Lithium wird seit über 70 Jahren zur Behandlung bipolarer Störungen eingesetzt, doch der genaue Wirkmechanismus im Gehirn ist weiterhin unklar. Forscher der University of Surrey haben nun mithilfe computergestützter Chemie und Quantensimulationen untersucht, ob der Kernspin – eine Quanteneigenschaft, die den Atomkern wie einen winzigen Magneten wirken lässt und benachbarte Elektronen beeinflussen kann – eine Rolle spielt. Die in PLOS ONE veröffentlichte Studie legt nahe, dass verschiedene Lithium-Isotope wie $^{6}\mathrm{Li}$ und $^{7}\mathrm{Li}$ aufgrund ihres unterschiedlichen Kernspins chemische Reaktionen in biologischen Systemen unterschiedlich beeinflussen könnten. Dies könnte erklären, warum Lithium bei manchen Patienten besser wirkt als bei anderen, und könnte langfristig zu personalisierten Therapien führen. Die Ergebnisse unterstreichen, dass quantenmechanische Effekte in der Biochemie möglicherweise unterschätzt werden.
Hintergrund: Der Kernspin ist eine fundamentale Eigenschaft von Atomkernen, die in der NMR-Spektroskopie genutzt wird. Die Idee, dass Kernspin chemische Reaktionen beeinflusst, wird als „nuclear spin catalysis“ bezeichnet.
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