Natrium und Kalium sind die beiden wichtigsten Elektrolyte des menschlichen Körpers. Alle Zellen sind auf diese Mineralien angewiesen. Sie sind der Grund für die Erregbarkeit der Zellen und spielen eine wichtige Rolle bei allen zellulären Vorgängen. Ein Mangel, sowie eine Überversorgung,führen zu zahlreichen pathologischen Konsequenzen und sogar bis zum Tod.
Natrium und Kalium sind die beiden wichtigsten Elektrolyte des menschlichen Körpers. Alle Zellen sind auf diese Mineralien angewiesen. Sie sind der Grund für die Erregbarkeit der Zellen und spielen eine wichtige Rolle bei allen zellulären Vorgängen.
Zu den Elektrolyten gehören neben Natrium und Kalium auch Calcium, Magnesium, Chlorid, Hydrogencarbonat, Proteine, Säuren, Phosphat und Sulfat. Natrium ist das wichtigste extrazelluläre Elektrolyt, während Kalium vor allem im Intrazellularraum zu finden ist.
Definition: Extrazellulär oder Extrazellulärraum bedeutet außerhalb der Zelle. Intrazellulär oder Intrazellularraum bedeutet innerhalb der Zelle.
Natrium und Kalium tragen einen großen Teil zum Membranpotential bei. Das Membranpotential beschreibt die elektrische Ladung einer Zelle und ist essentiell für die Erregbarkeit der Zellen. Um das Membranpotential verstehen zu können, muss zuerst das Prinzip der Diffusion verstanden werden (Abbildung links). Elektrolyte sind bestrebt sich gleichmäßig zu verteilen. Die roten Punkte in der Abbildung symbolisieren ein bestimmtes Elektrolyt. Nach kurzer Zeit sind die Elektrolyte gleichmäßig verteilt.
Membranpotential so einfach wie möglich erklärt: Die Verteilung der Elektrolyte ist im Intra- und Extrazellularraum unterschiedlich (Abbildung rechts). Kalium ist ein positiv geladenes Elektrolyt. Natrium ist ebenfalls positiv geladen, aber hauptsächlich im Extrazellularraum. Wenn die Zellen für Natrium leitfähig sind, kann Natrium in die Zelle strömen. Durch die positive Ladung von Natrium wird auch das Membranpotential positiv. Wird die Zelle dagegen für Kalium leitfähig, verlässt Kalium die Zelle und das Membranpotential wird negativ. Diese Überlegung kann für alle Elektrolyte durchgespielt werden.
Natrium ist mengenmäßig eines der wichtigsten Elektrolyte des Körpers. Der menschliche Körper besteht aus ca. 100 g Natrium. Die Aufnahme von Natrium geschieht hauptsächlich durch Natriumchlorid, also Kochsalz. Die Konzentration im Blut ist eng mit dem Wasserhaushalt verbunden und durch verschiedenste Mechanismen kontrolliert. Im Extrazellulärraum sind dies die hormonvermittelte Regulation durch ADH, das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System und ANP. Im Intrazellulärraum regulieren die Na-K-ATP´ase und cAMP die Natriumkonzentration.
Da der Wasserhaushalt und der Blutdruck sind eng miteinander verbunden. Bei niedrigem Blutdruck wird über Angiotensin II der Salzhunger stimuliert, dadurch mehr Natrium gegessen und das Blutvolumen steigt, wodurch auch der Blutdruck steigt.
Blutdrucksenker, wie die sogenannten ACE-Hemmer, blockieren die Angiotensin II-Bildung, mindern den Salzappetit und erniedrigen dadurch das Blutvolumen.
Die Folgen einer Muschelvergiftung oder Pfeilgift sind oftmals tödlich. Der Wirkmechanismus der Vergiftungen sind gleich. Natrium-Kanäle werden blockiert. Dieser kleiner Exkurs unterstreicht die Bedeutung von Natrium in unserem Körper.
Eine Überversorung an Natrium, eine sogenannte Hypernatriämie, ist selten. Sie wird durch Wasserverlust, oder überhöhte Natrium-Aufnahme ausgelöst. Die Folgen sind Müdigkeit, Anfälle, Bewusstlosigkeit und Schwäche. Durch Wasser oder intravenöse Flüssigkeitszufuhr kann dieser Zustand aber schnell kontrolliert werden.
Auch eine Unterversorgung an Natrium, eine Hyponatriämie, kommt selten vor. Sie wird durch eine Wasservergiftung, Durchfall, medikamentöse Nebenwirkungen oder hormonelle Erkrankungen ausgelöst. Die westliche Ernährungsweise ist reich an Natrium und dementsprechend selten tritt eine Hyponatriämie auf.
Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt täglich 1,5 g Natrium (DGE).
Wie bereits erwähnt, ist Kalium das wichtigste intrazelluläre Elektrolyt. Kalium wird im Dünndarm fast vollständig absorbiert. Die Aufnahme von Kalium wird durch verschiedene Mechanismen reguliert. Dazu zählen verschiedene Hormone wie Aldosteron und Insulin. Außerdem führen große Mengen an Kalium zu einer Azidose (Übersäuerung), da die überschüssigen Kalium-Ionen durch H+-Ionen ausgetauscht werden. Zahlreiche Pflanzengifte hemmen Kaliumkanäle und vermitteln so ihre toxische Wirkung.
Zu den Kalium-reichen Lebensmitteln gehören Pilze, Bananen, Bohnen, Spinat, Datteln und Kartoffeln.
Eine Kalium-Überversorgung, also eine Hyperkaliämie, wird durch Nierenversagen, Medikamentenwirkung, Muskelverletzungen oder erhöhter Zufuhr ausgelöst. Bei der Behandlung werden Kalium-senkende oder -verteilende Maßnahmen angewendet.
Die Hypokaliämie wird durch eine mangelnde Zufuhr, Durchfall, Nierenerkrankungen und Medikamentenwirkung verursacht. Dadurch treten Lähmungserscheinungen, und in schlimmen Fällen Herzstillstand, auf. Bei der Behandlung werden Kalium-reiche Lebensmittel oder Supplemente verabreicht. In einer Studie wurde herausgefunden, dass nur 3% der Amerikaner genügend Kalium zu sich nehmen (Weaver, 2013). Die durchschnittliche Aufnahme lag bei 2,6 g. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt 4 g Kalium täglich (DGE).
Interessant: Giftspritzen bestehen aus einem Cocktail verschiedener Gifte und beträchtlichen Mengen Kaliumchlorid.
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