Current guidelines for β-adrenoblockers use in cardiovascular diseases: focus on metoprolol succinate CR/XL: A review

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The objective of this review was to systematize current data on the β-adrenoblockers (β-ABs) used in the treatment of cardiovascular diseases and to analyze the results of studies performed with a focus on metoprolol succinate controlled release/extended release (CR/XL) formulation. The article addresses issues related to pharmacological features of metoprolol succinate CR/XL, the use of β-AB in arterial hypertension, coronary heart disease, chronic heart failure, and cardiac arrhythmias based on international and Russian clinical guidelines. Results of randomized clinical trials evaluating the efficacy of metoprolol succinate CR/XL are presented. In preparing the literature review, a review of publications over the past 34 years in the MEDLINE/PubMed, Scopus, Cochrane Library, eLIBRARY, and Google Scholar databases was performed. The presented data indicate the need for more extensive use of β-ABs, including metoprolol succinate CR/XL, in clinical practice.

About the authors

Marina G. Bubnova

National Medical Research Center for Therapy and Preventive Medicine

Author for correspondence.
Email: mbubnova@gnicpm.ru
ORCID iD: 0000-0003-2250-5942

D. Sci. (Med.), Prof.

Russian Federation, Moscow

References

  1. Plosker GL, Clissold SP. Controlled release metoprolol formulations: a review of their pharmacodynamic and pharmacokinetic properties, and therapeutic use in hypertension and ischaemic heart disease. Drugs. 1992;43:382-414. doi: 10.2165/00003495-199243030-00006
  2. Белоусов Ю.Б., Леонова М.В., Машенина О.А., и др. Метопролола сукцинат и тартрат: влияет ли соль на эффективность препарата. Фарматека. 2006;19:14-9 [Belousov YuB, Leonova MV, Mashenina OA, et al. Metoprolol succinate and tartratе: does salt affect on the effectiveness of the drug. Farmateca. 2006;19:14-9 (in Russian)].
  3. Prakash A, Markham A. Metoprolol. A Review of its Use in Chronic Heart Failure. Drugs. 2000;60(3):647-78. doi: 10.2165/00003495-200060030-00011
  4. Sandberg A, Blomqvist I, Jonsson UE, et al. Pharmacokinetic and pharmacodynamic properties of a new controlled-release formulation of metoprolol: a comparison with conventional tablets. Eur J Clin Pharmacol. 1988;33(Suppl.):S9-14. doi: 10.1007/BF00578406
  5. Oоsterhuis B, Jonkman JHG, Kerkhof FA. Pharmacokinetic and pharmacodynamic comparison of a new controlled-release formulation of metoprolol with a traditional slow-release formulation. Eur J Clin Pharmacol. 1988;33(Suppl.):S15-8. doi: 10.1007/BF00578407
  6. Blomqvist I, Westergren G, Sandberg A, et al. Pharmacokinetics and pharmacodynamics of controlled-release metoprolol: a comparison with atenolol. Eur J Clin Pharmacol. 1988;33 (Suppl.):S19-24. doi: 10.1007/BF00578408
  7. Deroubaix X, Lins RL, Lens S, et al. Comparative bioavailability of a metoprolol controlled release formulation and a bisoprolol tablet after single oral dose administration in healthy volunteers. Int J Clin Pharmacol Ther. 1996;34(2):61-70.
  8. Jansson SO, Malm AE, Lundström T. In Silico Comparison Between Metoprolol Succinate and Bisoprolol on 24-Hour Systolic Blood Pressures. Drugs R D. 2014;14:325-32. doi: 10.1007/s40268-014-0073-5
  9. Кобалава Ж.Д., Гудков К.М. Метопролол СR/XL: усовершенствованная форма эталонного β-блокатора. Кардиология. 2003;43(9):101-10 [Kobalava ZHD, Gudkov KM. Metoprolol Succinate (CR/XL): Advanced formulation of classical b-blocker. Kardiologiia. 2003;43(9):101-10 (in Russian)].
  10. Артериальная гипертензия у взрослых. Клинические рекомендации 2020. Российский кардиологический журнал. 2020;25(3):3786 [Arterial hypertension in adults. Clinical guidelines 2020. Russian Journal of Cardiology. 2020;25(3):3786 (in Russian)]. doi: 10.15829/1560-4071-2020-3-3786
  11. Williams B, Mancia G, Spiering W, et al. 2018 ESC/ESH Guidelines for the management of arterial hypertension. Eur Heart J. 2018;39:3021-104. doi: 10.1093/eurheartj/ehy339
  12. Morales-Salinas A, Kones R. Concerning the degradation of b-blocker use in the 2018 ESC/ESH hypertension guidelines. Eur Heart J. 2019;40:2091. doi: 10.1093/eurheartj/ehz125
  13. Okin PM, Kjeldsen SE, Julius S, et al. All-cause and cardiovascular mortality in relation to changing heart rate during treatment of hypertensive patients with electrocardiographic left ventricular hypertrophy. Eur Heart J. 2010;31(18):2271-9. doi: 10.1093/eurheartj/ehq2255
  14. Westergren G, Olofsson B, Parlevliet K. Effective once-daily treatment of hypertension with low-dose, controled-release metoprolol. Pooled results from three randomized, double-blind, placebo-controlled studies. Cur Ther Res. 1994;55(2):142-8. doi: 10.1016/S0011-39X(05)80686-1
  15. Knuuti J, Wijns W, Saraste A, et al. 2019 ESC Guidelines for the diagnosis and management of chronic coronary syndromes. Eur Heart J. 2020;41:407-77. doi: 10.1093/eurheartj/ehz425
  16. Стабильная ишемическая болезнь сердца. Клинические рекомендации 2020. Российский кардиологический журнал. 2020;25(11):4076 [2020 Clinical practice guidelines for Stable coronary artery disease. Russian Journal of Cardiology. 2020;25(11):4076 (in Russian)]. doi: 10.15829/1560-4071-2020-4076
  17. Seccareccia F, Pannozzo F, Dima F, et al. Heart rate as predictor of mortality: the MATISS project. Am J Public Health. 2001;91:1258-63. doi: 10.2105/ajph.91.8.1258
  18. Okamura T, Hayakawa T, Kadowaki T, et al. NIPPONDATA80 Research Group. Resting heart rate and cause-specific death in a 16,5-year cohort study of Japanese general population. Am Heart J. 2004;147:1024-32. doi: 10.1016/j.ahj.2003.12.020
  19. Headland UE, Strauer BE, Left ventricular muscle mass end elevated heart rate are associated with coronary plaque disruption. Circulation. 2001;104(13):1477-82. doi: 10.1161/hc3801.096325
  20. Бубнова М.Г., Аронов Д.М., Оганов Р.Г., и др. (от имени участников исследования). Клиническая характеристика и общие подходы к лечению пациентов со стабильной стенокардией в реальной практике. Российское исследование «ПЕРСПЕКТИВА» (часть I). Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2010;9(6):41-56 [Bubnova MD, Aronov DM, Oganov RG, et al. (on behalf of the Study Group). Clinical characteristics of stable angina patients and their treatment strategies in real-world clinical practice. A Russian PERSPECTIVE Study (Part I). Cardiovascular Therapy and Prevention. 2010;9(6):41-56 (in Russian)].
  21. Egstrup K, Gundersen T, Harkönen R. The antianginal efficacy and tolerability of controlled-rease metoprolol once daily: a comparison with conventional metoprolol tablets twice daily. J Clin Pharmacol. 1988:33:45-9. doi: 10.1007/BF00578412
  22. Тепляков А.Т., Дьякова М.Л., Кузнецова А.В., и др. Антиишемические и гемодинамические эффекты, безопасность применения β-адреноблокатора беталок зок у больных с постинфарктной дисфункцией сердца. Бюллетень СО РАМН. 2006;119(1):8-12 [Teplyakov AT, Dyakova ML, Kuznetsova AV, et al. Anti-ischemic and hemodynamic effects, application safety beta-bloker betaloc zok in patients with postinfarction heart dysfunction. Biulleten' SO RAMN. 2006;119(1):8-12 (in Russian)].
  23. Толпыгина С.Н., Марцевич С.Ю. Эффективность и безопасность высоких доз метопролола пролонгированного действия при лечении пациентов со стабильным течением ишемической болезни сердца. Рациональная фармакотерапия в кардиологии. 2008;5:46-52 [Tolpygina SN, Martsevich SY. Efficacy and safety of metoprolol succinate in high doses in patients with stable course of ischemic heart disease. Ratsional'naia farmakoterapiia v kardiologii. 2008;5:46-52 (in Russian)]. doi: 10.20996/1819-6446
  24. Острый инфаркт миокарда с подъемом сегмента ST электрокардиограммы. Клинические рекомендации 2020. Российское кардиологическое общество, Ассоциация сердечно-сосудистых хирургов России. Российский кардиологический журнал. 2020;25(11):4103 [2020 Clinical practice guidelines for Acute ST-segment elevation myocardial infarction. Russian Journal of Cardiology. 2020;25(11):4103 (in Russian)]. doi: 10.15829/1560-4071-2020-4103
  25. Lopez-Sendon J, Swedberg K, McMurray J, et al. Expert consensus document on β-adrenergic receptor blockers. The Task Force on Beta-Blockers of the European Society of Cardiology. Eur Heart J. 2004;25:1341-62. doi: 10.1016/j.ehj.2004.06.002
  26. Барбараш О.Л., Дупляков Д.В., Затейщиков Д.А., и др. Острый коронарный синдром без подъема сегмента ST электрокардиограммы. Клинические рекомендации 2020. Российский кардиологический журнал. 2021;26(4):4449 [Barbarash OL, Duplyakov DV, Zateischikov DA, et al. 2020 Clinical practice guidelines for Acute coronary syndrome without ST segment elevation. Russian Journal of Cardiology. 2021;26(4):4449 (in Russian)]. doi: 10.15829/1560-4071-2021-4449
  27. Dondo TB, Hall M, West RM, et al. Beta-blockers and mortality after acute myocardial infarction in patients without heart failure or ventricular dysfunction. J Am Coll Cardiol. 2017;69:2710-20. doi: 10.1016/j.jacc.2017.03.578
  28. Goldberger JJ, Bonow RO, Cuffe M, et al. Effect of beta-blocker dose on survival after acute myocardial infarction. J Am Coll Cardiol. 2015;66:1431-41. doi: 10.1016/j.jacc.2015.07.047
  29. Sorbets E, Steg PG, Young R, et al. B-blockers, calcium antagonists, and mortality in stable coronary artery disease: an international cohort study. Eur Heart J. 2019;40:1399-407. doi: 10.1093/eurheartj/ehy811
  30. Herlitz J, Dellborg М, Каrlsоn BW, el al. Similar risk reduction of death оf ехtепdеd-геlеаsе metoprolol once daily and imnrediate-release mеtоргоlоl twice daily during 5 years after myocardial iпfаrсtiоп. Сагdiоvаsс Drugs Тhеr. l999;13(2):127-35. doi: 10.1023/a:1007736226093
  31. Лебедев Д.С., Михайлов Е.Н., Неминущий Н.М., и др. Желудочковые нарушения ритма. Желудочковые тахикардии и внезапная сердечная смерть. Клинические рекомендации 2020. Российский кардиологический журнал. 2021;26(7):4600 [Lebedev DS, Mikhailov EN, Neminuschiy NM, et al. 2020 Clinical guidelines. Russian Journal of Cardiology. 2021;26(7):4600 (in Russian)]. doi: 10.15829/1560-4071-2021-4600
  32. Kaplan JR, Manuck SB, Adams MR, et al. The effects of beta-adrenergic blocking agents on atherosclerosis and its complications. Eur Heart J. 1987;8:928-44. doi: 10.1093/oxfordjournals.eurheartj.a062370
  33. Kaplan JR, Pettersson K, Manuck SB, et al. Role of sympathoadrenal medullary activation in the initiation and progression of atherosclerosis. Circulation. 1991;84(Suppl. VI):VI23-32.
  34. Östlund-Lindqvist AM, Lindqvist P, Brautigam J, et al. Effect of metoprolol on diet-induced atherosclerosis in rabbits. Arteriosclerosis. 1988;8:40-5. doi: 10.1161/01.atv.8.1.40
  35. Hedblad B, Wikstrand J, Janzon L, et al. Low-Dose Metoprolol CR/XL and Fluvastatin Slow Progression of Carotid Intima-Media Thickness Main Results From the b-Blocker Cholesterol-Lowering Asymptomatic Plaque Study (BCAPS). Circulation. 2001;103:1721-6. doi: 10.1161/01.cir.103.13.1721
  36. Wiklund O, Hulthe J, Wikstrand J, et al. Effect of Controlled Release/Extended Release Metoprolol on Carotid Intima-Media Thickness in Patients With Hypercholesterolemia A 3-Year Randomized Study. Stroke. 2002;33:572-7. doi: 10.1161/hs0202.102332
  37. Хроническая сердечная недостаточность. Клинические рекомендации 2020. Российский кардиологический журнал. 2020;25(11):4083 [Clinical practice guidelines for Chronic heart failure. Russian Journal of Cardiology. 2020;25(11):4083 (in Russian)]. doi: 10.15829/1560-4071-2020-4083
  38. The MERIT-HF investigators. Effect of metoprolol CR/XL in chronic heart failure: Metoprolol CR/XL Randomised Intervention Trial in Congestive Heart Failure (MERIT-HF). Lancet. 1999;353:2001-7. doi: 10.1016/S0140-6736(99)04440-2
  39. Hjalmarson A, Goldstein S, Fagerberg B, et al. Effects of controlled-release metoprolol on total mortality, hospitalizations, and well-being in patients with heart failure. JAMA. 2000;283:1295-302. doi: 10.1001/jama.283.10.1295
  40. Gullestad L, Wikstrand J, Deedwania P, et al. What Resting Heart Rate Should One Aim For When Treating Patients With Heart Failure With a Beta-Blocker? J Am Coll Cardiol. 2005;45:252-9. doi: 10.1016/j.jacc.2004.10.032
  41. Wikstrand J, Hjalmarson A, Waagstein F, et al. Dose of metoprolol CR/XL and clinical outcomes in patients with heart failure. J Am Coll Cardiol. 2002;40:491-8. doi: 10.1016/S0735-1097(02)01970-8
  42. Goldstein S, Fagerberg B, Hjalmarson A, et al. Metoprolol controlled release/extended release in patients with severe heart failure: analysis of the experience in the MERIT-HF study. J Am Coll Cardiol. 2001;38:932-8. doi: 10.1016/s0735-1097(01)01516-9
  43. Jánosi A, Ghali JK, Herlitz J, et al. Metoprolol CR/XL in postmyocardial infarction patients with chronic heart failure: Experiences from MERIT-HF. Am Heart J. 2003;146:721-8. doi: 10.1016/S0002-8703(03)00163-7
  44. Caro JJ, Migliaccio-Walle K, O΄Brien LA, et al. Economic implications of extended-release metoprolol succinaate for heart failure in the MERIT-HF trial: a US perspective of the MERIT-HF trial. J Card Fail. 2005;11(9):647-56. doi: 10.1016/j.cardfail.2005.06.43
  45. Zhang Q, Shu Q, Wu L, et al. Dose-independent influence of metoprolol on cardiac and motor functions, QoL, and mental status in Chinese patients with CHF. Ther Clin Risk Manag. 2019;15:23-31. doi: 10.2147/TCRM.S188123
  46. Prins KW, Neill JM, Tyler JO, et al. Effects of Beta-Blocker Withdrawal in Acute Decompensated Heart Failure: A Systematic Review and Meta-Analysis. JACC Heart Fail. 2015;3(8):647-53. doi: 10.1016/j.jchf.2015.03.008
  47. Бокерия Л.А., Голухова Е.З., Попов С.В., и др. Российское кардиологическое общество. Наджелудочковые тахикардии у взрослых. Клинические рекомендации 2020. Российский кардиологический журнал. 2021;26(5):4484 [Bokeria LA, Golukhova EZ, Popov SV, et al. Russian Society of Cardiology. 2020 Clinical practice guidelines for Supraventricular tachycardia in adults. Russian Journal of Cardiology. 2021;26(5):4484 (in Russian)]. doi: 10.15829/1560-4071-2021-4
  48. Аракелян М.Г., Бокерия Л.А., Васильева Е.Ю., и др. Фибрилляция и трепетание предсердий. Клинические рекомендации 2020. Российский кардиологический журнал. 2021;26(7):4594 [Arakelyan MG, Bockeria LA, Vasilieva EYu, et al. 2020 Clinical guidelines for Atrial fibrillation and atrial flutter. Russian Journal of Cardiology. 2021;26(7):4594 (in Russian)]. doi: 10.15829/1560-4071-2021-4594
  49. Hindricks G, Potpara T, Dagres N, et al. 2020 ESC Guidelines for the diagnosis and management of atrial fibrillation developed in collaboration with the European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS). Eur Heart J. 2020;42:373-498. doi: 10.1093/eurheartj/ehaa612
  50. Sousa-Uva M, Head SJ, Milojevic M, et al. 2017 EACTS Guidelines on perioperative medication in adult cardiac surgery. Eur J Cardiothorac Surg. 2018;53(1):5-33. doi: 10.1093/ejcts/ezx314
  51. Kühlkamp V, Schirdewan A, Stangl K, et al. Use of Metoprolol CR/XL to Maintain Sinus Rhythm After Conversion from Persistent Atrial Fibrillation. J Am Coll Cardiol. 2000;36(1):139-46. doi: 10.1016/S0735-1097(00)00693-8
  52. Nergårdh AK, Rosenqvist M, Nordlander R, Frick M. Maintenance of sinus rhythm with metoprolol CR initiated before cardioversion and repeated cardioversion of atrial fibrillation: randomized, double-blind placebo-controlled study. Eur Heart J. 2007;28(11):1351-57. doi: 10.1093/eurheartj/ehl544
  53. van Veldahuisen DJ, Aass H, El Allaf D, et al. Presence and development of atrial fibrillation in chronic heart failure. Experiences from the MERIT-HF Study. Eur J Heart Fail. 2006;8(5):539-46. doi: 10.1016/j.ejheart.2006.01.015
  54. Falkner B, Kushner H. Treatment With Metoprolol Succinate, a Selective Beta Adrenergic Blocker, Lowers Blood Pressure Without Altering Insulin Sensitivity in Diabetic Patients. J Clin Hypertens. 2008;10:51-7. doi: 10.1111/j.1524-6175.2007.07458.x
  55. Deedwania PC, Giles TD, Klibaner M, et al. Efficacy, safety and tolerability of metoprolol CR/XL in patients with diabetes and chronic heart failure: experiences from MERIT-HF. Am Heart J. 2005;149:159-67. doi: 10.1016/j.ahj. 2004.05.056

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The concentration of metoprolol in blood plasma within 24 hours after a single dose of the drug at a dose of 100 mg in the form of conventional (immediate) release and in the form CR/XL (adapted [4]).

Download (138KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Plasma drug concentrations over 24 hours of metoprolol succinate CR/XL at a dose of 100 mg and bisoprolol at a dose of 10 mg after a single dose (adapted [8]).

Download (81KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dynamics (∆, ±95% CI, mmHg) of systolic blood pressure within 24 hours (according to 24-hour blood pressure monitoring) after a single dose of metoprolol succinate CR/XL at a dose of 100 mg and bisoprolol at a dose of 10 mg (adapted [8]).

Download (135KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. BCAPS: effect of metoprolol CR/XL therapy for 36 months on the combined endpoint of cardiovascular events (myocardial infarction and stroke) and all deaths (Kaplan–Meier curves); adapted [35].

Download (66KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. MERIT-HF study: hospitalization rates in the metoprolol succinate CR/XL and placebo groups in patients with and without diabetes mellitus (adapted from [55]).

Download (102KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. The MERIT-HF study: the incidence of carbohydrate metabolism-related side effects in patients with diabetes mellitus and the incidence of new cases of diabetes mellitus (adapted from [38]).

Download (73KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».