Нарушения калий-магниевого гомеостаза в клинической практике: коррекция сбалансированным раствором калия и магния аспарагината

Н. И. Гапонова доктор, медицинских наук, профессор
В. Р. Абдрахманов, доктор медицинских наук, профессор
В. А. Кадышев, кандидат медицинских наук
А. Ю. Соколов
ГБОУ ВПО МГМСУ им. А. С. Евдокимова МЗ РФ, Москва
СС и НМП им. А. С. Пучкова, Москва

Клинические ситуации, при которых развиваются нарушения водно-электролитного равновесия, достаточно распространены [1–3]. Сопровождая большое число заболеваний и повреждений организма, указанные нарушения требуют своевременного выявления и лечения. Среди ионов, играющих наиболее значительную роль в патогенезе дизэлектролитемии, следует выделить основные катионы — калий и магний.

Калий и его роль в организме

Калий относится к числу важнейших внутриклеточных макроэлементов. Примерно 98% калия сосредоточено внутри клеток организма. Основным механизмом поддержания баланса между внутри- и внеклеточным калием является натрий-калиевый насос, расположенный в наружной мембране клеток. Ионы калия активно участвуют в поддержании гомеостаза, особенно в критических ситуациях. Благодаря нормальному балансу калия поддерживается биологическая активность клеток, а также нервно-мышечная возбудимость и проводимость. В свою очередь, дисбаланс калия приводит к нарушению процессов поляризации и деполяризации клеточных мембран.

Гипокалиемия

Гипокалиемия развивается при снижении концентрации ионов калия в сыворотке крови ниже 3,5 ммоль/л.

Факторы, способствующие гипокалиемии:

• недостаточное поступление калия после операций на желудочно-кишечном тракте, на фоне длительного парентерального питания, лечения ионообменными смолами и др.;
• повышенные потери калия с рвотой, аспирацией желудочного содержимого, диареей, через кишечные свищи и др.;
• повышенные потери калия с мочой при гиперальдостеронизме, сердечной недостаточности, циррозе печени с асцитом, синдроме Иценко–Кушинга, нефротическом синдроме и других поражениях почек, протекающих с полиурией и др.;
• алкалоз (метаболический, дыхательный);
• длительное применение диуретиков, кортикостероидов;
• диабетическая кома.

Клинические проявления гипокалиемии

Клинические проявления гипокалиемии следующие:

• психоневрологические расстройства: депрессия, парестезии, спазм мышц нижних конечностей, гипорефлексия, мышечная слабость, адинамия;
• сердечно-сосудистые нарушения: угнетение сократительной функции миокарда, снижение уровня артериального давления, нарушения сердечного ритма (экстрасистолия, наджелудочковая и желудочковая тахикардия, фибрилляция предсердий);
• желудочно-кишечные расстройства: тошнота, рвота, парез кишечника.

Тяжесть клинических проявлений зависит от выраженности и скорости развития гипокалиемии. Снижение концентрации ионов калия в сыворотке крови ниже 2,5 ммоль/л чревато развитием жизнеугрожающей слабости дыхательных мышц. Выраженная гипокалиемия может вызвать разрушение клеточных мембран, которое приводит к острому некрозу скелетных мышц [2]. Прежде всего, дефицит калия воздействует на мускулатуру нижних конечностей, вплоть до квадроплегии, за ней следуют мышцы туловища и дыхательные мышцы [2].

Вместе с тем даже умеренная гипокалиемия может способствовать ухудшению функционирования гладкой мускулатуры, что нередко проявляется в паралитической непроходимости кишечника. Результатом гипокалиемии также является увеличенная выработка аммиака почками.

На фоне гипокалиемии резко возрастает электрическая нестабильность миокарда. В результате ранней деполяризации и задержки реполяризации желудочков значительно увеличивается вероятность развития жизнеугрожающих аритмий, включая фибрилляцию желудочков.

При гипокалиемии повышается связывание сердечных гликозидов с Na⁺-К⁺-АТФазой мембраны кардиомиоцитов, что может приводить к потенцированию аритмогенного действия сердечных гликозидов [4].

Диагностика гипокалиемии

Диагностическими тестами гипокалиемии служат:

• концентрация калия в сыворотке крови менее 3,5 ммоль/л;
• метаболический алкалоз при исследовании кислотно-щелочного равновесия (наиболее характерный сдвиг рН при гипокалиемии, обусловленной потерей калия при назогастральном зондировании, применении диуретических препаратов, а также при гиперальдостеронизме);
• характерные изменения на ЭКГ — снижение сегмента ST ниже изолинии, уплощение или инверсия зубцов Т, увеличение амплитуды волны U, удлинение интервала QT-U (но не QT).

Магний и его роль в организме

Магний — универсальный регулятор биохимических и физиологических процессов, протекающих в клетках организма. Он является метаболическим кофактором во многих ферментативных реакциях, в частности, связанных с утилизацией энергии организмом. Особенно магний важен для нормального функционирования клеток миокарда и ЦНС, так как принимает участие в рецепторных образованиях, поддерживающих процессы окислительного фосфорилирования в митохондриях для образования молекул АТФ и адекватной работы трансмембранного ионного насоса [5]. Важно подчеркнуть, что магний участвует в контролировании баланса внутриклеточного калия, поскольку именно ионы магния обеспечивают нормальное функционирование Na⁺-К⁺-АТФазного мембранного насоса, активируемого ферментом Na⁺-К⁺-АТФазой [6].

Обеспечивая внутриклеточный баланс электролитов, магний тем самым способствует нормализации тонуса сосудов и предотвращает электрическую нестабильность клеток.

Гипомагниемия

Гипомагниемия, как правило, развивается при снижении концентрации ионов магния в сыворотке крови ниже 0,5 ммоль/л.

Факторы, способствующие гипомагниемии, следующие:

• повышенные потери через желудочно-кишечный тракт при рвоте, диарее;
• повышенная потребность в магнии при стрессах, беременности, алкоголизме и т. д.;
• эндокринные нарушения — тиреотоксикоз, гиперпаратиреоидизм, гиперальдостеронизм;
• недостаточное поступление магния в организм (голодание, синдром мальабсорбции, язвенный колит, состояние после желудочно-кишечных операций);
• повышенная потеря ионов магния при терапии диуретиками, цисплатином, циклоспорином, верапамилом, аминогликозидами, тикарциллином.

Ведущими причинами гипомагниемии являются потеря магния через желудочно-кишечный тракт и почки. Поскольку магний преимущественно всасывается в тонкой кишке, воспалительный процесс в кишечнике, нарушения абсорбции, диарея способствуют развитию этого состояния [2]. Недоедание, особенно у лиц, злоупотребляющих алкоголем, ограничивает поступление магния в организм и предрасполагает к хронической диарее. У алкоголиков проблема гипомагниемии бывает особенно острой, потому что магний является фактором для эффективного действия тиамина [7].

При панкреатите также развивается дефицит магния, обусловленный потерей катиона с рвотой, повышенной продукцией альдостерона вследствие гиповолемии [8].

Заболевания почек практически всегда сопровождаются потерей ионов магния. Наиболее часто гипомагниемия развивается при применении мочегонных препаратов (тиазиды, салуретики и осмотические диуретики). Аминогликозиды, циклоспорин, амфотерицин В и препараты платины усугубляют потери магния. Показано, что у 90% онкологических больных на фоне применения цисплатина развивается выраженный дефицит магния [9].

Следует подчеркнуть, что гипомагниемия, усиливая выход ионов калия из клеток, может провоцировать гипокалиемию. Основной причиной зависимости дефицита калия от магниевой недостаточности считают расстройство работы натрий-калиевого насоса (из-за истощения запасов магний-зависимой Na⁺-К⁺-АТФазы), накапливающего ионы калия внутри клеток [10]. В связи с этим восполнение запасов магния способствует нормализации внутриклеточного содержания ионов калия [11, 12].

Клинические проявления гипомагниемии

Клинические проявления гипомагниемии следующие:

• психоневрологические: тревожно-депрессивные состояния, головокружение, гиперрефлексия, судороги;
• сердечно-сосудистые: электрическая нестабильность миокарда с развитием аритмий (экстрасистолия, желудочковая тахикардия, пируэтная тахиаритмия, фибрилляция желудочков);
• респираторные: ларингоспазм, бронхоспазм;
• желудочно-кишечные: пилороспазм, расстройства стула, боль в животе, тошнота, рвота;
• акушерские: эклампсия, самопроизвольный выкидыш, преждевременные роды.

С дефицитом магния также ассоциируется наиболее серьезное акушерское осложнение, которое принято обозначать как «синдром внезапной смерти новорожденных» [13].

В общей клинической практике чаще всего наблюдаются нервно-мышечные и кардиальные проявления гипомагниемии. При обследовании пациентов выявляются положительные симптомы Труссо и Хвостека, отмечаются судороги и размашистый тремор, разнообразные нарушения сердечного ритма.

Диагностика гипомагниемии

Диагностическими признаками гипомагниемии служат:

• концентрация ионов магния в сыворотке крови менее 0,5 ммоль/л;
• ЭКГ-изменения:
  • длинный уплощенный зубец Т;
  • увеличение амплитуды волны U;
  • увеличение продолжительности интервала QT;
  • желудочковые аритмии (экстрасистолия, «хаотическая» полиморфная желудочковая тахиаритмия (torsade de pointes).

Симптом Хвостека — поколачивание перкуссионным молоточком впереди ушной раковины приводит к сокращению мышц века, а иногда и верхней губы.

Симптом Труссо — при сжатии середины плеча, например, манжеткой тонометра, давление в которой выше систолического АД примерно на 20 мм рт. ст., появляются тонические судороги кисти («рука акушера»).

Симптом Труссо более практичен и специфичен в плане своевременного выявления нервно-мышечных нарушений.

В клинической практике, как правило, наблюдается сочетанный дисбаланс калия и магния, так как первичные расстройства обмена магния всегда сопровождаются развитием гипокалиемии. Гипокалиемия и гипомагниемия — обязательные проявления при критических состояниях, при обильной рвоте, диарее, алкогольной интоксикации и т. д. В свою очередь калий-магниевая недостаточность часто осложняется развитием резистентных к лекарственной терапии аритмий, особенно это касается больных с острыми воспалительными процессами в миокарде (миокардит) и различными проявлениями ИБС (острый инфаркт миокарда, нестабильная стенокардия). Патогенез нарушений функций сердечно-сосудистой системы при гипокалиемии и гипомагниемии может быть представлен следующим образом: стресс — повышенный выброс катехоламинов — гипоксия/ишемия — истощение запасов АТФ — угнетение АТФ-зависимых реакций, в том числе калий-натриевого насоса — изменение внутриклеточного соотношения основных ионов и проникновение в кардиомиоциты избыточного количества ионов натрия и кальция. Этот механизм универсален. В конечном итоге, именно увеличение внутриклеточной перегрузки ионами кальция чревато развитием жизнеугрожающих желудочковых аритмий, вплоть до фибрилляции желудочков.

Применение калия и магния аспарагината в клинической практике

С учетом значимости дефицита ионов калия и магния в развитии серьезных нарушений в организме очевидна необходимость своевременного выявления и коррекции электролитного дисбаланса. Наиболее предпочтительным является сочетание ионов калия и магния в одном препарате для достижения аддитивного эффекта. Для облегчения транспорта ионов калия и магния целесообразно также включать в раствор электролитов компоненты, способствующие проникновению этих ионов во внеклеточное пространство. К соединениям, способствующим проникновению ионов калия и магния в клетку, относится аспарагинат. Аспарагиновая кислота относится к активным аминокислотам, легко проникает в клетку и участвует в обмене белков и углеводов, в частности, в образовании пиримидиновых оснований и мочевины. Существуют D- и L-энантиомеры аспарагиновой кислоты.

D-энантиомеры неактивны для ферментных систем организма и практически не усваиваются, в то время как L-энантиомеры активно связывают ионы калия и магния и через собственную транспортную систему переносят их внутрь клетки. Повышая проницаемость клеточных мембран для калия и магния, L-аспарагинат положительно влияет на обменные процессы в клетках. При этом смесь калиевых и магниевых солей аспарагиновой кислоты улучшает метаболизм миокарда, активизирует анаболические процессы, обладает адаптационным эффектом. [14, 15].

Сбалансированным инфузионным препаратом, содержащим оптимальные дозы калия и магния, является калия и магния аспарагинат (КМА). К достоинствам КМА относится также отсутствие в растворе натрия и глюкозы. В качестве энергетического субстрата КМА содержит ксилит (табл.), что позволяет применять препарат у больных с сахарным диабетом [16].

Калия и магния аспарагинат широко используется в клинической практике, начиная с догоспитального этапа, в условиях оказания скорой медицинской помощи (СМП). Препарат успешно применяется бригадами СМП для эффективной коррекции гипокалиемии и гипомагниемии.

Основные показания к применению КМА (в составе комбинированной терапии):

• устранение дефицита калия и магния при различных проявлениях ИБС, включая острый инфаркт миокарда;
• устранение дефицита калия и магния при хронической сердечной недостаточности;
• нарушения сердечного ритма (тахиаритмии, экстрасистолии, включая аритмии вследствие интоксикации сердечными гликозидами). Убедительно показана эффективность растворов калия и магния при остром инфаркте миокарда. Нормализация калий-магниевого гомеостаза способствует ограничению зоны некроза, оказывает антиаритмическое, антигипертензивное и реологическое действие [5].

Особенно значимо благоприятное влияние КМА при различных аритмиях. Это обстоятельство обусловлено тем, что ионы калия и магния сочетают в себе качества антиаритмиков I (мембраностабилизируающее действие) и IV (антагонист кальция) классов [14].

Следует подчеркнуть целесообразность введения КМА для купирования желудочковой тахикардии типа «пируэт», особенно у пациентов с удлиненным интервалом QT на электрокардиограмме [14].

Кроме того, отмечено, что благоприятное метаболическое и антигипоксическое действие препарата повышает эффективность лечения сердечной недостаточности [16].

Положительный эффект от введения растворов калия и магния выявлен у больных с острым инфарктом миокарда, имеющим противопоказания к проведению тромболитической терапии [5].

КМА успешно применяется при кардиохирургических вмешательствах — как на этапе подготовки к операциям, так и в послеоперационном периоде [17,18], а также для лечения и предупреждения реперфузионных аритмий при выполнении катетеризации сердца, стентирования или шунтирования пораженных коронарных артерий.

Большое значение сбалансированный препарат КМА имеет для стабилизации электролитного гомеостаза у больных, длительно принимающих диуретические препараты, а также для устранения кардиотоксического эффекта сердечных гликозидов, этанола и т. п.

Дозы и применение

Доза КМА подбирается индивидуально, в зависимости от показаний и выраженности дефицита калия и магния. Первоначальная доза составляет 250–500 мл раствора. Скорость введения — 15–45 капель в минуту, в зависимости от переносимости препарата.

Быстрое внутривенное введение или передозировка могут привести к развитию гиперкалиемии (парестезии, замедление внутривентрикулярной проводимости, нарушения сердечного ритма, асистолия) и гипермагниемии (жажда, гиперемия лица, артериальная гипотензия, угнетение дыхания). Указанные эффекты купируются внутривенным введением 10–20 мл 10% раствора кальция глюконата и проведением симптоматической терапии.

Противопоказаниями к введению препарата являются гиперкалиемия, гипермагниемия, гемолиз, олигурия (диурез < 30 мл/час) и анурия, дегидратация, атриовентрикулярная блокада I–III ст., шок, тяжелая миастения, тяжелое нарушение функции почек, декомпенсированный метаболический ацидоз, артериальная гипотензия, недостаточность коры надпочечников, болезнь Аддисона, повышенная чувствительность к компонентам препарата.

С осторожностью — уточняя целесообразность введения, взвешивая соотношение пользы и риска, применяют КМА при метаболическом ацидозе, при риске возникновения отеков, при нарушении функции почек в случае невозможности регулярного контроля концентрации магния в сыворотке крови (по причине опасности кумуляции и повышения концентрации магния до токсического уровня), при выраженных нарушениях функции печени, пониженном уровне фосфатов в плазме крови, мочекаменной болезни, связанной с нарушениями обмена кальция и аммония фосфата, при беременности и лактации.

Одновременное применение КМА с калийсберегающими диуретическими средствами и/или ингибиторами ангиотензинпревращающего фермента может привести к гиперкалиемии и гипермагниемии.

Заключение

Таким образом, инфузионный раствор калия и магния аспарагинат (КМА), является высокоэффективным и обладающим высоким профилем безопасности препаратом, обеспечивающим сбалансированное восстановление калий-магниевого гомеостаза.

Литература

1. Marino P. L. Интенсивная терапия. Пер. с англ. М., 1998. 640 с.
2. Марини Д. Д., Уиллер А. П. Медицина критических состояний. Пер. с англ. М., 2002. 992 с.
3. Малышев В. Д. Кислотно-основное состояние и водно-электролитный баланс в интенсивной терапии. М., 2005. 228 с.
4. Flakeb G., Villaread D., Chapman D. Is hypokalemia a cause of ventricular arrhythmias // J. Crit Illness. 1986. Vol. 1. Р. 66–74.
5. Опи Л. Х. Лекарства в практике кардиолога. Пер. с англ. М., 2010. 784 с.
6. Whang R., Whang D. D., Ryan M. P. Refractory potassium repletion. A consequence of magnesium deficiency // Arch. Intern Med. 1992. Vol. 152 (1). Р. 40–45.
7. Сиволап Ю. П., Савченков В. А., Аксельрод Б. А. и др. Алкогольный делирий в общей клинической практике // Медицина критических состояний. 2004. № 2. С. 30–36.
8. Костюченко Л. Н. Нарушения калий-магниевого гомеостаза и его коррекция в ходе нутриционной поддержки больных гастроэнтерологического профиля // Трудный пациент. 2010. № 10. С. 3–10.
9. Свиридов С. В. Сбалансированные и специальные растворы электролитов // Трудный пациент. 2007. № 8. С. 37–40.
10. Elin R. J. Magnesium metabolism in health and disease // Disease — A-Month. 1988. Vol. 34. Р. 173.
11. Whang R. Magnesium deficiency: Pathogenesis, prevalence and clinical implications // Am. J. Med. 1987. Vol. 82. Р. 24–29.
12. Whang R., Oci T., Aikava J. K. et al. Predictors of clinical hypomagnesemia // Arch. Intern. Med. 1984. Vol. 244. Р. 1794–96.
13. Серов В. Н., Тютюнник В. Л., Твердикова М. А. Применение препаратов магния в акушерской практике // Российский медицинский журнал. 2011. № 5. С. 352–355.
14. Буланова Е. Л., Буланов А. Ю. Калия и магния аспарагинат — инфузионный раствор с антиаритмическими свойствами // Трудный пациент. 2012. № 10. С. 2–7.
15. Косарев В. В., Бабанов С. А. Клиническая фармакология лекарственных средств, применяемых при сердечно-сосудистых заболеваниях. Самара, 2010. 140 с.
16. Семиголовский Н. Ю. Применение КМА (Берлин Хеми) в кардиореанимации // Российский медицинский журнал. 2013. № 5. С. 1–4.
17. Трекова Н. А., Андрианова М. Ю., Толстова И. А. и др. Применение раствора калия и магния аспарагината для поддержания баланса калия и магния при кардиохирургических вмешательствах в условиях искусственного кровообращения // Анестезиология и реаниматология. 2008. № 5. С. 17–21.
18. Аксельрод Б. А., Толстова И. А., Андрианова М. Ю. и др. Роль магния в реализации сосудистых реакций во время анестезии у кардиохирургических больных // Анестезиология и реаниматология. 2011. № 3. С. 8–13.

Статья опубликована в журнале Лечащий Врач