اكتشاف جديد عن الليثيوم وتأثيره على الزهايمر

اكتشاف دور الليثيوم في حماية الدماغ من الزهايمر

في اكتشاف جديد مهم استغرق قرابة عقد من الزمان، يقول باحثون في كلية الطب بجامعة هارفارد إنهم وجدوا مفتاحًا قد يفك الكثير من ألغاز مرض الزهايمر وشيخوخة الدماغ، وهو معدن الليثيوم المتواضع.

يشتهر الليثيوم في الطب بأنه مثبت للمزاج يُعطى للأشخاص الذين يعانون من الاضطراب ثنائي القطب والاكتئاب. وقد تمت الموافقة عليه من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية في عام 1970، لكن الأطباء كانوا يستخدمونه لعلاج اضطرابات المزاج لما يقرب من قرن من الزمان قبل ذلك.

والآن، وللمرة الأولى، أظهر الباحثون أن الليثيوم موجود بشكل طبيعي في الجسم بكميات ضئيلة وأن الخلايا تحتاجه لتعمل بشكل طبيعي مثل فيتامين سي أو الحديد. ويبدو أيضًا أنه يلعب دورًا حاسمًا في الحفاظ على صحة الدماغ.

في سلسلة من التجارب التي نشرت يوم الأربعاء في مجلة الطبيعة، وجد باحثون في جامعتي هارفارد وراش أن استنزاف الليثيوم في النظام الغذائي للفئران الطبيعية تسبب في إصابة أدمغتها بالتهابات وتغيرات مرتبطة بتسارع الشيخوخة.

في الفئران التي تم تربيتها خصيصًا لتطوير نفس أنواع التغيرات الدماغية التي تصيب البشر المصابين بمرض الزهايمر، أدى اتباع نظام غذائي منخفض الليثيوم إلى تسريع تراكم البروتينات اللزجة التي تشكل لويحات وتشابكات في الأدمغة التي تعد من السمات المميزة للمرض. كما أنه سرّع من فقدان الذاكرة.

ومع ذلك، فإن الحفاظ على مستويات الليثيوم الطبيعية لدى الفئران مع تقدمهم في العمر، حماهم من التغيرات الدماغية المرتبطة بالزهايمر.

إذا دعمت الأبحاث الإضافية هذه النتائج، فقد يفتح ذلك الباب أمام علاجات جديدة واختبارات تشخيصية لمرض الزهايمر، الذي يصيب ما يقدر بنحو 6.7 مليون من كبار السن في الولايات المتحدة، وفقًا للمراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض والوقاية منها.

نظرية موحدة حول مرض الزهايمر

يقدم البحث نظرية موحدة تساعد في تفسير الكثير من قطع الأحجية التي يحاول العلماء تجميعها معًا منذ عقود.

كيف يؤثر الليثيوم على الدماغ؟

وقال الدكتور بروس يانكنر، أستاذ علم الوراثة في كلية الطب بجامعة هارفارد، الذي قاد الدراسة: "إنه مرشح محتمل لآلية مشتركة تؤدي إلى التنكس متعدد الأنظمة في الدماغ الذي يسبق الخرف". وأضاف: "سيتطلب الأمر المزيد من العلم لتحديد ما إذا كان هذا مسارًا مشتركًا... أو واحدًا من عدة مسارات" لمرض الزهايمر. "البيانات مثيرة للاهتمام للغاية."

الارتباط بين الليثيوم وبيتا أميلويد

في مقال افتتاحي نُشر في مجلة Nature، قال الدكتور آشلي بوش، عالم الأعصاب الذي يدير مركز ملبورن لأبحاث الخرف في جامعة ملبورن في أستراليا، إن الباحثين "يقدمون أدلة دامغة على أن الليثيوم له دور فسيولوجي بالفعل وأن الشيخوخة الطبيعية قد تضعف تنظيم مستويات الليثيوم في الدماغ." لم يشارك في الدراسة.

وقد توصل الفحص الدقيق لأنسجة المخ البشري والحيواني، إلى جانب التحقيقات الجينية في الدراسة، إلى الآلية التي يبدو أنها تلعب دورًا في هذا الصدد: ترتبط لويحات بيتا أميلويد -وهي الترسبات اللزجة التي تُلصق بأدمغة مرضى الزهايمر- بالليثيوم وتحتجزه، بما في ذلك النوع الموجود عادةً في الجسم، وكذلك الشكل الموصوف عادةً. يستنزف هذا الارتباط الليثيوم المتاح للخلايا القريبة، بما في ذلك الخلايا الزبالين الهامة المعروفة باسم الخلايا الدبقية الصغيرة.

عندما يكون الدماغ سليماً ويعمل بشكل طبيعي، تعمل الخلايا الدبقية الصغيرة على التخلص من الأميلويد بيتا قبل أن يتراكم ويمكن أن يسبب الضرر. في التجارب التي أجراها الفريق، أظهرت الخلايا الدبقية الدبقية الصغيرة من أدمغة الفئران التي تعاني من نقص الليثيوم قدرة أقل على التخلص من أميلويد بيتا وتفكيكه.

ويعتقد يانكنر أن هذا يخلق دوامة هبوطية. حيث يؤدي تراكم بيتا أميلويد بيتا إلى امتصاص المزيد والمزيد من الليثيوم، مما يزيد من إعاقة قدرة الدماغ على التخلص منه.

التجارب على الفئران وتأثيرات الليثيوم

وقد قام هو وزملاؤه باختبار مركبات الليثيوم المختلفة ووجدوا مركبًا واحدًا -أوروتات الليثيوم- لا يرتبط بالأميلويد بيتا.

وعندما قاموا بإعطاء أوروتات الليثيوم للفئران التي تعاني من علامات الزهايمر في أدمغتها، انعكست هذه التغيرات: فقد انخفضت لويحات أميلويد بيتا وتشابكات تاو التي كانت تخنق مراكز الذاكرة في الدماغ. وعادت الفئران التي عولجت بالليثيوم قادرة مرة أخرى على التنقل في المتاهات وتعلم التعرف على الأشياء الجديدة، في حين لم تظهر الفئران التي تناولت دواءً وهميًا أي تغيير في عجز الذاكرة والتفكير.

الليثيوم: استخداماته وآثاره الجانبية

الليثيوم في شكله الطبيعي، هو معدن أبيض فضي ناعم ناعم يتحد بسهولة مع عناصر أخرى لتكوين مركبات وأملاح. وهو موجود بشكل طبيعي في البيئة، بما في ذلك في الطعام والماء.

Loading image...

لم يعرف العلماء تمامًا كيف يعمل هذا المعدن على تحسين المزاج -فقط أنه يعمل. تضمنت الصيغة الأصلية لمشروب 7Up الصودا الليثيوم- كان يطلق عليه 7Up Lithiated Lithiated Lemon Soda - وتم الترويج له كعلاج لصداع الكحول ومُحسِّن للمزاج "للاستخدام في المستشفى أو المنزل". أصبحت بعض الينابيع الحارة المعروفة باحتوائها على مياه معدنية مليئة بالليثيوم مطلوبة كوجهات صحية لقوتها العلاجية.

الجرعات المناسبة من الليثيوم

ومع ذلك، فإن الأشخاص الذين يتناولون جرعات الليثيوم الموصوفة طبيًا -والتي كانت أعلى بكثير من الجرعات المستخدمة في الدراسة الجديدة- يمكن أن يصابوا أحيانًا بتسمم الغدة الدرقية أو الكلى.

لم تُظهر الاختبارات التي أجريت على الفئران التي أُعطيت جرعات منخفضة من أوروتات الليثيوم أي علامات على حدوث ضرر.

وقال يانكنر إن هذا أمر مشجع، لكنه لا يعني أن الناس يجب أن يحاولوا تناول مكملات الليثيوم من تلقاء أنفسهم.

"الفأر ليس إنسانًا. لا ينبغي لأحد أن يتناول أي شيء بناءً على دراسات أجريت على الفئران فقط".

"بيانات علاج الليثيوم التي لدينا هي على الفئران، ويجب تكرارها على البشر. نحن بحاجة إلى إيجاد الجرعة المناسبة على البشر."

ويشير يانكنر إلى أن الكميات الطبيعية من الليثيوم في أجسامنا، والتركيزات التي أُعطيت للفئران صغيرة أقل بحوالي 1000 مرة من الجرعات التي تُعطى لعلاج الاضطراب ثنائي القطب.

وقال يانكنر إنه يأمل أن تبدأ تجارب السمية لأملاح الليثيوم قريبًا. وقال إنه ليس له أو لأي من المؤلفين المشاركين معه مصلحة مالية في نتائج البحث.

كانت المعاهد الوطنية للصحة هي الممول الرئيسي للدراسة، إلى جانب منح من مؤسسات خاصة.

وقال يانكنر: "كان دعم المعاهد الوطنية للصحة أمرًا بالغ الأهمية لهذا العمل".

الأدلة المتزايدة على دور الليثيوم في الشيخوخة

يؤكد البحث الجديد دراسات سابقة تشير إلى أن الليثيوم قد يكون مهمًا لمرض الزهايمر. فقد وجدت دراسة دنماركية كبيرة نُشرت في عام 2017 أن الأشخاص الذين لديهم مستويات أعلى من الليثيوم في مياه الشرب الخاصة بهم كانوا أقل عرضة للإصابة بالخرف مقارنةً بأولئك الذين تحتوي مياه الصنبور لديهم على مستويات أقل من الليثيوم بشكل طبيعي. ووجدت [دراسة أخرى كبيرة نُشرت في عام 2022 من المملكة المتحدة أن الأشخاص الذين وصف لهم الليثيوم كانوا أقل عرضة للإصابة بالخرف من أولئك الذين تم تشخيص إصابتهم بالزهايمر بنصف احتمال إصابة الأشخاص في مجموعة ضابطة، مما يشير إلى وجود تأثير وقائي للدواء.

دراسات سابقة تدعم أهمية الليثيوم

لكن يانكنر قال إن استخدام الليثيوم في الطب النفسي تسبب في أن يصبح من النوع الذي يُصنف على أنه علاجي. لم يدرك أحد أنه قد يكون مهمًا لفسيولوجيا الجسم الطبيعية.

تحديات قياس مستويات الليثيوم في الجسم

وقد حدث ذلك جزئيًا لأن كميات الليثيوم التي تدور عادةً في الجسم صغيرة جدًا، ولم يكن من الممكن قياسها حتى وقت قريب. كان على يانكنر وفريقه تكييف تقنية جديدة لقياسه.

في المرحلة الأولى من البحث، قام العلماء بفحص أنسجة الدماغ ودم المرضى الأكبر سناً التي جمعها بنك الدماغ في جامعة راش بحثاً عن مستويات ضئيلة من 27 معدناً. لم يكن لدى بعض المرضى أي تاريخ من مشاكل الذاكرة، بينما كان البعض الآخر يعاني من تدهور مبكر في الذاكرة وظهرت لديهم أعراض الزهايمر. وبينما لم يكن هناك أي تغيير في مستويات معظم المعادن التي تم قياسها، كان الليثيوم استثناءً. كانت مستويات الليثيوم أقل باستمرار في المرضى الذين يعانون من ضعف الإدراك المعتدل أو الزهايمر مقارنةً بأولئك الذين يعانون من وظائف دماغية طبيعية. كما أظهرت أدمغة مرضى الزهايمر زيادة مستويات الزنك وانخفاض مستويات النحاس، وهو أمر لاحظه العلماء من قبل.

وقال يانكنر إن العثور باستمرار على مستويات أقل من الليثيوم في أدمغة الأشخاص الذين يعانون من فقدان الذاكرة كان بمثابة دليل دامغ.

وقال يانكنر: "في البداية، وبصراحة، كنا متشككين في النتيجة لأنها لم تكن متوقعة".

لكنها صمدت حتى عندما قاموا بفحص عينات من بنوك أدمغة أخرى في مستشفى ماساتشوستس العام وجامعتي ديوك وواشنطن.

قال يانكنر: "أردنا أن نعرف ما إذا كان هذا الانخفاض في الليثيوم ذا مغزى بيولوجي، لذلك ابتكرنا بروتوكولًا تجريبيًا حيث يمكننا أن نأخذ الليثيوم بشكل انتقائي من النظام الغذائي للفئران ونرى ما يحدث".

عندما أطعموا الفئران نظامًا غذائيًا منخفض الليثيوم، أي ببساطة خفضوا مستوياته الطبيعية بنسبة 50%، طورت أدمغتهم بسرعة ملامح مرض الزهايمر.

"بدأت الخلايا العصبية في التدهور. وأصبحت الخلايا المناعية في الدماغ متوحشة من حيث زيادة الالتهاب وسوء وظيفة الحفاظ على الخلايا العصبية من حولها، وبدا الأمر أشبه بمريض الزهايمر المتقدم."

كما وجد الفريق أيضًا أن ملامح التعبير الجيني للفئران التي تعاني من نقص الليثيوم والأشخاص المصابين بمرض الزهايمر بدت متشابهة جدًا.

ثم بدأ الباحثون بعد ذلك في النظر في كيفية حدوث هذا الانخفاض في الليثيوم. قال يانكنر إنه في المراحل المبكرة من المرض، يحدث انخفاض في امتصاص الليثيوم في الدماغ من الدم. إنهم لا يعرفون حتى الآن كيف أو لماذا يحدث ذلك بالضبط، ولكن من المحتمل أن يكون ذلك ناتجًا عن مجموعة متنوعة من الأشياء بما في ذلك انخفاض المدخول الغذائي، بالإضافة إلى العوامل الوراثية والبيئية.

المصدر الرئيسي لليثيوم لمعظم الناس هو نظامهم الغذائي. بعض الأطعمة التي تحتوي على معظم الليثيوم هي الخضروات الورقية الخضراء والمكسرات والبقوليات وبعض التوابل مثل الكركم والكمون. بعض المياه المعدنية هي أيضاً مصادر غنية بالليثيوم.

وبعبارة أخرى، قال يانكنر إن الكثير من الأطعمة التي أثبتت بالفعل أنها صحية وتقلل من خطر إصابة الشخص بالخرف قد تكون مفيدة بسبب محتواها من الليثيوم.

وقال: "كما تعلمون، في كثير من الأحيان يجد المرء في العلم أن بعض الأشياء قد يكون لها تأثير، وتعتقد أنك تعرف السبب بالضبط، ولكن بعد ذلك يتبين لك أنك مخطئ تمامًا بشأن السبب".