Legatura intre litiu si biologie

[c]

Incep cu acest prim topic stiintific intrucat este domeniul unde ma simt cel mai confortabil deoarece este tema tezei mele de doctorat la care lucrez din 2003 si pe care am finalizat-o de curand si sustinut-o in ianuarie acest an.

Rezumatul sau poate fi gasit la adresa Universitatii din Bucuresti:

Reiau un pasaj cu care voi incerca sa deschid discutia, in speranta ca va voi starni interesul:

Litiul   stârneşte un deosebit interes ştiinţific pentru cã, deşi are o structurã atât de simplã, o chimie uşor de analizat şi proprietãţi fizice bine stabilite, pleiada de efecte asupra sistemelor biologice prin influenţarea numeroaselor procese celulare şi moleculare şi mecanismul sãu de acţiune încã neelucidat genereazǎ un mister pe care ştiinţa modernǎ încearcǎ sǎ îl descifreze. Observaţia cã litiul poate fi gãsit în apele minerale utilizate în însãnãtoşire a dus la ideea cã litiul ar putea fi responsabil de vindecarea celor ce utilizau aceste ape. Rãspândirea largã şi comercializarea haoticã a sãrurilor de litiu în poţiuni şi ape minerale, mai întotdeauna la concentraţii neadecvate, pentru o varietate de boli, au contribuit, iniţial, la deziluzia generalã asupra ipotezelor medicale empirice privind rolul terapeutic al litiului.
Sărurile de litiu au fost folosite prima dată terapeutic în 1850, în ameliorarea simptomelor gutei, reumatismului, litiazei renale. În 1949, Cade are meritul de a fi descoperit efectul sedativ al sărurilor de litiu în starea de agitaţie maniacală, dar terapia este însoţită de frecvente cazuri de intoxicaţie. În perioada anilor 60 s-a arãtat cã litiul previne recurenţele atât maniacale cât şi depresive. Studii in vivo şi in vitro au demonstrat cã litiul exercită multiple efecte asupra semnalizãrii receptor mediate prin neurotransmiţãtori, transportului ionic, cascadelor de semnalizare, reglãrii hormonale, ritmicitãţii circadiane şi expresiei genice. Din pãcate, mecanismele moleculare responsabile pentru toate aceste efecte sunt încã un subiect de dezbatere. Mecanismele biochimice ale acţiunii litiului apar ca fiind multifactoriale şi inter-corelate cu funcţionarea mai multor enzime, hormoni şi vitamine, ca şi cu factori de creştere şi transformare.
Litiu se gãseşte ĩn cantitãţi variabile în hranã: sursele alimentare principale sunt grânele şi zarzavatul; În anumite regiuni, apa potabilã, de asemenea, furnizeazã cantitãti semnificative ale elementului.
Ritmuri circadiene (zilnice) existã la toate organismele şi sunt dirijate de oscilatori biologici endogeni, auto-ĩntreţinuţi; În absenţa unor intervenţii de timp externe, ritmul se va derula  cu o perioadã de aproape 24 h. Perioada circadianã a activitãţii locomotorii a mamiferelor este controlatã de un ceas circadian localizat în nucleul suprachiasmatic hipotalamic. Tratamentul cronic (dar nu şi acut) cu litiu prelungeşte perioada de oscilaţie la aproape toate sistemele biologice studiate, inclusiv specia umanã. Efectele litiului ĩn condiţii de sincronizare sunt specific variabile, cu întârzieri sau avansuri semnificative ale fazelor ritmului circadian.

[c]

Ritmuri circadiene (zilnice) existã la toate organismele şi sunt dirijate de oscilatori biologici endogeni, auto-ĩntreţinuţi;

Poate am putea discuta despre acest subiect, nu stiu daca sunt persoane interesate, dar ar fi interesanta pentru mine o discutie despre oscilatori in general. Poate cei ce vin din fizica vor putea aduce o noua abordare.

[AlexandruLazar]

Eu sunt interesat de asta, pentru ca ritmul meu circadian merge ca un ceas chinezesc. Poti sa explici asa, mai ca pentru ingineri, ce sunt oscilatorii acestia? Sau ai la indemana un link, ceva?

[sumalan dorin]

Eu sunt interesat de asta, pentru ca ritmul meu circadian merge ca un ceas chinezesc. Poti sa explici asa, mai ca pentru ingineri, ce sunt oscilatorii acestia? Sau ai la indemana un link, ceva?

Salutări.

Şi eu mă declar interesat,despre (oscilatori).Chiar   se poate  administra litiu peste limita suportată de organism ,dacă da,ce se întâmplă?cum reacţionează acel organism? Ce modificări apar? (dacă am pus o întrebare prostuţă,păi...curiozitatea )

[c]

Numeroase cercetări arată că existã un ceas genetic care controleazã ritmurile circadiene ale organismului şi care poate fi integral implicat în dezvoltarea tulburãrii bipolare. Ritmurile circadiane includ trezirea şi odihna zilnicã, un ritm zilnic al senzaţiilor de foame şi sete şi multe alte procese, cum ar fi temperatura corpului, nivelul de hormoni, presiunea sângelui şi a activităţii cardiace.
Existã evidenţe cã litiul poate întârzia ritmicitatea circadianã, adică, o aduce înapoi la normal în cazul maniaco-depresivilor. Mult mai recent, s-a descoperit că fiecare individ are un pacemaker celular (în nucleul suprachiasmatic al hipotalamusului la mamifere) sistem circadian care răspunde la litiu.  Cu alte cuvinte, efectele litiului nu sunt la nivel de sistem (de exemplu, interferenţa cu comunicarea celulă-celulă), ci la nivel de celulã. Aceasta sugerează că litiul poate acţiona asupra unui anumit ceas genetic.

Ceasul genetic ţintă pentru acţiunea litiului nu este limitat la mamifere, sau vertebrate, după cum litiul are aceleaşi efecte pe ritmurile circadiene la alte organisme, inclusiv Drosophila melanogaster. Astfel, este probabil ca genele componente ale ceasului biologic să aibă corespondenţi la vertebrate şi nevertebrate, ceea ce îngustează lista de candidaţi.
Genele implicate în generarea ritmurilor circadiane pot fi clasificate în genele ceasului de bază şi în gene asociate acestui ceas. Nucleul ceasului genetic este format din mai mulţi factori de transcriere. Proteinele codificate pot inhiba sau stimula transcrierea altor gene ale ceasului de bază şi pot reglementa expresia altor gene din aval, care controlează rezultatele functionale ale celulei, stabilind, de exemplu, când să elibereze, sau nu, un hormon, când să doarmă, sau când să se trezească, etc.). Dacă nu ar exista decât genele ceasului de bază, ciclul circadian ar dura numai câteva ore. Acesta este timpul necesar pentru toţi jucãtorii să comute pe off şi invers.  În scopul prelungirii ciclului cât mai aproape de 24 de ore, alte gene sunt asociate ceasului biologic. Podusele lor acţionează în calitate de modulatori - ele pot adăuga sau elimina grupuri de fosfat la genele ceasului de bază, inhibând sau stimulând expresia genelor respective. Degradarea nucleului proteic al ceasului are loc fie spontan, fie la primirea unui semnal că retinele au perceput lumina, etc.

Schema ceasului genetic circadian este similară şi la alte organisme, cu unele modificări. Genele numite perioadă, cryptochrome, clock şi bmal l (sau MOP) sunt principalele elemente ale ceasului genetic la mamifere.
Cu câţiva ani în urmă, s-a ajuns la ipoteza că genele implicate în mecanismul ceasului biologic sensibil la litiu nu sunt elementele principalele ale ceasului biologic, ci doar unele dintre genele accesorii: Glycogen sintetaz kinaza-3β (GSK3), care, la rândul ei, acţionează asupra Rev-Erb, care, la rândul său acţionează asupra Bmal. Receptorul nuclear Rev-erb α este o componentă critică litiu-senzitivă a ceasului circadian. 
Litiul inhibă GSK3β. GSK3β protejează, în mod normal, Rev-Erb de la distrugere.  Rev-Erb inhibă în mod normal expresia genei Bmal a ceasului principal (şi, de asemenea, probabil a genei Per). Fără Rev-Erb, proteinele Bmal şi Perioadă se exprimă din nou.

Probabil acest lucru înseamnă că ceasul biologic este  într-un fel "blocat" în maniaco-depresie. Probabil Rev-Erb se acumulează şi opreşte ceasul. Litiul ajutã indirect la degradarea Rev-Erb, permiţând astfel continuarea ciclului circadian.