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Vorkommen und physiologische Effekte

Vorkommen in der Nahrung
Kalium ist für alle Lebensformen essentiell, weshalb es in unverarbeiteten pflanzlichen und tierischen Lebensmitteln weit verbreitet ist. Bei der täglichen Bedarfsdeckung stehen pflanzliche Lebensmittel im Vordergrund – allen voran Gemüse und Obst, Kartoffeln, Vollkorn, Hülsenfrüchte und Nüsse. Tierische Lebensmittel sind hingegen eher kaliumarm, ebenso wie Fette, Öle, Zucker, Marmeladen, Stärkemehle und verarbeitete Lebensmittel. Da das Mengenelement wasserlöslich ist, treten durch Wässern, Blanchieren und Kochen in viel Wasser (bei Verwerfen des Kochwassers) Kaliumverluste auf.
Physiologische Effekte
Zelle	Als Antagonist von Natrium verantwortlich für die Aufrechterhaltung des Zellvolumens (Osmose) Erregbarkeit von Nerven- und Muskelzellen
Energiestoffwechsel	Aufbau von ATP und Speicherung von Glykogen in der Muskulatur
Herz-Kreislauf	Essentiell für Reizbildung, Reizweiterleitung und Herzmuskelkontraktion Aufrechterhaltung des normalen Blutdrucks
Säure-Basen-Haushalt	Regulation des Säure-Basen-Haushalts durch Beeinflussung der Säureausscheidung über die Nieren

EFSA Health Claims

Health Claims		EFSA Opinion
Kalium	Trägt zu einer normalen Funktion des Nervensystems bei Trägt zu einer normalen Muskelfunktion bei Trägt zur Aufrechterhaltung eines normalen Blutdrucks bei

Referenzwerte

Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr D-A-CH
	Alter	Kalium (mg/d)
Säuglinge (Monate)
	0-4	400
	4-12	600
Kinder (Jahre)
	1-4	1100
	4-7	1300
	7-10	2000
	10-13	2900
	13-15	3600
Jugendliche/Erwachsene (Jahre)		Frauen	Männer
	15-19	4000	4000
	19-25	4000	4000
	25-51	4000	4000
	51-65	4000	4000
	> 65	4000	4000
Schwangere	4000
Stillende	4400
Erhöhter Bedarf	Sport (Schweißverluste), kaliumarme (wenig Obst/Gemüse) und salzreiche Ernährung, Durchfall, Erbrechen, häufige Laxantienverwendung, Morbus Cushing, Nierenerkrankungen, Magnesiummangel
Besondere Risikogruppen für einen Mangel	Leistungssportler, Bulimie, Diabetes mellitus, Cushing-Syndrom
Hinweis	Die Werte für den täglichen Bedarf variieren sehr stark. Beispielsweise gibt das Food and Nutrition Board/USA folgenden täglichen Bedarf (Adequate Intake (AI)): 4700 mg

Referenzwert laut Lebensmittelkennzeichnungsverordnung
(=100 % TB-Kennzeichnung auf Etikett)		2000 mg/d
Sicherheit des Nährstoffes
UL	Langfristige tägliche Aufnahmemenge, bei der keine negativen Einflüsse auf die Gesundheit zu erwarten sind	k. A.
NOAEL	Maximale Aufnahmedosis, die in Studien keine schädigenden Auswirkungen verursachte	k. A.
Sicherheit	Die EFSA hat sich mit der Sicherheit von Kalium beschäftigt.
Anmerkung	Um die Referenzwerte für die Zufuhr von Kalium abzuleiten, wurde die beobachtete Zufuhr von in Deutschland lebenden Frauen und Männern, sowie präventive Ansichten in Hinblick auf Schlaganfall und Bluthochdruck bedacht. Demnach erweist sich eine Kaliumzufuhr von 3500 bis 4700 mg pro Tag zur Prävention von Schlaganfall und Bluthochdruck laut DGE als geeignet.

Besondere Informationen

Physiologische Bedeutung von Kalium

Kalium ist das bedeutendste Kation des Intrazellulärraumes und wirkt an der metabolischen Aktivität jeder Zelle mit. Der Körperpool an Kalium beträgt ca. 2 g/kg Körpergewicht, wobei sich 99 % des Kaliumbestandes intrazellulär befinden (1). Die Regulation der intrazellulären Kaliumkonzentration erfolgt über die membranständige Na⁺/K⁺-ATPase. Hierbei wird das Verhältnis von intrazellulären zu extrazellulären Kaliumionen hormonell und durch den pH-Wert beeinflusst. Während Insulin, Aldosteron, Katecholamine und eine metabolische Alkalose die Kaliumaufnahme in die Zelle steigern, führt eine metabolische Azidose zu einer Kaliumverschiebung von intra- nach extrazellulär im Austausch gegen H⁺-Ionen (2). Der hohe intrazelluläre Kaliumgehalt ist wesentlich an der Bioelektrizität von Zellmembranen beteiligt und zentral für Reizweiterleitung und Muskelkontraktionen. Änderungen des zellulären Kaliumgradienten gehen daher vor allem mit – teils gravierenden – neuromuskulären Funktionsstörungen einher. Neben allgemeinen Erschöpfungszuständen kommt es zu Muskelschwäche und -krämpfen, Obstipation, Parästhesien und Lähmungen bis hin zu Herzrhythmusstörungen. Im Zellstoffwechsel fungiert Kalium als Aktivator zahlreicher Enzyme wie z.B. Enzyme der Glykolyse. Zudem ist Kalium an der Proteinsynthese und am Aufbau energiereicher Phosphatverbindungen (ATP) beteiligt. Kalium reguliert außerdem den Wasserhaushalt – durch Beeinflussung der renalen Nettosäureausscheidung auch den Säure-Basen-Haushalt – und ist für die Aufrechterhaltung eines normalen Blutdrucks bedeutend (1)(3).

Interaktion zwischen Kalium und Magnesium

Kalium und Magnesium interagieren auf verschiedenen Ebenen – angefangen bei der gastrointestinalen Resorption, bei der endogenen Verteilung zwischen intra- und extrazellulären Kompartimenten und bei verschiedenen zellulären Abläufen bis hin zur renalen Ausscheidung. Tierstudien zeigen, dass durch die kombinierte Einnahme von Magnesium mit Kalium die Resorption und Retention von Magnesium um 40 % höher ist (4) (5). Umgekehrt verbessert Magnesium die zelluläre Kaliumverwertung, da die Na⁺/K⁺-ATPase magnesiumabhängig ist (1). Bei verschiedenen Erkrankungen renaler, gastrointestinaler und endokrinologischer Natur treten Mangelerscheinungen der beiden intrazellulären Kationen gemeinsam auf.

Kalium- und Magnesiummangel steigern Gefahren bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Medikamenteninduzierte Kalium- und Magnesiummängel (durch z.B. Diuretika, Herzglykoside) sind bei Bluthochdruck- und/oder Herzinsuffizienzpatienten von großer klinischer Bedeutung. Durch die Unterversorgung können Herzrhythmusstörungen begünstigt und die Glukosetoleranz reduziert werden. Hinzu kommt, dass starke Kaliumverluste zu gefährlichen Interaktionen mit parallel eingenommenen Pharmaka wie Herzglykoside und Diuretika führen können (6). Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Angina pectoris profitieren in der Regel von medikationsbegleitenden Kalium- und Magnesiumgaben. Die durch Digitalistherapie bedingten Arrhythmien können reduziert werden (1).

Kalium senkt den Blutdruck

Auch Hypertoniker können von Kaliumsubstitutionen profitieren. Eine Metaanalyse mit 33 randomisierten kontrollierten Studien mit einer Gesamtstichprobe von 2609 Patienten zeigte, dass die orale Substitution von Kaliumsalzen zu einer signifikanten Reduktion des systolischen und diastolischen Blutdrucks führte. Insbesondere Patienten mit einer erhöhten Natriumaufnahme profitierten (7). Die zur medikamentösen Hypertonietherapie eingesetzten Diuretika fördern zudem den Kaliumverlust. Bei Hypertonie werden tägliche Kaliumdosen von 2 bis 5 g eingesetzt. Natrium und Kalium sind eng miteinander verbunden. Im Tierversuch konnte gezeigt werden, dass ein Anstieg des Blutdrucks durch eine salzarme Ernährung und durch die zusätzliche Gabe von Kalium vermindert werden kann (8).

Kaliummangel im Leistungssport problematisch

Eine Unterversorgung mit Kalium führt zu Erschöpfungszuständen, zu muskulärer Schwäche und Krämpfen. Da Kalium im Muskel gemeinsam mit Glykogen eingelagert wird, wird es insbesondere zur Wiederauffüllung der Glykogenspeicher in der Regenerationsphase benötigt. Unter körperlichen Anstrengungen erfolgt durch den Glykogenabbau eine Kaliumverschiebung von intra- nach extrazellulär, der Kaliumspiegel im Blut steigt an. In Belastungsphasen sollte daher von einer hohen Kaliumaufnahme abgesehen werden. Um Schweißverluste zu kompensieren, wird Ausdauersportlern unter sportlicher Aktivität eine Kaliumzufuhr von 150 bis 300 mg pro Liter Sportgetränk empfohlen (3).

Medikamente könen zu Kaliumverlusten führen

Der Kaliumhaushalt wird von einer Reihe von Pharmaka beeinträchtigt. Folgende Arzneimittel greifen in den Kaliumhaushalt ein und können das Risiko einer Hypokaliämie steigern: Aminoglykoside, Betablocker, Mineralokortikoide, Theophyllin, Neomycin, Penicilline, Carbenoxolon, Cisplatin, Glukokortikoide, Laxantien und nicht kaliumsparende Diuretika (Thiazide, Schleifendiuretika) (1).

Labordiagnostik

Parameter	Substrat	Referenzwert	Beschreibung
Kalium	Serum	3,6 - 5,0 mmol/l	Kaliumbestimmung im Serum nur von eingeschränkter Bedeutung, da Kalium zu 90 % intrazellulär vorkommt.
	Vollblut	43,5 - 48,7 mmol/l	Kalium ist zu 90 % erythrozytär gebunden. Die hämatokritkorrelierte Vollblutanalytik ermöglicht die korrekte Interpretation des Versorgungsstaus.
Interpretation
Verminderte Werte		Kaliummangel (assoziierter Magnesiummangel) Oft bei Durchfall und Erbrechen sowie Missbrauch von Abführmitteln und Diuretika
Erhöhte Werte		Akutes oder chronisches Nierenversagen, Addison-Krankheit, Kaliumfreisetzung durch massiven Zellzerfall z.B. bei großflächigen Verbrennungen, operativen Eingriffen
Hinweis zu den Messergebnissen
Hämolyse führt zu massiver Verfälschung der Kaliumwerte im Plasma. Auch die Verwendung von kaliumhaltigen Antikoagulantien, z.B. K-EDTA, führt zu falschen Ergebnissen sowohl im Plasma als auch im Vollblut.

Nutrigenetik

Gen/miRNA	Vorgang	Aktivitätsänderung	Prävention	Nährstoff zur Krebsprävention
P16, P14, and hMLH1	Methylierung	reduziert	Präventiv für Darmkrebs	Kalium

Mögliche Mangelsymptome

Auswirkung auf	Symptomatik
Allgemeinzustand	Erschöpfungszustände, Müdigkeit, Muskelschwäche, Muskelkrämpfe
Herz-Kreislauf	Bluthochdruck, Arrhythmien, Extrasystolen
Verdauung	Darmträgheit, Obstipation
Stoffwechsel	Latente Azidosen Verminderte Glukosetoleranz Verminderte Insulinsensitivität

Indikation

Effekt	Indikation	Dosierung
Physiologische Effekte mit niedrigen Nährstoffdosierungen	Allgemeine Prävention	200 - 400 mg/d
	Medikationsbegleitend zum Ausgleich des Elektrolytungleichgewichts bei langfristiger Einnahme bestimmter Pharmaka (z.B. Diuretika, Laxantien oder Kardiaka)	200 - 400 mg/d
	Adjuvant bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Herzrhythmusstörungen und Hypertonie	200 - 400 mg/d




Pharmakologische Effekte mit hohen Nährstoffdosierungen	Zur Deckung eines diagnostizierten Kaliummangels sowie bei erhöhtem Bedarf wie im Sport und Leistungssport	400 - 1000 mg/d

Einnahme

Allgemeiner Einnahmemodus
Wann	Aufgrund möglicher Interaktionen mit Nahrungsbestandteilen sollte Kalium außerhalb der Mahlzeiten eingenommen werden. Bei hohen Dosierungen und bei Personen, die Kalium schlecht vertragen, sollte es aufgrund der besseren Magenverträglichkeit zu den Mahlzeiten eingenommen werden.
Nebenwirkungen
In hohen Dosierungen können gastrointestinale Beschwerden (Übelkeit, Erbrechen, Durchfälle und Sodbrennen) auftreten.
Kontraindikationen
Dehydratation, eingeschränkte Nierenfunktion, Morbus Addison CAVE: ACE-Hemmer, AT₂-Rezeptor-Antagonisten, Herzglykoside, kaliumsparende Diuretika

Interaktionen

Interaktionen mit Arzneimitteln
ACE-Hemmer	Erhöhung der Kaliumblutspiegel durch Verminderung der Ausscheidung (v.a. bei eingeschränkter Nierenfunktion).
AT₂-Rezeptor-Antagonisten	Erhöhung der Kaliumblutspiegel (unkontrollierte Kaliumeinnahme sollte vermieden werden).
Herzglykoside (z.B. Digitoxin)	Hohe Kaliumspiegel schwächen die Wirkung von Herzglykosiden ab. Niedrige Kaliumspiegel können zu Herzrhythmusstörungen führen und die Wirkung und Toxizität von Herzglykosiden verstärken.
Thiazide, Schleifendiuretika	Führen zu großem Verlust an Magnesium und sekundär zum Kaliummangel.
Kaliumsparende Diuretika	Gleichzeitige Kaliumeinnahme führt zur Erhöhung der Kaliumblutspiegel.
NSAIDs (z.B. Ibuprofen)	Erhöhung der Kaliumblutspiegel. Bei langfristiger Einnahme sollten Kaliumspiegel kontrolliert werden.
Kortikoide (z.B. Hydrokortison)	Abfall der Kaliumspiegel. Engmaschige Kaliumkontrolle bei Langzeitgabe nötig.
Interaktionen mit anderen Nährstoffen
Spurenelemente	Hohe Kaliumzufuhr vermindert die Calciumausscheidung. Kalium und Magnesium unterstützen sich in den Effekten. Eine zu hohe Natriumzufuhr kann langfristig zur Kaliumverarmung führen und umgekehrt.

Verbindungen

Beschreibung des Mikronährstoffes

Mineralstoff

Verbindungen

Kaliumbicarbonat, Kaliumcarbonat, Kaliumchlorid, Kaliumcitrat, Kaliumglukonat, Kaliumglycerophosphat, Kaliumlaktat, Kaliumhydroxid, Kaliumsalze der Orthophosphorsäure

Referenzen

1) Gröber, U. 2011. Mikronährstoffe. Metabolic Tuning – Prävention – Therapie. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart.
2) Gröber, U. 2008. Orthomolekulare Medizin. Ein Leitfaden für Apotheker und Ärzte.
3) Hahn, A. et al. 2006. Ernährung. Physiologische Grundlagen, Prävention und Therapie.
4) Markt, W. 2003. Physiologie der Interaktion zwischen Kalium und Magnesium. Journal für Mineralstoffwechsel. 10 (Sonderheft 1), 5-7.
5) Ryan, M. P. 1993. Interrelationship of magnesium and potassium homeostasis. Miner Elcetrolyte Metab. 19:290-5.
6) Piskernik, H. 2011. Elektrolyt-Verarmung durch Laxantien und Diuretika. März inside.
7) Whelton, P. K et al. 1997. Effects of oral potassium on blood pressure: Meta-Analysis of randomized controlled clinical trials. JAMA. 277(20):1624-1632.
8) Tobian, L. 1997. Dietary sodium chloride and potassium have effects on the pathophysiology of hypertension in humans and animals. Am J Clin Nutr. 65(2 Suppl):606S-611S.

Referenzen Interaktionen
Stargrove, M. B. et al. Herb, Nutrient and Drug Interactions: Clinical Implications and Therapeutic Strategies, 1. Auflage. St. Louis, Missouri: Elsevier Health Sciences, 2008.
Gröber, U. Mikronährstoffe: Metabolic Tuning –Prävention –Therapie, 3.
Auflage. Stuttgart: WVG Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 2011.
Gröber, U. Arzneimittel und Mikronährstoffe: Medikationsorientierte Supplementierung, 3. aktualisierte und erweiterte Auflage. Stuttgart: WVG Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 2014.