Регуляция артериального давления – роль калия

Название проекта: Пероральные добавки калия у здоровых мужчин - взаимодействие с ренин-ангиотензин-альдостероновой системой и симпатической нервной системой Номер протокола: KARAASS-1 Номер EudraCT: 2013-004460-66

Цель

Целью исследования является изучение того, как пероральная добавка калия, вводимая в виде препарата Калеорид®, регулирует артериальное давление человека. Более конкретно, цель состоит в том, чтобы проверить, как пероральные добавки калия взаимодействуют с:

• ренин-ангиотензин-альдостероновой системы и
• Симпатическая нервная система

Для этого мы планируем провести рандомизированное клиническое плацебо-контролируемое двойное слепое перекрестное исследование, чтобы проверить, как препарат Калеорид® влияет на компоненты ренин-ангиотензин-альдостероновой системы и симпатической нервной системы по сравнению с плацебо у здоровых мужчин.

История вопроса Глобальное бремя гипертонии огромно. По оценкам, число взрослых с артериальной гипертензией в 2000 г. составляло 972 миллиона человек, и ожидается, что это число увеличится примерно на 60% до 1,56 миллиарда в 2025 году во всем мире (1). В Дании оценочная распространенность артериальной гипертензии среди взрослого населения составляет от 26% до 40% (2). Таким образом, гипертензия является широко распространенным заболеванием, и, кроме того, известно, что гипертензия является одним из наиболее важных поддающихся изменению факторов риска сердечно-сосудистых, цереброваскулярных и почечных заболеваний (3; 4). В этом исследовании мы исследуем роль калия в регуляции артериального давления человека.

Общепризнано, что диета, богатая калием, снижает кровяное давление, как показано в хорошо построенном исследовании DASH (Dietary Approaches to Stop Hypertension) (5). В дополнение к высокому уровню калия диета DASH также содержала высокие уровни магния, кальция и обезжиренных молочных продуктов, а также низкий уровень насыщенных жиров. уровень калия или результат комбинированной диеты трудно сказать. Тем не менее, мета-анализ продемонстрировал значительный эффект снижения систолического и диастолического артериального давления при пероральном приеме высоких доз калия по сравнению с плацебо или приемом низких доз пероральных добавок калия (6). Также было показано, что риск инсульта, основного неблагоприятного исхода длительной артериальной гипертензии, снижается при высоком потреблении калия с пищей (7). И одно исследование показало, что потребность в антигипертензивных препаратах у гипертоников может быть снижена после увеличения потребления калия из натуральных продуктов (8). Таким образом, высокое потребление калия с пищей кажется полезным.

Более того, истощение запасов калия, по-видимому, имеет противоположный эффект по сравнению с добавками калия. Как у мужчин с нормальным артериальным давлением, так и у пациентов с эссенциальной гипертензией артериальное давление повышалось при истощении запасов калия (9; 10).

В совокупности существуют надежные доказательства обратной корреляции между потреблением калия и уровнем артериального давления. Тем не менее, механизм этой очевидной обратной корреляции до сих пор остается загадкой. Были разработаны различные гипотезы, в основном на основе исследований на животных. Ожидается, что в почках крыс истощение калия вызовет задержку натрия и, следовательно, гипертензию. Ожидается, что на уровне артериальной стенки истощение калия приведет к снижению внутриклеточного уровня калия в гладкомышечных клетках, что приведет к деполяризации мембраны и, таким образом, вызовет сокращение, увеличение периферического сосудистого сопротивления и гипертензию. С другой стороны, ожидается, что диета с высоким содержанием калия вызовет эндотелийзависимую вазодилатацию. Другой постулируемый механизм заключается в том, что высокие уровни калия в спинномозговой жидкости снижают симпатический отток от мозга и, следовательно, артериальное давление. Упомянутые теории (11) в основном основаны на исследованиях на животных.

Известно, что высокое потребление калия у людей приводит к повышению уровня альдостерона в крови (12). Повышенный уровень альдостерона защищает организм от гиперкалиемии во время нагрузки калием. Теоретически это повышение альдостерона также должно вызывать неадекватную задержку натрия и объема и, следовательно, гипертензию. Но это не так. Артериальное давление остается неизменным (12) или снижается после увеличения потребления калия.

Итак, вопрос: почему секреция альдостерона, стимулируемая калием, не приводит к гипертонии?

В лаборатории молекулярной биологии в отделении нефрологии P Ригшоспиталета мы обнаружили некоторые интересные результаты, касающиеся калия и альдостерона. Работая с моделью секреции альдостерона in vitro в виде клеточной линии надпочечников человека H295R, которая, как было доказано, является моделью для изучения функции коры надпочечников человека (13; 14), мы обнаружили взаимодействия между внеклеточным калием и компоненты ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС). Линия клеток H295R представляет собой модель клеток клубочковой зоны надпочечников человека, которые в норме являются местом синтеза и секреции альдостерона в организме человека. Секреция альдостерона из этих клеток в основном стимулируется ангиотензином II (Ang II) как часть активации РААС и внеклеточным калием в ситуациях с повышением уровня внеклеточного калия. Эти два секретагога традиционно рассматриваются как независимые. Но наши исследования показали взаимодействие между двумя системами. Было обнаружено, что стимуляция клеток H295R высокими уровнями внеклеточного калия снижает количество рецепторов Ang II типа 1 в мембране клеток, что измеряется как падение специфического связывания радиоактивно меченого Ang II с клетками (15). . За этим снижением специфического связывания радиоактивно меченного Ang II последовало индуцированное калием снижение экспрессии гена рецептора Ang II типа 1 (AGTR1) (15). Это означает, что чувствительность клеток человека, продуцирующих альдостерон, к Ang II снижается из-за высоких уровней внеклеточного калия in vitro, и гипотеза состоит в том, что высокие уровни внеклеточного калия, таким образом, модулируют ренин-ангиотензин-альдостероновую систему.

Вдохновленные нашими результатами в лаборатории, цель настоящего исследования состоит в том, чтобы проверить существование таких ингибирующих взаимодействий между высокими уровнями калия и РААС in vivo. Общая цель состоит в том, чтобы уточнить роль калия в регуляции артериального давления человека.

Гипотезы В этом испытании 4-недельное лечение препаратом Калеорид®, 750 мг, 3 таблетки 3 раза в день, что эквивалентно 90 ммоль калия в день, сравнивают с 4-недельным лечением плацебо, 3 таблетки 3 раза в день в перекрестном дизайне. В конце каждого периода лечения проводятся тесты для исследования компонентов ренин-ангиотензин-альдостероновой системы и симпатической нервной системы.

Первичная гипотеза и первичная конечная точка:

Основная гипотеза состоит в том, что лечение Kaleorid® снижает чувствительность коры надпочечников человека к Ang II и, таким образом, снижает секрецию альдостерона, стимулируемую Ang II. Эта гипотеза будет проверена с помощью внутривенной инфузии Ang II и измерения последующей реакции альдостерона в образцах крови. Тест будет проведен дважды у каждого участника исследования, после лечения Калеоридом® и после лечения плацебо.

Первичная конечная точка: S-альдостерон, стимулированный Ang II.

Вторичная гипотеза:

Вторичная гипотеза заключается в том, что лечение Kaleorid® также снижает чувствительность к Ang II клеток гладкой мускулатуры в резистентных сосудах сосудов человека посредством понижающей регуляции рецепторов Ang II в мембране клеток гладкой мускулатуры. Это вызовет расширение сосудов и падение кровяного давления. Чтобы проверить это, мы измерим кровяное давление и оценим тонус сосудов до, во время и после вышеупомянутой внутривенной инфузии Ang II. Артериальное давление до, во время и после внутривенной инфузии Ang II будет измеряться с помощью пальцевой плетизмографии и обычного измерения плечевого артериального давления. Сосудистый тонус до, во время и после внутривенной инфузии Ang II будет оцениваться с использованием импедансной кардиографии, пальцевой плетизмографии и допплеровского ультразвукового измерения кровотока. Импедансная кардиография и пальцевая плетизмография будут использоваться для оценки общего периферического сопротивления (ОПСС). Ультразвуковая допплерография будет использоваться для измерения кровотока и расчета индекса сопротивления (RI) в почечной артерии, чревной артерии и верхней брыжеечной артерии.

Наконец, мы возьмем биопсию жира из ягодичной области участников исследования после каждого периода лечения. В этих биопсиях мы ожидаем найти сосуды сосудистого сопротивления, которые мы будем исследовать на предмет рецепторной функции и экспрессии рецепторов. Будут исследованы различные рецепторы, в том числе рецептор Ang II типа 1.

Третичная гипотеза:

Третичная гипотеза заключается в том, что лечение Калеоридом® будет взаимодействовать с активностью симпатической нервной системы.

Чтобы проверить это потенциальное взаимодействие, мы планируем измерять содержание P-адреналина и P-норадреналина в крови и измерять содержание адреналина и норадреналина в образце мочи в конце каждого периода лечения. В дальнейшем мы планируем измерять уровень P-адреналина и P-норадреналина в крови до, во время и после вышеупомянутой внутривенной инфузии Ang II.

Методы

Дизайн:

Это рандомизированное клиническое плацебо-контролируемое двойное слепое перекрестное исследование, предназначенное для проверки того, как препарат Калеорид® влияет на компоненты ренин-ангиотензин-альдостероновой системы и симпатической нервной системы по сравнению с плацебо у здоровых мужчин.

После включения и исходного скрининга группа здоровых мужчин с нормальным офисным артериальным давлением будет рандомизирована либо для 4-недельного лечения препаратом Калеорид®, 750 мг, 3 таблетки 3 раза в день, либо для 4-недельного лечения таблетками плацебо, 3 таблетки 3 раза. ежедневно.

На 26-й день первого периода лечения участники исследования встречаются в больнице и получают оборудование для измерения суточного амбулаторного артериального давления и сбора мочи за 48 часов. В тот же день будет сделан образец крови, электрокардиограмма (ЭКГ) и биопсия жира из ягодичной области.

На 28-й день первого периода лечения участники исследования снова встречаются в больнице. В этот день будет проведено дополнительное тестирование с внутривенной инфузией Ang II с последующим непрерывным измерением артериального давления и реакции альдостерона (с использованием образцов крови). До, во время и после внутривенной инфузии Ang II артериальное давление будет измеряться с помощью пальцевой плетизмографии и обычного измерения плечевого артериального давления. Сосудистый тонус до, во время и после внутривенной инфузии Ang II будет оцениваться с использованием импедансной кардиографии, пальцевой плетизмографии и допплеровского ультразвукового измерения кровотока.

После этого первого периода лечения и тестирования вводится двухнедельный период вымывания. После двухнедельного вымывания участники исследования пересекаются и снова начинают лечение (второй период лечения). Лица, ранее получавшие Kaleorid®, становятся лицами, получавшими плацебо, а лица, ранее получавшие плацебо, становятся лицами, получавшими Kaleorid®. Еще через 4 недели лечения повторяют те же анализы, что и после первого периода лечения.

Исследуемые препараты, рандомизация, ослепление и статистика:

Препарат Калеорид® и таблетки плацебо представляют собой исследуемые препараты в этом клиническом испытании на людях. Препарат Калеорид® закупает и доставляет региональная аптека Столичного региона Дании. Таблетки плацебо производятся и доставляются региональной аптекой столичного региона Дании. Та же аптека отвечает за рандомизацию лечения, упаковку исследуемых препаратов и маркировку исследуемых препаратов. Контейнеры с доставленными таблетками не имеют этикетки с содержимым, поэтому лечение планируется вслепую как для участников исследования, так и для исследователей, т. е. преднамеренно двойное слепое.

Поскольку дизайн исследования является перекрестным, для оценки результатов планируется использовать статистику по парным данным. Расчет мощности первичной конечной точки был выполнен в соответствии со стандартными критериями, и достаточно 25 участников исследования.

Экспериментальные процедуры:

День 7 На 7-й день в обоих периодах лечения у участников исследования берут образец крови для измерения калия, натрия, креатинина и рСКФ. Это просто безопасный образец крови для проверки того, что участники исследования могут переносить исследуемые препараты и у них не развивается гиперкалиемия.

День 26. На 26-й день обоих периодов лечения участники исследования встречаются в больнице и получают оборудование для измерения суточного амбулаторного артериального давления и сбора образца мочи за 48 часов. В тот же день будет сделан образец крови, электрокардиограмма (ЭКГ) и биопсия жира из ягодичной области.

Биопсия жировой ткани будет выполняться опытным врачом-хирургом. После удаления биоптаты немедленно переносят в ледяной физиологический буфер и транспортируют в лабораторию НИИ Глоструп. В лаборатории под микроскопом выделяются мелкие артериолы в биоптатах, свободные от жира и соединительной ткани. Рассеченные артериолы разрезают на цилиндрические сегменты длиной 1-2 мм, которые либо сразу используют для изучения вазомоторной реакции, либо хранят при -80°С для молекулярных исследований. Для изучения вазомоторной реакции изолированные сегменты артериол помещают в проволочный миограф Мульвани-Гальперна, благодаря чему можно проверить физиологическую реакцию сосуда после добавления различных гормонов, например, гормонов. Ан II. Молекулярные исследования состоят из количественной ПЦР в реальном времени для количественной оценки экспрессии мРНК соответствующих генов рецепторов, вестерн-блоттинга для анализа экспрессии белков рецепторов и иммуногистохимии для анализа локализации рецепторов.

День 28 На 28-й день обоих периодов лечения участники исследования снова встречаются в больнице. После сдачи оборудования, используемого для 24-часового амбулаторного измерения артериального давления, и образца мочи участники исследования проходят тестирование с внутривенной инфузией Ang II. Инфузия Ang II проводится в положении участника исследования на спине. Инфузия Ang II вводится внутривенно в дозе 5 нг/кг/мин в течение 30 мин. Выбранная дозировка и продолжительность лечения основаны на других исследованиях и являются безопасными (16-18). До, во время и после инфузии Анг II берут образцы крови из другого внутривенного доступа для анализа крови на S-альдостерон, Р-ангиотензин II, активность ренина плазмы, Р-адреналин, Р-норэпинефрин и N-PRO-ANP.

До, во время и после инфузии участники исследования находятся под пристальным наблюдением. Артериальное давление измеряется с помощью обычного измерения плечевого давления, а также с помощью пальцевой плетизмографии, которая дает непрерывную оценку артериального давления. Непрерывная импедансная кардиография дает непрерывную оценку сердечного выброса, и вместе с артериальным давлением мы можем оценить общее периферическое сопротивление во время инфузии Ang II. Кроме того, кровоток в центральных артериях живота измеряют с помощью ультразвуковой допплерографии.

Практическая осуществимость Это клиническое испытание лекарственных средств на людях. Исследование одобрено Управлением здравоохранения и лекарственных средств Дании и зарегистрировано в базе данных EudraCT под номером EudraCT: 2013-004460-66.

Согласно действующему законодательству, клинические испытания лекарственных средств на людях должны проводиться в соответствии с правилами GCP (надлежащей клинической практики). В соответствии с этим исследование контролируется подразделением GCP в больнице Копенгагенского университета.

Испытание одобрено комитетами по этике медицинских исследований в столичном регионе Дании.

В заключение все необходимые органы одобрили судебное разбирательство.

Финансирование Это исследование поддерживается Датским фондом сердца.