Kalium und neuromuskuläre Erregbarkeit: Wirkung und Bedeutung

Kalium ist ein essenzieller Mineralstoff, der eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der neuromuskulären Erregbarkeit spielt. Es ist das bedeutendste Kation im Intrazellularraum und beeinflusst das Ruhepotenzial der Zellmembran. Eine Dysbalance im Kaliumhaushalt kann zu vielfältigen neuromuskulären Störungen führen. Dieser Artikel beleuchtet die Wirkung von Kalium auf die neuromuskuläre Erregbarkeit, die Ursachen und Folgen von Kaliummangel und -überschuss sowie die Bedeutung einer ausgewogenen Kaliumzufuhr für die Gesundheit.

Die Bedeutung von Kalium für den Körper

Kalium ist nach Kalzium, Phosphor und Schwefel das vierthäufigste Element im Körper. Es ist ein Kation (positiv geladenes Ion) und steht in der 1. Hauptgruppe im Periodensystem. Kalium ist vorwiegend in pflanzlichen Lebensmitteln wie Bananen, Kartoffeln, Trockenobst, Spinat und Champignons in ausreichender Menge enthalten. Der tägliche Bedarf wird mit 4000 mg angegeben (DGE).

Elektrolyte und ihre Funktionen

Elektrolyte sind Mineralstoffe, die sich in Wasser auflösen und in geladene Teilchen, sogenannte Ionen, dissoziieren, welche entweder positiv (Kationen) oder negativ (Anionen) geladen sein können. Sie kommen extrazellulär und intrazellulär in unterschiedlichen Konzentrationen vor. Elektrolyte sind für verschiedene grundlegende lebenserhaltende Funktionen wie die Aufrechterhaltung der elektrischen Neutralität in Zellen, die Erzeugung von Aktionspotentialen in Nerven und Muskeln und die Aufrechterhaltung eines normalen pH-Werts im Blut unerlässlich. Die wichtigsten Elektrolyte sind Natrium, Kalium, Chlorid, Magnesium, Calcium, Phosphat und Bicarbonat. Damit diese Elektrolyte an biochemischen Reaktionen und zellulären Prozessen teilnehmen können, sind Regulationsmechanismen vorhanden, die zur Aufrechterhaltung der Homöostase beitragen.

Kalium als Hauptelektrolyt

Kalium 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. Größter Speicher für Kalium sind die Muskeln. 80 Prozent der gesamten Kaliummenge des Körpers sind dort eingelagert.

Aufnahme und Ausscheidung von Kalium

Über die Nahrung zugeführtes Kalium wird hauptsächlich (>90 %) im oberen Dünndarm resorbiert. Die Absorptionsrate beträgt etwa 70 bis 130 mmol pro Tag. Die enterale Kaliumaufnahme erfolgt parazellulär durch passive Diffusion. In der Niere kommt es zur glomerulären Filtration von Kalium. Etwa 90 % der filtrierten Kaliumionen werden im proximalen Tubulus sowie in der Henle´schen Schleife reabsorbiert. Bei ausgeglichener Kaliumbilanz werden etwa 90 % des oral zugeführten Kaliums innerhalb von 8 Stunden und mehr als 98 % innerhalb von 24 Stunden über die Nieren eliminiert. Wer viel schwitzt, verliert bis zu 30 Prozent Kalium über den Schweiß - gleiches gilt für Leistungssportler. Der Körper ist in der Regel in der Lage, den Kaliumspiegel konstant zu halten. Das geschieht in sehr engen Grenzen. Die Niere kann bei starker Kaliumzufuhr oder einer erhöhten Kaliumkonzentration außerhalb der Zellen rasch reagieren, indem sie den Überschuss ausscheidet. Der umgekehrte Weg ist nicht möglich. Bei einem Kaliummangel ist es der Niere also nicht möglich, Kalium aus dem Urin zurückzuhalten.

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Funktionen von Kalium im Körper

Kalium ist für lebenswichtige Funktionen des Körpers notwendig. Es ist beteiligt an der Regulierung des osmotischen Drucks in den Zellen. Zudem ist es für die Bioelektrizität der Zellmembranen beziehungsweise Zellerregbarkeit wichtig - Kalium ist nötig für die neuromuskuläre Reizbarkeit, Reizbildung und Reizleitung des Herzens. Somit ist eine der wichtigsten Aufgaben von Kalium eine gesunde Herzfunktion. Die Pumpfunktion Deines Herzens ist auf die korrekten Wechselwirkungen zwischen elektrisch geladenen Teilchen inner- und außerhalb der Zellen angewiesen. Neben Kalium übernimmt diese Aufgabe Magnesium. Ist nun zu wenig von diesen Mineralstoffen im Körper vorhanden, kann das die Aktivität der Muskelzellen im Herzen steigern. Das führt unter Umständen zu Herzrhythmusstörungen. Darüber hinaus ist Kalium ein Co-Faktor bestimmter Enzyme, die an der Umwandlung von Eiweißen und Glykogen beteiligt sind. Dadurch ist Kalium ein Faktor für gesundes Wachstum. Außerdem ist Kalium nötig, um konstante Verhältnisse innerhalb des Elektrolythaushaltes zu gewährleisten. In Kombination mit Natrium und Chlorid sorgt es für einen ausgeglichenen Säure-Basen-Haushalt im Körper.

Kalium und Natrium als Antagonisten

In allen Fällen, in denen Kaliumionen einen Vorgang im Organismus beschleunigen, wirken Natriumionen als Gegenspieler. Man spricht bei Kalium und Natrium daher als von Antagonisten. Kalium befindet sich zu 98 Prozent im Zellinneren, Natrium in seiner höchsten Konzentration außerhalb der Zellen. Das Gehirn verwendet bis zu 40 Prozent seiner Energie darauf, Kalium in die Zellen hineinzupumpen und Natrium heraus. Damit alle Prozesse im Körper korrekt ablaufen können, ist das richtige Verhältnis zwischen Kalium und Natrium essenziell. Die moderne Ernährungsweise fördert allerdings eine Verschiebung zugunsten des Natriums. Zu viel Natrium kann Kaliummangel verursachen. Kalium dagegen fördert die Ausscheidung von Natrium über die Nieren. Wichtiger als die Konzentration der einzelnen Mineralstoffe ist also ihr Verhältnis zueinander. Die WHO empfiehlt ein Verhältnis von 1:1. Das lässt sich erreichen, wenn Du täglich weniger als zwei Gramm Natrium, aber mindestens 3,5 Gramm Kalium zu Dir nimmst.

Kalium und Blutdruck

In Kombination mit Natrium sorgt Kalium für einen stabilen Blutdruck. Inzwischen konnte der Zusammenhang zwischen einer erhöhten Kaliumzufuhr und niedrigen Blutdruckwerten in weiteren hochwertigen Studien bestätigt werden. Während die Kaliumzufuhr meist einen senkenden Effekt hatte, stand die Natriumzufuhr in einem direkten Zusammenhang mit erhöhten Blutdruckwerten beziehungsweise einem Hypertonierisiko.

Kalium und Nervenfunktion

Die Aufrechterhaltung der neurologischen Funktionen ist eine der wichtigsten Aufgaben von Kalium. Würden die Signale über die Nerven nicht mehr weitergegeben, könnten sich beispielsweise die Muskeln nicht zusammenziehen und entspannen. Die Kaliumkonzentration ist demnach ein entscheidender Faktor für die neuromuskuläre Erregbarkeit. Zu den Anzeichen und Symptomen eines Kaliummangels gehört unter anderem Missempfindung.

Kalium und Muskeln

Die Kaliumkonzentration ist demnach ein entscheidender positiver Faktor für die neuromuskuläre Erregbarkeit. Zu den Anzeichen und Symptomen eines Kaliummangels gehört unter anderem Muskelschwäche, was eine relevante Wirkung des Mineralstoffs auf die Funktion der Muskeln nahelegt. Bereits kleine Abweichungen des Serumkaliumspiegels vom normalen Sollwert können zu schweren Muskelfunktionsstörungen führen.

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Kaliummangel (Hypokaliämie)

Eine Hypokaliämie tritt dann auf, wenn die Kaliumkonzentration im Serum unter 3,6 mmol pro Liter liegt. Unter normalen Umständen kommt es kaum zu einem alimentär bedingten Kaliummangel. Dabei steigt die Kaliumausscheidung mit dem Stuhl oder Urin. Auch Essstörungen wie Anorexia nervosa oder Bulimia nervosa können mit einer Hypokaliämie einhergehen. Die Hauptursachen für Kaliummangel sind Durchfall und Erbrechen, Krankheiten der Nebenniere sowie die Einnahme von entwässernden Medikamenten (Diuretika). Ein erhöhter Alkoholkonsum sowie der Missbrauch von Abführmitteln können ebenfalls einen Kaliummangel auslösen.

Ursachen von Kaliummangel

• Verluste über den Magen-Darm-Trakt: Durchfall, Erbrechen
• Verluste über die Nieren: Diuretika, Hyperaldosteronismus, Hypomagnesiämie
• Essstörungen: Anorexia nervosa, Bulimia nervosa
• Erhöhter Alkoholkonsum
• Missbrauch von Abführmitteln

Symptome von Kaliummangel

Die zentrale Stellung von Kalium im Stoffwechsel der Muskel- und Nervenzellen hat zur Folge, dass sich Kaliummangel durch neuromuskuläre Symptome äußert. Durch das Absinken der intrazellulären Kaliumkonzentration kommt es zu einem Natriumeinstrom mit Natriumanreicherung in der Zelle. Infolge der niedrigen Osmolarität des Extrazellularraumes entsteht eine hypotone Dehydratation. Dies hat eine verminderte Erregbarkeit der Muskulatur zufolge, sodass sich eine Schwäche der Skelettmuskulatur entwickelt, die in schweren Fällen mit einer Lähmung einhergehen kann. Seitens des Herzens können sich Herzrhythmusstörungen und Herzerweiterungen einstellen. Ein leichter Kaliummangel verursacht zunächst keine Symptome. Sinken die Kaliumwerte deutlich, kann es zu Kopfschmerzen, Übelkeit, Schwäche, Verwirrung sowie zu Zittern und Muskelkrämpfen, meist in den Beinen, kommen.

• Muskelschwäche
• Muskelkrämpfe
• Herzrhythmusstörungen
• Kopfschmerzen
• Übelkeit
• Verwirrung
• Zittern

Diagnose und Behandlung von Kaliummangel

Die Messung des Kaliumspiegels erfolgt über die Blutwerte. Bei Kalium liegt der Normbereich im Blut zwischen 3,6 und 4,8 Millimol pro Liter. Die Messung des Kaliumspiegels erfolgt über die Blutwerte. Bestehen dann noch Zweifel, wird der Kaliumgehalt im Urin gemessen. Um den Mangel zu behandeln, bekommen die Betroffenen kaliumhaltige Mittel verschrieben.

Kaliumüberschuss (Hyperkaliämie)

Eine Hyperkaliämie ist in der Regel Folge einer chronischen Niereninsuffizienz, insbesondere der dialysepflichtigen Niereninsuffizienz mit Störungen der Kaliumausscheidung. Die Serumkaliumkonzentration liegt über 5 mmol pro Liter. Obwohl eine Hyperkaliämie seltener auftritt als ein Kaliummangel, ist sie als gefährlicher einzuschätzen, da es, angefangen von Störungen der Herzfunktion und Herzlähmungen, bis hin zu tödlichen Herzrhythmusstörungen kommen kann. Neben diesen Funktionseinschränkungen können schwere Muskel- und Nervenstörungen auftreten.

Ursachen von Hyperkaliämie

• Chronische Niereninsuffizienz: Insbesondere dialysepflichtige Niereninsuffizienz mit Störungen der Kaliumausscheidung.
• Vermehrtes Ausströmen von Kalium aus den Zellen: Stoffwechselbedingte Übersäuerung des Blutes (metabolische Azidose), Insulinresistenz oder -mangel.
• Gestörte Ausscheidung über die Nieren: Mangelnde Nierenleistung (Niereninsuffizienz) oder hormonelle Veränderungen.
• Morbus Addison: Die Nebennierenrinden arbeiten nicht korrekt.

Symptome von Hyperkaliämie

Ein deutlich zu hoher Kaliumspiegel kann zu schwerwiegenden Problemen führen. Sie reichen von Muskelschwäche bis hin zu Lähmungserscheinungen und einem Darmverschluss.

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• Störungen der Herzfunktion
• Herzlähmungen
• Tödliche Herzrhythmusstörungen
• Muskelschwäche
• Lähmungserscheinungen
• Darmverschluss

Diagnose und Behandlung 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.

Kaliumbedarf und Ernährung

Um die Kalium-Speicher im Körper aufrechtzuerhalten wurde seitens der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) eine Empfehlung von 4.000 Milligramm Kalium pro Tag angegeben. Dabei handelt es sich um einen Schätzwert. Der Wert gilt gleichermaßen für Männer wie für Frauen (auch in der Schwangerschaft). Stillende Frauen haben einen leicht erhöhten Kaliumbedarf. Bei der Abgrenzung orientierte sich die DGE zum einen an der beobachteten Kaliumzufuhr bei Männern und Frauen. Sie berücksichtigte jedoch auch vorbeugende Effekte von Kalium bei Schlaganfall und Bluthochdruck. Für letzteres scheint laut Ernährungsgesellschaft eine Kaliumzufuhr von 3.500 bis 4.700 Milligramm pro Tag ideal zu sein.

Kaliumreiche Lebensmittel

Kalium steckt in sehr vielen Lebensmitteln, allerdings in unterschiedlicher Menge. Kaliumreiche Lebensmittel sind außerdem Bohnen, Fleisch und Fisch, Spinat und Kartoffeln. Gerade bei kaliumhaltigen Lebensmitteln wie Obst und Gemüse gilt, dass in den getrockneten Varianten mehr Nährstoffe stecken. Gute Beispiele sind getrocknete Aprikosen, Datteln, Rosinen und Bananenchips. Verschiedene Kerne und Samen wie Erdnüsse, Mandeln oder Cashewkerne enthalten ebenfalls viel Kalium. Auch Haferflocken sind reich an dem Mineralstoff. Für Koffein-Liebhaber gibt es gute Nachrichten: Kaffee enthält viel Kalium, gleiches gilt für schwarzen Tee.

Wechselwirkungen von Kalium mit Medikamenten

Diuretika wie Hydrochlorothiazid, Xipamid, Indapamid, Chlortalidon oder Schleifendiuretika wie Furosemid oder Torasemid können Kaliumverluste hervorrufen. Hingegen bewirken kaliumsparende Diuretika wie Aldosteron-Antagonisten und cyclische Amidin-Derivate (Triamteren), dass die Ausscheidung der Natrium- und Chloridionen gefördert wird, während sich Kaliumionen anreichern. Auch bei der Einnahme von ACE-Hemmern kann in seltenen Fällen als Nebenwirkung eine Hyperkaliämie auftreten. Sartane (AT1-Antagonisten) halten Kalium im Körper zurück, hingegen erhöhen sie die renale Ausscheidung von Natriumionen.

Wird die Blut-Kaliumkonzentration erhöht, kommt es außerdem zu Wechselwirkungen mit Herzglykosiden, deren Wirkung dann eingeschränkt ist. Umgekehrt würde ein Kaliummangel den Effekt der Herzglykoside verstärken. Nichtsteroidale Antiphlogistika und periphere Analgetika vermindern die Kaliumausscheidung über die Niere. Auch bei der gleichzeitigen Einnahme von Anticholinergika ist Vorsicht geboten.

Da kaliumsparende Diuretika und ACE-Hemmer/AT1-Antagonisten aufgrund ihrer kaliumsparenden Wirkungen den Haushalt des Kations manipulieren, kann sich ihr Einfluss bei gleichzeitiger Gabe gegebenenfalls addieren. Dies kann zu einer lebensbedrohlichen Hyperkaliämie (Kaliumionenwerte ab 5 mmol/l) führen. Sie äußert sich häufig unspezifisch. Zunächst verläuft sie bei vielen Patienten beschwerdearm.

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