Regulace krevního tlaku – role draslíku

Název projektu: Orální suplementace draslíku u zdravých mužů - interakce se systémem renin-angiotensin-aldosteron a sympatickým nervovým systémem Číslo protokolu: KARAASS-1 Číslo EudraCT: 2013-004460-66

Objektivní

Cílem studie je zjistit, jak perorální suplementace draslíku, podávaná ve formě léku Kaleorid®, reguluje lidský krevní tlak. Konkrétnějším cílem je otestovat, jak perorální suplementace draslíku interaguje s:

• Systém renin-angiotenzin-aldosteron a
• Sympatický nervový systém

Za tímto účelem plánujeme provést randomizovanou klinickou placebem kontrolovanou dvojitě zaslepenou zkříženou studii, abychom otestovali, jak lék Kaleorid® ovlivňuje složky v systému renin-angiotenzin-aldosteron a sympatický nervový systém ve srovnání s placebem u zdravých mužů.

Pozadí Globální zátěž hypertenzí je obrovská. Odhadovaný počet dospělých s hypertenzí v roce 2000 byl 972 milionů a očekává se, že se toto číslo v roce 2025 celosvětově zvýší asi o 60 % na celkový počet 1,56 miliardy (1). V Dánsku se odhadovaná prevalence hypertenze mezi dospělou populací pohybuje mezi 26 % a 40 % (2). Hypertenze je tedy široce rozšířeným onemocněním a dále je známo, že hypertenze je jedním z nejdůležitějších ovlivnitelných rizikových faktorů kardiovaskulárních, cerebrovaskulárních a renálních onemocnění (3;4). V této studii zkoumáme roli draslíku v regulaci lidského krevního tlaku.

Je uznávaným poznatkem, že strava bohatá na draslík snižuje krevní tlak, jak prokázala dobře sestavená studie DASH (Dietary Approaches to Stop Hypertension) (5). Kromě vysoké hladiny draslíku obsahovala DASH dieta také vysoké hladiny hořčíku, vápníku a nízkotučných mléčných výrobků a nízkou hladinu nasycených tuků, takže zda účinek DASH diety na snížení krevního tlaku byl pouze výsledkem vysoké hladiny hladinu draslíku nebo výsledek kombinované stravy je obtížné určit. Nicméně metaanalýza prokázala významný účinek na snížení systolického a diastolického krevního tlaku při podávání vysokých dávek perorálního doplňku draslíku ve srovnání s placebem nebo podáváním nízkých dávek perorálního doplňku draslíku (6). Bylo také prokázáno, že riziko mrtvice, hlavního nepříznivého výsledku dlouhodobé hypertenze, je sníženo vysokým příjmem draslíku v potravě (7). A jedna studie prokázala, že potřeba antihypertenzní medikace u hypertoniků může být snížena po zvýšení dietárního příjmu draslíku z přirozených potravin (8). Vysoký příjem draslíku v potravě se tak jeví jako prospěšný.

Kromě toho se zdá, že vyčerpání draslíku má opačný účinek než suplementace draslíku. Jak u normotenzních mužů, tak u pacientů s esenciální hypertenzí došlo ke zvýšení krevního tlaku při depleci draslíku (9;10).

Celkově vzato, existují spolehlivé důkazy pro inverzní korelaci mezi příjmem draslíku a hladinou krevního tlaku. Mechanismus této zjevné inverzní korelace je však stále rébus. Byly vyvinuty různé hypotézy, většinou na základě studií na zvířatech. V ledvinách potkanů ​​se očekává, že deplece draslíku vyvolá retenci sodíku a tím hypertenzi. Na úrovni arteriální stěny se očekává, že deplece draslíku sníží intracelulární hladinu draslíku v buňkách hladkého svalstva, což by vedlo k depolarizaci membrány a tím vyvolalo kontrakci, zvýšenou periferní vaskulární rezistenci a hypertenzi. Na druhé straně se očekává, že dieta s vysokým obsahem draslíku vyvolá vazodilataci závislou na endotelu. Dalším postulovaným mechanismem je, že vysoké hladiny draslíku v mozkomíšním moku by snížily odtok sympatiku z mozku a tím i krevní tlak. Uvedené teorie (11) vycházejí především ze studií na zvířatech.

Je známo, že vysoký příjem draslíku u lidí má za následek zvýšenou hladinu aldosteronu v krvi (12). Zvýšená hladina aldosteronu zajišťuje organismus před hyperkalémií při zátěži draslíkem. Teoreticky by toto zvýšení aldosteronu mělo také vyvolat nepřiměřenou retenci sodíku a objemu a tím hypertenzi. Ale není. Krevní tlak zůstává nezměněn (12) nebo klesá po zvýšení příjmu draslíku.

Otázka tedy zní - Proč draslíkem stimulovaná sekrece aldosteronu nevede k hypertenzi?

V laboratoři molekulární biologie na Klinice nefrologie P, Rigshospitalet jsme našli některé zajímavé výsledky týkající se draslíku a aldosteronu. Při práci s in vitro modelem sekrece aldosteronu ve formě lidské adrenokortikální buněčné linie H295R, která se osvědčila jako model pro studium funkce lidské kůry nadledvin (13;14), jsme zjistili interakce mezi extracelulárním draslíkem a složky systému renin-angiotenzin-aldosteron (RAAS). Buněčná linie H295R je modelem lidských buněk adrenokortikální zona glomerulosa, které jsou normálně místem syntézy a sekrece aldosteronu v lidském těle. Sekrece aldosteronu z těchto buněk je stimulována hlavně angiotensinem II (Ang II), jako součást aktivace RAAS, a extracelulárním draslíkem v situacích se stoupajícími hladinami extracelulárního draslíku. Na tyto dva sekretagogy se tradičně pohlíží jako na nezávislé. Ale naše studie ukázaly interakce mezi těmito dvěma systémy. Bylo zjištěno, že stimulace buněk H295R vysokými hladinami extracelulárního draslíku snížila množství receptorů Ang II typu 1 v membráně buněk, měřeno jako pokles specifické vazby radioaktivně značeného Ang II na buňky (15). . Toto snížení specifické vazby radioaktivně značeného Ang II bylo následováno draslíkem indukovaným snížením exprese genu receptoru Ang II typu 1 (AGTR1) (15). To znamená, že citlivost na Ang II lidských buněk produkujících aldosteron je snížena vysokými hladinami extracelulárního draslíku in vitro a hypotézou je, že vysoké hladiny extracelulárního draslíku tak modulují systém renin-angiotenzin-aldosteron.

Cílem této studie, inspirované našimi výsledky v laboratoři, je ověřit existenci takových inhibičních interakcí mezi vysokými hladinami draslíku a RAAS in vivo. Celkovým účelem je objasnit roli draslíku v regulaci lidského krevního tlaku.

Hypotézy V této studii je testována 4týdenní léčba lékem Kaleorid®, 750 mg, 3 tablety 3krát denně, což odpovídá 90 mmol draslíku denně, proti 4týdenní léčbě placebem, 3 tablety 3krát denně ve zkříženém provedení. Na konci každého léčebného období se provádějí testy za účelem vyšetření složek v systému renin-angiotenzin-aldosteron a sympatického nervového systému.

Primární hypotéza a primární cíl:

Primární hypotéza je, že léčba Kaleoridem® sníží citlivost na Ang II lidské kůry nadledvin a tím sníží Ang II stimulovanou sekreci aldosteronu. Tato hypotéza bude testována intravenózní infuzí Ang II a měřením následující odezvy na aldosteron ve vzorcích krve. Test bude proveden dvakrát u každého účastníka studie, po léčbě Kaleoridem® a po léčbě placebem.

Primární cíl: Ang II stimulovaný S-aldosteron

Sekundární hypotéza:

Sekundární hypotéza je, že léčba Kaleoridem® také sníží citlivost buněk hladkého svalstva na Ang II v cévách lidské vaskulární rezistence prostřednictvím down-regulace receptorů Ang II v membráně buněk hladkého svalstva. To by vyvolalo vazodilataci a pokles krevního tlaku Abychom to otestovali, změříme krevní tlak a vyhodnotíme vaskulární tonus před, během a po výše uvedené intravenózní infuzi Ang II. Krevní tlak před, během a po intravenózní infuzi Ang II bude měřen pomocí Finger Plethysmography a konvenčního měření brachiálního krevního tlaku. Cévní tonus před, během a po intravenózní infuzi Ang II bude hodnocen pomocí měření průtoku krve pomocí impedanční kardiografie, prstové pletysmografie a dopplerovského ultrazvuku. K odhadu celkové periferní rezistence (TPR) bude použita impedanční kardiografie a pletysmografie prstů. Dopplerův ultrazvuk bude použit k měření průtoku krve a výpočtu indexu rezistence (RI) v renální tepně, celiakii a horní mezenterické tepně.

Nakonec provedeme biopsii tuku z gluteální oblasti účastníků studie po každém léčebném období. V těchto biopsiích očekáváme, že najdeme cévy vaskulární rezistence, u kterých budeme zkoumat funkci receptoru a expresi receptoru. Budou zkoumány různé receptory, mezi nimi receptor Ang II typu 1.

Terciární hypotéza:

Terciární hypotéza je, že léčba Kaleoridem® bude interagovat s aktivitou v sympatickém nervovém systému.

Pro testování této potenciální interakce plánujeme měřit P-epinefrin a P-norepinefrin v krvi a měřit obsah adrenalinu a norepinefrinu ve vzorku moči na konci každého léčebného období. Dále plánujeme měření P-epinefrinu a P-norepinefrinu v krvi před, během a po výše uvedené intravenózní infuzi Ang II.

Metody

Design:

Toto je randomizovaná klinická placebem kontrolovaná dvojitě zaslepená zkřížená studie navržená k testování, jak lék Kaleorid® ovlivňuje složky v systému renin-angiotenzin-aldosteron a sympatického nervového systému ve srovnání s placebem u zdravých mužů.

Po zařazení a základním screeningu bude skupina zdravých mužů s normálním krevním tlakem v ordinaci randomizována buď na 4týdenní léčbu lékem Kaleorid®, 750 mg, 3 tablety 3krát denně, nebo na 4týdenní léčbu tabletami s placebem, 3 tablety 3krát denně.

26. den prvního léčebného období se účastníci studie setkají v nemocnici a obdrží vybavení pro 24hodinové ambulantní měření krevního tlaku a odběr vzorku moči za 48 hodin. Ve stejný den bude proveden odběr krve, elektrokardiogram (EKG) a biopsie tuku z gluteální oblasti.

28. den prvního léčebného období se účastníci studie znovu setkají v nemocnici. Tento den se dále testuje intravenózní infuzí Ang II s následným kontinuálním měřením krevního tlaku a aldosteronové odpovědi (pomocí vzorků krve). Před, během a po intravenózní infuzi Ang II bude krevní tlak měřen pomocí prstové pletysmografie a konvenčního měření brachiálního krevního tlaku. Cévní tonus před, během a po intravenózní infuzi Ang II bude hodnocen pomocí měření průtoku krve pomocí impedanční kardiografie, prstové pletysmografie a dopplerovského ultrazvuku.

Po tomto prvním období léčby a testování se vkládá dvoutýdenní vymývací období. Po dvou týdnech vymývání se účastníci studie přejdou a zahájí léčbu znovu (druhé léčebné období). Bývalí jedinci léčení Kaleoridem® se stávají jedinci léčenými placebem a bývalí jedinci léčení placebem se stávají jedinci léčenými Kaleoridem®. Po dalších 4 týdnech léčby se opakují stejné testy jako po prvním období léčby.

Vyšetřovací léky, randomizace, zaslepení a statistiky:

Lék Kaleorid® a placebo tablety představují zkoumaná léčiva v této klinické studii na lidech. Lék Kaleorid® nakupuje a dodává regionální lékárna regionu hlavního města Dánska. Placebo tablety vyrábí a dodává regionální lékárna regionu hlavního města Dánska. Stejná lékárna je zodpovědná za randomizaci léčby, balení hodnocených léků a označování hodnocených léků. Dodané obaly na tablety nejsou označeny obsahem, takže léčba je plánována naslepo jak pro účastníky studie, tak pro zkoušející – tedy záměrně dvojitě zaslepená.

Vzhledem k tomu, že návrh studie je křížový, je plánováno použití statistik pro párová data pro vyhodnocení výsledků. Výpočet síly pro primární cílový bod byl proveden podle standardních kritérií a stačí 25 účastníků studie.

Experimentální postupy:

Den 7 V den 7 v obou léčebných obdobích je účastníkům studie proveden vzorek krve pro měření draslíku, sodíku, kreatininu a eGFR. Toto je pouze bezpečnostní vzorek krve, který má otestovat, že účastníci studie snášejí zkoušené léky a nevyvine se u nich hyperkalémie.

Den 26 V den 26 v obou léčebných obdobích se účastníci studie setkají v nemocnici a obdrží vybavení pro měření 24hodinového ambulantního krevního tlaku a odběru 48hodinového vzorku moči. Ve stejný den bude proveden odběr krve, elektrokardiogram (EKG) a biopsie tuku z gluteální oblasti.

Tukové biopsie budou prováděny zkušeným chirurgickým lékařem. Po vyjmutí jsou biopsie okamžitě přeneseny do ledově chladného fyziologického pufru a transportovány do laboratoře ve Výzkumném ústavu Glostrup. V laboratoři jsou malé arterioly v biopsiích vypreparovány bez tuku a pojivové tkáně pomocí mikroskopu. Vypreparované arterioly jsou rozřezány na 1-2 mm dlouhé cylindrické segmenty, které jsou buď okamžitě použity pro studie vazomotorické odezvy, nebo jsou skladovány při -80 °C pro molekulární studie. Pro studie vazomotorické odezvy jsou izolované segmenty arteriol upevněny v Mulvany-Halpernově drátovém myografu, čímž je možné testovat fyziologickou odezvu cévy po přidání různých hormonů, např. Ang II. Molekulární studie se skládají z kvantitativní PCR v reálném čase pro kvantifikaci exprese mRNA relevantních receptorových genů, western blot pro analýzu exprese receptorového proteinu a imunohistochemie pro analýzu lokalizace receptoru.

28. den 28. den v obou léčebných obdobích se účastníci studie znovu setkávají v nemocnici. Po předání zařízení používaného pro 24hodinový ambulantní krevní tlak a vzorku moči jsou účastníci studie testováni intravenózní infuzí Ang II. Infuze Ang II se provádí s účastníkem studie v poloze na zádech. Infuze Ang II se podává intravenózně v dávce 5 ng/kg/min po dobu 30 minut. Zvolené dávkování a délka trvání je založena na jiných studiích a je bezpečná (16-18). Před, během a po infuzi Ang II se odebírají vzorky krve z jiného intravenózního přístupu k analýze krve na S-aldosteron, P-angiotensin II, aktivitu plazmatického reninu, P-epinefrin, P-norepinefrin a N-PRO-ANP.

Před, během a po infuzi jsou účastníci studie pečlivě sledováni. Krevní tlak se měří konvenčním měřením krevního tlaku na paži, ale také pomocí prstové pletysmografie, která poskytuje kontinuální hodnocení krevního tlaku. Kontinuální impedanční kardiografie poskytuje kontinuální hodnocení srdečního výdeje a společně s krevním tlakem jsme schopni odhadnout celkový periferní odpor během infuze Ang II. Kromě toho se pomocí Dopplerova ultrazvuku měří průtok krve v centrálních tepnách břicha.

Praktická proveditelnost Toto je klinická studie s léčivými přípravky na lidech. Studie je schválena Dánským úřadem pro zdraví a léčiva a je registrována v databázi EudraCT pod číslem EudraCT: 2013-004460-66.

Podle stávající legislativy musí klinické zkoušky s léčivými přípravky na lidech dodržovat pravidla GCP (Good Clinical Practice). V souladu s tím je pokus sledován jednotkou GCP v Kodaňské univerzitní nemocnici.

Studie je schválena Výborem pro etiku zdravotnického výzkumu v regionu hlavního města Dánska.

Na závěr všechny potřebné orgány schválily proces.

Financování Tato studie je podporována nadací The Danish Heart Foundation.