리튬(Li)은 양극성 장애(조울증, manic depression)을 치료하는 데 이용된다. 생화학자들은 효소가 작용하는 과정에서 리튬이온이 마그네슘(Mg)이온을 치환함으로써 부분적으로 역할을 함을 증명했다. 이들 이온의 물성을 살펴보는 것도 의미가 있을 것이다.
요즘 많은 사람들이 이 쇠약증으로 고통을 받고 있다. 이것은 행복에 겨워 과다 행동을 보이는 것으로부터 우울해지고 졸음을 느끼는 증세로까지 기분이 요동을 친다. 리튬이온은 기분을 안정시키는 약이라고 할 수 있다.
정신 질환을 치료하기 위해 리튬이온을 사용한 계기는 흥미롭다. 이 발견은 행운을 동반한 우연과 관찰의 조화를 통해 이루어졌음을 보여주는 한 예이다. 1983년 호주의 정신과 의사인 J. Cade는 큰 유기 음이온이 동물에 미치는 효과를 연구하고 있었다.
그는 투여량을 증가시키기 위하여 더 잘 녹는 염이 필요했다. 큰 유기 음이온과 알칼리금속 양이온의 염 용해도는 양이온의 반지름이 감소하면 증가한다. 그래서 그는 리튬염을 선택했다. 그가 이 화합물을 투여했을 때 동물들은 행동에 변화를 보이기 시작했다.
그는 리튬이온 자체가 뇌에 작용하는 효과가 있음을 알았다. 이에 대한 계속된 연구를 통하여 리튬이온이 우울증 환자의 치료에 효과를 나타냄을 증명했다. 이처럼 중요한 역할을 수행하는 리튬이 금속이지만 이의 밀도는 물의 절반 정도에 불과하기 때문에 물에 뜬다.
건강에 미치는 리튬의 효과는 훨씬 더 일찍 발견될 수도 있었다. 영국에서는 리튬이 풍부한 샘물이 정신질환을 완화시키는 데 도움이 된다는 사실이 알려져 있었다. 현무암과 자연환경이 창작한 제주도의 청정수도 인간의 건강장수에 유익한 미네랄을 함유하고 있을 것이다.
영국의 샘물 관련 사실보다 최근에 텍사스 소재 한 병원의 연구 결과에 의해 우울증 치료를 위해 일반적인 투여량보다 더 낮은 농도의 리튬을 투여하고 있다. 이는 그 지방에서 마시는 물의 리튬이온 농도가 높기 때문이다.
양극성 장애 증상을 일으키는 이유는 특정한 신경전달물질의 불균형이다. 이 불균형의 원인은 효소, 이노시톨 단일 인산 가수분해 효소(inositol monophosphatase, IMPase)일 수가 있다.
IMPase는 당처럼 생긴 분자인 이노시톨의 단일 인산염을 자유 이노시톨로 변환시키는데, 이 과정에는 2개의 Mg이온이 관여하게 된다. 효소 경로에서 Mg이온 중의 하나가 리튬으로 치환되면 이 과정이 느려지게 된다.
리튬 치료도 문제를 가지고 있다. 이에는 과다한 갈증, 기억 문제 및 수전증 등이 있을 수 있다. 또한 Bertrand규칙 곡선이 매우 좁다. 치료와 독성을 나타내는 투여량 사이에는 매우 좁은 영역만이 존재한다. 그럼에도 불구하고 리튬 치료법은 수많은 사람들의 건강을 되찾게 해주고 있다.
양극성 장애 증상 치료에 관여하는 알칼리금속, 리튬과 알칼리토금속, Mg은 흥미로운 물질이다. 알칼리금속의 녹는점은 아주 낮으며, 이 족의 원소는 무거워질수록 녹는점이 낮아진다. 그래서 리튬은 180도, 세슘은 29도 정도에서 녹는다.
Mg은 지구껍질에 일곱 번째로 많은 원소이며, 세계의 대양은 바닷물에 상당량의 Mg을 품고 있으므로 거의 무한정으로 이를 공급한다. 이 금속은 클로로필의 중심에 정좌하고 있다. 이 화합물은 태양에너지를 받아 이산화탄소와 물을 당과 산소로 만든다. 환언하면, 이 화학반응은 인간의 삶을 유지시켜주는 영양분과 쾌적한 산소를 선물한다.
