Kaliumstörungen Prof. Th omas Fehr omas

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1 Kaliumstörungen Prof. Thomas Fehr Chefarzt Innere Medizin Kantonsspital Graubünden

2 Essentials zum Kalium Topics Hypokaliämie Hyperkaliämie Take home message Kaliumchlorid

3 Körperkompartimente Zahlen zum Kalium Häufigstes Kation im Körper (3500 mmol) Verteilung: 98% IZV, 2% EZV Regulation: P K = , Membran- potential 70mV Kompartiment Natrium Kalium Osmolarität Intrazellulär 3 mmol/l 140 mmol/l 287 mosm/l Extrazellulär 140 mmol/l 4 mmol/l 287 mosm/l Funktionen Hauptosmolyt im IZV elektrische Erregbarkeit von Muskel- und Nervenzellen

4 Kaliumhomöostase Zufuhr 100 mmol/d Messgrösse für Regulation P K = mmol/l EZV [K] = 4 mmol/l, 60 mmol Cell Shift IZV [K] = 140 mmol/l, 3900 mmol Exkretion 100 mmol/d Renale Exkretion 92 mmol/d Extrarenale Exkretion (Kolon) 8 mmol/d

5 Schnelle Kaliumregulation Cell Shift Hormone Katecholamine stimulieren Na+/K+ ATPase Insulin stimuliert K+/H+ Austausch Pathologische Faktoren Rascher Zellzerfall (P K ; ; Hämolyse) oder Zellsynthese (P K ; ; Therapie Perniciosa, Refeeding Syndrom) Extrazellulärer ph (P K mit Azidose, P K mit Alkalose)

6 Langsame Kaliumregulation renale Exkretion Na Hauptzelle im Sammelrohr Cortex Out Med Out Med Inn Med Zwei Determinanten der distalen Kaliumexkretion Mineralokortikoidaktivität (v.a. Aldosteron) Distales Natriumangebot

7 Beurteilung der renalen Kaliumregulation Kalium im Spoturin (U K ) Vorteil: Einfachheit der Methode Nachteil: ist beeinflusst durch Kalium und Wasserausscheidung! Interpretation: Hypokaliämie renal: U K >20, extrarenal: U K <20 Transtubulärer Kaliumgradient (TTKG) Vorteil: erlaubt Beurteilung der Kaliumregulation im distalen Nephron unabhängig von der gleichzeitigen Wasserausscheidung Nachteil: verlangt Osmolaritätsbestimmung in Serum und Urin Berechnung: TTKG = (U K x P osm (P K x U osm osm ) osm )

8 Interpretation TTKG Unterschiedlich im Kontext von Hypokaliämie und Hyperkaliämie

9 Hypokaliämie Zufuhr Hypokaliämie P K < 3.5 mmol/l EZV IZV Cell Shift Exkretion Renaler Verlust Extrarenaler Verlust (Diarrhoe!)

10 Hypokaliämie durch Cell shifts Massive Zellproliferation Rasche proliferierende Lymphome und Leukämien Therapie der schweren perniziösen Anämie Enterale oder parenterale Ernährung von Patienten mit schwerer Malnutrition (Refeeding syndrome): Umverteilung Insulin: Therapie der diabetischen Entgleisung!, Insulinüberschuss Medikamente: Katecholamine (exo-/ endogen) und Betaagonisten Theophyllin, Chloroquin, Verapamil Alkalose Hypokaliämische periodische Paralyse (Auslöser u.a.: Sport, Kohlehydrate) Primär/genetisch: verschiedene Ionen- kanalmutationen (Ca, Na, K) Sekundär: Thyreotoxikose (spez Asiaten)

11 Hypokaliämie durch renalen Verlust Na Hauptzelle im Sammelrohr Cortex Out Med Out Med Inn Med MR Aldo Zwei Determinanten der distalen Kaliumexkretion Mineralokortikoidaktivität Distales Natriumangebot

12 Erworbene Formen Distales Na-Angebot Alle Diuretika, die VOR dem Sammelrohr angreifen Proximaler Tubulus: Carboanhydrasehemmer Henlesche Schleife: Schleifendiuretika Distaler Tubulus: Thiazide Nicht resorbierbare Anionen mit Gegenion Natrium Bikarbonaturie Metabolische Alkalose (Glomeruläre HCO 3 -Filtration ) Renal-tubuläre Azidose Typ 2 (proximale HCO 3 -Rückresorption ) Ketonurie Magnesiummangel Mechanismus: hemmt Na-Rückresorption in Henlescher Schleife Ursache: Diuretika; Cisplatin, Amphotericin B

13 Distales Na-Angebot Cortex Out Med Genetische Formen Gitelman-Syndrom - Genetische Mutation im Thiazid-sensitiven Transporter ( Thiazid-Syndrom ) - Autosomal-rezessiv oder dominant - Manifestation im Erwachsenenalter - Typisch: Hypokalziurie, Hypomagnesiämie! Out Med Inn Med Bartter-Syndrom - Genetische Mutation im Furosemid-sensitiven Transporter ( Lasix-Syndrom ) - Autosomal-rezessiv, mindestens 5 verschiedene Typen - Manifestation im Kleinkindesalter - Typisch: Hyperkalziurie, (Hypomagnesiämie gering) Na-Resorption (Henle sche Schleife, distaler Tubulus) EZV-Defizit Mineralokortikoidaktivität (R A ) Distales Na-Angebot Hypokaliämie, BD!

14 Erworbene Formen Echter Hyperaldosteronismus Hyperreninämischer Hyperaldosteronismus (R /A ) Nierenarterienstenose(n) Renin-sezernierender Tumor (sehr selten) Hyporeninämischer Hyperaldosteronismus (R /A ) Aldosteron-produzierendes NN-Adenom (M. Conn) Bilaterale adrenokortikale Hyperplasie (idiopathisch) Differentialdiagnose mittels Funktionsassays, NN- Venensampling und Bildgebung Hypokaliämische Alkalose mit Hypertonie

15 Definition Pseudohyperaldosteronismus Nicht Aldosteron-vermittelter Mineralokortikoidüberschuss (R /A ) Hypokaliämische metabolische Alkalose mit Hypertonie (EZV ) Erworbene Formen Hypercortisolismus - Adrenal - Hypophysär - Ektopisch Cortisol 11β-HSD Cortison MR Aldo 11β-Hydroxysteroiddehydrogenase-Mangel - Lakritze (Glycyrrhetinsäure) - Carbenoxolon Desoxycorticosteronsezernierender Tumor

16 Klinisches Bild der Hypokaliämie Symptome der Hypokaliämie Gastrointestinale Symptome (Nausea/Erbrechen, Ileus) Muskelschwäche Paralyse / Rhabdomyolyse Niere (chronisch): Metabolische Alkalose, nephrogener Diabetes insipidus, interstitielle/zystische Nephropathie EKG-Veränderungen (T-Abflachung, U-Welle) Herzrhythmusstörungen

17 Wieviel beträgt das Kaliumdefizit? Therapie der Hypokaliämie Wie soll Kalium verabreicht werden? K-Zufuhr K-Verlust Kaliumreiche Speisen Kalium peroral K-sparende Diuretika Trockenfrüchte, Nüsse, Bananen, Früchte/Gemüse Bei Alkalose: K-Chlorid Drg/ Sirup Bei Azidose: K-Zitrat Effervetten Spironolacton 25-50mg/d Amilorid 5-10mg/d

18 Hyperkaliämie Zufuhr Hyperkaliämie P K > 5 mmol/l EZV IZV Cell Shift Exkretion Renale Exkretion Extrarenale Exkretion (Kolon)

19 Hyperkaliämie durch Cell shifts Zelluntergang Massive Hämolyse Rhabdomyolyse Tumorlysesyndrom (v.a. High grade Lymphome und Leukämien) Typische Kombination von: Hyperkaliämie, Hyper- phosphatämie, Hypokalzämie, Hyperurikämie Therapie: Urinflow, Urinalkalinisierung (ph>7), Allopurinol/Uratoxidase Umverteilung Insulinmangel Azidose Medikamente: Digoxin- und Betablocker (Blockade der Na/K-ATPase) Depolarisierende Muskelrelaxantien (Succinylcholin) Genetisch: hyperkaliämische periodische Paralyse (exercise- and stress-induced; Ae: Na-Kanal-Mutation im Muskel)

20 Hyperkaliämie d. verminderte renale Exkretion Na Hauptzelle im Sammelrohr Cortex Out Med Out Med Inn Med MR Aldo Zwei Determinanten der distalen Kaliumexkretion: Mineralokortikoidaktivität Distales Natriumangebot

21 Erworbene Formen Distales Na-Angebot Akutes und chronisches Nierenversagen Alle oligurischen Formen mit EZV-Expansion, Expansion, zb akute Glomerulonephritis GFR distales Na-Angebot EZV Mineralokortikoidaktiviät Zusätzlich Effekt durch metabolische Azidose (K-Shift IZV EZV im Austausch gegen Protonen)

22 Mineralokortikoiddefizienz echter Mangel Erworbene Formen Hyperreninämischer Hypoaldosteronismus (R /A ) Nebennierenrindeninsuffizienz (M. Addison) Pg: Zerstörung der NN-Rinde (autoimmun, Tuberkulose, bilaterale Hämorrhagie) Mineralokortikoid- und Glukokortikoidmangel Medikamentös induzierter selektiver Hypoaldosteronismus ACE-Hemmer /AT1-Rezeptor-Blocker:: Hemmung Angiotensin II Heparin: : direkte Hemmung der Aldosteronsynthese Hyporeninämischer Hypoaldosteronismus (R /A ) Diabetische Nephropathie, tubulointerstitielle Nephropathien; medikamentös: NSAR Pg: Schädigung des juxtaglomerulären Apparates Störung der Renin- Sekretion; meist auch eingeschränkte Nierenfunktion Sy: hyperkaliämische metabolische Azidose mit Hypertonie (EZV ) (renal-tubuläre Azidose Typ IV)

23 Mineralokortikoiddefizienz Resistenz Erworbene Formen Schädigung der Sammelrohre (Obstruktion, tubulointerstitielle Nephropathien, Amyloidose, Sichelzellanämie u.a.) Medikamente: Na-Kanal-Blocker (ENaC) - Diuretika: Amilorid, Triamteren - Sulfonamide: Trimethoprim, Pentamidin MR Aldo Blocker der Na-K-ATPase Digoxin (Intoxikation) Mineralokortikoidrezeptorblocker Spironolacton, Epleronon

24 Palmer B, NEJM 2004 Hyperkaliämie durch RAAS-Hemmung Renin-Inhibitoren ACE-Inhibitoren AT1-Rezeptor-Blocker RAAS = Renin- Angiotensin- Aldosteron- System Na-Kanal-Blocker Mineralkortikoidrezeptorblocker

25 Symptome der Hyperkaliämie Klinisches Bild der Hyperkaliämie Gastrointestinale Symptome (Nausea, Erbrechen, Ileus) Ermüdbarkeit und Muskelschwäche Paralyse EKG-Veränderungen Herzrhythmusstörungen

26 Therapie der Hyperkaliämie 4 Stufen Stufe Ziel Mittel Wirkungszeit Applikation Bem. 1 Ca-Glukonat Antagonismus Membraneffekt Beginn 1-3 min, Dauer min 10% Ca-Glukonat, ml (1-3 Amp) iv Kein Effekt auf P K 2 Cell Shift Beta- Agonist Beginn 30 min, Dauer 2-4 h Ventolin-Inhalation P K mmol/l 2 Cell Shift Insulin Beginn min, Dauer 4-6 h 50 ml Glukose 50% mit 10 E Actrapid P K 1-2 mmol/l 3 Bei guter Nierenfunktion Kaliumelimination Diuretika Beginn min, Dauer 4-6 h NaCl 0.9% 100 ml/h, Furosemid mg iv 3 Ionenaustauscher Kaliumelimination Beginn 1-2 h, Dauer 4-6 h Resonium (mit Na) 3-4x 15 g, Sorbisterit (mit Ca) 3-4x 20 g Auch Einläufe 3 Hämodialyse Kaliumelimination Beginn sofort, Dauer Stunden 3-4 h Achtung Rebound 4 Reduktion K-Zufuhr Diät Solange eingehalten Kaliumarme Diät Stop Ringer 4 Ursachentherapie Varia Solange eingehalten Stop Medi, Diuretika Mineralokortikoide Beachte Blutdruck

27 Neue Medikamente zur Hyperkaliämiebehandlung Patiromer (Veltassa ) Nicht resorbierbares Polymer Bindet Kalium im distalen Kolon im Austausch gegen Kalzium Speziell studiert bei Patienten mit Niereninsuffizienz unter RAS- Blockern (Weir, NEJM 2015) Zirconium Zyklosilikat (ZS-9) Mikroporöses Zirkoniumsilikat Kationenaustauscher; hat 10x höhere Bindung und 100x höhere Spezifität für Kalium als Resonium Speziell studiert bei Hyperkaliämie (Packham, NEJM 2015)

28 Take home messages Kaliumstörungen sind häufig und potentiell lebensgefährlich Arrhythmien Die 2 wichtigsten Determinanten der Kaliumausscheidung sind Das distale Na-Angebot Die Mineralokortikoide Aktivität Differenzialdiagnose Fälle am Abend Therapie Hypokaliämie: KCl und K Zitrat sind nicht äquivalent! Hyperkaliämie: Notfall-Schema in der Kitteltasche! (Ca Glukonat, Betaagonist, Insulin/Glukose, Volumen und Diuretika, Ionenaustauscher)