Rolul litiului în sănătatea sistemului nervos

Rolul litiului in sanatatea sistemului nervos

1. INTRODUCERE

Litiul in farmacologie se refera la ionul de litiu, Li+, folosit ca medicament. Litiul este folosit in sarurile chimicale de litiu, care sunt utilizate in primul rand in tratamentul tulburarilor bipolare, ca medicamente stabilizatoare ale starii emotionale. In dereglarile bipolare au rol in tratarea depresiei si maniei acute, instalate pe termen lung. Ca stabilizator al starii emotionale, litiul este probabil mai eficace in prevenirea maniei decat a depresiei, si poate reduce riscul sinuciderii. In depresia izolata (tulburare unipolara), litiul poate fi folosit pentru a creste efectul altor antidepresive. Carbonatul de litiu, CO3Li2, vandut ca Cibalith-S, Carbolith, Duralith, Eskalith, Lithane, Lithizine, Lithobid, Lithonate, Lithotabs si Maniprex este cel mai comun prescris, in timp ce citratul de litiu, Li3C6H5O7, sulfatul de litiu, Li2SO4, aspartatul si oratatul de litiu sunt alternative.

Dupa ingerare, litiu este distribuit in intreg sistemul nervos central si interactioneaza cu o serie de neurotransmitatori si receptori, scazand noradrenalina si marind sinteza de serotonina.

Litiul exista in tesuturile biologice, in alimente si in apa potabila. Apele naturale contin concentratii mari de saruri de litiu si de ioni ai altor metale. Sarurile de litiu au fost utilizate prima data in terapeutica în 1850 in ameliorarea simptomelor gutei, reumatismului, litiazei renale.

Litiul starneste un deosebit interes stiintific pentru ca, desi are o structurã atat de simpla, o chimie usor de analizat si proprietati fizice bine stabilite, pleiada de efecte asupra sistemelor biologice prin influentarea numeroaselor procese celulare si moleculare si mecanismul sau de actiune inca neelucidat, genereazǎ un mister pe care stiinta moderna incearca sa il descifreze.

Utilizarea litiului in medicina are un succes semnificativ in campul farmacologiei anorganice si este de un interes particular, de vreme ce litiul este cel mai usor element solid a carui chimie este relativ simpla. Trebuie acceptat, de aceea, ca orice ar face litiul la nivel celular, actiunea lui este asupra unor procese fundamentale. Din acest motiv, ar putea fi important ca o paralela in investigarea interactiunilor moleculare a unor medicamente mult mai complexe cu receptorii lor. Orice ar face litiul, el reuseste mai ales datorita incarcaturii sale cationice înalte cu o larga raza de hidratare si proprietati chimice asemanatoare magneziului.

Utilizarea culturilor celulare ca sisteme model de studiu a actiunii sarurilor de litiu permite observarea efectelor lui la nivel celular, efecte declansate de litiu fara implicarea fluxului sanguin si a sistemului neuro-endocrin. In plus, culturile celulare sunt modele simple si reproductibile ce permit monitorizarea toxicitatii selective si inducerea mortii celulare. Caracterul acestor studii a fost atat clinic cat si biofiziologic, testandu-se limitele terapeutice ale litiului, gama efectelor celulare si moleculare, valorile citotoxice ale litiului si din 2003 reteua de gene influentata de litiu.

Evaluarea citotoxicitătii induse chimic in sisteme heterogene, cum ar fi creierul, este adesea dificil de efectuat la animale datorita factorilor neurali, hormonali si hemodinamici care nu pot fi supusi controlului experimental. Din aceasta cauza, un model simplificat, cum ar fi cultura de celule, este un instrument indispensabil pentru intelegerea fiziologiei si patologiei creierului.

Majoritatea tipurilor de celule animale pot supravietui, in conditii corespunzatoare, intr-un vas de cultura. Prin cultura de celule se intelege o multiplicare „in vitro” a celulelor care provin dintr-un fragment de tesut.

Culturile primare sunt larg utilizate in studiul metabolismului si toxicitatii medicamentelor. In vitro poate fi monitorizata atat toxicitatea selectiva cat si inducerea mortii celulare.

Modelele celulare elimina variabilitatea interindividuala si permit studiul metabolismului si a mecanismelor de reglare ale enzimelor ce metabolizeaza medicamentele, in diferite conditii experimentale.

Prin studiile in vitro se pot urmari morfologia celulara, sinteza proteinelor si eliberarea mielinei, metabolismul energetic, interactia cu receptorul si captarea-eliberarea neurotransmitatorilor ca si captarea si eliberarea electrolitilor si neelectrolitilor. Dispersia celulelor in cultura permite accesul la suprafetele membranare pentru studii de electrofiziologie utilizand tehnica “patch-clamp” si de asemenea pentru schimbul rapid si sigur de solutii.

Cultura de celule cerebrale permite evaluarea directa a efectelor compusilor toxici asupra sistemului nervos central. Diferitele toxine pot fi administrate culturilor celulare in concentratii farmacologice cunoscute. Se pot elimina astfel interactiile metabolice cu alte celule sau organe. Moleculele toxice pot fi adaugate si îndepartate cu usurinta din mediul de cultura putand fi astfel studiate efectele acestora pe termen lung. In plus, perioada de incubare poate fi aleasa sa corespunda etapei in care replicarea gliala este maxima iar diferentierea se realizeaza intr-un ritm rapid, sau poate fi aleasa intr-o etapa de intensa activitate enzimatica.

Cultura celulara face posibila studierea specializarii regionale si se poate utiliza pentru observarea interactiilor astrocit-neuron prin co-cultivarea celulelor astrocitare si neuronale sub forma de monostraturi separate, in aceeasi placa de cultura. Sistemul astfel realizat poate aduce informatii despre modul in care raspund astrocitele la mediul neuronal si invers precum si despre modul in care homeostazia astrocitara afecteaza dezvoltarea si functionarea neuronala.