Kalium – Funktionen

Biochemische Funktionen des Kaliums

Da Kalium das bedeutendste Kation im Intrazellulärraum darstellt, ist es an der Tätigkeit von jeder Zelle beteiligt [5]:

• Aufrechterhaltung der Potenzialdifferenz an den Membranen – mit dieser Funktion ist Kalium insbesondere für die Bioelektrizität der Zellmembranen beziehungsweise Zellerregbarkeit von Bedeutung, das heißt normale neuromuskuläre Reizbarkeit, Reizbildung und Reizleitung des Herzens – für diese Transportprozesse ermöglichen Ionenkanäle die rasche Bewegung von Ionen durch die hydrophobe Barriere der Zellmembran; die Rede ist von dem K+- / oder Na+-Kanal, die Nervensignale übertragen [4, 23, 29, 41, 44, 49]
• Regulation des Zellwachstums [35, 43]
• Transepitheliale Transportprozesse in Niere und Darm, unter anderem für Glucose, Aminosäuren [36]
• Beeinflussung von protektiven endothelialen Gefäßfunktionen [30, 52, 53]
• Aufrechterhaltung eines normalen Blutdrucks [47, 52]
• Regulation des Säure-Basen-Gleichgewichtes durch Beeinflussung der renalen Netto-Säureausscheidung [14, 15, 16, 31, 38, 39, 40, 41, 42]
• Beeinflussung der Freisetzung von Hormonen, zum Beispiel Insulin aus den Beta-Zellen [36, 41, 44]
• Kohlenhydratverwertung und Eiweißsynthese [36, 41, 44]
• Synthese und Abbau von energiereichen Phosphatverbindungen im Intermediärstoffwechsel [36, 44]

Da Kalium osmotisch wirksam ist, spielt der Mineralstoff auch eine Rolle bei der Hydratation. Bei dieser auf elektrostatischer Anziehung beruhenden Reaktion lagern sich Wassermoleküle mit ihrem negativen Ende an positiv geladenen Ionen und Wasserdipole mit ihrem positiven Ende an negativ geladene Ionen an. Die Hydratation ist wiederum für andere chemische Prozesse unerlässlich [4, 23, 41].

Kalium ist neben der Aufrechterhaltung des osmotischen Drucks in der Zelle für das Zellvolumen und die Regulation des Wasserhaushalts zuständig [4, 41].

Darüber hinaus sind einige Enzyme kaliumabhängig und werden durch den essentiellen Mineralstoff aktiviert. Dazu gehören einige Enzyme der Glykolyse (die Aufnahme von Glucose in Leber- und Muskelzellen zur Glykogensynthese ist an die Kaliumaufnahme gekoppelt), oxidativen Phosphorylierung und des Proteinstoffwechsels [23, 35, 41, 44]. Aufgrund der wesentlichen Funktion von Kalium, die Potenzialdifferenz an den Membranen aufrecht zu erhalten, können Störungen in der Kaliumhomöostase die neuromuskuläre Erregbarkeit und Erregungsleitung beeinflussen und unter anderem zu Herzrhythmusstörungen führen [4].

Kalium und Blutdruck

Epidemiologischen Studien zufolge besteht eine enge Korrelation zwischen der Kaliumzufuhr und dem Blutdruck beziehungsweise erhöhtem Risiko für Apoplex (Schlaganfall). Kalium hat die größte Bedeutung für die nichtpharmakologische Regulation des Blutdrucks [48].
So konnte eine ältere Metaanalyse über 19 klinische Studien diesen Zusammenhang bestätigen – der Wirkmechanismus blieb jedoch ungeklärt [8, 12].
Die erste klinisch-kontrolliert Studie von Siani und Mitarbeitern (1991), in welcher Hypertoniker – Personen mit Bluthochdruck – auf eine kaliumreiche Kost umgestiegen waren, ergab nach einem Jahr eine signifikante Reduktion der antihypertensiven Medikation [45].

In einer weiteren Metaanalyse sowohl mit hypertensiven als auch normotensiven Personen wurde der Einfluss von Kaliumsupplementen (60 bis 200 mmol/Tag, das heißt einer Menge von 2.346-7.820 mg) auf den Blutdruck untersucht. Das Ergebnis war eine eindeutige Senkung des Blutdrucks (systolisch im Durchschnitt um 3,11 mmHg und diastolisch im Durchschnitt um 1,97 mmHg). Bei den normotensiven Probanden – Personen mit normalem Blutdruck – fiel der Effekt jedoch geringer aus, als bei den hypertensiven Patienten. In den Studien, bei denen die Personen zugleich eine hohe Natriumaufnahme hatte, war der Behandlungserfolg größer [50].

Eine neue randomisierte kontrollierte Interventionsstudie zeigte, dass auch aus einer niedrig dosierten Supplementierung von 24 mmol Kalium/Tag (das heißt 938 mg Kalium – diese Menge entspricht etwa dem Gehalt in 5 Portionen frischem Obst und Gemüse) über 6 Wochen eine Abnahme des durchschnittlich arteriellen Blutdrucks um 7,01 mmHg, des systolischen Blutdrucks um 7,60 mmHg und des diastolischen Blutdrucks um 6,46 mmHg resultierte [34].
Eine Metaregressionsanalyse von insgesamt 67 klinisch kontrollierten Studien kam zu dem Schluss, dass eine Natriumreduktion und vermehrte Kaliumzufuhr einen wesentlichen Beitrag zur Prävention der Hypertonie (Bluthochdruck) leisten kann [17].

Andere Studien, die den Einfluss der Kalium- und Natriumzufuhr auf den Blutdruck untersuchten, führten allerdings zu nicht überzeugenden oder widersprüchlichen Ergebnissen [50]. Diese Untersuchungen ergaben, dass eine erhöhte Kaliumaufnahme weder präventive Effekte gegenüber Hypertonie (Bluthochdruck) aufweist, noch effektiv zur Senkung eines erhöhten Blutdrucks beiträgt [6, 7].
Eine größere klinische Interventionsstudie mit hypertonen Männern, die mit antihypertensiven Medikamenten behandelt wurden und täglich 3754 mg Kalium sowie nur sehr geringfügige Mengen an Natrium aufnahmen, zeigte keinen Zusammenhang zwischen Kalium- und Natriumaufnahme und erhöhtem Blutdruck [19, 20]. Die Höhe der Dosis der antihypertensiven Medikation konnte damit nicht reduziert werden.
Obwohl die protektive Wirkung von Kalium gegenüber erhöhtem Blutdruck in einigen Studien ausblieb, wird eine tägliche Kaliumaufnahme von 60 mmol (2.340 mg) empfohlen, um das Risiko eines tödlichen Apoplex (Schlaganfall) zu reduzieren [6, 7].

Die Höhe der Kaliumaufnahme beeinflusst darüber hinaus die Salzsensitivität (Synonyme: Salzempfindlichkeit; Kochsalzsensitivität; Kochsalzempfindlichkeit). Eine niedrige Kaliumzufuhr geht mit einer hohen Empfindlichkeit gegenüber Kochsalz einher. Umgekehrt wird diese dosisabhängig unterdrückt, wenn die Kaliumzufuhr über die Nahrung erhöht wird. Schließlich kann durch eine kaliumreiche Ernährung, vor allem bei Personen mit marginaler Kaliumaufnahme, die Salzsensitivität reduziert und damit das Auftreten von Bluthochdruck verhindert beziehungsweise verzögert werden [10]. 

Des Weiteren wurden die folgenden Fachbücher für die Verfassung dieses Artikels herangezogen [54, 55].

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