Potas i magnez – sztuka suplementacji

pamiętać, że niedobór potasu może wynikać z hipomagnezemii. Powoduje ona wiele niespecyficznych dolegliwości w obrębie wielu układów, dlatego często trudno ją rozpoznać. Ponieważ dieta większości osób nie zawiera wystarczającej ilości pokarmów bogatych w magnez, warto rozważyć również jego suplementację.

Wprowadzenie

Potas został odkryty i wyodrębniony w 1807 roku przez angielskiego chemika i wynalazcę sir Humphry’ego Davy’ego. Jako pierwszy polską nazwę „potas” zaproponował polski chemik Filip Walter w połowie XIX wieku.

Zaburzenia gospodarki potasowej to powszechny problem w codziennej praktyce klinicznej. Niedobór potasu jest najczęściej rozpoznawanym zaburzeniem elektrolitowym i występuje u ponad 20% hospitalizowanych pacjentów. ¹ Wynika z wielu chorób przewlekłych, ale też z szerokiej dostępności leków wpływających na gospodarkę potasową na poziomie nerek i przewodu pokarmowego lub przemieszczających potas w przestrzeni wewnątrz- i zewnątrzkomórkowej. Zaburzenia gospodarki potasowej są ściśle związane z patogenezą licznych chorób będących problemem społecznym, takich jak: nadciśnienie tętnicze, zaburzenia rytmu serca, miażdżyca, udar niedokrwienny mózgu, przewlekła choroba nerek, osteoporoza czy kamica moczowa, co udowodniono w badaniach klinicznych. Warto odpowiedzieć sobie na pytanie, jakie jest optymalne zapotrzebowanie na potas u zdrowych osób ze sprawnymi nerkami oraz w niektórych stanach chorobowych najczęściej spotykanych w praktyce lekarskiej.

Gospodarka potasowa – elementy fizjologii

Potas jest jednym z ważniejszych pierwiastków w organizmie. W ustroju dorosłego człowieka jego zawartość wynosi ok. 50 mmol/kg m.c. i większość znajduje się w przestrzeni wewnątrzkomórkowej, utrzymywana tam dzięki sprawnym mechanizmom regulacyjnym. Stężenie potasu w surowicy powinno mieścić się w zakresie 3,5-5,2 mmol/l i zależy od:

• jego podaży w diecie
• nerkowej regulacji wydalania
• przemieszczania się między przestrzenią wewnątrz- i zewnątrzkomórkową.

Zaburzenia gospodarki potasowej często pozostają niedostrzeżone. Około 98% jonów potasowych znajduje się wewnątrz komórek, a pomiar stężenia potasu w surowicy często nie odzwierciedla zasobów ustrojowych.

Przeciętna dieta dostarcza zwykle ok. 20-100 mmol potasu na dobę. Większość wchłania się do krwi w górnym odcinku przewodu pokarmowego. Wydalanie odbywa się w 90% przez nerki i w małej mierze przez przewód pokarmowy. Sprawnie działające nerki są w stanie wydalić z moczem 300-400 mmol potasu w ciągu doby. Sprawność ta ulega istotnemu upośledzeniu w miarę zmniejszania się przesączania kłębuszkowego (wtedy udział przewodu pokarmowego może wzrosnąć do 30-40%), w przypadku niedoboru hormonów pobudzających wydalanie potasu (m.in. mineralo- i glikokortykosteroidów) lub podczas stosowania antagonistów kanałów potasowych (diuretyki oszczędzające potas, antagoniści receptorów mineralokortykoidowych [MRA – mineralocorticoid receptor antagonists]). ²

Fizjologiczna różnica stężeń potasu w przestrzeni wewnątrz- i zewnątrzkomórkowej zależy między innymi od działania insuliny i katecholamin. Insulina wpływa na pompę sodowo-potasową błony komórkowej, przemieszczając potas do komórki. Podobnie działają katecholaminy (pobudzając receptory β₂ układu adrenergicznego), aldosteron i zasadowica. Odwrotnie, przechodzenie potasu z wnętrza komórek do przestrzeni zewnątrzkomórkowej stymulują: kwasica, dużego stopnia hiperglikemia, niedobór insuliny lub aldosteronu, blokada receptorów β₂-adrenergicznych. W trakcie wysiłku dochodzi do uwalniania potasu z mięśni szkieletowych. Maksymalnie hiperkaliemia sięga nawet do 8 mEq/l (zwykle <6,5 mEq/l), zależnie od typu wysiłku, jego intensywności i masy mięśniowej. W trakcie odpoczynku możliwy jest nagły, przedłużony spadek stężenia jonów potasu w surowicy nawet do 2,5 mEq/l. Stężenie potasu w trakcie wysiłku jest ściśle regulowane.

Korzystne działanie potasu

Potas jako jeden z ważniejszych pierwiastków w organizmie odgrywa istotną rolę w utrzymaniu ciśnienia osmotycznego i pH przestrzeni wewnątrzkomórkowej. Jest niezbędnym elementem wielu procesów enzymatycznych szlaku przemian węglowodanów i białek. Reguluje równowagę wodną organizmu. Utrzymuje prawidłowy rytm serca, wpływa na równowagę kwasowo-zasadową. Utrzymuje właściwe ciśnienie osmotyczne, wspomaga zaopatrzenie mózgu w tlen oraz odgrywa rolę w usuwaniu produktów przemiany materii. Wpływa na aktywność mięśni szkieletowych i serca oraz reguluje funkcje błon komórkowych.

Wysokie zewnątrzkomórkowe stężenie potasu zmniejsza agregację płytek krwi, wykrzepianie wewnątrznaczyniowe oraz przyleganie monocytów do ściany naczyń, co hamuje rozwój miażdżycy. ³ Potas wykazuje działanie hipotensyjne, którego mechanizm jest bardzo złożony – hamuje sekrecję reniny, działa wazodylatacyjnie, nefroprotekcyjnie, antagonistycznie wobec amin katecholowych i angiotensyny, a ponadto ma działanie natriuretyczne. ⁴ Działanie hipotensyjne potasu jest najkorzystniejsze przy równoczesnym ograniczeniu podaży sodu. ⁵

W metaanalizie badań z 1997 r. wskazano, że suplementacja potasu wiąże się z istotnym zmniejszeniem ciśnienia tętniczego zarówno u osób zdrowych, jak i z nadciśnieniem tętniczym. W związku z tym autorzy rekomendują suplementację potasu w profilaktyce oraz w leczeniu nadciśnienia tętniczego, szczególnie u osób spożywających dużą ilość soli. ⁶ Dane z kolejnej metaanalizy badań przeprowadzonej w 2013 r. wskazują, że wysokie spożycie potasu, tj. >90 mmol/24 h, działa hipotensyjnie u chorych z nadciśnieniem tętniczym (ale nie u osób z prawidłowymi wartościami ciśnienia tętniczego), a ponadto istotnie zmniejsza częstość występowania udarów niedokrwiennych. ⁷ Efekt ochronny wynika częściowo z działania hipotensyjnego potasu, ale jest też niezależny od wartości ciśnienia tętniczego. Potas działa prawdopodobnie także poprzez zmniejszenie produkcji wolnych rodników, hamowanie proliferacji mięśni gładkich naczyń oraz przylegania makrofagów do ścian naczyń. W badaniu Dietary Approaches to Stop Hypertension (DASH) dieta bogata w potas przyczyniła się do redukcji ciśnienia tętniczego porównywalnej z monoterapią farmakologiczną. ⁸ Wyniki niedawnej metaanalizy z 2017 r. wskazują, że suplementacja potasu jest bezpieczna oraz ma niewielki, ale istotny wpływ na ciśnienie tętnicze i może być zalecana jako terapia adiuwantowa w nadciśnieniu tętniczym. ⁹

Spożycie potasu

Biorąc pod uwagę omówione doniesienia, World Health Organization (WHO) opracowała wytyczne w zakresie spożycia potasu, w których zalecana dobowa podaż potasu u osoby powyżej 16 r.ż. powinna wynosić co najmniej 90 mmol (czyli 3510 mg; 1 mmol = 39 mg). ¹⁰ Jak wspomniano, przeciętna dieta dostarcza ok. 20-100 mmol potasu na dobę. Niemniej w przypadku wielu osób starszych oraz z przewlekłymi problemami zdrowotnymi zawartość potasu w diecie jest niewystarczająca, co może prowadzić do postępującego niedoboru w zakresie jego ustrojowych zasobów.

Źródłem potasu jest wiele nieprzetworzonych produktów, w szczególności warzyw i owoców (tab. 1). Przetwarzanie żywności zmniejsza zawartość potasu – dieta bogata w przetworzoną żywność z niską podażą świeżych owoców i warzyw często nie zawiera wystarczającej ilości potasu.

Przyczyny i objawy niedoboru potasu

Możliwe przyczyny niedoboru potasu, czyli hipokaliemii (stężenia potasu w surowicy <3,5 mmol/l), to: ²

• niedostateczna podaż potasu
  • jadłowstręt psychiczny
  • niedożywienie białkowo-energetyczne
  • podaż prawidłowa, ale nieadekwatna do zapotrzebowania (utrata potasu przez nerki, przewód pokarmowy lub skórę)
• zwiększony napływ potasu do komórek
  • zasadowica
  • pobudzenie receptorów β₂-adrener-gicznych (β₂-mimetyki, stany zwiększonej aktywności układu współczulnego, przełom tyreotoksyczny)
  • inhibitory fosfodiesterazy (teofilina, kofeina)
  • insulina
  • aldosteron
  • zespół ponownego odżywienia (nieprawidłowe odżywianie osób niedożywionych)
  • gwałtowna proliferacja komórek, np. ostre białaczki
  • porażenie hipokaliemiczne okresowe
• utrata potasu przez nerki
  • hiperaldosteronizm pierwotny
  • hiperaldosteronizm wtórny – nadciśnienie tętnicze naczyniowonerkowe, nowotwory złośliwe, reninoma
  • zespół Barttera
  • zespół Gitelmana
  • zespół pozornego nadmiaru aldosteronu
  • zespół Liddle’a
  • wrodzony przerost nadnerczy
  • zespół Cushinga
  • niektóre postaci kwasic cewkowych proksymalnych i dystalnych
  • stan po ostrym uszkodzeniu nerek
  • hipomagnezemia
  • leki: diuretyki pętlowe i tiazydowe, glikokortykosteroidy – najczęstsza przyczyna, mineralokortykosteroidy, amfoterycyna B, cisplatyna, aminoglikozydy, syrolimus, zioła chińskie, żywice wiążące potas
• utrata potasu przez przewód pokarmowy
  • wymioty, biegunka, VIP-oma, niektóre nowotwory neuroendokrynne przewodu pokarmowego
  • przetoki
  • leki przeczyszczające – jedna z najczęstszych przyczyn
• utrata potasu przez skórę
  • nadmierne poty
  • oparzenia.

    

    Tabela 1. Średnia zawartość potasu w wybranych produktach spożywczych¹⁰

Objawy łagodnej hipokaliemii mogą nie występować albo być niespecyficzne, ale gdy stężenie potasu spada <3,1 mmol/l, czyli hipokaliemia jest umiarkowana lub ciężka, przebieg kliniczny może być dramatyczny. Do podstawowych objawów hipokaliemii zalicza się: ogólne osłabienie i zmęczenie, osłabienie funkcji mięśni poprzecznie prążkowanych (osłabienie siły mięśniowej, skurcze mięśni, rabdomioliza, zaburzenia rytmu serca włącznie z częstoskurczem komorowym typu torsade de pointes, hipotensja, niedrożność porażenna jelit), objawy neurologiczne (parestezje), poliurię i zaburzenia metaboliczne (oporność na insulinę, zasadowicę). Hipokaliemia występuje u średnio 20% hospitalizowanych pacjentów. Na ogół przebiega bezobjawowo, ale nawet umiarkowana hipokaliemia zwiększa ryzyko nagłego zgonu z przyczyn sercowo-naczyniowych w mechanizmie zaburzeń rytmu serca.

Suplementacja potasu

Suplementacja potasu, czyli jego zwiększona podaż poza dietą, ma na celu zapobieganie wystąpieniu niedoboru oraz zapewnienie zalecanego spożycia potasu dla uzyskania korzyści zdrowotnych.

Decyzję o suplementacji potasu należy zawsze podjąć u chorych z hipokaliemią. Szacunkowy niedobór jonu potasowego przy obniżeniu jego stężenia w osoczu o 1 mmol/l wynosi 200-400 mmol.

Suplementację należy rozważyć w przypadku osób w podeszłym wieku, z nadciśnieniem tętniczym, przewlekłą niewydolnością serca, zaburzeniami rytmu serca, leczonych diuretykami pętlowymi, tiazydowymi lub tiazydopodobnymi oraz u osób, które powinny ograniczyć spożycie soli, ale nie stosują się do tego zalecenia. U pacjentów obciążonych chorobą sercowo-naczyniową unikanie hipokaliemii jest szczególnie korzystne i wiele danych wskazuje korzyści z utrzymywania stężenia potasu w surowicy >4,5 mmol/l. ¹¹

Przed rozpoczęciem suplementacji należy wziąć pod uwagę występowanie chorób przewlekłych związanych z utratą potasu lub z upośledzeniem jego wydalania, stosowane leki mogące wpływać na kaliemię, rodzaj diety i spożycie soli. Należy zawsze oznaczyć stężenie potasu oraz kreatyniny w surowicy i określić szacunkowy wskaźnik filtracji kłębuszkowej (eGFR – estimated glomerular filtration rate), a następnie monitorować te parametry w czasie terapii. U osób z upośledzoną czynnością nerek (w szczególności gdy eGFR <30 ml/min/1,73 m ² ) ryzyko hiperkaliemii podczas suplementacji jest istotne i wymaga częstszych kontroli stężenia potasu.

Dostępne preparaty zawierające potas zarejestrowane zarówno jako leki, jak i jako suplementy diety w jednej tabletce lub kapsułce zawierają 52-320 mg jonów potasu w przypadku chlorku potasu oraz 50-80 mg jonów potasu w przypadku glukonianu potasu. Wybierając preparat, należy kierować się zawartością potasu oraz jego przyswajalnością, by zminimalizować liczbę przyjmowanych tabletek. Nie ma natomiast znaczenia, czy preparat jest zarejestrowany jako lek, czy suplement diety, jednak powinien być przebadany oraz posiadać certyfikaty jakości. Na rynku dostępnych jest kilka form preparatów potasu:

• kapsułki zawierające mikropeletki o kontrolowanym, przedłużonym uwalnianiu, które lepiej rozpuszczają się w żołądku, w mniejszym stopniu przywierają do błony śluzowej, dzięki czemu wiążą się z mniejszym ryzykiem powstawania owrzodzeń
• tabletki szkieletowe o przedłużonym uwalnianiu, które są łatwe do połknięcia, ale wiążą się z większym ryzykiem owrzodzeń niż preparaty o budowie mikropeletek
• tabletki/proszek w saszetkach rozpuszczalne w wodzie, które szybko działają i są wygodne dla osób mających trudności w przełykaniu
• syropy, które działają szybko, ale mają nieprzyjemny smak.

Działania niepożądane preparatów potasu dotyczą głównie przewodu pokarmowego. Najczęściej są to: nudności, wymioty, biegunka, wzdęcia, ból brzucha, rzadko owrzodzenia błony śluzowej żołądka lub jelit. Z niedawno opublikowanej pracy opartej na systematycznym przeglądzie i metaanalizie badań można wnioskować, że umiarkowana suplementacja potasu (średnio 45 mmol/24 h, czyli 1755 mg/24 h) jest bezpieczna i nie niesie ryzyka hiperkaliemii lub pogorszenia funkcji nerek u ludzi ze sprawnie działającymi nerkami, nawet przy jednoczesnym stosowaniu leków z grupy antagonistów układu renina–angiotensyna. ¹²

W przypadku pacjentów z upośledzoną czynnością nerek w praktyce bardziej obawiamy się hiperkaliemii, ale warto zwrócić uwagę na doniesienia wskazujące, że hipokaliemia, a nawet stężenie potasu w dolnej granicy normy (<4 mmol/l) w tej grupie wiąże się z wyższą śmiertelnością. ¹³ Dlatego u chorych z przewlekłą chorobą nerek również warto uzupełniać niedobory potasu. Przyczynami hiperkaliemii mogą być niewydolność nerek i stosowanie takich leków, jak: diuretyki oszczędzające potas (MRA – antagoniści receptora mineralokortykoidowego), inhibitory konwertazy angiotensyny (ACEI – angiotensin converting enzyme inhibitors) i antagoniści receptorów dla angiotensyny (ARB – angiotensin receptor blockers), niesteroidowe leki przeciwzapalne i leki β-adrenolityczne. U 5-10% leczonych ACEI/ARB występuje wzrost stężenia potasu o 0,1-0,3 mmol/l, dlatego nie jest to istotny problem kliniczny. Z drugiej strony zbyt wysokie dawki tych leków u pacjentów w podeszłym wieku, z chorobami współistniejącymi mogą spowodować niewydolność nerek. Inne przyczyny hiperkaliemii to: rabdomioliza, rozpad guza, hemoliza, kwasica metaboliczna, hiperglikemia, zaburzenia endokrynologiczne (choroba Addisona) i nieprawidłowa dieta u pacjentów z czynnikami ryzyka. Hiperkaliemia może być przyczyną zgonów średnio u 2-5% hospitalizowanych chorych. Do objawów hiperkaliemii należy: osłabienie mięśni, zaburzenia przewodzenia przedsionkowo-komorowego, pobudzenie mięśni oddechowych i mowy, porażenia mięśni kończyn dolnych, tułowia, ramion, pobudzenie układu pokarmowego, biegunka, bóle brzucha. Ze strony układu krążenia mogą wystąpić zwolnienie rytmu serca (bradykardia), zaburzenia rytmu serca aż do zatrzymania krążenia w mechanizmie asystolii lub migotania komór. Charakterystyczne dla hiperkaliemii zmiany w badaniu EKG obejmują wysokie załamki P, skrócenie odstępu QT, wydłużenie odstępu PR, poszerzenie zespołów QRS, występowanie bloków przedsionkowo-komorowych. Dochodzi do osłabienia siły skurczu mięśnia sercowego. Należy w takich przypadkach odstawić leki lub zmodyfikować ich dawkowanie oraz stale monitorować zapis EKG. W zależności od stanu chorego i stężenia potasu należy wdrożyć intensywne leczenie.

Właściwa suplementacja potasu, tak jak sodu i magnezu, ma istotne znaczenie w utrzymywaniu homeostazy organizmu. Ze względu na wiele potencjalnych czynników zaburzających (m.in. choroby, przyjmowane leki, dieta, styl życia i stosowanie używek) w okresowych badaniach biochemicznych należy zawsze uwzględnić oznaczenie stężenia potasu, sodu i opcjonalnie magnezu oraz kreatyniny (+ GFR). Są to badania tanie, ale w istotny sposób zwiększające skuteczność leczenia i bezpieczeństwo pacjenta.

Partner gospodarki potasowej – magnez

Dodatkowym czynnikiem nasilającym niedobór potasu, zwłaszcza u chorych przyjmujących długotrwale leki moczopędne, może być deficyt magnezu. Hipomagnezemia zwiększa wydalanie potasu i utrudnia opanowanie hipokaliemii, ponieważ pompa sodowo-potasowa do swej pracy wymaga obecności jonów magnezu. Nie należy o tym zapominać i szczególnie gdy hipokaliemia nie poddaje się łatwo leczeniu, konieczne jest określenie stężenia magnezu oraz jego uzupełnianie.

Magnez jest pod względem ilościowym czwartym kationem w organizmie człowieka i drugim po potasie kationem wewnątrzkomórkowym. Jako aktywator i kofaktor enzymów bierze udział w przebiegu wielu szlaków metabolicznych związanych z przemianą białek, kwasów nukleinowych, lipidów i węglowodanów, a także uczestniczy w transporcie elektrolitów przez błony komórkowe. Odgrywa istotną rolę w procesie skurczu mięśnia sercowego, jest stabilizatorem płytek krwi i fibrynogenu, wywiera bezpośredni wazodylatacyjny wpływ na śródbłonek naczyń, powodując zmniejszenie oporu obwodowego. Działa jak antagonista wapnia, redukując zwiększone napięcie i reaktywność naczyń. Wiele badań potwierdza także zależność między suplementacją magnezu a obniżeniem ciśnienia tętniczego. ¹⁴

Niedobór magnezu powoduje wiele niespecyficznych dolegliwości, które dotyczą wielu układów, dlatego często trudno go rozpoznać. Najczęściej w pierwszej kolejności objawy pochodzą z układu nerwowego i są to: nadpobudliwość, halucynacje, zmienność nastroju, depresja, apatia, zaburzenia świadomości, zaburzenia snu, uczucie zmęczenia, zaburzenia równowagi, koncentracji uwagi, pamięci, bóle głowy, oczopląs, drżenia mięśniowe, bolesne skurcze mięśni, mrowienia, parestezje. W miarę pogłębiania się niedoboru pojawiają się objawy tężyczki opornej na leczenie preparatami wapnia. Niedobór magnezu może przyczyniać się do skurczu mięśni gładkich dróg oddechowych i w efekcie do duszności, dając obraz astmy rzekomej, a także może nasilać objawy astmy oskrzelowej i innych chorób atopowych. Może powodować również dolegliwości ze strony przewodu pokarmowego pod postacią nudności, wymiotów, biegunek lub zaparć, dysfagii, a w skrajnych przypadkach nawet niedrożności porażennej. Niedobór magnezu uznawany jest za jeden z ważnych czynników ryzyka w patogenezie chorób sercowo-naczyniowych. Przyczynia się do nieprawidłowej pobudliwości układu bodźcoprzewodzącego i może wywoływać zaburzenia rytmu serca: pobudzenia dodatkowe oraz częstoskurcze nadkomorowe i komorowe, migotanie przedsionków, a nawet migotanie komór. Istnieją przypuszczenia, że niedobór magnezu może mieć udział w etiologii nadciśnienia tętniczego, udarów niedokrwiennych, skurczów tętnic wieńcowych, rozwoju miażdżycy, nowotworów, kamicy nerkowej i cukrzycy typu 2. ²

Zalecana dobowa zawartość magnezu w diecie wynosi 420 mg dla mężczyzn i 320 mg dla kobiet, ² przy czym dobowe zapotrzebowanie wzrasta w czasie wysiłku fizycznego, w stanach stresu, w okresie ciąży i karmienia piersią. Szczególnie bogate w magnez są produkty pełnoziarniste, zielone warzywa liściaste i orzechy. Dodatkowym źródłem łatwo przyswajalnego magnezu jest woda mineralna o średnim i wysokim stopniu mineralizacji. Wyniki badań wskazują, że w Polsce dieta większości osób nie zawiera wystarczającej ilości pokarmów bogatych w magnez. ¹⁵ Warto zatem rozważyć jego suplementację.

Na rynku farmaceutycznym znajduje się wiele preparatów magnezu stosowanych jako doustne suplementy diety. Wchłanianie magnezu podanego w suplemencie zależy od jego dawki, formy, rozpuszczalności w wodzie. Jest niewielkie w przypadku związków nieorganicznych, a nieco lepsze dla soli magnezu z kwasami organicznymi. Największą przyswajalność magnezu podanego w formie organicznej wykazano dla cytrynianu magnezu. Wchłanianie preparatów magnezu z przewodu pokarmowego dodatkowo zwiększa równoczesne podanie witaminy B₆. Słaba przyswajalność magnezu, obniżana dodatkowo przez konsumpcję słodyczy, kawy, alkoholu, wolnych kwasów tłuszczowych oraz przez diuretyki, inhibitory kalcyneuryny oraz prawdopodobnie inhibitory pompy protonowej sprawia, że podczas rozsądnej suplementacji i przy prawidłowej wydolności nerek trudno jest go przedawkować.