Verenpaineen säätely - kaliumin rooli

Hankkeen nimi: Suun kautta otettava kaliumlisä terveillä miehillä - vuorovaikutukset reniini-angiotensiini-aldosteronijärjestelmän ja sympaattisen hermoston kanssa Protokollan numero: KARAASS-1 EudraCT-numero: 2013-004460-66

Tavoite

Tutkimuksen tavoitteena on selvittää, kuinka Kaleorid®-lääkkeen muodossa annettu suun kautta otettava kaliumlisä säätelee ihmisen verenpainetta. Tarkemmin tavoitteena on testata, kuinka suun kautta otettava kaliumlisä on vuorovaikutuksessa:

• Reniini-angiotensiini-aldosteronijärjestelmä ja
• Sympaattinen hermosto

Tätä varten aiomme suorittaa satunnaistetun kliinisen lumekontrolloidun kaksoissokkoutetun crossover-tutkimuksen testataksemme, kuinka Kaleorid® vaikuttaa reniini-angiotensiini-aldosteronijärjestelmän ja sympaattisen hermoston komponentteihin verrattuna lumelääkkeeseen terveillä miehillä.

Tausta Verenpainetaudin maailmanlaajuinen taakka on valtava. Verenpainetautia sairastavien aikuisten lukumääräksi arvioitiin 972 miljoonaa vuonna 2000, ja tämän määrän odotetaan kasvavan noin 60 prosenttia 1,56 miljardiin vuonna 2025 maailmanlaajuisesti (1). Tanskassa verenpainetaudin arvioitu esiintyvyys aikuisväestössä on 26–40 prosenttia (2). Hypertensio on siis laajalle levinnyt sairaus, ja lisäksi tiedetään, että verenpainetauti on yksi tärkeimmistä muunnettavissa olevista sydän-, aivo- ja munuaissairauksien riskitekijöistä (3;4). Tässä tutkimuksessa tutkimme kaliumin roolia ihmisen verenpaineen säätelyssä.

On hyväksyttyä tietoa, että runsaasti kaliumia sisältävä ruokavalio alentaa verenpainetta, kuten hyvin rakennetussa DASH-tutkimuksessa (Dietary Approaches to Stop Hypertension) osoitettiin (5). Korkean kaliumtason lisäksi DASH-ruokavalio sisälsi myös runsaasti magnesiumia, kalsiumia ja vähärasvaisia ​​maitotuotteita sekä vähän tyydyttynyttä rasvaa, joten oliko DASH-ruokavalion verenpainetta alentava vaikutus vain seurausta korkeasta kaliumtasoa tai yhdistetyn ruokavalion tulosta on vaikea sanoa. Siitä huolimatta meta-analyysi osoitti suuriannoksisen oraalisen kaliumlisän antamisen merkittävän systolisen ja diastolisen verenpainetta alentavan vaikutuksen verrattuna lumelääkkeeseen tai pieniannoksisen oraalisen kaliumlisän antoon (6). Aivohalvauksen riskin, joka on pitkäaikaisen verenpainetaudin pääasiallinen haitallinen seuraus, on myös osoitettu pienenevän runsaalla kaliumin saannilla (7). Ja yksi tutkimus osoitti, että verenpainelääkkeiden tarvetta verenpainepotilailla voidaan vähentää, kun kaliumin saantia on lisätty luonnollisista ruoista (8). Runsas kaliumin saanti ruokavaliosta näyttää siis hyödylliseltä.

Lisäksi kaliumvajauksella näyttää olevan päinvastainen vaikutus kuin kaliumlisällä. Sekä normotensiivisillä miehillä että essentiaalista hypertensiota sairastavilla potilailla verenpaine nousi kaliumvajauksen aikana (9;10).

Kaiken kaikkiaan on olemassa luotettavaa näyttöä käänteisestä korrelaatiosta kaliumin saannin ja verenpainetason välillä. Siitä huolimatta tämän näennäisen käänteisen korrelaation takana oleva mekanismi on edelleen arvoitus. Erilaisia ​​hypoteeseja on kehitetty pääasiassa eläinkokeiden perusteella. Rotan munuaisissa kaliumvajauksen odotetaan saavan aikaan natriumin pidättymistä ja siten kohonnutta verenpainetta. Valtimon seinämän tasolla kaliumvajauksen odotetaan alentavan solunsisäistä kaliumtasoa sileissä lihassoluissa, mikä johtaisi kalvon depolarisaatioon ja saa siten aikaan supistumisen, lisääntyneen perifeerisen verisuonen vastuksen ja kohonneen verenpaineen. Toisaalta runsaasti kaliumia sisältävän ruokavalion odotetaan saavan aikaan endoteeliriippuvaisen verisuonten laajenemisen. Toinen oletettu mekanismi on se, että aivo-selkäydinnesteen korkeat kaliumtasot vähentäisivät sympaattista ulosvirtausta aivoista ja siten verenpainetta. Mainitut teoriat (11) perustuvat pääosin eläintutkimuksiin.

Tiedetään, että korkea kaliumin saanti ihmisillä johtaa kohonneeseen aldosteronitasoon veressä (12). Lisääntynyt aldosteronitaso suojaa elimistöä hyperkalemialta kaliumkuormituksen aikana. Teoriassa tämän aldosteronin nousun pitäisi myös saada aikaan sopimaton natrium- ja tilavuusretentio ja siten verenpainetauti. Mutta se ei tee sitä. Verenpaine pysyy ennallaan (12) tai laskee kaliumin saannin lisääntymisen jälkeen.

Joten kysymys kuuluu - Miksi kaliumin stimuloima aldosteronin eritys ei johda verenpaineeseen?

Nefrologian laitoksen molekyylibiologian laboratoriossa Rigshospitaletissa olemme löytäneet mielenkiintoisia tuloksia kaliumista ja aldosteronista. Työskennellessämme ihmisen lisämunuaiskuoren solulinjan H295R muodossa olevan aldosteronin erittymisen in vitro -mallin kanssa, joka on osoittautunut malliksi ihmisen lisämunuaiskuoren toiminnan tutkimiseen (13;14), havaitsimme vuorovaikutuksia solunulkoisen kaliumin ja kaliumin välillä. reniini-angiotensiini-aldosteronijärjestelmän (RAAS) komponentteja. H295R-solulinja on malli ihmisen lisämunuaiskuoren zona glomerulosa soluista, jotka normaalisti ovat aldosteronin synteesi- ja erityspaikka ihmiskehossa. Aldosteronin eritystä näistä soluista stimuloi pääasiassa angiotensiini II (Ang II) osana RAAS:n aktivaatiota ja solunulkoinen kalium tilanteissa, joissa solunulkoisen kaliumin taso nousee. Näitä kahta sihteeristöä pidetään perinteisesti riippumattomina. Mutta tutkimuksemme osoittivat vuorovaikutusta näiden kahden järjestelmän välillä. Havaittiin, että H295R-solujen stimulointi korkeilla solunulkoisen kaliumtasoilla vähensi tyypin 1 Ang II -reseptorien määrää solujen kalvossa mitattuna radioaktiivisesti leimatun Ang II:n spesifisen sitoutumisen vähenemisenä soluihin (15). . Tätä radioaktiivisesti leimatun Ang II:n spesifisen sitoutumisen vähenemistä seurasi kaliumin aiheuttama väheneminen Ang II:n tyypin 1 reseptorigeenin (AGTR1) ilmentymisessä (15). Tämä tarkoittaa, että ihmisen aldosteronia tuottavien solujen Ang II -herkkyyttä vähentävät korkeat ekstrasellulaarisen kaliumtasot in vitro, ja hypoteesi on, että korkeat solunulkoisen kaliumtasot moduloivat siten reniini-angiotensiini-aldosteronijärjestelmää.

Tämän laboratoriotuloksiemme innoittamana tämän tämän tutkimuksen tavoitteena on varmistaa tällaisten inhiboivien vuorovaikutusten olemassaolo korkeiden kaliumtasojen ja RAAS:n välillä in vivo. Yleisenä tavoitteena on selventää kaliumin roolia ihmisen verenpaineen säätelyssä.

Hypoteesit Tässä tutkimuksessa 4 viikon hoito Kaleorid®-lääkkeellä, 750 mg, 3 tablettia 3 kertaa vuorokaudessa, mikä vastaa 90 mmol kaliumia päivässä, testataan 4 viikon lumelääkehoitoa vastaan, 3 tablettia 3 kertaa päivässä crossover-mallissa. Kunkin hoitojakson lopussa tehdään testejä reniini-angiotensiini-aldosteronijärjestelmän ja sympaattisen hermoston komponenttien tutkimiseksi.

Ensisijainen hypoteesi ja ensisijainen päätepiste:

Ensisijainen hypoteesi on, että Kaleorid®-hoito vähentää ihmisen lisämunuaiskuoren Ang II -herkkyyttä ja siten vähentää Ang II:n stimuloimaa aldosteronin eritystä. Tämä hypoteesi testataan suonensisäisellä Ang II -infuusiolla ja seuraavan aldosteronivasteen mittauksella verinäytteistä. Testi tehdään kahdesti jokaiselle tutkimukseen osallistuneelle, Kaleorid®-hoidon ja lumelääkehoidon jälkeen.

Ensisijainen päätepiste: Ang II:lla stimuloitu S-aldosteroni

Toissijainen hypoteesi:

Toissijainen hypoteesi on, että Kaleorid®-hoito vähentää myös sileiden lihassolujen Ang II -herkkyyttä ihmisen verisuoniresistenssisuonissa, koska Ang II -reseptorit säätelevät alas sileälihassolujen kalvossa. Tämä aiheuttaisi verisuonten laajenemista ja verenpaineen laskua. Tämän testaamiseksi mittaamme verenpaineen ja arvioimme verisuonten tonuksen ennen edellä mainittua suonensisäistä Ang II -infuusiota, sen aikana ja sen jälkeen. Verenpaine ennen suonensisäistä Ang II -infuusiota, sen aikana ja sen jälkeen mitataan sormipletysmografialla ja tavanomaisella brakiaalisen verenpaineen mittauksella. Verisuonten tonusus ennen suonensisäistä Ang II -infuusiota, sen aikana ja sen jälkeen arvioidaan käyttämällä verenvirtauksen impedanssikardiografiaa, sormipletysmografiaa ja Doppler-ultraäänimittauksia. Impedanssikardiografiaa ja sormipletysmografiaa käytetään kokonaisperifeerisen vastuksen (TPR) arvioimiseen. Doppler-ultraäänellä mitataan verenvirtausta ja lasketaan resistanssiindeksi (RI) munuaisvaltimon, keliakian valtimon ja suoliliepeen valtimon yläosassa.

Lopuksi otamme rasvabiopsian tutkimukseen osallistuneiden pakaraalueelta jokaisen hoitojakson jälkeen. Näissä biopsioissa odotamme löytävämme verisuonten vastustuskykyisuonia, joista tutkimme reseptorin toimintaa ja reseptorin ilmentymistä. Erilaisia ​​reseptoreita tutkitaan, mukaan lukien Ang II tyypin 1 reseptori.

Tertiäärinen hypoteesi:

Kolmannen tason hypoteesi on, että Kaleorid®-hoito vaikuttaa sympaattisen hermoston toimintaan.

Tämän mahdollisen yhteisvaikutuksen testaamiseksi aiomme mitata P-epinefriinin ja P-norepinefriinin verestä ja mitata epinefriinin ja norepinefriinin pitoisuuden virtsanäytteestä kunkin hoitojakson lopussa. Suunnittelemme lisäksi P-epinefriinin ja P-norepinefriinin mittaamista verestä ennen edellä mainittua suonensisäistä Ang II -infuusiota, sen aikana ja sen jälkeen.

menetelmät

Design:

Tämä on satunnaistettu kliininen plasebokontrolloitu kaksoissokkoutettu risteytystutkimus, jonka tarkoituksena on testata, kuinka Kaleorid® vaikuttaa reniini-angiotensiini-aldosteronijärjestelmän ja sympaattisen hermoston komponentteihin verrattuna lumelääkkeeseen terveillä miehillä.

Inkluusio- ja perusseulonnan jälkeen ryhmä terveitä miehiä, joilla on normaali toimistoverenpaine, satunnaistetaan joko 4 viikon hoitoon Kaleorid®-lääkevalmisteella, 750 mg, 3 tablettia 3 kertaa päivässä tai 4 viikon hoitoon lumetableteilla, 3 tablettia 3 kertaa. päivittäin.

Ensimmäisen hoitojakson päivänä 26 tutkimuksen osallistujat tapaavat sairaalassa ja saavat laitteet 24 tunnin ambulatorisen verenpaineen mittaamiseksi ja 48 tunnin virtsanäytteen ottamiseksi. Samana päivänä otetaan verinäyte, EKG (EKG) ja rasvabiopsia pakaraalueelta.

Ensimmäisen hoitojakson 28. päivänä tutkimukseen osallistujat tapaavat uudelleen sairaalassa. Tätä päivää testataan edelleen suonensisäisellä Ang II -infuusiolla, jota seuraa jatkuva verenpaineen ja aldosteronivasteen mittaus (verinäytteitä käyttämällä). Ennen suonensisäistä Ang II -infuusiota, sen aikana ja sen jälkeen verenpaine mitataan sormipletysmografialla ja tavanomaisella brakiaalisen verenpaineen mittauksella. Verisuonten tonusus ennen suonensisäistä Ang II -infuusiota, sen aikana ja sen jälkeen arvioidaan käyttämällä verenvirtauksen impedanssikardiografiaa, sormipletysmografiaa ja Doppler-ultraäänimittauksia.

Tämän ensimmäisen hoito- ja testausjakson jälkeen lisätään kahden viikon pesujakso. Kahden viikon pesun jälkeen tutkimukseen osallistujat siirtyvät ja aloittavat hoidon uudelleen (toinen hoitojakso). Aiemmin Kaleorid®-hoidetuista henkilöistä tulee lumelääkettä saaneita henkilöitä, ja entisistä lumelääkettä saaneista tulee Kaleorid®-hoitoa saaneita henkilöitä. Toisen 4 viikon hoidon jälkeen toistetaan samat testit kuin ensimmäisen hoitojakson jälkeen.

Tutkimuslääkkeet, satunnaistaminen, sokeus ja tilastot:

Kaleorid®-lääke ja lumetabletit ovat tämän ihmisillä tehdyn kliinisen tutkimuksen tutkimuslääkkeet. Kaleorid®-lääkkeen ostaa ja toimittaa Tanskan pääkaupunkiseudun alueapteekki. Lumetabletit valmistaa ja toimittaa Tanskan pääkaupunkialueen alueapteekki. Sama apteekki vastaa hoidon satunnaistamisesta, tutkimuslääkkeiden pakkaamisesta ja tutkimuslääkkeiden merkitsemisestä. Toimitettuihin tablettipakkauksiin ei ole merkitty sisältöä, joten hoito suunnitellaan sokkoutetuksi sekä tutkimukseen osallistuneille että tutkijoille - siis tarkoituksellisesti kaksoissokkoutetuksi.

Koska tutkimuksen suunnittelu on cross-over-muotoilu, tulosten arvioinnissa on tarkoitus käyttää paritietojen tilastoja. Teholaskenta ensisijaisesta päätepisteestä on tehty standardikriteerien mukaan ja 25 tutkimukseen osallistujaa riittää.

Kokeellinen menettely:

Päivä 7. Päivänä 7 molemmilla hoitojaksoilla tutkimuksen osallistujilta otetaan verinäyte kaliumin, natriumin, kreatiniinin ja eGFR:n mittaamiseksi. Tämä on vain turvaverinäyte, jolla testataan, voivatko tutkimukseen osallistujat sietää tutkittavat lääkkeet eivätkä he saa hyperkalemiaa.

Päivä 26 Päivänä 26 molemmilla hoitojaksoilla tutkimuksen osallistujat tapaavat sairaalassa ja saavat laitteet 24 tunnin ambulatorisen verenpaineen mittaamiseksi ja 48 tunnin virtsanäytteen ottamiseksi. Samana päivänä otetaan verinäyte, EKG (EKG) ja rasvabiopsia pakaraalueelta.

Rasvakoepalat tekee kirurgian perehtynyt lääkäri. Poiston jälkeen biopsiat siirretään välittömästi jääkylmään fysiologiseen puskuriin ja kuljetetaan Glostrup Research Instituten laboratorioon. Laboratoriossa biopsioiden pienet arteriolit leikataan rasvattomaksi ja sidekudokseksi mikroskoopilla. Leikatut arteriolit leikataan 1-2 mm pituisiksi sylinterimäisiksi segmenteiksi, joita käytetään joko välittömästi vasomotorisen vasteen tutkimuksiin tai säilytetään -80 °C:ssa molekyylitutkimuksia varten. Vasomotorisen vasteen tutkimuksia varten eristetyt valtimosegmentit asennetaan Mulvany-Halpernin lanka-myografiaan, jolloin on mahdollista testata suonen fysiologista vastetta erilaisten hormonien, esim. hormonien lisäämisen jälkeen. Ang II. Molekyylitutkimukset koostuvat kvantitatiivisesta reaaliaikaisesta PCR:stä relevanttien reseptorigeenien mRNA-ilmentymisen määrittämiseksi, Western blot -testistä reseptoriproteiinin ilmentymisen analysoimiseksi ja immunohistokemiasta reseptorin lokalisoinnin analysoimiseksi.

Päivä 28 Päivänä 28 molemmilla hoitojaksoilla tutkimukseen osallistujat tapaavat uudelleen sairaalassa. Kun 24 tunnin ambulatoriseen verenpaineeseen käytetyt laitteet ja virtsanäyte on palautettu, tutkimukseen osallistujia testataan suonensisäisellä Ang II -infuusiolla. Ang II -infuusio tehdään tutkimuksen osallistujan ollessa makuuasennossa. Ang II -infuusio annetaan suonensisäisesti annoksella 5 ng/kg/min 30 minuutin ajan. Valittu annos ja keston pituus perustuvat muihin tutkimuksiin ja ovat turvallisia (16-18). Ennen Ang II -infuusiota, sen aikana ja sen jälkeen verinäytteitä otetaan toisesta suonensisäisestä pisteestä, jotta veri analysoidaan S-aldosteronin, P-angiotensiini II:n, plasman reniiniaktiivisuuden, P-epinefriinin, P-norepinefriinin ja N-PRO-ANP:n suhteen.

Ennen infuusiota, sen aikana ja sen jälkeen tutkimukseen osallistujia seurataan tarkasti. Verenpainetta mitataan tavanomaisella brakiaalisella verenpainemittauksella, mutta myös sormipletysmografialla, joka antaa jatkuvan verenpainemittauksen. Jatkuva impedanssikardiografia antaa jatkuvan arvion sydämen minuuttitilavuudesta ja yhdessä verenpaineen kanssa pystymme arvioimaan perifeerisen kokonaisresistanssin Ang II -infuusion aikana. Lisäksi verenkiertoa vatsan keskusvaltimoissa mitataan Doppler-ultraäänellä.

Käytännön toteutettavuus Tämä on kliininen koe lääkkeillä ihmisillä. Tutkimuksen on hyväksynyt Tanskan terveys- ja lääkeviranomainen, ja tutkimus on rekisteröity EudraCT-tietokantaan numerolla EudraCT: 2013-004460-66.

Nykyisen lainsäädännön mukaan kliinisissä lääketutkimuksissa ihmisillä on noudatettava GCP:n (Good Clinical Practice) sääntöjä. Tämän mukaisesti tutkimusta valvoo Kööpenhaminan yliopistollisen sairaalan GCP-yksikkö.

Kokeen ovat hyväksyneet Tanskan pääkaupunkialueen terveystutkimuksen eettiset komiteat.

Lopuksi kaikki tarvittavat viranomaiset ovat hyväksyneet oikeudenkäynnin.

Rahoitus Tätä tutkimusta tukee The Danish Heart Foundation.