Funktion und Bedeutung einzelner Elektrolyte und ihre Aussagekraft: Natrium (Na), Kalium (K) und Chlorid (Cl)

Natrium (Na)

Natrium ist das bedeutendste Kation in der extrazellulären Flüssigkeit. Folglich ist es maßgebend für die Aufrechterhaltung der Osmolalität bzw. der Wasserverteilung zwischen Extrazellulärraum (EZR) und Intrazellulärraum (IZR). Hypo- und Hypernatriämien entstehen, wenn das Verhältnis zwischen Wasser- und Natriummenge im EZR zugunsten des Wassers oder des Natriums verschoben ist. Ursache ist häufig eine Zu- oder Abnahme des Gesamtkörperwassers ohne absolute Änderung der Elektrolyte. Da das Na aber den Hauptbestandteil der osmotisch aktiven Substanzen im EZR stellt, sind Hypo- und Hypernatriämien mit Änderungen der Osmolalität assoziiert.

Na ist das wesentliche Elektrolyt im EZR und Kalium (K) im IZR. Diese asymmetrische Verteilung der Elektrolyte durch die Zellmembran erfordert aktiven Austausch beider Kationen durch die Na-K-ATPase.

Dadurch befinden sich die Körperflüssigkeiten in einem osmotischen Gleichgewicht. Normalerweise ist die Wasserverteilung zwischen EZR und IZR konstant und zeigt nur geringfügige Schwankungen von lediglich 1 – 2%. Akute Änderungen der Na-Konzentration im Serum, die nicht mit einer gleichsinnigen Änderung der intrazellulären K-Konzentration einhergehen, bewirken eine Permeation von Wasser aus dem EZR in den IZR. Es kommt zum zellulären Ödem.

Die Konzentrationen von Na im Serum und in der interstitiellen Flüssigkeit sind nahezu identisch. Na bewirkt ca. 95% des osmotischen Druckes. Der Organismus reguliert die Na-Konzentration im Plasma, indem der Wassergehalt des EZR angepasst und das Gesamtkörper-Na und das Na im Serum in einem engen Bereich konstant gehalten werden. Das geschieht durch Trinken oder renale Ausscheidung von freiem Wasser.

Beispiele für Erkrankungen und Ursachen, die eine Hyponatriämie bewirken können

HerzinsuffizienzEin vermindertes Herzminutenvolumen und eine verminderte
zirkulierende Blutmenge bewirken eine Aktivierung
des Renin-Angiotensin-Systems und die Ausschüttung
von Arginin-Vasopressin (AVP) = Wasser- und Na-Retention,
Entstehung der hypervolämischen Hyponatriämie

Osmotische DiureseVerlust von Na und Wasser mit Verminderung des extrazellulären
Flüssigkeitsvolumens (EZFV) = Hyponatriämie,
Bspw: Diabetes mellitus mit Glukosurie
Renal tubuläre Azidose (RtA),
metabolische Alkalose
Ausscheidung von Bicarbonat↑, bedingt osmotische
Ausscheidung von Kationen wie Na, K und Ca↑ = Bicarbonaturie,
Na-Konz. im Urin↑, Ursache für RtA ist Bicarbonat-
Reabsorptionsstörung im prox. Tubulus
Pankreatitis, Peritonitis,
Erbrechen, Durchfall, Blutverlust

Extrarenaler Verlust von Wasser und Na = EZFV↓ =
Flüssigkeitsverlust in den dritten Raum, bspw. in die
Bauchhöhle bei Peritonitis, ins Darmlumen bei Pankreatitis,
Urin hochkonzentriert, Na im Serum↓
HypothyreoseNicht osmotisch bedingte Freisetzung von AVP, Herzminutenvolumen↓
= wenig osmotisch wirksame Substanzen
in Verdünnungssegmenten (Tubuli)
KetonurieBei schlecht eingestelltem Diabetes mellitus kommt es
zur Ausscheidung neg. geladener Ketonkörper = Ausscheidung
von Na, K und NH4 = Hyponatriämie mit Verringerung
des EZFV, Konz. des Na im Urin erhöht
NiereninsuffizienzAusbildung von Ödemen und Hyponatriämie,
Ursachen: Glomeruläre Filtrationsrate (GFR)↓ = verminderte
Wasser- und Na-Ausscheidung, dadurch entsteht
Verdünnungseffekt, folglich Hyponatriämie
Glukokortikoidmangel/HypoadrenokortizismusAVP-Sekretion trotz Hypoosmolalität, Reninkonzentration
oft nicht verändert, für AVP-Sekretion normale Kortisolkonzentration
notwendig


Beispiele für Erkrankungen und Ursachen, die eine Hypernatriämie bewirken können

Diabetes insipidus (DI)DI resultiert aus verminderter zentraler AVP-Sekretion
(Hypothalamus) oder Resistenz des Endorganes
(nephrogen) = Polyurie (PU), sek. Polydipsie (PD),
zentraler DI = Nekrose der AVP-sezernierenden Neurone,
renaler DI = selten, häufig durch Medikamente, tubulärinterstitielle
Erkrankungen, obstruktive Nephropathien,
Osmolalität des Na im Urin niedrig, allerdings höher als
im Serum
Ileus, DarmobstruktionWasser- und Na-Verlust, wobei Wasserverlust höher als
Na-Verlust, dadurch Konzentrierung des Na
Primärer HyperaldosteronismusWasser- und Na-Retention aufgrund von übermäßiger
Aldosteronproduktion in der Nebennierenrinde (NNR)
= Volumenvergrößerung des EZR und Erhöhung der
Na-Konzentration im Serum


Kalium (K)

Kalium ist das mengenmäßig wichtigste intrazelluläre Kation. Mehr als 98% des Körper-Kaliums befindet sich intrazellulär. Die Serum-Kaliumkonzentration wird in engen Grenzen reguliert. Es hat eine große Bedeutung für Membranpotentiale; Störungen des Kaliumhaushaltes führen zu Fehlfunktionen an Skelettmuskeln, Herz- und Nervenzellen. Die Kaliumhomöostase wird durch die orale Aufnahme, die Verteilung zwischen EZR und IZR und die renale Elimination reguliert. Wichtiger Kontrollmechanismus der Kaliumbewegung zwischen EZR und IZR ist die Regulation über die Na-K-ATPase. Etwa 90% des Kaliums werden über die Niere ausgeschieden, nur ein geringer Teil über den Darm.Die K-Konzentration im Plasma ist zwar nur ein moderater Indikator des Gesamtkörperkaliums, aber physiologisch wichtig zur Beurteilung des transmembranen elektrochemischen Gradienten.

Beispiele für Erkrankungen und Zustände, die eine Hypokaliämie verursachen können

 

Renale tubuläre Azidose (RtA)RtA geht mit renalem K-Verlust und einer Hypokaliämie
einher, Kaliurese auf erhöhte Bicarbonatausscheidung
zurückzuführen = Kationen wie Na, K werden aufgrund
von osmotischer Wirkung vermehrt ausgeschieden,
Na-Verlust führt zu Aktivierung des Renin-Angiotensin-
Systems, da Reduktion des Volumens = Reduktion von K
im Plasma
ACTH-bildende Tumoren/primärer
Hyperaldosteronismus
Tumore bilden paraneoplastisch ACTH (ektope Produktion
von ACTH) = Cortisol- und Aldosteronproduktion↑ =
renaler K-Verlust
Hypokaliämie der KatzeAutosomal-rezessiver Erbgang, Katzen zeigen Muskelschwäche,
insbesondere an Nackenmuskeln, aber auch
Beinmuskulatur betroffen, Hypokaliämie im Serum,
erhöhte Creatinin-Kinase (CK), Gentest wird für bspw.
Burma, Cornish Rex, Devon Rex, Sphynx und Tonkanesen
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Primärer HyperaldosteronismusErhöhte, autonome Aldosteronproduktion aufgrund von
Hyperplasie, Adenom oder Karzinom der Nebennierenrinde.
Es kommt zur Na-Retention und vermehrten
K-Ausscheidung.


Beispiele für Erkrankungen und Zustände, die eine Hyperkaliämie verursachen können

M. AddisonFunktionsverlust der Nebennierenrinde = Kortisol↓ und
Mineralokortikoide (Aldosteron)↓, ACTH-Prod. beim prim.
M. Addison erheblich gesteigert, Mangel an Hormonen
und erhöhtes ACTH bewirken Hypotension, Azidose,
Hyponatriämie, Hyperkaliämie
Digitalis-IntoxikationDigitalis hemmt Wirkung der renal-tubulären Na-K-ATPase
= weniger K wird in IZR transportiert
Nichtsteroidale Antiphlogistika
(NSAIDs)
NSAIDs greifen in den Prostaglandinstoffwechsel ein,
indem sie Cyclooxygenasen hemmen. Außerdem wirken
sie als Vasodilatatoren = Renin- und Aldosteron-
synthese↑
da aufgrund von Blutdruckabfall Na-Mangel =
Hyperkaliämie, da Umverteilung der Flüssigkeit zwischen
EZR und IZR durch Na-K-ATPase
K-sparende DiuretikaBspw.: Spironolacton, Amilorid
Spironolacton: Aldosteronantagonist = K-Sekretion wird
gehemmt
Amilorid: Hemmung der Na-Reabsorption der Tubuluszellen
= ebenfalls Hemmung der K-Sekretion


Chlorid (Cl)

Chlorid ist eines der wichtigsten Anionen im EZR. Es liegt zu einem Großteil an Natrium gebunden als Kochsalz (NaCl) vor. Als Gegenion von Na ist es wesentlich an der Aufrechterhaltung der Wasserverteilung zwischen EZR und IZR beteiligt, folglich an der Osmolalität im Plasma.

Als lebenswichtiges Elektrolyt befindet sich über die Hälfte des Chlorides im EZR (ca. 55%), ungefähr ein Drittel in den Knochen (ca. 30%) und nur ein kleiner Teil innerhalb der Zellen (ca. 15%).

Fraktionen des Chlorids

Die Aufnahme von Chlorid erfolgt hauptsächlich über Kochsalz (Natriumchlorid) in der Nahrung. Die Ausscheidung erfolgt über die Nieren und wird durch das Hormon Aldosteron reguliert. Dieses bewirkt eine Rückresorption des Anions bei einem Chloridmangel.

Beispiele für Erkrankungen, die mit einer Erhöhung des Chlorids im Serum einhergehen

Metabolische Azidose
Vermehrung von Cl, Laktat und anderen Anionen, da
ungenügende renale Ausscheidung oder ein Verlust von
Bicarbonat = im Labor ist Cl erhöht, HCO3 ist erniedrigt

 

Beispiele für Erkrankungen, die mit einer Verringerung des Chlorids im Serum einhergehen

Metabolische AlkaloseAnstieg der HCO3-Konz. da Zustände vorliegen, die die
Niere hindern auszuscheiden oder bei Verlust von
Magensaft: Verlust von H- und Cl-Ionen, EZFV erniedrigt
bei gastrointestinalen Erkrankungen (Erbrechen), EZFV
erhöht bei Cushing, Hyperaldosteronismus
DiuretikaVerminderung der Na-Reabsorption = Hypochlorämie
Hyperaldosteronismus, CushingCl niedrig, wenn metabolische Alkalose vorliegt, nicht
durch Kochsalz korrigierbar, korreliert mit Ausmaß der
Hypokaliämie

 

 

10 / 2020

LABOKLIN Aktuell

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Fraktionen des Chlorids

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