Кардіометаболічна терапія при захворюваннях: роль калію та магнію

15 Липня 2020

Резюме

Актуальність серцево-судинних захворювань для жителів нашої країни важко переоцінити. Пере­конливим підтвердженням цьому є лідируюче їх місце по відношенню до інших нозологій в структурі загальної смертності українців. Метаболічна кардіопротекторна терапія — це те лікування, яке шля­хом прямого впливу на кардіоміоцит сприяє його виживанню в умовах ішемії (гіпоксії). На сьогодні метаболічна терапія отримала доказову базу і повноправно зайняла чільне місце у схемах лікування серцево-судинної патології, увійшовши до міжнародних рекомендацій. В статті представлено сучасні дані щодо особливостей кардіометаболічної терапії з акцентом на роль препаратів магнію і калію. Застосування кардіометаболічних препаратів у комбінації з препаратами гемодинамічної дії забез­печує додаткові можливості для терапії пацієнтів з серцево-судинними захворюваннями, особливо в умовах поліморбідності, дозволяє посилювати антиішемічний ефект в органах-мішенях, забезпечу­ючи тим самим кращу якість життя.

Ключові слова: серцево-судинні захворювання, метаболічна терапія, препарати калію і магнію

Актуальність серцево-судинних захворювань (ССЗ) для жи­телів нашої країни важко переоцінити. Переконливим підтверд­женням цьому є лідируюче місце ССЗ по відношенню до інших

нозологій в структурі загальної смертності українців.

Показник поширеності ішемічної хвороби серця (ІХС) у 2009 році становив 22917,6 на 100 тис. населення, інфаркту міо­карда (ІМ) — 128,0 на 100 тис. населення, а показник захворю­ваності відповідно ІХС — 121,1 на 100 тис. та ІМ — 133,1 на 100 тис. (59,0 — серед працездатного населення). Питома вага смертності від гострого ІМ в структурі захворювань системи кровообігу станом на 01.01.2009 р. становила 2,2% серед всього населення, а смерт­ності від ІХС в Україні у 2009 році — 651,0 на 100 тис. населення.

В даний час при лікуванні ІХС поряд з препаратами гемоди­намічної дії (нітрати, блокатори ß-адренорецепторів, антагоністи кальцію, інгібітори ангіотензинперетворюючого ферменту — АПФ), застосовуються антитромбоцитарні (ацетилсаліцилова кислота, клопідогрель), ліпідознижуючі препарати (статини), а також пре­парати, що впливають на метаболізм міокарда.

На даний час все частіше зустрічаються публікації, в яких ліку­вання ССЗ розглядається з позицій покращення кардіогемодина- міки. Відомо, що патогенетично зумовлена дія традиційних лікар­ських засобів спрямована на зниження потреби міокарда в кисні або на збільшення надходження кисню до кардіоміоцитів. Пре­парати, що впливають на гемодинамічні параметри, ефективні, коли йдеться про профілактику нападів стенокардії, але фактично не захищають клітину міокарда від ішемічних уражень.

Незаперечні докази фармакологічного захисту міокарда при синдромі ішемії-реперфузії знайшли своє відображен­

ня в рекомендаціях Європейського товариства кардіологів — ESC (2006) щодо призначення метаболічної терапії хворим зі ста­більною стенокардією. Зокрема, ESC рекомендовано з метою зменшення вираженості симптомів і проявів ішемії застосовува­ти, по можливості, метаболічні засоби як додаткову терапію або при непереносимості основної терапії. Ось чому останніми десятиліттями науковий пошук фармакологів, фармацевтів і кліні­цистів був спрямований на синтез, створення і впровадження в медичну практику кардіопротекторів — засобів, що успішно усувають порушення клітинного метаболізму, іонного гомеоста­зу та функцій мембран кардіоміоцитів, попереджуючи розвиток незворотних процесів у міокарді. І на сьогодні метаболічна тера­пія повноправно зайняла чільне місце у схемах лікування серце­во-судинної патології, увійшовши до міжнародних рекомендацій ESC (2013), Американських рекомендацій ACCF/AHA/ACP/AATS/ PCNA/SCAI/STS (2012).

Метаболічна (кардіопротекторна або кардіоцитопротек- торна) терапія — це терапія, яка шляхом прямого впливу на кар- діоміоцит сприяє його виживанню в умовах ішемії (гіпоксії). Тобто такий терапевтичний ефект не пов’язаний з гемодинамічним роз­вантаженням міокарда (як при застосуванні нітратів) або з пере­будовою нейроендокринної системи (що спостерігається при дії блокаторів p-адренорецепторів, інгібіторів АПФ та ряду інших препаратів). Іншими словами, головний критерій кардіозахисної (кардіоцитопротекторної) дії препарату з метаболічної активніс­тю — це доведена антиішемічна ефективність за даними наван­тажувальних тестів, 24-годинного моніторування ЕКГ, клінічних показників. І, безсумнівно, найбільш вагомий доказ існування ви­

раженого антиішемічного ефекту — обмеження розмірів некрозу при ІМ доведено в експерименті та в клініці. Інший найважливіший критерій — це відсутність гемодинамічної дії — впливу на частоту серцевих скорочень, скоротливість міокарда, артеріальний тиск та інші параметри. І, нарешті, в ідеалі такий препарат має покращувати віддалений прогноз захворювання.

Ось таке конкретне розуміння метаболічної терапії як ме­таболічної кардіопротекції повинно бути на сьогодні у лікаря. Це принципово важливо. Арсенал медикаментозних засобів з визнаною метаболічною дією із року в рік поповнюється. На сьогоднішній день відомо близько 2000 молекул, щодо яких в екс­перименті встановлено прямий захисний механізм дії на серце. Однак у реальну клінічну практику на даний час впроваджено лише декілька препаратів з кардіопротекторними властивостя­ми. До групи кардіопротекторів у даний час включаються лікар­ські речовини, здатні впливати на клітинний метаболізм, іонний гомеостаз, структуру і функцію мембран клітин, перешкоджаю­чи розвитку необоротного їх пошкодження та реперфузії.

Позитивними властивостями метаболічних засобів є повна відсутність небажаних гемодинамічних впливів, хороша перено- симість пацієнтами всіх вікових груп, спрямованість впливу на гли­бинні метаболічні механізми розвитку ішемії та кардіоцитопро- текції, спрямованість на підвищення стійкості тканин до гіпоксії та наслідків реперфузії. Останнім часом метаболічна терапія стала одним із напрямів у лікуванні коронарогенної серцевої недостатності.

У кардіологічній практиці широко застосовуються препа­рати з метаболічною дією, такі як інгібітори карнітин-пальмітоіл- трансферази I та/або II (етомоксир, пергексилін), блокатори пізнього натрієвого току — ранолазин та інгібітори довголанцюго- вої 3-кетоацил-коА-тіолази — триметазидин, фосфокреатин, тіо- триазолін, І_-карнітин, триметилгідразинію пропіонату дигідрат, оксиметилетилпіридину сукцинат, кверцетин, комбінований препарат, що містить карнітину хлорид, лізину гідрохлорид, піридоксаль-5-фосфат, кокарбоксилаза, кобамамід, а в нев­рологічній — гемодериват із крові телят депротеїнізований, етил- метилгідроксипіридину сукцинат, пірацетам, комбінований пре­парат, до складу якого входять гексобендин, етаміван, теофілін, комбінований препарат пірацетаму та тіотриазоліну, з прита­манною їм найбільшою тропністю до міокарда або нервової тканини. Більшість засобів пройшли порівняльні дослідження, на основі яких була підтверджена їх клінічна ефективність. На даний час кардіоцитопротектори класифікують за локалізацією фармакологічного ефекту.

1. Внутрішньомітохондріальні цитопротектори.

1.1.         Гальмування окислення жирних кислот:

• пригнічення р-окислення жирних

кислот (триметазидин);

• пригнічення транспорту жирних кислот

у мітохондрії (триметилгідразинію пропіонат).

1.2.         Пряма стимуляція окислення глюкози

(сукцинат 2-етил-6-метил-3-оксіпіридин).

1.3.         Стимуляція цитохромного ланцюга (коензим 010).

2. Транспорт енергетичного субстрату в мітохондрії (фосфо­креатин, глюкозо-інсулінова суміш, бурштинова кислота).
3. Стимуляція анаеробного гліколізу (тіатріазолін) — мало- розроблені та малоефективні.
4. Антиоксиданти і мітохондріальні цитопротектори з антиок­сидантними властивостями.

Проте до рекомендацій ESC (2013), Американських рекомен­дацій ACCF/AHA/ACP/AATS/PCNA/SCAI/STS (2012) увійшли рано­лазин, нікорандил, івабрадин, триметазидин. Не рекомендуються з метою зниження ризику ССЗ або поліпшення клінічних результатів у пацієнтів зі стабільною ІХС препарати часнику, коензиму Q10, се­лену, хрому, гомоцистеїну з фолієвою кислотою або вітамінів С, В6 і В12, Е, p-каротину і холати (рівень доказовості С).

Незважаючи на це, надійну теоретичну основу і переконливе практичне підтвердження в кардіології сьогодні має терапія засо­бами, що містять магній і калій, оскільки при виникненні дефіциту да­них елементів збільшується ризик підвищення артеріального тиску (АТ) та ішемії міокарда.

Правильне співвідношення іонів калію, магнію, кальцію і натрію всередині клітин і в позаклітинному просторі підтримує нормальну скоротливу здатність серцевого м’яза.

Нормальний рівень магнію в організмі визнаний основополож­ною константою, яка контролює здоров’я людини. При вивченні внутрішньоклітинної молекулярної біокінетики встановлено на­явність не менше 290 генів і білкових сполук у послідовності ге­нома людини, які здатні зв’язувати магній як кофактор багатьох ферментів, що беруть участь у понад 300 внутрішньоклітинних біохімічних реакціях.

Магній — природний фізіологічний антагоніст кальцію; універ­сальний регулятор біохімічних і фізіологічних процесів в організмі, забезпечує гідроліз АТФ, зменшуючи роз’єднання окислення і фос- форилювання; регулює гліколіз, зменшує накопичення лактату; сприяє фіксації К+ в клітинах, забезпечуючи поляризацію клітинних мембран. Магній контролює спонтанну електричну активність нер­вової тканини і провідної системи серця; нормальне функціону­вання кардіоміоциту на всіх рівнях клітинних і субклітинних структур і є універсальним кардіопротектором. Роль магнію в анаболічних процесах проявляється в синтезі і розпаді нуклеїнових кислот, син­тезі білків, жирних кислот і ліпідів, зокрема фосфоліпідів, шляхом співучасті у синтезі циклічної АМФ.

Магній є природним фізіологічним антагоністом іонів кальцію (Са²+), конкуруючим з ним, на відміну від блокаторів швидких і по­вільних кальцієвих каналів, не тільки в структурі клітинної мемб­рани, а й на всіх рівнях внутрішньоклітинної системи. У м’язовій клітині магній, конкуруючи на каналах сарколеми, стримує «кри­тичний» вхід кальцію всередину клітини, що викликає скорочення міофібрил, безпосередньо витісняє його із зв’язку з тропоніном С, що регулює скорочувальний стан кардіоміоциту. На подібній конкуренції засноване інгібування реакцій у нервовій та ендо­кринній системах, ініційованих кальцієм. При зміні внутрішньо­клітинного співвідношення Са/Mg і переважанні кальцію від­бувається активація Са-чутливих протеаз і ліпаз, що призводить до пошкодження мембран кардіоміоцитів; завдяки антагонізму з кальцієм магній виступає як цитопротективний фактор. Регу­ляцією електролітного балансу в клітині пояснюється здатність магнію пригнічувати автоматизм, провідність і збудливість, збіль­шувати абсолютну і скорочувати відносну рефрактерність у тка­

нинах, що володіють всіма або якимись із цих функцій, наприклад в міокарді.

В експерименті було показано інгібуючий вплив магнію на викид ендотеліну, підвищення рівня якого супроводжує тром­боз коронарних артерій при ІМ, що призводить до вираженої локальної вазоконстрикції в зоні ішемічного ураження. У цих до­слідженнях задокументовано гіпокоагуляційний ефект магнію через інактивацію протромбіну, тромбіну, фактора Крістмаса, проконвертину і плазмового компонента тромбопластину, а та­кож його антиагрегантну дію на формені елементи крові (ерит­роцити, тромбоцити, лейкоцити).

Найбільш загальний ефект впливу магнію на будь-яку тканину полягає в тому, що іони магнію стабілізують структуру транспорт­ної РНК, яка контролює загальну швидкість ресинтезу білків. При дефіциті магнію відбувається дестабілізація транспортних — неко- дуючих РНК (збільшується число дисфункціональних молекул РНК), що супроводжується зниженням і сповільненням швидкості синтезу білкових структур клітин з відносним переважанням процесів апо- птозу (один із механізмів старіння). «Іонна гіпотеза» старіння перед­бачає наявність порушень внутрішньоклітинних механізмів обміну кальцію/магнію, що ведуть до порушення реологічних властивос­тей крові (підвищена агрегаційна активність тромбоцитів, підви­щена жорсткість мембран еритроцитів і зниження їх рухливості), підвищення коагуляційного потенціалу крові, атерогенезу, що влас­тиво для людей похилого віку. Біологічні зміни, пов’язані зі старінням організму, зумовлені накопиченням вільних радикалів, що утворю­ються в результаті виснаження антиоксидантної системи на фоні дефіциту магнію, які викликають окислення ліпідів низької густини, перекисне окислення ліпідів клітинних мембран, амінокислот у біл­ках клітинних рецепторів (інсулінорезистентність). У ІЗауззідиіег та співавтори (Франція, 1993) показали, що у тварин з дефіцитом магнію збільшується чутливість до оксидативного стресу, чутливість тканин до окислення, що супроводжується збільшенням продуктів перекисного окислення ліпідів, накопичення яких сприяє ранньому «старінню» клітин (зокрема ендотеліальні клітини).

Причини магнієвого дефіциту, пов’язані з патологічними про­цесами, — це порушення абсорбції Мд²+ у зв’язку з віковими змінами або захворюваннями шлунково-кишкового тракту (від синдрому мальабсорбції при хворобі Крона до відносно не­значних порушень функції кишечника при хронічному дуоденіті або субклінічному перебігу дисбактеріозу); прояви цукрового діабету та його ускладнень (гіперглікемія, поліурія, застосуван­ня цукрознижувальних засобів, діабетична нефропатія з по­рушенням реабсорбції); гіперглікемія будь-якого походження

(в тому числі ятрогенна); нирковий ацидоз, нефротичний синд­ром; гіперкортицизм; гіперкатехоламінемія; гіперальдосте- ронізм; гіпертиреоз; гиперпаратиреоз; гіперкальціємія; ар­теріальна гіпертензія; інфаркт міокарда; застійна серцева недостатність; фактори ризику ІХС, зокрема ожиріння; пере­дозування серцевих глікозидів; діуретична, глюкокортикоїдна, цитостатична терапія. Оскільки неоднорідність розподілу Мд²+ в тканинах організму робить малоінформативною визначення його вмісту в сироватці або еритроцитах, запідозрити магнієвий дефіцит можна на основі поєднання окремих клінічних ознак магнієвого дефіциту, особливо якщо вони проявляються з боку різних систем і спостерігаються на фоні значимого провокуючо­го фактора, наприклад зловживання алкоголем.

Дефіцит магнію в організмі може призвести до головного болю (мігрень); підвищення рівня холестерину; погіршення стану зубної емалі; аритмії; утворення конкрементів в нирках тощо; де­пресії, безсоння і швидкої втомлюваності.

Дефіцит магнію проявляється неврологічними порушеннями (роздратованість, депресія, порушення сну, зниження гостроти слуху, шум у вухах, запаморочення), м’язовими судомами тощо (Булдакова Н.Г., 2008). Як свідчать результати великого проспек­тивного клінічного дослідження за участі більше 41 тисячі жінок у віці від 38 до 63 років — наявний зворотний зв’язок між вживанням магнію та рівнем АТ (Азсіпегіо А. еі аі., 1996).

Різноманітні клінічні симптоми і синдроми, пов’язані з дефіци­том іонізованого магнію, представлені в таблиці.

Іншим життєво важливим елементом є калій (К+), який служить основним внутрішньоклітинним катіоном. В нормі концентрація калію в плазмі крові становить 3,5-5 ммоль/л, в клітинах — 150 ммоль/л. Об­мін калію зумовлений його надходженням ззовні і виведенням нирка­ми із сечею. Цей обсяг становить 1,9-5,9 г калію на добу Вміст калію в позаклітинній рідині становить менше 2% від загального його вмісту в організмі. Високий внутрішньоклітинний вміст калію забезпечується роботою так званого «натрій-калієвого насосу» — особливої білкової структури, розташованої в клітинній мембрані, для роботи якої потрібні енергія молекул аденозинтрифосфату (АТФ) і присутність іонів магнію. Натрій-калієвий насос починає посилено працювати при підвищенні рівня калію в крові під дією альдостерону, «гормонів стресу» — кате- холамінів (адреналіну і норадреналіну) та інсуліну. Так створюється трансмембранний потенціал спокою, наявність якого надзвичайно важлива для нормального функціонування нервової і м’язової тканини. Оскільки втрати калію з позаклітинної рідини швидко компенсуються за рахунок його припливу з клітин, концентрація цього іона в поза­клітинному просторі протягом досить тривалого часу змінюється дуже мало. В результаті критичний дефіцит калію, який може призвести до серцево-судинних і нервово-м’язових порушень, часто залишається непоміченим при стандартних дослідженнях.

Таблиця. Клінічні симптоми і синдроми, пов’язані з дефіцитом іонізованого магнію

На розподіл калію в організмі впливає ряд гормонів, кислотно- основна рівновага, швидкість оновлення клітин. Так, на активність І\Іс⁺К⁺-АТФази опосередковано діє інсулін (сприяє переміщенню калію в м’язові клітини і клітини печінки), підвищуючи цю активність, тому хворі на цукровий діабет знаходяться в групі ризику щодо роз­витку гіпокаліємії. Інші причини гіпокаліємії: недостатнє надходження його з їжею (голодування, дієти), інтенсивна втрата рідини (діарея, значне потовиділення, прийом тіазидних діуретиків або проносних засобів), гіперглікемія, гіперальдостеронізм, гіпомагніємія та ін. Най­більш частою причиною гіпокаліємії є підвищене виділення калію через шлунково-кишковий тракт (з блюванням, при проносі, зловжи­ванні проносними засобами) або з сечею (при тривалому прийомі діуретиків, а також при таких станах, як первинний або вторинний гіперальдостеронізм, класичний дистальний ренальний канальцевий ацидоз, синдром Бартера). Крім діуретиків, до гіпокаліємії можуть призводити й інші лікарські препарати: ампіцилін, пеніцилін, карбеніцилін, гентаміцин, амфотерицин В, саліцилати. Зниження надходження калію з їжею дуже рідко призводить до гипокаліємії. Перехід калію з позаклітинної рідини в клітини може спостерігатися при надмірній активності мінералкортикоїдів, введенні інсуліну, при алкалозі. Періодичний раптовий перехід калію з позаклітинної рі­дини в клітини спостерігається при періодичному гіпокаліємічному паралічі.

До клінічних симптомів, пов’язаних з недостатністю калію, відно­сять астенію, депресію, нервово-м’язові порушення (порушення сві­домості, м’язова слабкість, судоми, парестезії), порушення з боку сечостатевої системи (атонія сечового міхура, поліурія), недостат­ність калію може сприяти розвитку ерозивних процесів слизової оболонки. Зміни з боку шлунково-кишкового тракту проявляються у вигляді зниження перистальтики кишечника з постійним закрепом, можливості виникнення паралітичної кишкової непрохідності. Про­те найчастіше виявляються зміни з боку серцево-судинної системи (ССС): гіпокаліємія негативно впливає на нормальний серцевий ритм, може провокувати серцеві напади. Результати численних до­сліджень підтверджують важливу роль калію в профілактиці та ліку­ванні артеріальної гіпертензії (АГ), а також зниженні частоти виник­нення мозкового інсульту (Geleijnse J.M. et cl., 1996; Ascherio A. et cl., 1998). Дефіцит даного макроелемента призводить до підвищення АТ у пацієнтів з ессенціальною АГ (Krishnc G.G. et cl., 2003).

Враховуючи вищезазначене, спектр проблем, які виникають внаслідок дефіциту калію та магнію в організмі, — досить великий, а значення даних макроелементів для підтримання здоров’я не під­лягає сумніву. Слід зазначити, що магній є важливим кофактором засвоєння калію і забезпечення його оптимального внутрішньо­клітинного рівня; отже, їх метаболізм є тісно пов’язаним. Більше того, одночасний дефіцит даних макроелементів може призвести до гіпокаліємії, резистентної до лікування, — ось чому є важлива їх пара­лельна корекція (Whang R. et cl., 1992).

Іони калію і магнію є важливими внутрішньоклітинними катіонами. Вони відіграють основну роль у функціонуванні багатьох ферментів, у зв’язуванні макромолекул із внутрішньоклітинними структурами, а також беруть участь у молекулярних механізмах м’язового скоро­

чення. Інтра- та екстрацелюлярне співвідношення іонов К+, Мд²⁺, N0+, Са²+ впливає на скорочувальну функцію серцевого м’яза. Залишок аспарагінової кислоти (аспартат) як ендогенна речовина є носієм іонів, оскільки він характеризується більшим спорідненням до клітин. Солі аспарагінової кислоти дисоціюють слабко, тому іони потрап­ляють до клітин у вигляді комплексних сполучень. Аспартат калію та магнію поліпшує метаболізм серцевого м’яза. Нестача калію і магнію призводить до розвитку АГ, атеросклерозу коронарних судин, пору­шень серцевого ритму, а також порушень функції міокарда.

Можливості призначення внутрішньо неорганічних солей магнію (Мд²+) і калію (К+) в терапевтичних дозах обмежені через здатність таких доз викликати небажані явища. Враховуючи це, деякі органіч­ні кислоти і вітаміни, підвищуючи абсорбцію К+ і Мд²+ в кишечнику і скорочуючи їх втрати з сечею, дозволяють використовувати мен­ші дози для отримання виражених резорбтивних фармакологічних ефектів. Серед таких факторів особливе місце займає аспарагіно­ва кислота, яка при включенні в цикл Кребса нормалізує порушені співвідношення трикарбонових кислот, бере активну участь у синтезі АТФ, сприяє надходженню калію і магнію всередину клітини і віднов­лює адекватну роботу іонних насосів в умовах гіпоксії. Аспарагіно­ва кислота є аліфатичною амінокислотою, що присутня в організ­мі в складі білків і у вільному вигляді відіграє важливу роль в обміні азотистих речовин, бере участь в утворенні піримідинових основ, а також сечовини. Зменшуючи вміст аміаку, аспарагінат захищає центральну нервову систему, нормалізує процеси збудження і гальмування в ній, стимулює імунну систему Аспарагінова кислота сприяє збільшенню запасів глікогену, що важливо для нутритивної підтримки з метою забезпечення білково-енергетичного гомеостазу Солі аспарагінової кислоти підвищують витривалість, опірність ор­ганізму до різних впливів, тобто мають адаптаційний ефект.

Що стосується застосування кардіопротекторів при АГ, слід за­значити, що за останні роки опубліковано ряд робіт, в яких представ­лено позитивні результати даної групи препаратів. Інтерес до такого роду досліджень зумовлений поліорганністю ураження органів-мі- шеней при АГ, провідну роль у патогенезі яких відіграють порушення енергетичного внутрішньоклітинного обміну і активація вільноради- кальних процесів.

Враховуючи, що в розвитку ССЗ, у тому числі ІХС і АГ, істотна роль належить метаболічним порушенням, одним із напрямів лікування є застосування препаратів з метаболічною спрямованістю дії. Осно­вою їх терапевтичного ефекту є модуляція обмінних реакцій, що про­являється посиленням природних адаптаційних процесів організму

Отже, можна зробити висновок, що сучасні кардіоцитопро- тектори отримали доказову базу і є новим напрямом у лікуванні ССЗ. У зв’язку з нетривалим часом їх вивчення відсутня серйозна доказова база їх впливу на виживаність і смертність у хворих із ССЗ. Однак отримані на теперішній час клінічні дані щодо підви­щення ефективності лікування пацієнтів з ІХС та АГ свідчать про перспективність їх застосування у складі комбінованої терапії хворих із серцево-судинною патологією. Застосування кардіоме- таболічних препаратів у комбінації з препаратами гемодинаміч- ної дії забезпечує додаткові можливості терапії пацієнтів із ССЗ, особливо в умовах поліморбідності, дозволяє посилювати анти- ішемічний ефект в органах-мішенях, забезпечуючи тим самим кращі результати лікування і кращу якість життя пацієнтів.