Regulación de la presión arterial - Papel del potasio

Título del proyecto: Suplementación oral de potasio en hombres sanos: interacciones con el sistema renina-angiotensina-aldosterona y el sistema nervioso simpático Número de protocolo: KARAASS-1 Número de EudraCT: 2013-004460-66

Objetivo

El objetivo del estudio es investigar cómo un suplemento oral de potasio, administrado en forma del fármaco Kaleorid®, regula la presión arterial humana. Más específicamente, el objetivo es probar cómo interactúa una suplementación oral de potasio con:

• El sistema renina-angiotensina-aldosterona y
• El sistema nervioso simpático

Para hacer esto, planeamos realizar un ensayo clínico aleatorizado, cruzado, doble ciego, controlado con placebo para probar cómo el fármaco Kaleorid® afecta los componentes del sistema renina-angiotensina-aldosterona y el sistema nervioso simpático en comparación con el placebo en hombres sanos.

Antecedentes La carga global de la hipertensión es enorme. El número estimado de adultos con hipertensión en el año 2000 fue de 972 millones y se espera que este número aumente en un 60% hasta un total de 1560 millones en 2025 en todo el mundo (1). En Dinamarca, la prevalencia estimada de hipertensión entre la población adulta se sitúa entre el 26 % y el 40 % (2). La hipertensión es, por lo tanto, una enfermedad muy extendida y, además, se sabe que la hipertensión es uno de los factores de riesgo modificables más importantes para las enfermedades cardiovasculares, cerebrovasculares y renales (3;4). En este estudio investigamos el papel del potasio en la regulación de la presión arterial humana.

Es un conocimiento aceptado que una dieta rica en potasio reduce la presión arterial, como se demostró en el estudio DASH (Dietary Approaches to Stop Hypertension) (5). Además de un alto nivel de potasio, la dieta DASH también contenía altos niveles de magnesio, calcio y productos lácteos bajos en grasa y un bajo nivel de grasas saturadas, por lo que si el efecto reductor de la presión arterial de la dieta DASH fue simplemente el resultado de la alta nivel de potasio o un resultado de la dieta combinada es difícil de decir. No obstante, un metanálisis demostró un efecto reductor significativo de la presión arterial sistólica y diastólica de la administración de una dosis alta de suplementos de potasio por vía oral en comparación con el placebo o la administración de una dosis baja de suplementos de potasio por vía oral (6). También se ha demostrado que el riesgo de accidente cerebrovascular, el principal resultado adverso de la hipertensión prolongada, se reduce con una ingesta elevada de potasio en la dieta (7). Y un estudio demostró que la necesidad de medicación antihipertensiva en sujetos hipertensos se puede reducir después de un aumento en la ingesta de potasio en la dieta de los alimentos naturales (8). Por lo tanto, una ingesta elevada de potasio en la dieta parece beneficiosa.

Además, la depleción de potasio parece tener el efecto opuesto a la suplementación con potasio. Tanto en hombres normotensos como en pacientes con hipertensión esencial, la presión arterial aumentó durante la depleción de potasio (9;10).

En conjunto, existe evidencia confiable de una correlación inversa entre la ingesta de potasio y el nivel de presión arterial. Sin embargo, el mecanismo detrás de esta aparente correlación inversa sigue siendo un enigma. Se han desarrollado diferentes hipótesis, principalmente sobre la base de estudios con animales. En el riñón de rata, se espera que la depleción de potasio provoque la retención de sodio y, por lo tanto, hipertensión. A nivel de la pared arterial, se espera que la depleción de potasio reduzca el nivel de potasio intracelular en las células del músculo liso, lo que conduciría a una despolarización de la membrana y, por lo tanto, provocaría contracción, aumento de la resistencia vascular periférica e hipertensión. Por otro lado, se espera que una dieta alta en potasio provoque una vasodilatación dependiente del endotelio. Otro mecanismo postulado es que los niveles elevados de potasio en el líquido cefalorraquídeo disminuirían el flujo de salida simpático del cerebro y, por lo tanto, la presión arterial. Las teorías mencionadas (11) se basan principalmente en estudios con animales.

Se sabe que una ingesta elevada de potasio en humanos provoca un aumento del nivel de aldosterona en la sangre (12). El aumento del nivel de aldosterona asegura al cuerpo contra la hiperpotasemia durante la carga de potasio. En teoría, este aumento de la aldosterona también debería provocar una retención inapropiada de sodio y volumen y, por lo tanto, hipertensión. Pero no es así. La presión arterial permanece sin cambios (12) o disminuye después de un aumento en la ingesta de potasio.

Entonces, la pregunta es: ¿por qué la secreción de aldosterona estimulada por potasio no produce hipertensión?

En el laboratorio de Biología Molecular del Departamento de Nefrología P, Rigshospitalet, hemos encontrado algunos resultados interesantes con respecto al potasio y la aldosterona. Trabajando con un modelo in vitro de secreción de aldosterona en la forma de la línea celular adrenocortical humana H295R, que ha demostrado ser un modelo para estudiar la función de la corteza suprarrenal humana (13;14), encontramos interacciones entre el potasio extracelular y componentes del sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA). La línea celular H295R es un modelo de las células de la zona glomerulosa adrenocortical humana, que normalmente son el sitio de síntesis y secreción de aldosterona en el cuerpo humano. La secreción de aldosterona de estas células es estimulada principalmente por la angiotensina II (Ang II), como parte de la activación del SRAA, y por el potasio extracelular en situaciones de aumento de los niveles de potasio extracelular. Estos dos secretagogos tradicionalmente se consideran independientes. Pero nuestros estudios mostraron interacciones entre los dos sistemas. Se encontró que la estimulación de las células H295R con altos niveles de potasio extracelular disminuyó la cantidad de receptores Ang II tipo 1 en la membrana de las células, medido como una caída en la unión específica de Ang II marcada radiactivamente a las células (15) . Esta reducción en la unión específica de Ang II marcada radiactivamente fue seguida por una reducción inducida por potasio en la expresión del gen del receptor de Ang II tipo 1 (AGTR1) (15). Esto significa que la sensibilidad a Ang II de las células productoras de aldosterona humana se reduce por los altos niveles de potasio extracelular in vitro y la hipótesis es que los altos niveles de potasio extracelular modulan el sistema renina-angiotensina-aldosterona.

Inspirado en nuestros resultados en el laboratorio, el objetivo del presente estudio es verificar la existencia de tales interacciones inhibidoras entre los niveles altos de potasio y RAAS in vivo. El propósito general es aclarar el papel del potasio en la regulación de la presión arterial humana.

Hipótesis En este ensayo, el tratamiento de 4 semanas con el fármaco Kaleorid®, 750 mg, 3 comprimidos 3 veces al día, equivalente a 90 mmol de potasio al día, se compara con el tratamiento de 4 semanas con placebo, 3 comprimidos 3 veces al día en un diseño cruzado. Al final de cada período de tratamiento, se realizan pruebas para investigar los componentes del sistema renina-angiotensina-aldosterona y el sistema nervioso simpático.

Hipótesis primaria y punto final primario:

La hipótesis principal es que el tratamiento con Kaleorid® reducirá la sensibilidad a Ang II de la corteza suprarrenal humana y, por lo tanto, reducirá la secreción de aldosterona estimulada por Ang II. Esta hipótesis se probará con una infusión intravenosa de Ang II y la medición de la siguiente respuesta de aldosterona en muestras de sangre. La prueba se realizará dos veces en cada participante del estudio, después del tratamiento con Kaleorid® y después del tratamiento con placebo.

Punto final primario: S-aldosterona estimulada por Ang II

Hipótesis secundaria:

La hipótesis secundaria es que el tratamiento con Kaleorid® también reducirá la sensibilidad a Ang II de las células del músculo liso en los vasos de resistencia vascular humanos a través de una regulación a la baja de los receptores Ang II en la membrana de las células del músculo liso. Esto provocaría una vasodilatación y una caída de la presión arterial. Para probar esto, mediremos la presión arterial y evaluaremos el tono vascular antes, durante y después de la infusión intravenosa de Ang II mencionada anteriormente. La presión arterial antes, durante y después de la infusión intravenosa de Ang II se medirá con pletismografía digital y medición convencional de la presión arterial braquial. El tono vascular antes, durante y después de la infusión intravenosa de Ang II se evaluará con el uso de mediciones del flujo sanguíneo mediante cardiografía de impedancia, pletismografía digital y ecografía Doppler. Se utilizará cardiografía de impedancia y pletismografía de dedo para estimar la resistencia periférica total (TPR). Se utilizará Ultrasonido Doppler para medir el flujo sanguíneo y calcular el índice de resistencia (IR) en la arteria renal, arteria celíaca y arteria mesentérica superior.

Finalmente tomaremos una biopsia de grasa de la región glútea de los participantes del estudio después de cada período de tratamiento. En estas biopsias esperamos encontrar vasos de resistencia vascular, que investigaremos para determinar la función y expresión del receptor. Se investigarán diferentes receptores, entre ellos el receptor Ang II tipo 1.

Hipótesis terciaria:

La hipótesis terciaria es que el tratamiento con Kaleorid® interactuará con la actividad del sistema nervioso simpático.

Para probar esta interacción potencial, planeamos medir P-epinefrina y P-norepinefrina en sangre y medir el contenido de epinefrina y norepinefrina en una muestra de orina al final de cada período de tratamiento. Además, planeamos medir P-epinefrina y P-norepinefrina en la sangre antes, durante y después de la infusión intravenosa de Ang II mencionada anteriormente.

Métodos

Diseño:

Este es un ensayo cruzado, doble ciego, controlado con placebo, clínico aleatorizado, diseñado para probar cómo el fármaco Kaleorid® afecta los componentes del sistema renina-angiotensina-aldosterona y el sistema nervioso simpático en comparación con el placebo en hombres sanos.

Después de la inclusión y la evaluación inicial, se asignará aleatoriamente a un grupo de hombres sanos con una presión arterial normal en el consultorio a un tratamiento de 4 semanas con el medicamento Kaleorid®, 750 mg, 3 tabletas 3 veces al día o a un tratamiento de 4 semanas con tabletas de placebo, 3 tabletas 3 veces. a diario.

El día 26 del primer período de tratamiento, los participantes del estudio se reúnen en el hospital y reciben el equipo para medir la presión arterial ambulatoria de 24 horas y recolectar una muestra de orina de 48 horas. El mismo día se le realizará una muestra de sangre, un electrocardiograma (ECG) y una biopsia de grasa de la región glútea.

El día 28 del primer período de tratamiento, los participantes del estudio se reúnen nuevamente en el hospital. Este día se probará más con la infusión intravenosa de Ang II seguida de la medición continua de la presión arterial y la respuesta de la aldosterona (usando muestras de sangre). Antes, durante y después de la infusión intravenosa de Ang II, se medirá la presión arterial con pletismografía digital y medición convencional de la presión arterial braquial. El tono vascular antes, durante y después de la infusión intravenosa de Ang II se evaluará con el uso de mediciones del flujo sanguíneo mediante cardiografía de impedancia, pletismografía digital y ecografía Doppler.

Después de este primer período de tratamiento y prueba, se inserta un período de lavado de dos semanas. Después de dos semanas de lavado, los participantes del estudio se cruzan y comienzan el tratamiento nuevamente (segundo período de tratamiento). Los individuos tratados anteriormente con Kaleorid® se convierten en individuos tratados con placebo, y los individuos tratados anteriormente con placebo se convierten en individuos tratados con Kaleorid®. Después de otras 4 semanas de tratamiento, se repiten las mismas pruebas que se realizaron después del primer período de tratamiento.

Fármacos en investigación, aleatorización, cegamiento y estadísticas:

El medicamento Kaleorid® y las tabletas de placebo constituyen los medicamentos en investigación en este ensayo clínico en humanos. El medicamento Kaleorid® es comprado y entregado por la farmacia regional de la Región Capital de Dinamarca. Las tabletas de placebo son fabricadas y distribuidas por la farmacia regional de la Región Capital de Dinamarca. La misma farmacia es responsable de la aleatorización del tratamiento, el empaque de los medicamentos en investigación y el etiquetado de los medicamentos en investigación. Los envases de tabletas entregados no están etiquetados con el contenido, por lo que el tratamiento se planifica a ciegas tanto para los participantes del estudio como para los investigadores, por lo que es doble ciego intencional.

Dado que el diseño del estudio es un diseño cruzado, se planea usar estadísticas para datos pareados para evaluar los resultados. Se ha realizado un cálculo de potencia sobre el criterio principal de valoración de acuerdo con los criterios estándar y 25 participantes del estudio son suficientes.

Procedimientos experimentales:

Día 7 El día 7 en ambos períodos de tratamiento se realiza una muestra de sangre a los participantes del estudio para medir el potasio, el sodio, la creatinina y la eGFR. Esta es simplemente una muestra de sangre de seguridad para probar que los participantes del estudio pueden tolerar los medicamentos en investigación y no desarrollar hiperpotasemia.

Día 26 El día 26 en ambos períodos de tratamiento, los participantes del estudio se reúnen en el hospital y reciben el equipo para medir la presión arterial ambulatoria de 24 horas y recolectar una muestra de orina de 48 horas. El mismo día se le realizará una muestra de sangre, un electrocardiograma (ECG) y una biopsia de grasa de la región glútea.

Las biopsias de grasa serán realizadas por un médico con experiencia en cirugía. Después de la extracción, las biopsias se transfieren inmediatamente a un tampón fisiológico enfriado con hielo y se transportan al laboratorio del Instituto de Investigación Glostrup. En el laboratorio, las pequeñas arteriolas de las biopsias se disecan para eliminar la grasa y el tejido conectivo utilizando un microscopio. Las arteriolas diseccionadas se seccionan en segmentos cilíndricos de 1-2 mm de longitud que se utilizan inmediatamente para estudios de respuesta vasomotora o se almacenan a -80°C para estudios moleculares. Para los estudios de respuesta vasomotora, los segmentos de arteriola aislados se montan en un miógrafo de alambre Mulvany-Halpern, por lo que es posible probar la respuesta fisiológica del vaso después de agregar diferentes hormonas, p. Ángel II. Los estudios moleculares consisten en PCR cuantitativa en tiempo real para cuantificar la expresión de ARNm de los genes receptores relevantes, transferencia Western para analizar la expresión de la proteína receptora e inmunohistoquímica para analizar la localización del receptor.

Día 28 El día 28 en ambos períodos de tratamiento, los participantes del estudio se reúnen nuevamente en el hospital. Después de devolver el equipo utilizado para la presión arterial ambulatoria de 24 horas y la muestra de orina, los participantes del estudio están siendo evaluados con la infusión intravenosa de Ang II. La infusión de Ang II se realiza con el participante del estudio en posición supina. La infusión de Ang II se administra por vía intravenosa a una dosis de 5 ng/kg/min durante 30 min. La dosis y la duración elegidas se basan en otros estudios y son seguras (16-18). Antes, durante y después de la infusión de Ang II, se toman muestras de sangre de otro acceso intravenoso para analizar la sangre en busca de S-aldosterona, P-angiotensina II, actividad de renina plasmática, P-epinefrina, P-norepinefrina y N-PRO-ANP.

Antes, durante y después de la infusión, los participantes del estudio son monitoreados de cerca. La presión arterial se mide con la medición convencional de la presión arterial braquial, pero también con la pletismografía digital, que brinda una evaluación continua de la presión arterial. La cardiografía de impedancia continua proporciona una evaluación continua del gasto cardíaco y, junto con la presión arterial, podemos estimar la resistencia periférica total durante la infusión de Ang II. Además, el flujo sanguíneo en las arterias centrales del abdomen se mide mediante ultrasonido Doppler.

Viabilidad práctica Se trata de un ensayo clínico con medicamentos en humanos. El ensayo está aprobado por la Autoridad Danesa de Salud y Medicamentos y está registrado en la base de datos EudraCT con el número EudraCT: 2013-004460-66.

Según la legislación vigente, los ensayos clínicos con medicamentos en humanos deben seguir las normas de BPC (Buenas Prácticas Clínicas). De acuerdo con esto, el ensayo es supervisado por la unidad GCP del Hospital Universitario de Copenhague.

El ensayo está aprobado por los Comités de Ética de Investigación en Salud en la Región Capital de Dinamarca.

En conclusión, todas las autoridades necesarias han aprobado el ensayo.

Financiación Este estudio cuenta con el apoyo de la Fundación Danesa del Corazón.