Hypokaliämie: Ursachen, Symptome, Auswirkungen auf das Herzaktionspotential und Behandlung

Kalium (K) ist ein essentieller Mineralstoff für alle Lebewesen und spielt eine zentrale Rolle in zahlreichen physiologischen Prozessen. Dieser Artikel beleuchtet die Bedeutung von Kalium für den Körper, die Ursachen und Symptome von Hypokaliämie (Kaliummangel) sowie deren Auswirkungen auf das Herzaktionspotential und die möglichen Behandlungsansätze.

Kalium: Ein Überblick

Kalium ist ein häufig vorkommendes chemisches Element, das für alle Lebewesen ein essentieller Mineralstoff ist. Der Name Kalium leitet sich aus dem arabischen al-qalya ab, was Pflanzenasche bedeutet. Humphry Davy gewann 1807 das Alkalimetall aus Pottasche und nannte es zunächst Potassium. Später setzte sich aber der Name Kalium durch.

In der Erdhülle zählt Kalium zu den zehn häufigsten Elementen und tritt in vielen Mineralien der Erdkruste auf. In der Natur kommt der Mineralstoff nur in Form von Kaliumverbindungen vor, beispielsweise im Meer als Kaliumsalz. Auf ehemaligen Meeresböden haben sich Verdampfungsablagerungen aus Kalisalz gebildet, die im Bergbau abgebaut werden. Auch das Wasser des Toten Meeres wird von Israel und Jordanien zur Kaligewinnung genutzt, da die Kaliumkonzentration dort sehr hoch ist. Kaliumsalze werden hauptsächlich als Düngemittel in der Landwirtschaft eingesetzt, da Pflanzen sie zum Wachsen benötigen und der Boden durch intensive Nutzung oft einen geringen Kaliumanteil aufweist.

Bedeutung von Kalium für den Körper

Das Alkalimetall hat für unseren Körper verschiedene Bedeutungen. Wir nehmen es über die Nahrung auf und scheiden es über die Niere wieder aus. Kalium ist zu 98 % im Zellinneren verortet, während nur 2 % davon außerhalb der Zellen vorliegen. Da Natrium mit Kalium zusammenwirkt, ist ein ausgeglichener Natrium-Kalium-Haushalt wichtig. Dieser kann z. B. gestört sein, wenn man zu viel Natrium aufnimmt, was zu einer vermehrten Kaliumausscheidung führt.

Die wechselseitige Beeinflussung von Natrium und Kalium wird auf verschiedenen Ebenen sichtbar. Das Na+/K+-Verhältnis ist z. B. wichtig für den Erhalt der Membranfunktion aller Körperzellen. Die sogenannte Na+/K+-ATPase, eine Ionenpumpe in der Zellmembran, hält die Konzentrationsunterschiede zwischen der hohen Kaliummenge im Zellinneren und dem Natrium im Zelläußeren aufrecht. So wird das Membranpotential reguliert und das Ruhepotential der Zelle bleibt erhalten. Für die Signalweiterleitung zwischen den Zellen sorgt die Ionenpumpe dafür, dass Natrium in die Zelle einströmt, wodurch ein Kaliumausstrom aus der Zelle verursacht wird. Daraus entwickelt sich ein Aktionspotential, das dann wiederum der Signalweiterleitung zwischen den Zellen dient. Darüber hinaus dient Kalium der Aktivierung bestimmter Enzyme, z.B. für die Proteinsynthese und ist an der Regulation des pH-Werts in den Zellen sowie an der Regulation des Blutdrucks beteiligt.

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Empfohlene Kaliumzufuhr

Normalerweise kann genug Kalium über die Ernährung aufgenommen werden. Eine Ernährung, die hauptsächlich aus tierischen Lebensmitteln besteht, ist allerdings eher kaliumarm und kann daher zu einer zu geringen Kaliumversorgung führen. Daher sollte auf eine ausgewogene Ernährung mit ausreichend pflanzlichen Lebensmitteln geachtet werden. Der empfohlene Tagesbedarf für Erwachsene liegt bei 4000 mg Kalium/ Tag.

Die Schätzwerte für eine angemessene Zufuhr laut DGE-Referenzwerte (Stand: 2016) sind wie folgt:

• 0 bis unter 4 Monate: 400 mg/Tag
• 4 bis unter 12 Monate: 600 mg/Tag
• 1 bis unter 4 Jahre: 1100 mg/Tag
• 4 bis unter 7 Jahre: 1300 mg/Tag
• 7 bis unter 10 Jahre: 2000 mg/Tag
• 10 bis unter 13 Jahre: 2900 mg/Tag
• 13 bis unter 15 Jahre: 3600 mg/Tag
• 15 bis unter 19 Jahre: 4000 mg/Tag
• Erwachsene: 4000 mg/Tag
• Schwangere: 4000 mg/Tag
• Stillende: 4400 mg/Tag

Kaliumreiche und -arme Lebensmittel

Der Kaliumbedarf kann meistens durch eine ausgewogene Ernährung gedeckt werden. Unverarbeitete Lebensmittel haben den höchsten Kaliumgehalt, da es bei der Verarbeitung häufig verloren geht. Wenn Gemüse in Wasser ziehen gelassen oder gekocht wird, geht ein großer Kaliumanteil aufgrund des osmotischen Drucks in die Flüssigkeit über. Wird die Flüssigkeit nicht weiterverwendet, geht es somit verloren. Wenn aus gesundheitlichen Gründen die Ernährung kaliumärmer gestaltet werden soll, kann man sich diesen Vorgang aber auch zunutze machen und Gemüse absichtlich wässern, um den Kaliumgehalt zu vermindern.

Einen großen Kaliumgehalt lässt sich in Kartoffeln, Hülsenfrüchten, Pilzen und Grünkohl finden. Einen geringen Kaliumgehalt haben dagegen Weizenprodukte, Salat, Zwiebeln, Äpfel und Birnen.

Normale Blutwerte für Kalium

Der Kaliumwert wird standardmäßig bei den meisten Blutuntersuchungen bestimmt. Eine Hypokaliämie führt zu einer verringerten Erregbarkeit, eine Hyperkaliämie zu einer erhöhten Erregbarkeit der Zellen. Dies hat Auswirkungen insbesondere auf die Muskel- und Herzfunktion. Wenn die Symptome auftreten, die auf einen Kalium-Mangel oder Überschuss hinweisen, sollte unbedingt eine Kalium-Messung erfolgen. Bei einem Kaliummangel wird über eine Untersuchung des Urins bestimmt, ob der Körper Kalium über den Darm oder die Nieren verliert.

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Die Kalium-Normwerte im Serum sind altersabhängig und werden in mmol/l angegeben:

• 0 bis 7 Lebenstage: 3,2 - 5,5 mmol/l
• 8 bis 31 Lebenstage: 3,4 - 6,0 mmol/l
• 1 bis 6 Monate: 3,5 - 5,6 mmol/l
• 6 Monate bis 1 Jahr: 3,5 - 6,1 mmol/l
• > 1 Jahr: 3,5 - 6,1 mmol/l
• Erwachsene: 3,8 - 5,2 mmol/l

Hypokaliämie: Definition und Ursachen

Eine Hypokaliämie (griech. hypo - „unter“ und ämie - „das Blut betreffend“) liegt vor, wenn die Kaliumkonzentration im Blut zu gering ist. Dies bedeutet, dass der Kaliumspiegel im Blutserum unterhalb des normalen Referenzbereichs liegt (unter 3,5 mmol/l bei Erwachsenen).

Ursachen einer Hypokaliämie

Eine Hypokaliämie kann verschiedene Ursachen haben:

• Unzureichende Kaliumzufuhr: Eine Ernährung, die arm an Kalium ist, kann langfristig zu einem Mangel führen. Dies ist besonders relevant bei Menschen, die sich hauptsächlich von stark verarbeiteten Lebensmitteln oder tierischen Produkten ernähren.
• Übermäßiger Kaliumverlust:
  • Verdauungstrakt: Erbrechen und Durchfall sind häufige Ursachen für einen akuten Kaliumverlust. Auch der Missbrauch von Abführmitteln kann zu einer Hypokaliämie führen.
  • Nieren: Bestimmte Medikamente wie Diuretika (harntreibende Mittel), Glukokortikoide, Mineralkortikoide oder Amphotericin B (ein Antimykotikum) können die Kaliumausscheidung über die Nieren erhöhen. Auch ein Überschuss an Aldosteron (Hyperaldosteronismus) oder das Cushing-Syndrom können zu einem vermehrten Kaliumverlust führen. Eine akute Nierenschwäche mit gesteigerter Urinausscheidung kann ebenfalls eine Hypokaliämie verursachen. Übermäßiger Konsum von Lakritze kann ebenfalls die Kaliumausscheidung erhöhen.
• Verschiebung von Kalium in die Zellen:
  • Alkalose: Ein zu hoher pH-Wert des Blutes (Alkalose) kann dazu führen, dass Kalium aus dem Zellzwischenraum in die Zellen verschoben wird, was zu niedrigeren Kaliumwerten im Blut führt.
  • Vitamin B12-Therapie: Bei der Behandlung von Blutarmut (Anämie) mit Vitamin B12 kann es zu einer vorübergehenden Hypokaliämie kommen.
  • Insulintherapie: Bei der Behandlung des diabetischen Komas (Coma diabeticum) mit Insulin kann es ebenfalls zu einer Verschiebung von Kalium in die Zellen kommen.
• Conn-Syndrom und Gitelman-Syndrom: Das Conn-Syndrom und das Gitelman-Syndrom sind Erkrankungen, die mit einem erheblichen Kaliummangel einhergehen können. Das Conn-Syndrom wird auf medikamentösen Wege mit Arzneien behandelt, die eine Reduzierung der Ausschüttung des Steroidhormons Aldosteron bewirken sollen. Bei den genetisch bedingten Varianten des Conn-Syndroms bleibt den Betroffenen nur die Möglichkeit einer medikamentösen Therapie. Der Kaliummangel bei Patientinnen und Patienten mit dem Gitelman-Syndrom wird in der Regel ebenfalls durch die Einnahme von Kalium-Präparaten therapiert, welche jedoch lediglich zur Linderung der Beschwerden beitragen können. Eine Heilung der Erbkrankheit ist bis heute nicht möglich, so dass die Betroffenen in der Regel ihr Leben lang auf entsprechenden Arzneien zum Ausgleich des Kaliumspiegels angewiesen sind.
• Regelmäßiger Verzehr größerer Mengen Cola: Als mögliche Ursache des Kaliummangels gilt außerdem der regelmäßig Verzehr größerer Mengen Cola.

Symptome der Hypokaliämie

Die Symptome einer Hypokaliämie können vielfältig sein und hängen vom Ausmaß des Kaliummangels ab.

• Muskuläre Beschwerden: Muskelschwäche, Muskelkrämpfe, Müdigkeit und Lähmungserscheinungen (Paresen) der Muskulatur, die sich meist in den Gliedmaßen manifestieren, sind typische Symptome. Ein ausgeprägter Kaliummangel kann schlimmstenfalls einen sogenannten paralytischen Ileus hervorrufen. Diese Form des Darmverschlusses geht auf Lähmungen der Muskeln zurück, welche für den Transport des Darminhaltes benötigt werden.
• Herzrhythmusstörungen: Ein Kaliummangel kann die Erregbarkeit des Herzmuskels beeinflussen und zu Herzrhythmusstörungen wie zu schnellem oder unregelmäßigem Puls führen. Bei Patientinnen und Patienten mit einem Herzschrittmacher führt Kaliummangel ebenfalls zu Herzbeschwerden, da die Kaliumkonzentration maßgeblichen Einfluss auf die spannungsgesteuerten Implantate hat.
• Verdauungsbeschwerden: Verstopfung und Blähungen können auftreten.
• Allgemeine Schwäche: Müdigkeit und Abgeschlagenheit sind häufige Begleiterscheinungen.
• Blutdruckentgleisungen: Kalium wird eine blutdrucksenkende Wirkung zugeschrieben, und ein ausgeprägter Kaliummangel gilt als mögliche Ursache für Entgleisungen des Blutdrucks beziehungsweise als Risikofaktor für Bluthochdruck.
• Weitere Symptome: Kopfschmerzen, Nasenbluten, Ohrensausen, Sehstörungen oder auch ein Engegefühl im Brustkorb. Schlimmstenfalls führt die Erkrankung zu einer sogenannten hypertensiven Krise, die als medizinischer Notfall versorgt werden muss.

Auswirkungen auf das Herzaktionspotential

Kalium spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung des Ruhemembranpotentials und der Erzeugung von Aktionspotentialen in Herzmuskelzellen. Eine Hypokaliämie kann diese Prozesse stören und zu Herzrhythmusstörungen führen.

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Das Aktionspotential im Herzen

Das Aktionspotential ist eine kurzzeitige Änderung des Membranpotentials, die für die Erregungsleitung im Herzen notwendig ist. Es besteht aus verschiedenen Phasen, in denen unterschiedliche Ionenkanäle geöffnet oder geschlossen werden. Kaliumionen sind besonders wichtig für die Repolarisationsphase, in der das Membranpotential wieder in den Ruhezustand zurückkehrt.

Einfluss der Hypokaliämie

Bei Kaliummangel kann diese Repolarisation demnach nicht mehr angemessen erfolgen und schlimmstenfalls verbleibt die Herzkammer in Systole beziehungsweise die Betroffenen ereilt ein Herzstillstand. Die Hyperpolarisation beeinflusst die Erregbarkeit und verzögert die Repolarisation der Herzmuskelzellen. Im Elektrokardiogramm (EKG) zeigen sich eine niedrige T-Welle und das Vorhandensein einer U-Welle.

Diagnose der Hypokaliämie

Zur Feststellung des Kaliummangels dient eine umfassende Blutuntersuchung. Der Kaliumwert wird standardmäßig bei den meisten Blutuntersuchungen mitbestimmt. Eine Hypokaliämie führt zu einer verringerten Erregbarkeit, eine Hyperkaliämie zu einer erhöhten Erregbarkeit der Zellen. Dies hat Auswirkungen insbesondere auf die Muskel- und Herzfunktion. Wenn die Symptome auftreten, die auf einen Kalium-Mangel oder Überschuss hinweisen, sollte unbedingt eine Kalium-Messung erfolgen.

Besteht ein Kaliummangel (Hypokaliämie), gibt eine Urinuntersuchung Aufschluss darüber, auf welchem Wege der Körper den Mineralstoff verliert:

• Kalium im Urin > 20 mmol/l: Kaliumverlust über die Nieren
• Kalium im Urin < 20 mmol/l: Kaliumverlust über den Darm

Fällt die Konzentration des Steroidhormons Aldosteron erhöht aus, folgt im Anschluss oftmals eine Untersuchung der Nieren mittels bildgebender Verfahren wie der Computertomographie oder Magnetresonanztomographie, um eventuelle Erkrankungen des Organs festzustellen.

Behandlung der Hypokaliämie

Die Behandlung einer Hypokaliämie richtet sich nach der Ursache und dem Schweregrad des Kaliummangels.

• Kaliumreiche Ernährung: Einem festgestellten Kaliummangel wird zunächst in der Regel mit einer erhöhten Kaliumzufuhr über die Nahrung begegnet. Allerdings gilt es dabei zu beachten, dass kaliumreiche Lebensmittel harntreibend wirken und sie daher für Patientinnen und Patienten mit eingeschränkter Nierenfunktion, die regelmäßig zur Dialyse müssen, nicht geeignet sind.
• Kaliumpräparate: Bei einem stärkeren Mangel können Kaliumpräparate in Form von Tabletten, Kapseln oder Infusionen verabreicht werden. Die Dosierung richtet sich nach dem individuellen Bedarf und wird vom Arzt festgelegt. Die akute Hypokaliämie wird mit einer intravenösen Gabe von Kaliumchlorid therapiert. Ist das Kalium chronisch vermindert, werden eventuell verantwortliche Medikamente abgesetzt und eine kaliumreiche Diät eingeleitet.
• Behandlung der Grunderkrankung: Wenn die Hypokaliämie durch eine andere Erkrankung verursacht wird (z.B. Hyperaldosteronismus, Cushing-Syndrom, Conn-Syndrom oder Gitelman-Syndrom), muss diese entsprechend behandelt werden.
• Anpassung der Medikation: Wenn bestimmte Medikamente für den Kaliummangel verantwortlich sind, sollte die Dosis angepasst oder das Medikament gewechselt werden.

Kaliumüberschuss (Hyperkaliämie)

Bei einem Kaliumüberschuss, auch Hyperkaliämie (griech. hyper - „über“ und ämie - „das Blut betreffend“) genannt, liegt eine Elektrolytstörung vor. Eine erhöhte Kaliumkonzentration im Blut kann durch die Einnahme bestimmter Medikamente, hormonelle Störungen oder Nierenerkrankungen (verminderte Ausscheidung) verursacht werden. Typische Symptome sind Muskelzuckungen und Parästhesien (Missempfindungen) und Herzrhythmusstörungen (zu niedriger Puls). Auch eine Hyperkaliämie sollte immer ärztlich behandelt werden.

Ursachen einer Hyperkaliämie

• Akutes oder chronisches Nierenversagen: Eine eingeschränkte Nierenfunktion führt zu einer verminderten Kaliumausscheidung.
• Mangel an Aldosteron (Hypoaldosteronismus) oder Mineralkortikoiden (Morbus Addison): Diese Hormone regulieren die Kaliumausscheidung über die Nieren.
• Bestimmte Medikamente: Kaliumsparende Diuretika, Spironolacton, ACE-Hemmer, Angiotensin-II-Rezeptor-Antagonisten, nichtsteroidale Antiphlogistika (NSAR wie Diclofenac, Ibuprofen, ASS), Cyclosporin A, Cotrimoxazol und Pentamidin können den Kaliumspiegel erhöhen.
• Übermäßige Freisetzung von Kalium aus Zellen: Dies kann bei massivem Zerfall der roten Blutkörperchen (Hämolyse) nach Verletzungen, Verbrennungen oder Operationen, bei zu niedrigem pH-Wert des Blutes (Azidose), bei diabetischem Koma mit Insulinmangel, bei Überdosierung von Herzmedikamenten (Digitalis) oder bei Krebstherapie mit Zytostatika auftreten.

Behandlung der Hyperkaliämie

Bei einem akuten Anstieg des Kaliumspiegels sind Sofortmaßnahmen notwendig, da lebensgefährliche Herzrhythmusstörungen drohen. Eine rasche Aufnahme von Kalium in die Zelle kann mit Hilfe von Insulin und Glucose oder Sympathomimetika (beta1-Agonisten) bewirkt werden. Diese Substanzen können die Blutwerte von Kalium senken. Ist die Hyperkaliämie chronisch, werden kaliumerhöhende Medikamente abgesetzt. Zudem muss sich der Patient kaliumarm ernähren.

Bedeutung von Elektrolyten für die Herzgesundheit

Elektrolyte sind essentielle Mineralstoffe, die eine grundlegende Rolle in vielen Körperfunktionen spielen. Sie ermöglichen die Aufrechterhaltung des Flüssigkeitshaushalts, regulieren den pH-Wert im Körper und sind für die Funktion von Muskeln und Nerven unerlässlich. Im Zusammenhang mit der Herzgesundheit sind Elektrolyte besonders wichtig, da sie das elektrische Gleichgewicht im Körper steuern und somit die Funktion des Herzmuskels direkt beeinflussen.

Kalium und Herzgesundheit

Kalium ist der wichtigste Elektrolyt für die elektrische Aktivität des Herzens. Es hilft dabei, das Aktionspotential zu erzeugen, welches für die Kontraktion des Herzmuskels notwendig ist. Eine ausgewogene Kaliumzufuhr ist daher entscheidend für die Gesundheit des Herz-Kreislaufsystems.

Natrium und Herzgesundheit

Natrium spielt eine zentrale Rolle bei der Aufrechterhaltung des Blutdrucks. Ein hoher Natriumkonsum kann den Blutdruck erhöhen und das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen deutlich steigern. Eine reduzierte Natrium- und eine erhöhte Kaliumaufnahme können zu einer signifikanten Senkung des Blutdrucks führen.

Magnesium und Herzgesundheit

Magnesium ist entscheidend für die Entspannung der Muskeln, einschließlich des Herzmuskels. Ein Magnesiummangel kann zu Herzrhythmusstörungen und Bluthochdruck führen und das Risiko für einen Herzinfarkt erhöhen.

Elektrolyte und sportliche Leistung

Elektrolyte spielen nicht nur eine Schlüsselrolle für die allgemeine Herzgesundheit, sondern sind auch entscheidend für die körperliche Leistungsfähigkeit, insbesondere im Sport. Während intensiver körperlicher Betätigung verliert der Körper durch Schweiß wichtige Elektrolyte. Studien haben gezeigt, dass die richtige Elektrolytergänzung vor, während und nach dem Sport die Herzfrequenzvariabilität verbessern, die Regeneration beschleunigen und das Risiko von Herzrhythmusstörungen verringern kann, insbesondere bei Ausdauersportarten.

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