Regulacja ciśnienia krwi – rola potasu

Tytuł projektu: Doustna suplementacja potasu u zdrowych mężczyzn - interakcje z układem renina-angiotensyna-aldosteron i współczulnym układem nerwowym Numer protokołu: KARAASS-1 Numer EudraCT: 2013-004460-66

Cel

Celem pracy jest zbadanie, w jaki sposób doustna suplementacja potasu, podawana w postaci leku Kaleorid®, reguluje ciśnienie krwi u człowieka. Bardziej szczegółowym celem jest sprawdzenie, w jaki sposób doustna suplementacja potasu wchodzi w interakcje z:

• Układ renina-angiotensyna-aldosteron i
• Współczulny układ nerwowy

W tym celu planujemy przeprowadzić randomizowane, kontrolowane placebo badanie krzyżowe z podwójnie ślepą próbą, aby sprawdzić, jak lek Kaleorid® wpływa na elementy układu renina-angiotensyna-aldosteron i współczulny układ nerwowy w porównaniu z placebo u zdrowych mężczyzn.

Tło Globalne obciążenie nadciśnieniem tętniczym jest ogromne. Szacunkowa liczba dorosłych z nadciśnieniem tętniczym w 2000 roku wynosiła 972 miliony i oczekuje się, że liczba ta wzrośnie o około 60% do całkowitej liczby 1,56 miliarda w 2025 roku na całym świecie (1). W Danii szacowana częstość występowania nadciśnienia tętniczego wśród dorosłej populacji wynosi od 26% do 40% (2). Nadciśnienie jest zatem szeroko rozpowszechnioną chorobą i wiadomo ponadto, że nadciśnienie jest jednym z najważniejszych modyfikowalnych czynników ryzyka chorób sercowo-naczyniowych, naczyniowo-mózgowych i nerek (3;4). W tym badaniu badamy rolę potasu w regulacji ciśnienia krwi u ludzi.

Powszechnie wiadomo, że dieta bogata w potas obniża ciśnienie krwi, co wykazano w dobrze skonstruowanym badaniu DASH (Dietary Approaches to Stop Hypertension) (5). Oprócz wysokiego poziomu potasu dieta DASH zawierała również wysoki poziom magnezu, wapnia i niskotłuszczowych produktów mlecznych oraz niski poziom tłuszczów nasyconych, więc czy efekt diety DASH obniżający ciśnienie krwi był jedynie wynikiem wysokiej poziom potasu lub wynik diety łączonej jest trudny do określenia. Niemniej jednak metaanaliza wykazała znaczący efekt obniżenia skurczowego i rozkurczowego ciśnienia krwi po podaniu dużej dawki doustnej suplementacji potasu w porównaniu z placebo lub po podaniu małej dawki doustnej suplementacji potasu (6). Wykazano również, że ryzyko udaru mózgu, głównego niekorzystnego wyniku długotrwałego nadciśnienia tętniczego, zmniejsza się przy wysokim spożyciu potasu w diecie (7). Jedno z badań wykazało, że zapotrzebowanie na leki przeciwnadciśnieniowe u osób z nadciśnieniem tętniczym można zmniejszyć po zwiększeniu spożycia potasu z naturalnej żywności (8). Wysokie spożycie potasu w diecie wydaje się zatem korzystne.

Ponadto niedobór potasu wydaje się mieć odwrotny skutek niż suplementacja potasem. Zarówno u mężczyzn z normotensją, jak i u pacjentów z nadciśnieniem pierwotnym ciśnienie krwi wzrastało podczas niedoboru potasu (9;10).

Podsumowując, istnieją wiarygodne dowody na odwrotną korelację między spożyciem potasu a poziomem ciśnienia krwi. Niemniej jednak mechanizm stojący za tą pozorną odwrotną korelacją wciąż pozostaje zagadką. Opracowano różne hipotezy, głównie na podstawie badań na zwierzętach. Oczekuje się, że w nerkach szczura niedobór potasu spowoduje zatrzymanie sodu, a tym samym nadciśnienie. Oczekuje się, że niedobór potasu na poziomie ściany tętnicy spowoduje obniżenie wewnątrzkomórkowego poziomu potasu w komórkach mięśni gładkich, co może prowadzić do depolaryzacji błony, a tym samym wywołać skurcz, wzrost obwodowego oporu naczyniowego i nadciśnienie. Z drugiej strony oczekuje się, że dieta bogata w potas wywoła rozszerzenie naczyń zależne od śródbłonka. Innym postulowanym mechanizmem jest to, że wysoki poziom potasu w płynie mózgowo-rdzeniowym zmniejsza współczulny odpływ z mózgu, a tym samym ciśnienie krwi. Wspomniane teorie (11) opierają się głównie na badaniach na zwierzętach.

Wiadomo, że wysokie spożycie potasu u ludzi powoduje wzrost poziomu aldosteronu we krwi (12). Podwyższony poziom aldosteronu zabezpiecza organizm przed hiperkaliemią podczas ładowania potasem. Teoretycznie ten wzrost aldosteronu powinien również wywołać niewłaściwe zatrzymanie sodu i płynów, a tym samym nadciśnienie. Ale tak nie jest. Ciśnienie krwi pozostaje niezmienione (12) lub spada po zwiększeniu spożycia potasu.

Pytanie brzmi: dlaczego wydzielanie aldosteronu stymulowane potasem nie powoduje nadciśnienia?

W laboratorium Biologii Molekularnej na Klinice Nefrologii P Rigshospitalet znaleźliśmy kilka interesujących wyników dotyczących potasu i aldosteronu. Pracując z modelem wydzielania aldosteronu in vitro w postaci ludzkiej linii komórkowej kory nadnerczy H295R, który okazał się modelem do badania funkcji ludzkiej kory nadnerczy (13;14), odkryliśmy interakcje między zewnątrzkomórkowym potasem a składniki układu renina-angiotensyna-aldosteron (RAAS). Linia komórkowa H295R jest modelem ludzkich komórek warstwy kłębuszkowej kory nadnerczy, które normalnie są miejscem syntezy i wydzielania aldosteronu w organizmie człowieka. Wydzielanie aldosteronu z tych komórek jest stymulowane głównie przez angiotensynę II (Ang II), jako część aktywacji układu RAAS, oraz przez pozakomórkowy potas w sytuacjach, gdy poziom pozakomórkowego potasu wzrasta. Tych dwóch sekretagogów tradycyjnie uważa się za niezależnych. Ale nasze badania wykazały interakcje między tymi dwoma systemami. Stwierdzono, że stymulacja komórek H295R wysokimi poziomami pozakomórkowego potasu zmniejszała ilość receptorów Ang II typu 1 w błonie komórkowej, mierzona jako spadek swoistego wiązania znakowanej radioaktywnie Ang II z komórkami (15) . Po tym zmniejszeniu swoistego wiązania znakowanej radioaktywnie Ang II nastąpiło wywołane potasem zmniejszenie ekspresji genu receptora Ang II typu 1 (AGTR1) (15). Oznacza to, że wrażliwość ludzkich komórek wytwarzających aldosteron na Ang II jest zmniejszona przez wysokie poziomy pozakomórkowego potasu in vitro, a hipoteza jest taka, że ​​wysokie poziomy pozakomórkowego potasu modulują w ten sposób układ renina-angiotensyna-aldosteron.

Zainspirowany naszymi wynikami laboratoryjnymi, celem niniejszego badania jest zweryfikowanie istnienia takich hamujących interakcji między wysokimi poziomami potasu a RAAS in vivo. Ogólnym celem jest wyjaśnienie roli potasu w regulacji ciśnienia krwi u ludzi.

Hipotezy W tej próbie 4-tygodniowe leczenie lekiem Kaleorid®, 750mg, 3 tabletki 3 razy dziennie, co odpowiada 90 mmol potasu dziennie, jest porównywane z 4-tygodniowym leczeniem placebo, 3 tabletki 3 razy dziennie w schemacie naprzemiennym. Na koniec każdego okresu leczenia wykonywane są badania w celu zbadania składników układu renina-angiotensyna-aldosteron oraz współczulnego układu nerwowego.

Hipoteza pierwotna i pierwszorzędowy punkt końcowy:

Podstawowa hipoteza jest taka, że ​​leczenie Kaleoridem® zmniejszy wrażliwość ludzkiej kory nadnerczy na Ang II, a tym samym zmniejszy wydzielanie aldosteronu stymulowane przez Ang II. Hipoteza ta zostanie sprawdzona za pomocą dożylnego wlewu Ang II i pomiaru następującej odpowiedzi na aldosteron w próbkach krwi. Test zostanie przeprowadzony dwukrotnie u każdego uczestnika badania, po leczeniu Kaleoridem® i po leczeniu placebo.

Pierwszorzędowy punkt końcowy: S-aldosteron stymulowany przez Ang II

Hipoteza drugorzędna:

Drugorzędną hipotezą jest to, że leczenie Kaleoridem® zmniejszy również wrażliwość komórek mięśni gładkich na Ang II w ludzkich naczyniach oporowych poprzez zmniejszenie receptorów Ang II w błonie komórek mięśni gładkich. Spowodowałoby to rozszerzenie naczyń i spadek ciśnienia krwi. Aby to sprawdzić, zmierzymy ciśnienie krwi i ocenimy napięcie naczyń przed, w trakcie i po wyżej wymienionym dożylnym wlewie Ang II. Ciśnienie krwi przed, podczas i po infuzji dożylnej Ang II będzie mierzone za pomocą pletyzmografii palcowej i konwencjonalnego pomiaru ciśnienia krwi na ramieniu. Napięcie naczyniowe przed, w trakcie i po infuzji dożylnej Ang II będzie oceniane za pomocą kardiografii impedancyjnej, pletyzmografii palcowej i ultrasonografii dopplerowskiej przepływu krwi. Kardiografia impedancyjna i pletyzmografia palcowa zostaną wykorzystane do oszacowania całkowitego oporu obwodowego (TPR). Ultrasonografia dopplerowska posłuży do pomiaru przepływu krwi i obliczenia wskaźnika oporu (RI) w tętnicy nerkowej, tętnicy trzewnej i tętnicy krezkowej górnej.

Na koniec pobierzemy biopsję tłuszczu z okolicy pośladkowej uczestników badania po każdym okresie leczenia. W tych biopsjach spodziewamy się znaleźć naczynia oporności naczyniowej, które będziemy badać pod kątem funkcji receptora i ekspresji receptora. Zbadane zostaną różne receptory, w tym receptor Ang II typu 1.

Hipoteza trzeciorzędowa:

Hipoteza trzeciorzędna jest taka, że ​​leczenie Kaleoridem® będzie wchodzić w interakcje z aktywnością współczulnego układu nerwowego.

Aby przetestować tę potencjalną interakcję, planujemy zmierzyć P-epinefrynę i P-norepinefrynę we krwi oraz zmierzyć zawartość epinefryny i norepinefryny w próbce moczu na koniec każdego okresu leczenia. Ponadto planujemy oznaczać P-epinefrynę i P-norepinefrynę we krwi przed, w trakcie i po wyżej wymienionym wlewie dożylnym Ang II.

Metody

Projekt:

Jest to randomizowane, kontrolowane placebo, podwójnie ślepe badanie krzyżowe, mające na celu sprawdzenie, jak lek Kaleorid® wpływa na elementy układu renina-angiotensyna-aldosteron i współczulny układ nerwowy w porównaniu z placebo u zdrowych mężczyzn.

Po włączeniu i wyjściowym badaniu przesiewowym grupa zdrowych mężczyzn z normalnym ciśnieniem krwi w gabinecie lekarskim zostanie losowo przydzielona do 4-tygodniowego leczenia lekiem Kaleorid®, 750 mg, 3 tabletki 3 razy dziennie lub do 4-tygodniowego leczenia tabletkami placebo, 3 tabletki 3 razy codziennie.

W 26. dobie pierwszego okresu leczenia uczestnicy badania spotykają się w szpitalu i otrzymują sprzęt do całodobowego ambulatoryjnego pomiaru ciśnienia krwi oraz pobrania próbki moczu z 48 godzin. Tego samego dnia zostanie wykonane pobranie krwi, elektrokardiogram (EKG) oraz biopsja tkanki tłuszczowej z okolicy pośladkowej.

W 28. dobie pierwszego okresu leczenia uczestnicy badania ponownie spotykają się w szpitalu. Tego dnia dalsze badania z dożylnym wlewem Ang II, a następnie ciągły pomiar ciśnienia krwi i odpowiedzi na aldosteron (za pomocą próbek krwi). Przed, w trakcie i po infuzji dożylnej Ang II ciśnienie krwi będzie mierzone za pomocą pletyzmografii palcowej i konwencjonalnego pomiaru ciśnienia krwi na ramieniu. Napięcie naczyniowe przed, w trakcie i po infuzji dożylnej Ang II będzie oceniane za pomocą kardiografii impedancyjnej, pletyzmografii palcowej i ultrasonografii dopplerowskiej przepływu krwi.

Po tym pierwszym okresie leczenia i testowania dodaje się dwutygodniowy okres wypłukiwania. Po dwóch tygodniach wypłukiwania uczestnicy badania przestawiają się i ponownie rozpoczynają leczenie (drugi okres leczenia). Osoby leczone wcześniej Kaleoridem® stają się osobnikami otrzymującymi placebo, a osoby leczone wcześniej placebo stają się osobnikami leczonymi Kaleoridem®. Po kolejnych 4 tygodniach kuracji powtarza się te same badania co po pierwszym okresie kuracji.

Leki badawcze, randomizacja, zaślepienie i statystyki:

Lek Kaleorid® i tabletki placebo stanowią leki eksperymentalne w tym badaniu klinicznym na ludziach. Lek Kaleorid® jest kupowany i dostarczany przez regionalną aptekę Regionu Stołecznego Danii. Tabletki placebo są produkowane i dostarczane przez regionalną aptekę Regionu Stołecznego Danii. Ta sama apteka jest odpowiedzialna za randomizację leczenia, pakowanie badanych leków i etykietowanie badanych leków. Dostarczone pojemniki na tabletki nie są opatrzone etykietą z zawartością, więc leczenie planowane jest w sposób zaślepiony zarówno dla uczestników badania, jak i badaczy – a więc celowo podwójnie zaślepione.

Ponieważ projekt badania jest projektem krzyżowym, do oceny wyników planuje się wykorzystanie statystyk dla sparowanych danych. Obliczenia mocy dla pierwszorzędowego punktu końcowego zostały wykonane zgodnie ze standardowymi kryteriami i wystarczy 25 uczestników badania.

Eksperymentalne procedury:

Dzień 7 W dniu 7 w obu okresach leczenia uczestnicy badania mają pobieraną próbkę krwi w celu oznaczenia potasu, sodu, kreatyniny i eGFR. Jest to jedynie próbka krwi służąca do sprawdzenia, czy uczestnicy badania tolerują badane leki i nie rozwijają hiperkaliemii.

Dzień 26 W dniu 26 w obu okresach leczenia uczestnicy badania spotykają się w szpitalu i otrzymują sprzęt do całodobowego ambulatoryjnego pomiaru ciśnienia krwi oraz pobrania próbki moczu z 48 godzin. Tego samego dnia zostanie wykonane pobranie krwi, elektrokardiogram (EKG) oraz biopsja tkanki tłuszczowej z okolicy pośladkowej.

Biopsje tłuszczu będą wykonywane przez wykwalifikowanego lekarza chirurga. Po pobraniu biopsje są natychmiast przenoszone do lodowatego buforu fizjologicznego i transportowane do laboratorium w Instytucie Badawczym Glostrup. W laboratorium małe tętniczki w biopsjach są wycinane z tłuszczu i tkanki łącznej za pomocą mikroskopu. Wypreparowane tętniczki są cięte na cylindryczne segmenty o długości 1-2 mm, które są albo natychmiast wykorzystywane do badań odpowiedzi naczynioruchowej, albo przechowywane w temperaturze -80°C do badań molekularnych. W celu zbadania odpowiedzi naczynioruchowej izolowane segmenty tętniczek umieszcza się w miografie drutowym Mulvany'ego-Halperna, dzięki czemu możliwe jest zbadanie odpowiedzi fizjologicznej naczynia po dodaniu różnych hormonów, np. II. Badania molekularne obejmują ilościową reakcję PCR w czasie rzeczywistym w celu ilościowego określenia ekspresji mRNA odpowiednich genów receptora, western blot w celu analizy ekspresji białka receptora oraz immunohistochemię w celu analizy lokalizacji receptora.

Dzień 28 W dniu 28 w obu okresach leczenia uczestnicy badania ponownie spotykają się w szpitalu. Po zwróceniu sprzętu używanego do całodobowego ambulatoryjnego pomiaru ciśnienia krwi oraz próbki moczu uczestnicy badania są poddawani badaniu dożylnego wlewu Ang II. Infuzję Ang II wykonuje się u uczestnika badania w pozycji leżącej. Wlew Ang II podaje się dożylnie w dawce 5 ng/kg/min przez 30 min. Wybrane dawkowanie i długość trwania opierają się na innych badaniach i są bezpieczne (16-18). Przed, w trakcie i po infuzji Ang II pobierane są próbki krwi z innego dostępu dożylnego w celu analizy krwi pod kątem S-aldosteronu, P-angiotensyny II, aktywności reninowej osocza, P-epinefryny, P-noradrenaliny i N-PRO-ANP.

Przed, w trakcie i po infuzji uczestnicy badania są ściśle monitorowani. Ciśnienie krwi mierzy się za pomocą konwencjonalnego pomiaru ciśnienia krwi na ramieniu, ale także za pomocą pletyzmografii palcowej, która zapewnia ciągłą ocenę ciśnienia krwi. Ciągła kardiografia impedancyjna pozwala na ciągłą ocenę pojemności minutowej serca i wraz z ciśnieniem krwi jesteśmy w stanie oszacować całkowity opór obwodowy podczas wlewu Ang II. Dodatkowo przepływ krwi w tętnicach centralnych jamy brzusznej mierzony jest za pomocą USG Dopplera.

Praktyczna wykonalność Jest to badanie kliniczne produktów leczniczych na ludziach. Badanie zostało zatwierdzone przez Duński Urząd ds. Zdrowia i Leków, a badanie jest zarejestrowane w bazie danych EudraCT pod numerem EudraCT: 2013-004460-66.

Zgodnie z obowiązującymi przepisami badania kliniczne produktów leczniczych na ludziach muszą odbywać się zgodnie z zasadami GCP (Dobrej Praktyki Klinicznej). Zgodnie z tym badanie jest monitorowane przez jednostkę GCP w Szpitalu Uniwersyteckim w Kopenhadze.

Badanie zostało zatwierdzone przez Komitety ds. Etyki Badań nad Zdrowiem w Regionie Stołecznym Danii.

Podsumowując, wszystkie niezbędne organy zatwierdziły proces.

Finansowanie Badanie jest wspierane przez Duńską Fundację Serca.