Литий в живых организмах
Литий (Li) относится к эссенциальным (жизненно необходимым) микроэлементам. Литий содержится в следовых количествах в почве, минералах, воде, откуда его извлекают растения. В организм человека и животных литий поступает преимущественно в составе растительных продуктов и с питьевой водой. 

Ионы лития участвуют в метаболизме простых сахаров, обмене липидов и нуклеиновых кислот. Литий необходим для регулировки работы ряда ферментов, гормонов, витаминов, факторов роста. От иона лития зависят синтез нейромедиаторов, регуляция воспаления, обмен углеводов и жиров. Особо следует выделить роль лития в работе ЦНС (нейротрофическое, нейропротекторное, нормотимическое действие). От ионов лития, в частности, зависит активность 47 белков протеома человека и модуляция экспрессии 208 генов в коре головного мозга.

Литий и диета 
Основными источниками лития для человека являются питьевая вода и определённые растения (свёкла, морковь, репа, лепестки роз). Среди животных продуктов источником лития можно назвать почки (при условии, если животное получало достаточно лития с пищей). В связи с негативными изменениями рациона и снижением содержания лития в почвах в последние десятилетия поступление лития с пищей сокращается. Кофеин, газированные напитки, алкоголь, избыток поваренной соли, искусственные красители ускоряют выведение лития из организма. При использовании бытовых фильтров для воды литий будет практически полностью удаляется. В настоящее время имеет смысл рассматривать в качестве источников лития витаминно-минеральные комплексы.

Литий в тканях 
В организме взрослого человека содержится около 70 мг лития. Концентрации лития в тканях возрастают в ряду волосы < легкие < сердце < кости < почки < печень < мозг . Концентрации ионов лития в биологических жидкостях организма (кровь, лимфа, ЦСЖ) не превышают 0,2 ммоль/л. Следует, однако, учитывать, что нормофизиологическое содержание лития в крови и в других тканях недостаточно исследовано, поскольку измерения концентраций лития практически всегда проводятся на фоне терапии препаратами лития.
Для оценки литиевого гомеостаза организма обычно используется скорость натриево-литиевого противотранспорта в эритроцитах (Na+/Li+ ПТ). Если скорость «вытекания» лития из эритроцитов превышает скорость вытекания ионов натрия, то это говорит о более быстром истощении динамического депо лития в эритроцитах. При этом, уровень лития в плазме крови повышается.

Дефицит лития 
Дефицит лития, как правило, развивается по следующим причинам:
 Низкое содержание лития в питьевой воде;
 Генетическая предрасположенность к быстрому выводу лития из организма;
 Высокий уровень стресса;
 Редкое и недостаточное употребление растительных продуктов, которые являются пищевыми источниками лития: репа, свекла, морковь, кизил, варенье из роз;
 Употребление продуктов, вытесняющих литий из организма: кофеин, газированные напитки, алкоголь, искусственные красители;
 Избыточное употребление поваренной соли;
 Патологии почек.

Так как литий относится к микроэлементам, то его дефицит и субдефицит не имеют ярко выраженных специфических симптомов. В то же время, недостаточное поступление лития в организм человека создаёт предпосылки для серьёзных нарушений в работе организма человека или влияет на возникновение и развитие некоторых заболеваний:
 Недостаточная обеспеченность литием и магнием способствует дестабилизации настроения и повышению риска развития депрессии.
 Возрастает риск асоциального поведения, развития зависимостей различного вида (алкоголизм, наркомания, игромания), вплоть до суицидального поведения.
 При концентрации лития в питьевой воде менее 5 мкг/л риск развития деменции увеличивается на 22%.
 Внутриклеточный дефицит лития является фактором риска гипертонической болезни, сахарного диабета и избыточной массы тела.
 Исследования волос 8000 пациентов показали, что низкие значения содержания лития в волосах (менее 0.015 мкг/г) ассоциированы с повышенным риском депрессии, ожирения, диабета, суицидального поведения, хронического стресса и артериальной гипертонии.

Роли лития в ЦНС 
Ионы лития избирательно накапливаются в ЦНС, преимущественно в лобных долях. Литий влияет на экспрессию генов в коре головного мозга, необходим для поддержания роста клеточных структур коры головного мозга и биосинтеза различных нейромедиаторов: ацетилхолина, энкефалинов, катехоламинов (в т.ч. допамина), серотонина и др.
Ионы лития влияют на метаболизм и активность рецепторов ацетилхолина (в частности, на активность ацетилхолинэстеразы и на секрецию ацетилхолина в коре головного мозга), способствуют стабилизации мускариновых рецепторов ацетилхолина, регулируют активность мускариновых рецепторов и протеинкиназы С (в частности, в нейронах гиппокампа).

Литий участвует в регуляции уровня допамина, что позволяет использовать препараты лития для торможения симптоматики биполярного расстройства. Также, ионы лития модулируют активность рецепторов серотонина: активируют 5-HT1А и 5-HT1B рецепторы, проявляют ингибирующий эффект по отношению к 5-HT(2B/2C) и 5-HT(3) рецепторам.
Литий способствует повышению концентрации Met-энкефалина в отделах головного мозга, отвечающих за поведение, эмоциональность речи и формирование условных рефлексов. Ионы лития воздействуют и на активность рецепторов других нейротрансмиттеров: повышают уровни рецепторов ГАМК, тормозят формирование зависимости от каннабиноидов, что позволяет использовать их в терапии химической зависимости. Иными словами, литий воздействует на эмоциональный фон, активность нервной системы, сглаживает нежелательную психомоторную активность, снижает риски формирования различных зависимостей, агрессивного или суицидального поведения.

Нейротрофическое и нейропротекторное действие 
Ионы лития необходимы для роста и развития нейронов; литий также участвует в поддержке выживания нейронов в условиях стресса. Нейротрофические и нейропротекторные свойства ионов лития реализуются посредством активации нейротрофического каскада Wnt, регулирущего деление и рост клеток. Литий стимулирует дифференциацию клеток-предшественников нейронов, дифференцировку астроцитов, повышает продукцию миелина, поддерживает жизнеспособность нейронов, экспрессию BDNF (мозговой нейротрофический фактор).

Литий чрезвычайно важен для восстановления мозговых функций при нейродегеративных заболеваниях и других проблемах. Терапия литиевыми препаратами у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями вызывает увеличение объёма серого вещества.Аскорбат лития и цитрат лития повышают выживаемость нейронов в условиях слабого, умеренного и сильного глутаматного стресса, который возникает при нейродегенеративных и ишемических повреждениях мозга.
Воздействие лития на уровни инозитолмонофосфатов способствует нейропротекции и защищает клетки от нейротоксического действия метамфетамина. Литий тормозит нейротоксичное действие бета-амилоида в нейронах посредством активации аутофагии (т.е. процесса переработки дисфункциональных молекул белков внутри клетки), что важно в терапии нейродегенеративных заболеваний.

Углеводный обмен 
Литий непосредственно влияет на транспорт углеводов через различные мембраны клеток. Ионы лития тормозят избыточный глюконеогенез в печени, участвует в регуляции процессов утилизации глюкозы в головном мозге, в печени и в мышцах влияя на активность гликолитических ферментов. Литий влияет на секрецию инсулина и на повышение чувствительности различных типов клеток к инсулину (в т. ч. нейронов). В инсулинрезистентных клетках ионы лития способствуют активации транспорта глюкозы внутрь клеток посредством потенцирования внутриклеточных сигнальных путей инсулина (в частности, сигнального белка p38-МАРК). Литий модулирует секрецию инсулина, снижая «выбросы» инсулина. Инсулинорезистентность, в свою очередь, влияет на скорость натриево-литиевого противотранспорта (Na+/Li+ПТ) в эритроцитах: у пациентов с сахарным диабетом Na+/Li+ ПТ > 0,40 ммоль/ч/л. Высокая интенсивность натрий-литиевого противотранспорта является указателем на развитие диабетической нефропатии.

Регуляция артериального давления 
Увеличение концентрации лития в плазме крови является одним из адаптационных механизмов снижения АД. Повышение концентрации ионов лития в крови происходит посредством Na+/Li+ ПТ. Литий воздействует на артериальное давление, регулируя активность ренина, ангиотензина, норадреналина, альдостерона и натрий-уретического пептида предсердий, воздействуя на синтез оксида азота и на баланс вазодилаторных и вазоконстрикторных простагландинов.

Иммунитет и кроветворение 
Литий, модулируя каскад арахидоновой кислоты, воздействует на процессы воспаления. Кроме того, литий способствует регуляции уровней провоспалительных цитокинов. Литий вызывает увеличение количества гематопоэтических стволовых клеток как прямо, так и косвенно (стимулируя высвобождение цитокинов). Препараты лития используются при миелосупрессорной химиотерапии. Ионы лития способствуют улучшению гемодинамики и процессов кроветворения (в частности, увеличению уровней фактора роста колоний лейкоцитов).

Применение в медицине 
Препараты лития в разных формах применяются в психиатрии, неврологии, реже – в трансплантологии и онкологии (для борьбы с последствиями химиотерапии). Также литий находит применение в офтальмологии и для борьбы с ожирением.
 При биполярном расстройстве соли лития являются терапией первой линии. Используют более десяти солей лития (карбонат, цитрат, хлорид, сульфат, лактат, салицилат, аскорбат, орорат.
 Для лечения алкогольной, наркотической зависимости применяют аспартатиорорат лития.
 При обсессивно-компульсивном расстройстве у пациентов, устойчивых к стандартной терапии, соли лития уменьшают выраженность симптомов.
 Для борьбы с игроманией и при других болезнях зависимости применяют карбонат и аскорбат лития.
 Для лечения депрессии. Микродозы аскорбата лития приводят к регрессу проявлений депрессии, улучшению когнитивных функций, улучшению настроения, повышению активности и работоспособности.
 С целью снижения психопатологических последствий приема амфетаминов: суицидального поведения, маниакального поведения48, гиперактивности.
 В неврологии для профилактики и лечения ишемии головного мозга и нейродегенеративных заболеваний.
 Гематология - в лечении нейтропении при миелосупрессорной химиотерапии.
 В трансплантологии – при трансплантации костного мозга.
 Для борьбы с ожирением: аскорбат лития в физиологических дозах способствует снижению веса у пациентов с избыточной массой тела. Дотации лития способствуют нормализации выработки «гормонов похудания» – адипонектина, лептина и ИФР-1. Изучаются возможности применения лития для замедления болезни Альцгеймера, при болезни Хантингтона, синдроме Туретта.

О фармакологии лития 

Основная статья: Препараты лития

В качестве лекарственного средства используется прежде всего карбонат лития, иногда — в виде препаратов пролонгированного действия. Он проявляет общие для всех препаратов лития нормотимические и седативные свойства. Быстро всасывается после приёма внутрь. Назначают его после еды, для уменьшения раздражающего действия на слизистую оболочку желудка. Часто назначаемый литиевый препарат, цитрат лития, не применяется в России. Он имеет те же основные фармакологические свойства, что и карбонат лития.
Преимущество пролонгированных лекарственных форм состоит в том, что они создают более длительную стабильную концентрацию ионов лития в крови, поэтому более удобны для применения и оказывают более выраженное профилактическое и лечебное действие при равных дозировках. К ним относятся Микалит, Lithionit-durel, Lithii-durulez, Quilonum retard, Контемнол (Contemnolretard), Litosan SR и другие. Микалит содержит микрокапсулы с карбонатом лития, выпускается в капсулах по 500 мг.

Лития оксибутират, кроме общих свойств литиевых препаратов, проявляет все эффекты, свойственные оксибутирату натрия. Побочные эффекты в сравнении с карбонатом лития выражены значительно слабее, поскольку для развития терапевтического эффекта требуется меньшая концентрация лития в крови. Оказывает более выраженное седативное действие, обладает более высокой активностью. Показания, противопоказания и побочные действия те же, что у карбоната лития. Помимо лечения аффективных расстройств, он применялся также при психопатиях, неврозах, при органических заболеваниях нервной системы с рецидивирующими аффективными нарушениями и, кроме того, может использоваться в качестве антигипоксического средства. Имеются данные об антиаритмическом действии оксибутирата лития.

Соль лития и никотиновой кислоты, никотинат лития, под названием «Литонит» была предложена в качестве вспомогательного средства для комплексной терапии алкоголизма. Никотиновая кислота улучшает обменные процессы и показатели гемодинамики, а литий ослабляет аффективные нарушения. Литонит применяли для снижения тяги к алкоголю, для ослабления явлений алкогольной абстиненции, а также при остром опьянении в сочетании с другими средствами и способами лечения.
Аскорбат лития, продающийся в РФ под торговым наименованием «Нормотим», является биологически активной добавкой, а не лекарством, и его терапевтическое действие не проверялось в качественных клинических испытаниях — иными словами, аскорбат лития не может являться альтернативой таким препаратам, как карбонат лития, и применяться при терапии аффективных расстройств. Тем не менее, «Нормотим» показал хорошие результатыпри расстройствах настроения и адаптации95, а также в борьбе с ожирением. В частности, стабилизация настроения начала проявляться начиная со 2-3 недели приема препарата Нормотим® и наблюдалась в течение всего периода приема. Благодаря низкому содержанию безопасной формы лития (аскорбат), может применяться для восполнения недостаточности лития в повседневном рационе с целью профилактики депрессии, суицидальному поведению, деменции, диабетической нефропатии, зависимостей, склонности к ожирению.

Токсичность солей лития 
Токсичность карбоната лития в высоких дозировках обусловлена проблемой узкого терапевтического коридора (концентрация лития в крови не должна выходить за пределы диапазона 0,8-1,2 ммоль/л). При профилактическом приёме диапазон ещё уже (0,5-0,8 ммоль/л). Симптомы интоксикации карбонатом лития (светобоязнь, нистагм, тремор) наступают при концентрации лития в крови более 1,6 ммоль/л; концентрации лития более 2,5 ммоль/л соответствуют тяжёлому отравлению. Достижение опасного уровня лития в крови наблюдается уже при использовании умеренных доз карбоната лития (1-3 г/сут). Применение высоких доз (4-9 г/сут) в остром периоде биполярного расстройства или алкогольного делирия требует особо тщательного контроля концентраций лития в крови .

Побочные эффекты лечения карбонатом лития включают диабет, субклинический гиперпаратиреоз, гипотиреоз, увеличение количества нейтрофилов, эозинофилов и, отчасти, моноцитов. Например, дисфункция щитовидной железы, возникающая в результате длительного приёма терапевтических доз карбоната лития, встречается у 14–17% пациентов в виде диагностируемого гипотиреоза и у 19–35% пациентов в виде субклинического гипотиреоза. Карбонат лития относится к третьему классу токсичности (ЛД50=531 мг/кг), а аскорбат лития – к пятому классу токсичности (ЛД50 более 5000 мг/кг) , то есть аскорбат лития в 12 раз менее токсичен, чем карбонат лития.

Литий в растениях 
Литий участвует в белково-нуклеиновом обмене растений посредством регуляции активности энзимов, влияет на состав белков и нуклеиновых кислот. Также участвует в углеводном обмене растений, влияет на скорость фотодыхания и интенсивность фотосинтеза в репродуктивный период. Литий необходим для накопления растениями аскорбиновой кислоты и для поддержки противовирусного иммунитета растений.

Поступление и накопление лития в растениях 
Поступление лития в растение зависит, в первую очередь, от содержания микроэлемента в почве и почвообразующих породах, гранулометрического состава (в тяжёлых почвах содержится больше лития), выщелоченности, наличия карбонатов кальция (снижают усвоение лития) и засолённости. Больше всего лития накапливают листья и корни растений. Накопление лития в разных растениях зависит от семейства:
 Пасленовые, фиалковые, лютиковые аккумулируют литий в любых условиях, охотно растут на почвах с высоким содержанием лития. Содержание лития в этих растениях примерно 60 мг/кг сухого вещества.
 Мята длиннолистная, верблюжья колючка — содержат 20-45 мг лития на кг сухого вещества и полностью безразличны к его содержанию в почве.
 Бобовые накапливают литий в небольших количествах — 4,8-7,9 мг/кг сухого вещества, но не избегают обогащённых им земель.
 Злаковые и губоцветные плохо растут на почвах с высоким содержанием лития и аккумулируют его в малых количествах.

Влияние на урожайность 
Исследования влияния лития на урожайность ведутся в двух направлениях: (1) толерантность растительных организмов к высокому содержания лития (в связи с загрязнением окружающей среды промышленными отходами) и (2) повышение урожайности и качества сельскохозяйственных культур при использовании лития в качестве микроудобрения. Удобрение почвы литием по-разному действует на различные сельскохозяйственные культуры:
 Подкормка литием гречихи повышает содержание лития в плодах (с 1,4 до 1,7 мг/кг), но снижает урожайность на 10-60%, в зависимости от вида почвы.
 Ячмень индифферентен к содержанию лития.
 Подкормка литием картофеля увеличивает урожайность, в т.ч. вследствие увеличения размеров клубней.
 Томаты в зависимости от почвы либо не реагируют на внесение лития, либо небольшим снижением урожайности. При этом разрастаются околоплодники, а содержание лития в плодах увеличивается (с 2 до 3,7 мг/кг).

В настоящее время используют литиевые удобрения для повышения урожайности картофеля, винограда и табака. В удобрения литий входит в форме сульфата, карбоната или хлорида.

См. также

Биологически значимые элементы

Кальций в живых организмах

Литий

Препараты лития

Примечания 

Литий