6 Hypokaliämie und Hyperkaliämie

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1 D.M. Alscher und D. Walb Die Bestimmung der Kaliumkonzentration im Serum ist die Grundlage für die Diagnose von Störungen im Kaliumhaushalt. Die Konzentration resultiert aus dem Zusammenspiel von Kaliumaufnahme, -ausscheidung und interner Verteilung zwischen zellulären und extrazellulären Räumen. Störungen dieser Wechselwirkungen lassen sich innerhalb der externen oder der internen Bilanz beschreiben. Das pathophysiologische Verständnis dieser Interaktionen ist entscheidend für das therapeutische Handeln. 6.1 Physiologie und Pathophysiologie Externe Kaliumbilanz Externe Bilanzstörungen werden verursacht durch Störungen der ä oralen -Zufuhr, ä intestinalen Absorption und Sekretion, ä renalen Ausscheidung. T Orale Zufuhr Die Absorption von Kalium findet überwiegend im Dünndarm statt. Der Transport erfolgt fast ausschließlich parazellulär über eine Diffusion. Im Sigma und Rektum finden sich aktive Sekretionsmechanismen für. Die Konzentration von im Stuhlwasser beträgt mmol / l. Der geringe Wassergehalt des Stuhls ist für die niedrige fäkale -Ausscheidung von 8 15 mmol / Tag beim Gesunden verantwortlich. Bei Hyperaldosteronismus findet sich ein Anstieg der intestinalen Kaliumausscheidung. Bei niereninsuffizienten Patienten kann eine gesteigerte fäkale -Ausscheidung oft beträchtlich zur -Homöostase beitragen und es können 30 40% der oral zugeführten Kaliummenge ausgeschieden werden (20). Durch Austauschharze können intestinal bis 40 mmol Kalium pro Tag entfernt werden. Eine Diarrhö jeglicher Genese einschließlich Laxanzienabusus kann zu intestinalen -Verlusten führen, ebenfalls die Drainage von intestinalen Sekreten (Dünndarm-, Pankreas-, Gallenflüssigkeit). Der Verlust von Kalium bei einer Diarrhö erfolgt in Form des begleitenden Kations bei intestinalem Bicarbonatverlust. In diesen Fällen ist die -Ausscheidung im Urin niedrig. T Renale Ausscheidung Bei einer GFR von 180l/Tag und einem Serumkalium von 4,5mmol /l finden sich 810 mmol Kalium im Primärharn. Dies überschreitet wesentlich die orale Kaliumaufnahme von 80 mmol / Tag. Damit müssen tubulär konservierende Mechanismen vorhanden sein, um eine Hypokaliämie zu verhindern. Beim Gesunden beträgt die orale -Zufuhr etwa 80mmol täglich (Abb.6.1). Die intestinale Aufnahme von Kalium erfolgt überwiegend passiv im Dünndarm. Bei extrem -armer Ernährung kann eine Hypokaliämie z. T. durch mangelnde orale Zufuhr bedingt sein. Häufig spielen jedoch zusätzlich intestinale und / oder orale Verluste (z. B. Anorexia nervosa, Alkoholismus) bzw. eine Hypomagnesiämie eine wesentliche Rolle. Bei einer akuten Steigerung der oralen Kaliumzufuhr auf 400mmol täglich findet sich bei Gesunden ein maximaler Anstieg des Serumkaliums um 1mmol /l (34). Extrazellulärflüssigkeit 56 mmol Zufuhr 80 mmol/tag T Intestinale Absorption und Ausscheidung Muskel mmol Gesamtkörperkalium mmol 254 andere Gewebe mmol Abb. 6.1 Urinausscheidung 72 mmol/tag -Bilanz beim Gesunden. fäkale Ausscheidung 8 mmol/tag

2 6.1 Physiologie und Pathophysiologie -Rückresorption und Sekretion in verschiedenen Nephronabschnitten (Abb.6.2 und Abb.6.3) Proximaler Tubulus. wird zu etwa 50 60% im proximalen Tubulus ungerichtet rückresorbiert. Treibende Kräfte sind hier ein positives Potenzial im Tubuluslumen und der Flüssigkeitsstrom aus dem Tubuluslumen ins Interstitium sowie die Mitnahme von durch solvent drag und Diffusion. Der -Transport in diesem Nephronabschnitt ist nicht reguliert. Dicker Teil der Henle-Schleife. Im dicken Teil der Henle-Schleife sind verschiedene Transportmechanismen für den -Transport verantwortlich (Abb. 6.2): 1. Der furosemidempfindliche - -2Cl -Kotransporter (NKCC2), der die Grundlage des Verdünnungsund Konzentrationsmechanismus der Niere darstellt. Dieser Transport erfolgt elektrisch neutral. Die Voraussetzung für eine physiologische Funktion dieses Transportsystems ist u. a. eine ausreichende Verfügbarkeit von und Cl intraluminal. 2. Intrazelluläres gelangt durch die ROM(renal outer medullary)- -Kanäle (ROMK) der Henle-Schleife in das Lumen und liefert das für die Funktion des - -2Cl -Kotransporters notwendige intraluminale. 3. Intrazelluläres verlässt die Zelle mittels der - -ATPase und das intrazelluläres Cl diese über einen basolateralen Chloridkanal und unterhält damit die Konzentrationsgradienten. Distaler Tubulus. In diesem Bereich erfolgt kein relevanter -Transport. Dieser Nephronabschnitt gehört ebenso wie der dicke Teil der Henle-Schleife jedoch zum kortikalen Verdünnungssegment, das zur Ausscheidung eines plasmahypotonen Harns befähigt. Der lumenauswärts gerichtete Transport von osmotisch aktivem NaCl erfolgt hier mit Hilfe des ebenfalls auf molekularer Ebene charakterisierten -Cl -Kotransporters (NCCT), ein elektrisch neutral arbeitender Transporter, der durch Thiaziddiuretika gehemmt wird. Kortikales Sammelrohr (Abb. 6.3). Die Sekretion von findet unter physiologischen Bedingungen vor allem durch die Hauptzellen im frühdistalen kortikalen Sammelrohr statt. Die -Rückresorption erfolgt entweder elektrisch neutral ( -Rückresorption = Cl - Rückresorption) oder elektrogen ( -Rückresorption >Cl -Rückresorption). Im letztgenannten Fall entsteht ein lumennegatives Potenzial, welches die Sekretion von und H + stimuliert bzw. erleichtert. Sowohl der -Kanal als auch der epitheliale -Kanal (ENaC) sind auf molekularer Ebene charakterisiert. So führen durch Mutationen bedingte Funktionssteigerungen (Liddle- Syndrom) bzw. Funktionsminderungen (Pseudohypoaldosteronismus) des ENaC durch erleichterten bzw. verminderten -Transport in diesem Nephronabschnitt zu Hypo- bzw. Hyperkaliämie, was auf die Bedeutung des -Transports für die -Sekretion hinweist. Eine minimale Urinkaliumausscheidung von 5 15 mmol / l kann nicht unterschritten werden (42). thiazidsensitiver Kotransport Cl + 2 Cl furosemidsensitiver Kotransport ROM- -Kanal epithelialer -Kanal -Kanal Cl Cl Cl - -ATPase Cl Abb. 6.2 Schema des - und -Transports im distalen Nephron. In der Henle-Schleife werden und zusammen mit 2 Cl durch einen elektrisch neutralen Kotransport rückresorbiert. Das notwendige Kalium rezirkuliert aus der Zelle in das Tubuluslumen durch den ROM- -Kanal (ROM = renal outer medullary). Im distalen Tubulus erfolgt der -Cl -Transport elektrisch neutral durch den thiazidsensitiven Kotransporter. Im kortikalen Sammelrohr wird durch den epithelialen -Kanal rückresorbiert, die -Sekretion erfolgt durch den -Kanal. Die -Rückresorption wird durch Aldosteron stimuliert. Abb. 6.3 Schema des - und -Transports im kortikalen Sammelrohr. Die linke Bildhälfte zeigt den elektrisch neutralen -Transport, bei dem Cl passiv parazellulär rückresorbiert wird. Es entsteht dabei keine die -Sekretion fördernde Potenzialdifferenz. In der rechten Bildhälfte wird eine Blockade der parazellulären Cl -Resorption unterstellt bzw. wird stärker als Cl resorbiert. Es entsteht eine die -Sekretion fördernde lumennegative Potenzialdifferenz. 255

3 Regulation der renalen Kaliumausscheidung Folgende Faktoren haben wesentlichen Einfluss auf die Steuerung der distalen -Sekretion bzw. -Konzentration im Urin: ä distale Harnflussrate bzw. die Wasserrückresorption im medullären Sammelrohr, ä Aldosteron sowie im Lumen verfügbares, ä Art und Menge der distal verfügbaren Anionen, ä intrazellulärer ph-wert. Distale Harnflussrate bzw. Wasserrückresorption im medullären Sammelrohr Die Harnflussrate im kortikalen Sammelrohr ist für die -Ausscheidung ein wesentlicher Faktor. Unterstellt man einen konstant hohen Aldosteronspiegel in einer gedachten Situation, so ist die renale -Ausscheidung von der distalen Flussrate abhängig. Eine osmotische oder diuretikainduzierte Diurese kann über diesen Teilaspekt zu vermehrter renaler -Ausscheidung führen. Umgekehrt bestimmt das Maß der Wasserrückresorption im medullären Sammelrohr die -Konzentration im Urin. Da im medullären Sammelrohr unter physiologischen Umständen quantitativ gesehen kaum sezerniert oder resorbiert wird, steigt im Endharn die -Konzentration in Korrelation zur Osmolalität. Aldosteron und im Lumen verfügbare Natriumionen Aldosteron wirkt im sog. aldosteronsensitiven Abschnitt des distalen Tubulus über den Mineralocorticoidrezeptor, der die Expression verschiedener Genprodukte kontrolliert, welche die intrazellulären Signaltransduktionen zur Kontrolle der Natriumresorption bestimmen bzw. die Menge der notwendigen Struktureinheiten (epithelialer -Kanal = ENaC) (28). Die wesentlichen Wirkungen des Aldosterons sind: ä die Stimulation der Synthese des thiazidsensitiven -Cl -Kotransporters (NCCT) im distalen Nephron, ä die Induktion und apikale Translokation des epithelialen Natriumkanals im distalen Nephron, ä Steigerung der -Rückresorption via ENaC und dadurch eine sekundär vermehrte Kaliumsekretion. Die verschiedenen Wirkungen des Aldosterons führen zu einer Stimulation der distalen - Rückresorption, zu einer Erleichterung der -Sekretion und einer Minimierung von Änderungen der intrazellulären - und -Konzentration mit ihrem Einfluss auf das Zellvolumen. Die Aldosteronsekretion ihrerseits wird durch den Kaliumspiegel im Serum beeinflusst. Hohes Kalium stimuliert, niedriges Kalium hemmt die Aldosteronsekretion. Transtubulärer -Gradient. Der für die -Sekretion entscheidende Konzentrationsgradient, der transtubuläre -Gradient (TTKG) im kortikalen Sammelrohr lässt sich durch eine Formel bestimmen: TTKG = ( -Urin / -Plasma) : (Urin-Osmolarität / Plasma-Osmolarität) Ein Gradient > 8 zeigt einen physiologischen Effekt bei Hyperkaliämie durch Anstieg des Aldosterons oder einen Sammelrohrdefekt bei Normokaliämie an. Ist der Wert < 2 weist dies auf eine verminderte Stimulation der Sammelrohre durch Aldosteron hin, beispielsweise bei Hypokaliämie oder bei Fehlen von Aldosteron. Die Formel unterstellt, dass die peritubuläre Flüssigkeit gleich viel enthält wie das Plasma und dass die Flüssigkeit im kortikalen Sammelrohr plasmaisoton ist (man kann die Formel daher nur benutzen, wenn die Urinosmolalität größer als die Plasmaosmolalität ist). Der TTKG ist wahrscheinlich der klinische Parameter, der die Physiologie der -Sekretion im kortikalen Sammelrohr am besten beschreibt (25). Der TTKG reflektiert wie der / -Quotient und die fraktionelle Kaliumausscheidung akute Änderungen der Mineralocorticoidaktivität. Zustände mit hoher bzw. niedriger Mineralocorticoidaktivität, die länger als 3 Tage dauern, können allerdings nicht mehr unterschieden werden (8). Substrat. Ein für klinische Belange wichtiger Aspekt ist der Zusammenhang von distalem im Lumen des kortikalen Sammelrohrs und der Aldosteronwirkung. Vereinfacht kann man sagen, dass Aldosteron als Substrat benötigt. Besteht ein Hyperaldosteronismus zusammen mit einer hohen Konzentration von im kortikalen Sammelrohr, können sich eine metabolische Alkalose, ein renaler -Verlust und eine Hypokaliämie entwickeln. Die enge Verknüpfung zwischen der Aldosteronkonzentration einerseits und dem distalen andererseits lässt sich gut am Beispiel von zwei Krankheitsbildern erläutern, die mit einem Hyperaldosteronismus einhergehen: dem Morbus Conn (primärer Hyperaldosteronismus) und dem Bartter-Syndrom (sekundärer Hyperaldosteronismus), bei dem der - -2Cl -Kotransporter gehemmt ist. NaCl-Restriktion bei Morbus Conn und Bartter-Syndrom. In beiden Fällen führt ein gleichartiges Manöver, nämlich die drastische Restriktion der oralen Kochsalzzufuhr, zu einem unterschiedlichen Ergebnis. Beim Conn-Syndrom können durch NaCl-Restriktion eine Hypokaliämie, eine metabolische Alkalose und ein renaler -Verlust beseitigt werden. Die kochsalzarme Nahrung bedingt eine Verminderung des effektiven Blutvolumens und eine adaptive Steigerung der Kochsalzresorption in proximalen Nephronabschnitten, d. h. die -Konzentration im distalen Nephron nimmt ab. Trotz Persistenz des (autonomen) Mineralocorticoidexzesses sinkt die renale -Ausscheidung. Aldosteron hat kein Substrat, welches seine spezifische Wirkung auf die renale -Exkretion ermöglicht. Das Bartter-Syndrom ist ebenfalls durch inadäquat hohe renale -Ausscheidung trotz Hypokaliämie gekennzeichnet. Auch bei Patienten mit Bartter-Syndrom besteht meist ein deutlicher Hyperaldosteronismus. Kochsalzrestriktion führt in diesen Fällen jedoch nicht zu einer Beseitigung des renalen -Verlusts und der 256

4 6.1 Physiologie und Pathophysiologie Hypokaliämie, da ein intrarenaler Rückresorptionsdefekt für, und Cl vorliegt, d. h. das distale -Angebot bleibt hoch. wird zwar schließlich weitgehend retiniert, jedoch auf Kosten eines vermehrten Austauschs gegen und H +. Bei Volumenmangel mit Kontraktion des Extrazellulärvolumens kommt es ebenfalls zu einem sekundären Hyperaldosteronismus, jedoch nicht zu einem renalen -Verlust, da in dieser Situation die Filtratresorption in proximalen Tubulusabschnitten ansteigt und im distalen Nephron nur wenig als Substrat für Aldosteron zur Verfügung steht. Art und Menge der distal verfügbaren Anionen Unter physiologischen Bedingungen wird der überwiegende Anteil des im distalen Tubulus zusammen mit Cl als Anion rückresorbiert. Liegen nichtresorbierbare Anionen wie große Bicarbonatmengen, Lactat oder Acetat (auch Medikamente wie Carbenicillin) vor, kommt es zu direktem ( als begleitendes Kation) und indirektem (Hyperaldosteronismus bei Kontraktion des EZR) -Verlust. Das Konzept der nichtresorbierbaren Anionen erklärt u. a. den renalen -Verlust bei gastrischer Alkalose durch Erbrechen von saurem Mageninhalt und bei Ketoazidose. Intrazellulärer ph und distale Harnflussrate Änderungen der H + -Konzentration führen in der Tubuluszelle zu einer Erhöhung (Alkalämie) bzw. Erniedrigung (Azidämie) der intrazellulären -Konzentration. Ein hoher Gradient zwischen in der Zelle und im Tubuluslumen begünstigt die renale -Ausscheidung; ein niedriger Gradient (Azidämie) hemmt die -Ausscheidung. Bei Azidämie kann jedoch durch nichtresorbierbare Anionen renal verloren gehen, sodass netto eine Hyperkaliurie resultiert. Durch Alkalämie wird weiterhin die Öffnung der -Kanäle begünstigt. Letztendlich sind auch im Tubulus die Regulationsmechanismen der internen Kaliumbilanz wirksam Interne Kaliumbilanz Kalium ist das Hauptkation des intrazellulären Raumes. Eine hohe intrazelluläre Kaliumkonzentration ist die Voraussetzung für den Erhalt des Zellvolumens, für Wachstum, für die Aktivität vieler Enzyme und den intrazellulären Säure-Basen-Haushalt. Andererseits ist eine niedrige extrazelluläre Kaliumkonzentration Vorbedingung für eine normale Nerven- und Muskelerregbarkeit. Homöostatische Mechanismen müssen daher sowohl die intrazelluläre als auch die extrazelluläre Kaliumkonzentration innerhalb einer engen Bandbreite regulieren und konstant halten. Änderungen des Serum- -Spiegels durch interne Bilanzstörung sind durch Verschiebungen von zwischen Intrazellulärraum (IZR) und Extrazellulärraum (EZR) gekennzeichnet. Das Gesamtkörper- ist dabei meist normal. Klassisches Beispiel ist die hypokaliämische periodische Paralyse. 98 % des Gesamtkörper- (bei einem 70 kg schweren Mann etwa 3500 mmol) befinden sich im IZR. Der Quotient intrazelluläres/extrazelluläres beträgt etwa 150 / 4. Bereits geringe Änderungen der extrazellulären -Konzentration ändern den Quotienten K i /K e erheblich und damit die neurophysiologischen Eigenschaften polarisierter Zellen (Abb. 6.4). Diese ungleichmäßige -Verteilung wird durch einen aktiven Pumpmechanismus aufrechterhalten. Verantwortlich dafür sind die in der Zellmembran lokalisierten - -abhängigen Adenosintriphosphatasen ( - -ATPase) sowie der passive Ausstrom von aus den Zellen. Folgende Faktoren haben Einfluss auf die interne Kaliumbilanz: ä Säure-Basen-Haushalt, ä Hormone, ä effektive Plasmaosmolalität, ä Medikamente. T Einfluss des Säure-Basen-Haushalts Azidämie. Bei Azidämie treten H + -Ionen zur Pufferung in die Zelle ein. Sekundär wird aus dem IZR in den EZR verlagert. Dabei erhöht sich die -Konzentration im Serum um etwa 0,5mmol, wenn die Wasserstoffionenkonzentration (H + ) um 10nmol / l (0,1 ph-einheit) ansteigt. Diese Beziehungen sind nicht nur vom ph des EZR abhängig. Eine respiratorische Azidose bewirkt einen geringeren -Anstieg als eine metabolische Azidose. mv Schwellenpotenzial Ruhepotenzial Aktionspotenzial normal Ca 2+ Ca 2+ Abb. 6.4 Schematische Darstellung der Wirkung von und Ca 2+ auf die neuromuskuläre Erregbarkeit. Erreicht ein Reiz eine erregbare Zelle, wird das Ruhepotenzial von 90 mv auf 70 mv erniedrigt. Dann entsteht das Aktionspotenzial; die Zelle wird erregt (Nervenleitung, Muskelkontraktion). Dabei spielt die Differenz zwischen Ruhepotenzial und Schwellenpotenzial eine entscheidende Rolle. Hypokaliämie ( fl) und Hyperkalzämie (Ca 2+ ) erhöhen die Differenz; Hyperkaliämie ( ) und Hypokalzämie (Ca 2+ fl) vermindern sie. Aus der Abbildung wird verständlich, dass man bei Hyperkaliämie therapeutisch Calcium einsetzt, das die verminderte Differenz wieder anhebt. 257

5 Eine Azidämie durch organische Säuren (Ketosäuren, Milchsäure) verursacht keine Störung der internen -Bilanz. In diesen Fällen ist das begleitende Anion für die Zelle permeabel. Bei Azidämie durch mineralische Säuren kommt es dagegen oft zu einer beträchtlichen Hyperkaliämie. Metabolische Alkalose. Diese bewirkt eine Hypokaliämie durch Eintritt von in die Zelle, während H + abgegeben wird. Für praktische Belange ist es wichtig, dass bei chronischer Azidose und Alkalose neben Störungen der internen Bilanz auch beträchtliche renale -Verluste mit Ganzkörper- -Defiziten auftreten können. T Hormonelle Einflüsse Bei einem -Gehalt des EZR von 50 mmol würde eine einzige Steakmahlzeit ausreichen, die -Konzentration auf letale 8 mmol / l zu verdoppeln. Es muss deshalb über einen -Shift in die Zelle dieses vermehrte Kalium zwischengespeichert werden, bevor der langsamere renale Ausscheidungsmechanismus greift. Die zwei Hauptmediatoren sind: ä Insulin (das mit einer Mahlzeit ansteigt) und ä Katecholamine Als Mechanismen der Wirkungsvermittlung sind bekannt: ä eine primäre Aktivierung des -H + -Antiports mit sekundärer Stimulation der - -ATPase, ä eine Aktivierung von vorhandenen - -ATPasen durch Phosphorylierung, ä eine Neusynthese von - -ATPase. Insulin. Insulin stimuliert primär den -H + -Antiport (s.o.) und sekundär die - -ATPase. Eine Halbierung der basalen Insulinsekretion bewirkt innerhalb von 30 Minuten einen Anstieg des in der Extrazellulärflüssigkeit (EZF) von 0,5 mmol. Umgekehrt führt die Gabe von Insulin bei Hyperkaliämie oder diabetischer Ketoazidose zu einem Abfall der -Konzentration in der EZF. Katecholamine. b 2 -adrenerge Katecholamine stimulieren vor allem die - -ATPase direkt, indirekt können sie einen -Shift in die Zelle durch Glykogenolyse und Insulinfreisetzung verursachen. Klinisch relevant sind akute Muskelarbeit (bei der vermehrt aus den Muskelzellen tritt) sowie Situationen mit akutem Stress wie Myokardinfarkt, Schädel-Hirn-Trauma, Delirium tremens oder exogene Applikation von b 2 -Sympathomimetika (etwa bei der Asthmabehandlung), die zu -Shift in die Zelle führen können. b 2 -adrenerge Katecholamine führen zu ein einem gesteigerten -Efflux aus der Zelle. Aldosteron und Glucocorticoide. Diese beiden Hormone führen zu einem gesteigerten -Transfer in die Zelle, vor allem, wenn vorher ein Mangel an den Hormonen bestand (z.b. Morbus Addison). Zusammenwirken der Hormone. Insgesamt scheint die Bedeutung eines einzigen Hormonsystems für die interne -Bilanz gering zu sein. Fallen jedoch 2 oder 3 regulierende Hormone aus, kann eine manifeste Hyperkaliämie auftreten. Beispiele finden sich bei insulinpflichtigen Diabetikern. Hier können sich eine Insulinopenie mit Störung des sympathoadrenergen Systems (autonome Neuropathie, Behandlung mit b 2 -blockierenden Pharmaka) und ein hyporeninämischer Hypoaldosteronismus (Typ-IV-RTA, s. S.146 f) bei diabetischer Nephropathie kombinieren und eine beträchtliche Hyperkaliämie bewirken. T Plasmaosmolalität Eine hohe Plasmaosmolalität führt zu Wasseraustritt aus der Zelle, einem sekundären Anstieg des intrazellulären und einem konsekutiven -Efflux aus dem IZR. Dieser Mechanismus kann beim Diabetiker mit Insulinmangel, dessen Glucosekonzentration im Serum plötzlich ansteigt, zu beträchtlicher Hyperkaliämie führen. Auch die Infusion von hypertoner Lösung (Mannitol-, Kochsalz-, 50 %ige Glucoselösung) kann gleiche Effekte haben. T Medikamente Bei entsprechenden Mangelerkrankungen (z. B. perniziöse Anämie) kann Vitamin-B 12 - oder Folsäuregabe zu -Einstrom in die Zelle und zu einer Hypokaliämie führen. Eine Hyperkaliämie durch interne Bilanzstörung tritt bei Überdosierung von Digitalis (Hemmung der - -ATPase), Succinylcholin und bei Applikation der dibasischen Aminosäuren Arginin- und Lysinhydrochlorid auf. Weiterhin können Calcineurinantagonisten (Cyclosporin, Tacrolimus), Minoxidil, Diazoxid und volatile Anästhetika (Isofluran) über eine Aktivierung von ATP-abhängigen -Kanälen einen entsprechenden Anstieg verursachen. 6.2 Klinische Symptome und Diagnostik Störungen des Kaliumhaushaltes sind in einer gesunden Normalbevölkerung selten (< 1%), finden sich aber bei Patienten häufig (Tab. 6.1). Beispielsweise haben bis zu 50 % aller Patienten mit einer Diuretikatherapie eine Hypokaliämie (50) Symptomatik T Hypokaliämie Eine Hypokaliämie kann klinisch inapparent oder mit dramatischen Konsequenzen (Herzrhythmusstörungen mit Herztod, Lähmung der Atemmuskulatur) auftreten. Die folgenden Organsysteme sind betroffen: 258

6 6.2 Klinische Symptome und Diagnostik Hypokaliämie Häufig Hyperkaliämie Häufig Tab. 6.1 Häufigkeit typischer Ursachen für Hypokaliämie und Hyperkaliämie Q Diuretikatherapie (in bis zu 50%) Q Hyponatriämie Q Alkalose Q gastrointestinale Verluste Q Katecholamine Q Magnesiummangel Selten Q 11b-Hydroxylase-Mangel Q apparenter Mineralocorticoidexzess Q familiäre hypokaliämische Lähmung Q Bartter-Syndrom Q Gitelman-Syndrom Q Niereninsuffizienz (z.b. ACE-Hemmer und Spironolacton, diätetisch etc.) Q Azidose Q -Efflux aus Zellen durch Katabolismus, Zellzerstörung Q tubuläre Störungen (obstruktive Nephropathie, Nierentransplantation, Sichelzellerkrankung) Selten Q familiäre periodische hyperkaliämische Lähmung Q Morbus Addison Q Pseudohypoaldosteronismus Typ I Q Pseudohypoaldosteronismus Typ II (Gordon-Syndrom) Q adrenogenitales Syndrom ä quer gestreifte und glatte Muskulatur, ä Herz, ä Niere. Muskelzellen. In der quer gestreiften Muskulatur äußert sich eine Hypokaliämie meist durch eine Schwäche oder eine Lähmung, wobei die proximalen Muskeln stärker befallen sind als die distalen. Gelegentlich ist auch die Atemmuskulatur betroffen, und eine respiratorische Insuffizienz kann das führende Symptom sein. Pathophysiologisch liegt eine Hyperpolarisation der Muskelzelle vor (Abb. 6.4). Herz. Am Herzen verursacht eine Hypokaliämie Rhythmusstörungen und EKG-Veränderungen (Tab. 6.2). Diese Effekte sind im Wesentlichen durch Änderungen der Erregbarkeit der Zelle zu erklären. Niere. In den Nieren wurden bei chronischer Hypokaliämie vakuolige Veränderungen im proximalen Tubulus beobachtet. Auch strukturelle renale Läsionen wie interstitielle Fibrose und Zystenbildung können auftreten (46). Als wichtige Funktionsstörung kann sich bei Hypokaliämie eine ADH-resistente Polyurie einstellen. Möglicherweise spielt eine gesteigerte Prostaglandinsynthese mit Antagonisierung der ADH-Wirkung eine wichtige Rolle (36). Insulinsekretion. Weiterhin kann eine Hypokaliämie eine Störung der Insulinsekretion sowie der Glucosetoleranz bewirken. Körperliche Belastung kann bei einer Hypokaliämie zu Muskelnekrosen (Rhabdomyolyse) führen. Auch die Funktion der glatten Muskulatur kann gestört sein mit den Folgen eines paralytischen Ileus und mit Störungen der Harnblasenfunktion! T Hyperkaliämie Quer gestreifte Muskulatur und Herz. Eine Hyperkaliämie beeinflusst vor allem die quer gestreifte Muskulatur und das Herz. Klinisch zeigen sich Lähmungen der quer gestreiften Muskulatur; führend sind jedoch die Veränderungen am Herzen. Zunächst finden sich im EKG die typischen spitzen T-Wellen (Abb. 6.5), später weitere Veränderungen, wie sie in Tab. 6.2 dargestellt sind. Letztendlich führt eine Hyperkaliämie über monophasische Deformitäten der Kammerkomplexe und eine elektromechanische Entkopplung zum Herzstillstand. Hypokaliämie Q ST-Senkung Q verminderte T-Amplitude oder T-Inversion Q U-Wellen (> 1mm), verbreitertes QRS Q Arrhythmien Hyperkaliämie Q hohe und spitze T-Wellen Q verminderte R-Amplitude Q Verbreiterung von QRS und Verlängerung von PR Q Verschmelzung von QRS und T (Sinuswellenmuster) Tab. 6.2 EKG-Veränderungen bei Hypokaliämie und Hyperkaliämie 259

7 Abb. 6.5 EKG bei Hyperkaliämie. Hyperkaliämie von 7,9mmol / l bei einem 25-jährigen Dialysepatienten. Durch Dialyse wurde das Kalium auf 4,8 mmol / l gesenkt. a Das EKG zeigt vor der Dialyse typische hohe T-Wellen. b Die Veränderungen haben sich nach der Dialyse weitgehend zurückgebildet. b a Diagnostik T Nützliche diagnostische Parameter bei der Klassifikation und Therapieüberwachung Anamnese und körperliche Untersuchung Die diagnostische Zuordnung von Hyperkaliämie oder Hypokaliämie kann aufgrund der Berücksichtigung folgender Faktoren erfolgen: ä Vorgeschichte, ä Alter, ä Blutdruck und Volumenstatus, ä Medikamentengabe. Damit ist es möglich, die Mehrzahl der Patienten zu klassifizieren und einer adäquaten Behandlung zuzuführen. Bei vielen Patienten kann, insbesondere bei Hypokaliämie, die genaue Differenzialdiagnose schwierig sein. Verborgener Diuretikaabusus, verheimlichtes Erbrechen, das Bartter-Syndrom und seine Varianten mögen als Beispiele angeführt sein. Laborbefunde Hypokaliämie. Folgende Laboruntersuchungen sind nützlich, um das differenzialdiagnostische Vorgehen zu leiten (Abb. 6.6):,,Cl, Blutgasanalyse (BGA) mit Berechnung der Anionenlücke, Ca 2+, Mg 2+, Kreatinin, Glucose im Serum, Spontanurin:,,Cl. Fakultativ kommen in Betracht: Renin und Aldosteron, Urin-pH, toxikologische Urinuntersuchungen (Diuretika), Elektrolytbestimmung im Stuhl, Stuhlvolumina. Hyperkaliämie. Hier empfiehlt sich für das differenzialdiagnostische Vorgehen die Bestimmung folgender Parameter (Abb. 6.7): Blutbild (Thrombozyten, Leukozyten),,, Cl, Blutgasanalyse (BGA), Kreatinin (Kreatinin-Clearance nach Cockroft-Gault), Ca 2+,Mg 2+, Glucose, Renin, Aldosteron, Kortison, Urinstatus. Fakultativ können nützlich sein: Elektrolyte im Spontan- oder Sammelurin, Bestimmung des TTKG (s.s. 256). Apparative Untersuchungen Zur Akutdiagnostik, aber auch zur Verlaufskontrolle hat sich das EKG bewährt. Es finden sich typische Veränderungen (Tab.6.2). Bei der Klassifikation der Hyperkaliämie bzw. Hypokaliämie kommt Laboruntersuchungen vielfach eine Schlüsselrolle zu. 260