕДИНЕНИЙ ЛИТИЯ
Реферат
В настоящем обзоре обобщены данные литературы, посвященные роли соединений лития в современной фармакотерапии различных заболеваний центральной нервной системы. Уделяется внимание и другим лечебным свойствам лития при атеросклерозе, сердечно-сосудистых заболеваниях, диабете, нарушениях кроветворения, воспалении, болезнях мочевыделительной системы. Охарактеризованы возможные пути доставки лития в организм, в частности, при соединении соли лития с сорбентом (твердым пористым носителем). Такие соединения обладают дополнительными терапевтическими свойствами. Анализируются данные о значении соединений лития в исследованиях на моделях заболеваний нервной системы у животных, в том числе неонатальной ишемии/гипоксии головного мозга in vivo, нейродегенеративных заболеваний, психопатологических состояний (агрессивность, депрессия), черепно-мозговой травмы. Приводятся работы, в которых исследуются результаты применения препаратов лития в клинической практике. При этом подчеркивается влияние генетических факторов на эффекты применения лития. Особое внимание уделено возможности предотвращения токсичности соединений лития для организма. Обсуждаются известные на сегодня молекулярные механизмы действия лития − ингибирование киназы гликогенсинтазы-3β (GSK-3β) и инозитолмонофосфатазы-1 (IMPA-1), которые являются ключевыми для аутофагии, окислительного стресса, воспаления, функции митохондрий, индукции нейротрофических факторов, апоптоза. Сделано заключение о том, что изучение молекулярных путей функционирования соединений лития дает возможность понимания как причин его эффективности при заболеваниях нервной системы, так механизмов действия на другие системы организма.
Тэги
1. Алиева Т.А., Аллахвердиева Л.И. Изменение концентрации микроэлемента лития в крови и лимфе в зависимости от уровня гистамина и серотонина при анафилактическом шоке и феномене Артюса. Иммунология. 2015; 36 (1): 19–22.
Alieva T.A., Allakhverdieva L.I. The change in the concentration of trace element lithium in the blood and lymph, depending on the level of histamine and serotonin in anaphylactic shock and the phenomenon of Arthus. Immunologiya = Immunology. 2015; 36 (1): 19–22. [In Russian].
2. Беккер Р.А., Быков Ю.В. Препараты лития в психиатрии, наркологии и неврологии (к 70-летию открытия Джона Кейда). Часть I. Историческая. Acta Biomed. Sci. 2019; 4 (1): 72–80. doi: 10.29413/ABS.2019-4.1.11.
Bekker R.A., Bykov Yu.V. Lithium preparations in psychiatry, addiction medicine and neurology (to the 70th anniversary of John Cade’s discovery). Part I. History. Acta Biomed. Sci. 2019; 4 (1): 72–80. [In Russian]. doi: 10.29413/ABS.2019-4.1.11.
3. Бородин Ю.И., Коненков В.И., Пармон В.Н., Любарский М.С., Рачковская Л.Н., Бгатова Н.П., Летягин А.Ю. Биологические свойства сорбентов и перспективы их применения. Успехи соврем. биологии. 2014; 134 (3): 236–248.
Borodin Yu.I., Konenkov V.I., Parmon V.N., Lyubarkii M.S., Rachkovskaya L.N., Bgatova N.P., Letyagin A.Yu. Biological properties of sorbents and the prospects for their use. Uspekhi sovremennoi biologii = Biol. Bull. Rev. 2014; 134 (3): 236–248. [In Russian].
4. Бородин Ю.И., Рачковская Л.Н., Дарнева И.С., Новоселова Т.И., Энтеросорбент Ноолит: для физической и психологической реабилитации организма. Новосибирск: Сова, 2006. 220 с.
Borodin Yu.I., Rachkovskaya L.N., Darneva I.S., Novoselova T.I. Noolit enterosorbent: for physical and psychological rehabilitation of the body. Novosibirsk: Sova, 2006. 220 р. [In Russian].
5. Громова О.А., Торшин И.Ю., Никонов А.А., Гоголева И.В. Литийсодержащее средство для профилактики и лечения цереброваскулярных заболеваний и способ применения данного средства. Пат. РФ № 2367427; Опубл. 20.09.2009.
Gromova O.A., Torshin I.Yu., Nikonov A.A., Gogoleva I.V. Lithium-containing agent for the prevention and treatment of cerebrovascular diseases and method of using this tool. Patent RF № 2367427; Published 20.09.2009. [In Russian].
6. Замощина Т.А. 35 лет изучения солей лития. Бюл. сиб. мед. 2006; 5 (Прил. 2): 26–29.
Zamoshchina T.A. 35 years of studying lithium salts. Byulleten’ sibirskoy meditsiny = Bulletin of Siberian Medicine. 2006; 5 (Suppl. 2): 26–29. [In Russian].
7. Котлярова А.А., Летягин А.Ю., Толстикова Т.Г., Рачковская Л.Н., Робинсон М.В. Коррекция препаратами лития нейродегенеративных изменений при алкоголизме: клеточно-молекулярные механизмы. Вестн. НГУ. Сер. Биол., клин. мед. 2015; 13 (2): 56–66.
Kotlyarova A.A., Letyagin A.Yu., Tolstikova T.G., Rachkovskaya L.N., Robinson M.V. Correction of lithium with neurodegenerative changes in alcoholism: cell – molecular mechanisms. Vestnik Novosibirskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Biologiya, klinicheskaya meditsina = Journal of the Novosibirsk State University. Series: Biology, Clinical Medicine. 2015; 13 (2): 56–66. [In Russian].
8. Машковский М.Д. Лекарственные средства, 16-е изд. М.: Новая волна, 2012. 1216 с.
Mashkovsky M.D. Medicines, 16th ed. Moscow: Novaya volna, 2012. 1216 р. [In Russian].
9. Меньшанов П.Н., Баннова А.В., Дыгало Н.Н. Токсические эффекты хлорида лития в раннем неонатальном периоде развития крыс. Бюл. эксперим. биологии и медицины. 2016; 160 (10): 460–463.
Men’shanov P.N., Bannova A.V., Dygalo N.N. Тoxic effects of lithium chloride during early neonatal period of rat development. Bull. Exp. Biol. Med. 2016; 160 (4): 459–461. doi: 10.1007/s10517-016-3196-6.
10. Моргун А.В., Кувачева Н.В., Хилажева Е.Д., Пожиленкова Е.А., Салмина А.Б. Изучение метаболического сопряжения и межклеточных взаимодействий на модели нейроваскулярной единицы in vitro. Сиб. мед. обозрение. 2015; 91 (1): 28–31.
Morgun A.V., Kuvacheva N.V., Khilazheva E.D., Pozhilenkova E.A., Salmina A.B. The study of metabolic conjugation and cell-cell interactions in a model of a neurovascular unit in vitro. Sibirskoe meditsinskoe obozrenie = Siberian Medical Review. 2015; 91 (1): 28–31. [In Russian].
11. Остренко К.С., Галочкин В.А., Громова О.А., Расташанский В.В., Торшин И.Ю., Аскорбат анион – эффективный противострессовый лиганд нового поколения для лития. Фармакокинетика и фармакодинамика. 2017; 2: 45–52.
Ostrenko K.S., Galochkin V.A., Gromova O.A., Rastashanskiy V.V., Torshin I.Yu. Ascorbate anion is an effective anti-stress ligand of a new generation for lithium. Farmakokinetika i farmakodinamika = Pharmacokinetics and Pharmacodynamics. 2017; 2: 45–52. [In Russian].
12. Плотников Е.Ю., Силачев Д.Н., Зорова Л.Д., Певзнер И.Б., Янкаускас С.С., Зоров С.Д., Бабенко В.А., Скулачев М.В., Зоров Д.Б. Соли лития – простые, но магические (обзор). Биохимия. 2014; 79 (8): 932–943.
Plotnikov E.Yu., Silachev D.N., Zorova L.D., Pevzner I.B., Yankauskas S.S., Zorov S.D., Babenko V.A., Skulachev M.V., Zorov D.B. Lithium salts – simple, but magical (review). Biokhimiya = Biochemistry (Moscow). 2014; 79 (8): 740–749. [In Russian].
13. Попова Т.В., Рачковская Л.Н., Шкиль Н.Н., Летягин А.Ю., Толстикова Т.Г. Изучение антибактериальной активности нового серебросодержащего пористого комплекса. Мед. и образ. в Сибири. 2016. (Спецвыпуск). URL http://ngmu.ru/cozo/mos/article/abauthors.php?id=2055 (accessed 1.30.18).
Popova T.V., Rachkovskaya L.N., Shkil’ N.N., Letyagin A.Yu., Tolstikova T.G. Study of the antibacterial activity of a new silver-containing porous complex. Meditsina i obrazovanie v Sibiri = Medicine and Education in Siberia. 2016. URL http://ngmu.ru/cozo/mos/article/abauthors.php?id=2055 (accessed 1.30.18). [In Russian].
14. Пронин А.В., Громова О.А., Сардарян И.С., Торшин И.Ю., Стельмашук Е.В., Остренко К.С., Александрова О.П., Генрихс Е.Е., Хаспеков Л.Г. Адаптогенные и нейропротективные свойства аскорбата лития. Журн. неврологии и психиатрии. 2016; 116 (12): 86–91. doi: 10.17116/jnevro201611612186-91.
Pronin A.V., Gromova O.A., Sardaryan I.S., Torshin I.Yu., Stel’mashuk E.V., Ostrenko K.S., Aleksandrova O.P., Genrikhs E.E., Khaspekov L.G. Adaptogenic and neuroprotective effects of lithium ascorbate. Zhurnal nevrologii i psikhiatrii imeni Sergeya Sergeevicha Korsakova = S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2016; 116 (12): 86–91. [In Russian]. doi: 10.17116/jnevro201611612186-91.
15. Рачковская Л.Н., Бгатова Н.П., Бородин Ю.И., Коненков В.И. Протекторные свойства сорбентов, возможности применения в лимфологии. В кн. Лимфология. Новосибирск: Манускрипт, 2012: 1063–1094.
Rachkovskaya L.N., Bgatova N.P., Borodin Yu.I., Konenkov V.I. Protective properties of sorbents, the possibility of using in lymphology. In: Lymphology. Novosibirsk: Manuskript, 2012: 1063–1094. [In Russian].
16. Рачковская Л.Н., Летягин А.Ю., Бурмистров В.А., Королев М.А., Гельфонд Н.Е. Медицинские сорбенты для практического здравоохранения. Сиб. науч. мед. журн. 2015; 35 (2): 47–54.
Rachkovskaya L.N., Letyagin A.Yu., Burmistrov V.A., Korolev M.A., Gel’fond N.E. Medical sorbents for practical health care. Sibirskiy nauchnyy meditsinskiy zhurnal = Siberian Scientific Medical Journal. 2015; 35 (2): 47–54. [In Russian].
17. Рачковская Л.Н., Штерцер Н.Н., Рачковский Э.Э., Котлярова А.А., Хасин А.В. Термографическое исследование литийсодержащих сорбентов. Завод. лаборатория. Диагност. материалов. 2015; 81 (10): 37–39.
Rachkovskaya L.N., Shtertser N.N., Rachkovskiy E.E., Kotlyarova A.A., Khasin A.V. Thermographic study of lithium-containing sorbents. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov = Industrial laboratory. Diagnostics of Materials. 2015; 81 (10): 37–39. [In Russian].
18. Силачёв Д.Н., Плотников Е.Ю., Бабенко В.А., Савченко Е.С., Зорова Л.Д., Певзнер И.Б., Гуляев М.В., Пирогов Ю.А., Сухих Г.Т., Зоров Д.Б. Защита клеток нейроваскулярной единицы хлоридом лития и вальпроатом натрия предотвращает повреждение головного мозга при неонатальной ишемии/гипоксии. Бюл. эксперим. биологии и медицины. 2015; 160 (9): 295–301.
Silachev D.N., Plotnikov E.Yu., Babenko V.A., Savchenko E.S., Zorova L.D., Pevzner I.B., Gulyaev M.V., Pirogov Yu.A., Sukhikh G.T., Zorov D.B. Protection of neurovascular unit cells with lithium chloride and sodium valproate prevents brain damage in neonatal ischemia/hypoxia. Bull. Exp. Biol. Med. 2015; 160 (3): 313–318. doi: 10.1007/s10517-016-3159-y.
19. Смагин Д.А., Кудрявцева Н.Н. Анксиогенный и анксиолитический эффекты хлорида лития при превентивном и лечебном способах введения самцам мышей с повторным опытом агрессии. Журн. высш. нерв. деятельности. 2014; 64 (6): 646–659.
Smagin D.A., Kudryavtseva N.N. Anxiogenic and anxiolytic effects of lithium chloride with preventive and therapeutic methods of administering to male mice with repeated experience of aggression. Zhurnal vysshey nervnoy deyatel’nosti imeni akademika Ivana Petrovicha Pavlova = I.P. Pavlov Journal of Higher Nervous Activity. 2014; 64 (6): 646–659. [In Russian].
20. Agam G., Bersudsky Y., Berry G.T., Moechars D., Lavi-Avnon Y., Belmaker R.H. Knockout mice in understanding the mechanism of action of lithium. Biochem. Soc. Trans. 2009; (Pt. 5): 1121–1125. doi: 10.1042/BST0371121.
21. Brown K.M., Tracy D.K. Lithium: the pharmacodynamic actions of the amazing ion. Ther. Adv. Psychopharmacol. 2013; 3(3): 163–176. doi: 10.1177/2045125312471963.
22. Can A., Piantadosi S.C., Gould T.D. Differential antidepressant-like response to lithium treatment between mouse strains: Effects of sex, maternal care, and mixed genetic background. Psychopharmacology (Berl.). 2013; 228 (3):411–418. doi: 10.1007/s00213-013-3045-5.
23. Chiu C.-T., Chuang D.-M. Molecular actions and therapeutic potential of lithium in preclinical and clinical studies of CNS disorders. Pharmacol. Ther. 2010; 128 (2): 281–304. doi: 10.1016/j.pharmthera. 2010.07.006.
24. Chuang D.-M. Neuroprotective and neurotrophic actions of the mood stabilizer lithium: can it be used to treat neurodegenerative diseases? Crit. Rev. Neurobiol. 2004; 16 (1-2): 83–90.
25. Cipriani A., Hawton K., Stockton S., Geddes J.R. Lithium in the prevention of suicide in mood disorders: updated systematic review and meta-analysis. BMJ. 2013; 346: f3646. doi: 10.1136/bmj.f3646.
26. Cole A.R. Glycogen synthase kinase 3 substrates in mood disorders and schizophrenia. FEBS J. 2013; 280 (21): 5213–5227. doi: 10.1111/febs.12407.
27. Comai S., Tau M., Gobbi G. The psychopharmacology of aggressive behavior: a translational approach: part 1: neurobiology. J. Clin. Psychopharmacol. 2012; 32 (1): 83–94. doi: 10.1097/JCP.0b013e31823f8770.
28. Dolara P. Occurrence, exposure, effects, recommended intake and possible dietary use of selected trace compounds (aluminium, bismuth, cobalt, gold, lithium, nickel, silver). Int. J. Food Sci. Nutr. 2014; 65 (8): 911–924. doi: 10.3109/09637486.2014.937801.
29. Dudev T., Lim C. Competition between Li+ and Mg2+ in metalloproteins. Implications for lithium therapy. J. Am. Chem. Soc. 2011; 133 (24): 9506–9515. doi: 10.1021/ja201985s.
30. Emamghoreishi M., Keshavarz M., Nekooeian A.A. Acute and chronic effects of lithium on BDNF and GDNF mRNA and protein levels in rat primary neuronal, astroglial and neuroastroglia cultures. Iran J. Basic Med. Sci. 2015; 18 (3): 240–246.
31. Forlenza O.V., De-Paula V.J.R., Diniz B.S.O. Neuroprotective effects of lithium: implications for the treatment of Alzheimer’s disease and related neurodegenerative disorders. ACS Chem. Neurosci. 2014; 5 (6): 443–450. doi: 10.1021/cn5000309.
32. Freland L., Beaulieu J.-M. Inhibition of GSK3 by lithium, from single molecules to signaling networks. Front. Mol. Neurosci. 2012; 5: 14. doi: 10.3389/fnmol.2012.00014.
33. Kerr F., Bjedov I., Sofola-Adesakin O. Molecular mechanisms of lithium action: Switching the light on multiple targets for dementia using animal models. Front. Mol. Neurosci. 2018; 11: 297. doi: 10.3389/fnmol.2018.00297.
34. Korycka A., Robak T. The effect of lithium on haematopoiesis of patients with acute myeloid leukaemia. Arch. Immunol. Ther. Exp. (Warsz.). 1991; 39 (5-6): 501–509.
35. Lloyd L.C., Giaroli G., Taylor D., Tracy D.K. Bipolar depression: clinically missed, pharmacologically mismanaged. Ther. Adv. Psychopharmacol. 2011; 1 (5): 153–162. doi: 10.1177/2045125311420752.
36. Malhi G.S., Bargh D.M., Kuiper S., Coulston C.M., Das P. Modeling bipolar disorder suicidality. Bipolar Disord. 2013; 15 (5): 559–574. doi: 10.1111/bdi.12093.
37. Müller-Oerlinghausen B., Lewitzk U. Lithium reduces pathological aggression and suicidality: a mini-review. Neuropsychobiology. 2010; 62 (1): 43–49. doi: 10.1159/000314309.
38. Oruch R., Elderbi M.A., Khattab H.A., Pryme I.F., Lund A. Lithium: a review of pharmacology, clinical uses, and toxicity. Eur. J. Pharmacol. 2014; 740: 464–473. doi: 10.1016/j.ejphar.2014.06.042.
39. Praharaj S.K. Metformin for lithium-induced weight gain: A case report. Clin. Psychopharmacol. Neurosci. 2016; 14 (1): 101–103. doi: 10.9758/cpn. 2016.14.1.101.
40. Sade Y., Kara N.Z., Toker L., Bersudsky Y., Einat H., Agam G. Beware of your mouse strain; differential effects of lithium on behavioral and neurochemical phenotypes in Harlan ICR mice bred in Israel or the USA. Pharmacol. Biochem. Behav. 2014; 124: 36–39. doi: 10.1016/j.pbb.2014.05.007.
41. Saeidnia S., Abdollahi M. Concerns on the growing use of lithium: the pros and cons. Iran. Red Crescent Med. J. 2013; 15 (8): 629–632. doi: 10.5812/ircmj.13756.
42. Shafti S.S. Olanzapine vs. lithium in management of acute mania. J. Affect. Disord. 2010; 122 (3): 273–276. doi: 10.1016/j.jad.2009.08.013.
43. Toker L., Bersudsky Y., Plaschkes I., Chalifa-Caspi V., Berry G.T., Buccafusca R., Moechars D., Belmaker R.H., Agam G. Inositol-related gene knockouts mimic lithium’s effect on mitochondrial function. Neuropsychopharmacology. 2014; 39 (2): 319–328. doi: 10.1038/npp.2013.194.
44. Valvassori S.S., Resende W.R., Lopes-Borges J., Mariot E., Dal-Pont G.C., Vitto M.F., Luz G., de Souza C.T., Quevedo J. Effects of mood stabilizers on oxidative stress-induced cell death signaling pathways in the brains of rats subjected to the ouabain-induced animal model of mania: Mood stabilizers exert protective effects against ouabain-induced activation of the cell death pathway. J. Psychiatr. Res. 2015; 65: 63–70. doi: 10.1016/j.jpsychires.2015.04.009.
45. Vestergaard P., Schou M. Does long-term lithium treatment induce diabetes mellitus? Neuropsychobiology. 1987; 17 (3): 130–132. doi: 10.1159/000118351.
46. Voors A.W. Lithium in the drinking water and atherosclerotic heart death: Epidemiologic argument for protective effect. Am. J. Epidemiol. 1970; 92 (3): 164–71. doi: 10.1093/oxfordjournals.aje.a121194.
47. Ye C., Greenberg M.L. Inositol synthesis regulates the activation of GSK-3α in neuronal cells. J. Neurochem. 2015; 133 (2): 273–283. doi: 10.1111/jnc.12978.
48. Zhao L., Gong N., Liu M., Pan X., Sang S., Sun X., Yu Z., Fang Q., Zhao N., Fei G., Jin L., Zhong C., Xu T. Beneficial synergistic effects of microdose lithium with pyrroloquinoline quinone in an Alzheimer’s disease mouse model. Neurobiol. Aging. 2014; 35 (12): 2736–2745. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2014.06.003.
Шурлыгина А.В., e-mail: anna_v_s@mail.ru
