Ein störungsfreies Gleichgewicht des Wasser- und Elektrolythaushalts ist von großer Bedeutung, da Veränderungen zu ernsthaften Problemen führen können. Elektrolytstörungen führen häufig zu Herzrhythmusstörungen oder neurologischen Symptomen. Dieser Artikel befasst sich ausführlich mit der Hypokaliämie, ihrem Einfluss auf die neuromuskuläre Erregbarkeit, ihren Ursachen, Symptomen und Behandlungsansätzen.
Einführung in den Wasser- und Elektrolythaushalt
Der Wassergehalt des menschlichen Körpers schwankt alters- und geschlechtsspezifisch zwischen 50 und 75 % des Körpergewichts. Während Säuglinge noch einen Wasseranteil von 75 % haben, sinkt dieser mit zunehmendem Alter. Beim erwachsenen Mann beträgt er ca. 60 %, bei Frauen aufgrund des höheren Fettanteils ca. 50 %. Das Körperwasser (ca. 600 ml/kg Körpergewicht [KG]) verteilt sich auf verschiedene Kompartimente:
- Intrazellulärer Raum (IZR): Ca. 65 % (400 ml/kgKG)
- Extrazellulärer Raum (EZR): Ca. 35 % (200 ml/kgKG), bestehend aus dem
- Zwischenzellraum (Interstitium, ca. 150 ml/kgKG)
- Intravasalen Flüssigkeit (Blut-, Lymphgefäße, ca. 50 ml/kgKG)
Die unterschiedliche Elektrolytzusammensetzung zwischen IZR und EZR wird durch aktive Ionentransportmechanismen an der Zellmembran aufrechterhalten. Natrium ist mengenmäßig im Extrazellulärraum das häufigste Ion und spielt eine wichtige Rolle für den osmotischen Druck, der die Wasserbewegungen innerhalb des Körpers steuert.
Grundlagen der Elektrolyte und ihre Bedeutung
Elektrolyte sind Stoffe, die in wässriger Lösung teilweise oder vollständig in Ionen dissoziieren und dadurch elektrischen Strom leiten können. Zu dieser Gruppe gehören vier der insgesamt zwölf lebensnotwendigen Elemente: Kalium, Natrium, Calcium und Magnesium. Die Auswirkungen von Elektrolytstörungen auf den Organismus sind abhängig vom zeitlichen Verlauf ihrer Entstehung. Als Ursache kommt ein breites Spektrum von Erkrankungen infrage, häufig sind sie auch Folge therapeutischer Maßnahmen. Besonders betroffen sind ältere Menschen bzw. Patienten mit ernsthaften Erkrankungen.
Was ist Kalium?
Kalium (K⁺) ist ein essenzieller Mineralstoff und gehört zu den Mengenelementen. Es ist das Hauptelektrolyt des Körpers und zu 98 Prozent in der Flüssigkeit innerhalb der Zellen (intrazellulär) enthalten. Nur zwei Prozent befinden sich in der Flüssigkeit außerhalb der Zellen (extrazellulär), zum Beispiel im Blut. Der größte Speicher für Kalium sind die Muskeln, wo 80 Prozent der gesamten Kaliummenge des Körpers eingelagert sind.
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Kalium wird fast komplett im Jejunum aufgenommen. Die Aufnahme erfolgt über einen aktiven Transportmechanismus in den oberen Dünndarmabschnitten. Daneben trägt auch der Transport über die Zellzwischenräume (parazelluläre Diffusion) zur Kaliumaufnahme bei. Im Dickdarm kann Kalium in einem aktiven Austauschprozess gegen Natrium bedarfsabhängig ausgeschieden oder aufgenommen werden. Etwa 90 Prozent des aufgenommenen Kaliums werden nach der Aufnahme wieder durch die Nieren ausgeschieden. Wer viel schwitzt, verliert bis zu 30 Prozent Kalium über den Schweiß.
Warum ist Kalium so wichtig?
Kalium ist für lebenswichtige Funktionen des Körpers notwendig:
- Osmotischer Druck: Regulierung des osmotischen Drucks in den Zellen.
- Neuromuskuläre Reizbarkeit: Wichtig für die Bioelektrizität der Zellmembranen bzw. Zellerregbarkeit. Kalium ist nötig für die neuromuskuläre Reizbarkeit, Reizbildung und Reizleitung des Herzens.
- Herzfunktion: Eine der wichtigsten Aufgaben von Kalium ist eine gesunde Herzfunktion. Die Pumpfunktion des Herzens ist auf die korrekten Wechselwirkungen zwischen elektrisch geladenen Teilchen inner- und außerhalb der Zellen angewiesen.
- Enzymaktivität: Kalium ist ein Co-Faktor bestimmter Enzyme, die an der Umwandlung von Eiweißen und Glykogen beteiligt sind.
- Elektrolythaushalt: In Kombination mit Natrium und Chlorid sorgt es für einen ausgeglichenen Säure-Basen-Haushalt im Körper.
- Blutdruck: In Kombination mit Natrium sorgt Kalium für einen stabilen Blutdruck. Kalium fördert die Ausscheidung von Natrium über die Nieren.
- Nervenfunktion: Die Aufrechterhaltung der neurologischen Funktionen ist eine der wichtigsten Aufgaben von Kalium.
Hypokaliämie: Definition und Ursachen
Als Hypokaliämie bezeichnet man einen Kaliummangel im Blutserum, definiert als Seriumkaliumwert von weniger als 3,6 mmol/l. Da Kalium in fast allen Lebensmitteln in mehr oder weniger hoher Konzentration enthalten ist, ist ein ernährungsbedingter Kaliummangel (Hypokaliämie) sehr selten. Die Hauptursachen für Kaliummangel sind:
- Verluste:
- Gastrointestinale Verluste: Erbrechen, Diarrhö, Fisteln, Drainagen
- Renale Verluste: Diuretika (Schleifen-/Thiazid-Diuretika), renale tubuläre Azidose, Mineralokortikoid-Exzess (z. B. Conn-Syndrom), Medikamente (z. B. Amphotericin B)
- Verluste über die Haut: Starkes Schwitzen (z. B. bei Sport, Fieber)
- Verschiebung von Kalium in die Zelle:
- Insulintherapie
- Alkalose
- Beta-2-Agonisten
- Hypothermie
- Mangelnde Zufuhr:
- Selten, meist in Kombination mit anderen Ursachen
- Andere Ursachen:
- Magnesiummangel
- Bariumvergiftung
- Gastrointestinale Störungen
- Erkrankungen der Nebenniere
- Erhöhter Alkoholkonsum
- Missbrauch von Abführmitteln
Symptome der Hypokaliämie
Ein leichter Kaliummangel verursacht zunächst keine Symptome. Sinken die Kaliumwerte deutlich, kann es zu folgenden Beschwerden kommen:
- Muskuläre Symptome: Muskelschwäche, Muskelkrämpfe (meist in den Beinen), Müdigkeit, "Gummibeine", Lähmungserscheinungen
- Neurologische Symptome: Kopfschmerzen, Verwirrung, Kribbeln
- Gastrointestinale Symptome: Übelkeit, Erbrechen, Verstopfung
- Kardiale Symptome: Herzstolpern, Herzrasen, Schwindel, im Extremfall gefährliche Herzrhythmusstörungen
Bei starkem Defizit kann sich die Situation innerhalb von Stunden verschlechtern, besonders wenn weitere Faktoren (z. B. Einnahme von Digitalis) hinzukommen. Im EKG zeigen sich Veränderungen oft, bevor starke Symptome auftreten.
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Die Rolle von Kalium für die neuromuskuläre Erregbarkeit
Kalium spielt eine entscheidende Rolle für die neuromuskuläre Erregbarkeit. Nervenfasern, Muskelzellen und auch das Herz nutzen für ihre Funktionen elektrische Spannungen. Dabei fördern kleine Pumpen über winzige Kanäle in den Zellwänden Salze wie Natrium, Chlorid und Kalium von außen nach innen und umgekehrt. Durch die ungleiche Verteilung dieser geladenen Teilchen entsteht eine elektrische Ladung an der Zellwand.
Kalium beeinflusst die elektrische Spannung an den Zellwänden. Bereits kleine Abweichungen des Serumkaliumspiegels vom normalen Sollwert können zu schweren Muskelfunktionsstörungen führen. Die Kaliumkonzentration ist demnach ein entscheidender Faktor für die neuromuskuläre Erregbarkeit. Zu den Symptomen eines Kaliummangels gehört unter anderem Muskelschwäche, was eine relevante Wirkung des Mineralstoffs auf die Funktion der Muskeln nahelegt.
Diagnose der Hypokaliämie
Die Diagnose der Hypokaliämie erfolgt in der Regel durch eine Blutuntersuchung, bei der der Kaliumspiegel im Serum gemessen wird. Der Normbereich liegt zwischen 3,6 und 4,8 Millimol pro Liter. Je nach Labormethode kann es zu geringen Abweichungen kommen. Bei Bedarf wird zusätzlich der Kaliumgehalt im Urin gemessen.
Wichtige diagnostische Schritte:
- Anamnese: Erhebung der Krankengeschichte, Medikamenteneinnahme, Ernährungsgewohnheiten
- Körperliche Untersuchung: Achten auf Anzeichen von Muskelschwäche, neurologischen Auffälligkeiten, Herzrhythmusstörungen
- EKG: Zum Ausschluss von Herzrhythmusstörungen
- Laboruntersuchungen:
- Serumkalium
- Serummagnesium
- Serumnatrium
- Nierenwerte
- Säure-Basen-Status
- Kaliumausscheidung im Urin
Behandlung der Hypokaliämie
Die Behandlung der Hypokaliämie richtet sich nach der Ursache und dem Schweregrad des Mangels.
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- Beseitigung der Ursache: Behandlung der Grunderkrankung (z. B. Durchfall, Erbrechen), Anpassung der Medikamenteneinnahme (z. B. Reduktion von Diuretika)
- Kaliumsubstitution:
- Leichte Hypokaliämie: Kaliumreiche Ernährung (Kartoffeln, Bananen, Trockenfrüchte, Nüsse, Hülsenfrüchte, Spinat)
- Moderate Hypokaliämie: Kaliumpräparate in Tabletten- oder Brauseform
- Schwere Hypokaliämie: Intravenöse Kaliuminfusion unter EKG-Kontrolle (insbesondere bei Herzrhythmusstörungen)
Empfehlungen zur Kaliumzufuhr in der Ernährung finden sich z. B. bei der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE).
Wichtig: Eine zu rasche Anhebung des Kaliumspiegels kann gefährlich sein. Die Infusionsgeschwindigkeit sollte daher angepasst und der Kaliumspiegel engmaschig kontrolliert werden.
Prävention der Hypokaliämie
- Ausgewogene Ernährung: Achten Sie auf eine kaliumreiche Ernährung.
- Vermeidung von Risikofaktoren: Reduzieren Sie den Konsum von Alkohol und Lakritze. Seien Sie vorsichtig bei der Einnahme von Abführmitteln.
- Regelmäßige Kontrollen: Bei Risikogruppen (z. B. Patienten mit Herzinsuffizienz, Nierenerkrankungen, Einnahme von Diuretika) sollte der Kaliumspiegel regelmäßig kontrolliert werden.
- Elektrolythaltige Getränke: Bei starkem Schwitzen (z. B. Sport) können elektrolythaltige Getränke helfen, den Kaliumverlust auszugleichen.
Hyperkaliämie: Das Gegenteil der Hypokaliämie
Serumnatriumwerte > 145 mmol/l werden als Hypernatriämie gewertet. Die Häufigkeit klinisch relevanter Hypernatriämien mit Werten > 150 mmol/l liegt bei Patientenneuaufnahmen bei ca. 0,2 %. Die Inzidenz, während des Klinikaufenthalts eine Hypernatriämie zu entwickeln, liegt höher, bei intensivpflichtigen Patienten zwischen 7,7 und 26 %. Eine Hypernatriämie geht mit einer erhöhten Mortalität einher. Hypernatriämien werden fast ausschließlich durch Flüssigkeitsverluste verursacht, selten durch erhöhte Natriumzufuhr. In der Praxis sind deshalb sehr häufig Säuglinge und Kleinkinder, alte Menschen und bewusstseinsgetrübte Patienten betroffen, bei denen die Regulation des Durstgefühls bzw. die Flüssigkeitszufuhr gestört sind.
Bei zu viel Kalium im Blut sprechen Mediziner:innen von Hyperkaliämie. Der Kaliumspiegel gilt als zu hoch, wenn er den genannten Normbereich im Blut von 3,6 bis 4,8 Millimol pro Liter überschreitet. Ab 6 Millimol pro Liter gilt der Kaliumwert als viel zu hoch und umgehend behandlungsbedürftig. Ein Stopp der Kaliumzufuhr über die Ernährung reicht nicht aus. Eine Senkung lässt sich durch eine Infusion von Glucose und Insulin sowie durch weitere Maßnahmen erreichen. Ein deutlich zu hoher Kaliumspiegel kann zu schwerwiegenden Problemen führen. Sie reichen von Muskelschwäche bis hin zu Lähmungserscheinungen und einem Darmverschluss. Ursachen für eine Hyperkaliämie können Krankheiten sein. So kann ein vermehrtes Ausströmen von Kalium aus den Zellen zu einer Überversorgung führen. Zu vermehrtem Ausströmen kommt es beispielsweise bei einer stoffwechselbedingten Übersäuerung des Blutes (metabolische Azidose), wie sie bei einem schlecht eingestellten Diabetes mellitus oder langen Hungerperioden (exzessives Fasten) auftreten kann. Auch Insulinresistenz oder -mangel können eine Hyperkaliämie hervorrufen. Ist die Ausscheidung über die Nieren gestört, etwa bei mangelnder Nierenleistung (Niereninsuffizienz) oder hormonellen Veränderungen, kommt es ebenfalls zu erhöhten Kaliumwerten im Blut. Eine seltene Krankheit, unter der hohe Kaliumwerte häufig sind, ist Morbus Addison. Dabei arbeiten die Nebennierenrinden nicht korrekt.
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