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

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.

Н. И. Гапонова*^{, 1}, 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

¹ Контактная информация: nade-gaponova@yandex.ru

Abstract. Risk factors, clinical manifestations and diagnostics of hypokaliemia and hypomagnesemia are described. Effectiveness of balanced solution of magnesium and potassium salt а in emergency care to patients with acute myocardial infarction, cardiac rhythm disturbance, intoxication is shown.