Kalium

Das Elektrolyt Kalium befindet sich in erster Linie in der Zelle, in geringen Mengen auch in der Gewebeflüssigkeit. Zwischen dem Zellinneren und -äußeren besteht ein Kaliumgleichgewicht, auf das der Mensch bereits bei geringen Schwankungen sehr empfindlich reagiert. Kalium erfüllt wichtige Funktionen beim Zellwachstum, im Elektrolythaushalt, bei der Erregungsleitung, bei der Regulierung des Blutdrucks, im Gefäßschutz und bei der Aktivierung einiger Enzyme.

Chemie und Stoffwechsel

Auch das Mengenelement Kalium wurde im Jahre 1808 von dem englischen Chemiker Sir Humphrey Davy entdeckt. Für den Menschen ist Kalium ein wichtiger Mineralstoff. Nach Kalzium, Phosphor und Schwefel ist es das vierthäufigste Element im Körper.

Kalium ist ein Kation (positiv geladenes Ion) und steht in der 1. Hauptgruppe im Periodensystem. Damit gehört es zu der Gruppe der Alkalimetalle.

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.

Im Anschluss an die Resorption im Dünndarm wird Kalium rasch in Muskel- und Leberzellen aufgenommen.

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. Im distalen Tubulus der Niere erfolgt schließlich die bedeutsame Regulation der Kaliumausscheidung.

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. 5-10% gehen über den Stuhl und etwa 3% durch Schweißverluste über die Haut verloren.

Der Kaliumbestand schwankt in Abhängigkeit vom Anteil der stoffwechselaktiven Körpermasse, also vom Körperbau, dem Alter sowie Geschlecht. Erwachsene Männer beziehungsweise Frauen weisen im Durchschnitt einen Kaliumgehalt von 140 Gramm (3600 mmol) beziehungsweise 105 Gramm (2700 mmol) auf. Der körperliche Bestand beträgt bei Frauen, aufgrund der höheren Fettmasse, etwa 100 g und bei Männern etwa 150 g. Kalium befindet sich mit 140 mmol pro Liter zu 98% in der intrazellulären Flüssigkeit. Davon sind etwa 60% in den Muskelzellen, 8% in den Erythrozyten, 6% in den Leberzellen und ungefähr 4% in anderen Organen lokalisiert. Etwa 2% des Kaliumbestandes befindet sich im Extrazellularraum (50-60 mmol/ l). Obwohl das extrazelluläre Kalium nur sehr wenig vom Gesamtkaliumbestand ausmacht, reagiert der menschliche Körper auf Schwankungen der extrazellulären Kaliumkonzentration sehr empfindlich. Diese Schwankungen können sowohl bei einer Kaliumerhöhung, als auch bei einer Erniedrigung, zu schweren muskulären und neuromuskulären Störungen führen. Der Kaliumspiegel im Serum schwankt zwischen 3,5 und 5,5 mmol/ l.

Faktoren, die die Regulation von Kalium beeinflussen:

  • Magnesium
  • Säure-Basen-Haushalt (pH-Wert)
  • Insulin (fördert die Kaliumaufnahme aus dem Plasma in die Zellen)
  • Katecholamine (fördert die Kaliumaufnahme aus dem Plasma in die Zellen)
  • Aldosteron (fördert die Kaliumaufnahme aus dem Plasma in die Zellen)

Funktionen und Aufgaben

Kalium ist der Gegenspieler von Natrium und erfüllt mit diesem Mineralstoff gemeinsam folgende Aufgaben:

  • Regulation des osmotischen Drucks und des Wasserhaushalts, Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts.
  • Kalium reguliert die Weiterleitung von Nervenimpulsen und die Kontrolle der Muskelkontraktur.
  • Eiweißsynthese
  • Kalium ist für die Aufrechterhaltung eines normalen Blutdrucks von Bedeutung.
  • Aktiviert Enzymsysteme wie die Pyruvatkinase in der Glykolyse.
  • Spielt eine Rolle im Kohlenhydrat-, Fett-, Eiweiß- und Hormonstoffwechsel.
  • Gewährleistung der Potenzialdifferenz von Membranen: hierdurch werden aktive Transportprozesse ermöglicht

Kalium ist das bedeutendste Kation im Intrazellularraum. Es ist am Stoffwechsel jeder Zelle beteiligt.

Zellfunktionen: 

  • Aufrechterhaltung der Potenzialdifferenz an den Membranen (Bioelektrizität der Zellmembranen beziehungsweise Zellerregbarkeit – neuromuskuläre Reizbarkeit, Reizbildung und Reizleitung des Herzens)
  • Regulation des Zellwachstums
  • transepitheliale Transportprozesse in Niere und Darm, unter anderem für Glukose und Aminosäuren
  • Beeinflussung von protektiven endothelialen Gefäßfunktionen
  • Aufrechterhaltung eines normalen Blutdrucks
  • Regulation des Säure-Basen-Gleichgewichtes durch Beeinflussung der renalen Säureausscheidung
  • Beeinflussung der Freisetzung von Hormonen, zum Beispiel Insulin aus den Beta-Zellen
  • Kohlenhydratverwertung und Eiweißsynthese
  • Synthese und Abbau von energiereichen Phosphatverbindungen im Intermediärstoffwechsel
  • Hydratation (Aufrechterhaltung des osmotischen Drucks in der Zelle, Zellvolumen und die Regulation des Wasserhaushalts)

Mangelerscheinungen und Toxizität

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. Hauptursache sind große Verluste an Kalium über den Darm und die Nieren, insbesondere durch

  • schwere Durchfälle
  • heftiges Erbrechen
  • Missbrauch von Laxanzien und bestimmten Diuretika

Dabei steigt die Kaliumausscheidung mit dem Stuhl oder Urin. Auch Essstörungen wie Anorexia nervosa oder Bulimia nervosa können mit einer Hypokaliämie einhergehen. Eine chronische Niereninsuffizienz und metabolische Störungen wie beispielsweise eine diabetische Azidose können ebenfalls Ursache eines Kaliummangels sein.

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, so dass 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 langanhaltender Kaliummangel kann zu schweren Störungen im Säure-Basen-Haushaltes, zu hypokaliämischer Nephropathie und eventuell zum Koma führen.

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. Begünstigend wirken Faktoren wie bestimmte Medikamente, beispielsweise

  • kaliumsparende Diuretika
  • ACE-Hemmer
  • verschiedene Antirheumatika

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. Die Hyperkaliämie äußert sich des Weiteren noch in Ohrensausen, Taubheit, Verwirrtheit, Halluzinationen, Muskelzittern und Kribbeln.

Vorkommen und Zufuhrempfehlungen

Kalium ist vorwiegend in pflanzlichen Lebensmitteln wie Bananen, Kartoffeln, Trockenobst, Spinat und Champignons in ausreichender Menge enthalten. Bei der Zubereitung von Lebensmitteln, beispielsweise von Kartoffeln, nimmt der Kaliumgehalt ab, da bis zu 50% des wasserlöslichen Kaliums während des Kochens in das Kochwasser abgeben wird.

Die Aufnahme von Kalium liegt in Deutschland mit etwa 62% über den Empfehlungen.

Downloads

Unseren Mitgliedern stehen folgende Downloads zur Verfügung. Diese sind auch im Medienshop erhältlich.

  Miniposter Chlorid und Kalium
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  Lebensmitteltabelle Kalium
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