Eine Frau hält ein Glas Wasser in den Händen.
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Elektrolyte

Elektrolyte sind Stoffe, die positiv oder negativ geladene Teilchen (Ionen) verschiedener chemischer Elemente enthalten: Ein Beispiel hierfür ist Kochsalz (= Natriumchlorid) aus dem positiv geladenen Natriumion (Na+) und dem negativ geladenen Chloridion (Cl-).

Allgemeines

Elektrolyte zählen zu den Mineralstoffen und erfüllen im menschlichen Körper wichtige Aufgaben für viele Funktionen der Körperzellen.

Mineralstoffe unterteilt man in sogenannte Mengenelemente und Spurenelemente – je nachdem, ob im Körper der jeweilige Mineralstoff in größeren Mengen oder nur in geringen Spuren nötig ist. Die drei folgenden Ionen verschiedener Elektrolyte bilden den Hauptanteil am gesamten Mineralgehalt des menschlichen Körpers:

Aber auch die in geringeren Mengen vertretenen Elektrolyte sind lebensnotwendig.

Elektrolyte besitzen zahlreiche Funktionen: Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung des Wasserhaushalts und sind an der elektrischen Aktivität der Muskel- und Nervenzellen beteiligt. Dabei ist jedes Elektrolyt-Ion unterschiedlich im Körper verteilt:

  • Einige Elektrolyt-Ionen lagern sich überwiegend in den Zellen (d.h. intrazellulär) ab,
  • andere zirkulieren hauptsächlich im Blutkreislauf, befinden sich also außerhalb der Zellen (d.h. extrazellulär).

Der Mensch nimmt Elektrolyte hauptsächlich über Getränke und mit Nahrung auf und scheidet sie größtenteils über die Nieren aus, aber auch über das Verdauungssystem und die Haut.

In Deutschland liegt die aufgenommene Menge Elektrolyte in der Regel im Normalbereich – mit Ausnahme von Calcium, dessen Zufuhr oft als zu gering gilt. Wer entsprechende Nahrungsergänzungsmittel einnimmt, bei dem ist die Calciumzufuhr allerdings eher normal bis zu hoch.

Wenn der Körper zu viele Elektrolyte aufnimmt oder ausscheidet, kommt es zu einer Elektrolytstörung (in Form von einem Elektrolytmangel oder Elektrolytüberschuss): Ist der Elektrolythaushalt des Körpers gestört, ist er ins Ungleichgewicht geraten. Häufig sind zu viele oder zu wenige Elektrolyte im Körper bei Durchfall, Erbrechen oder Nierenschäden vorhanden. Auch Verteilungsstörungen zwischen den innerhalb und außerhalb der Zellen liegenden Elektrolyten führen zu einer geänderten Elektrolytkonzentration – mit krankhaften Folgen.

Entsprechend den verschiedenen Funktionen der Elektrolyte haben Elektrolytstörungen unterschiedliche Auswirkungen: Sie können von einer Überwässerung über Verwirrtheit wegen Veränderungen der Nervenaktivität bis hin zu Herzrhythmusstörungen und Koma reichen.

Häufig weisen die Symptome nicht eindeutig auf Elektrolytveränderungen hin. Darum lässt sich die Störung oft nur feststellen, indem man die Elektrolyte in einer Blutuntersuchung bestimmt – eventuell auch durch ein Elektrokardiogramm (EKG).

Wenn Elektrolyte leicht vom Normalwert abweichen (was recht häufig passiert), besteht aber in den meisten Fällen kein Grund zur Besorgnis. Anders verhält es sich, wenn bereits Beschwerden auftreten beziehungsweise die Elektrolytwerte deutlich erhöht sind.

Die für Elektrolyte geltenden Normwerte im Blut lauten ungefähr:

Normwerte Elektrolyte

Elektrolyte Normalbereich
Natrium (Na+) 135–145 mmol/l
Chlorid (Cl-) 96–110 mmol/l
Kalium (K+) 3,8–5,2 mmol/l
Calcium (Ca2+) 2,0–2,6 mmol/l
Phosphat (PO43-) 0,84–1,45 mmol/l
Magnesium (Mg2+) 0,73–1,06 mmol/l

Natrium (Na+)

Die einzelnen Elektrolyte sind im Körper unterschiedlich verteilt. Das Kochsalz (= Natriumchlorid) aus Natrium (Na+) und Chlorid (Cl-) bildet außerhalb der Zellen (im sog. extrazellulären Raum) den mengenmäßig wichtigsten Bestandteil. Damit ist Natrium einer der Mineralstoffe, die zu den sogenannten Mengenelementen zählen (d.h. im Körper in größerer Menge nötig sind).

Natrium ist das zahlenmäßig häufigste positiv geladene Ion (sog. Kation) im Blutplasma. Das Elektrolyt-Ion gelangt größtenteils in Form von Kochsalz über die Nahrung in den Körper. Da Natrium praktisch in allen Lebensmitteln enthalten ist, ist eine ausreichende Zufuhr gesichert. Der Körper scheidet Natrium unter normalen Umständen hauptsächlich über die Nieren aus, in geringem Maße auch über Stuhl und Schweiß.

Der Natriumgehalt im Blut beeinflusst, wie viel Flüssigkeit im Körperkreislauf zirkuliert: Kann der Körper Natrium nicht ausreichend ausscheiden (z.B. wegen einer Nierenerkrankung), sammelt sich mit dem Elektrolyt-Ion auch Wasser im Körper an. Normalerweise sorgt ein ausgeklügeltes Regelsystem für einen gleichbleibenden Natriumspiegel.

Ärzte lassen bei Urin- oder Blutuntersuchungen Natrium häufig als Routinewert bestimmen, ohne dass ein besonderer Verdacht besteht. Ein veränderter Natriumwert weist auf einen gestörten Wasserhaushalt hin – besonders bei:

Mögliche Ursachen für erhöhte Natriumwerte (Hypernatriämie) sind:

Mögliche Ursachen für einen Natriummangel beziehungsweise zu niedrige Natriumwerte (Hyponatriämie) sind:

Chlorid (Cl-)

Das Elektrolyt-Ion Chlorid (Cl-) ist ein negativ geladenes Teilchen (sog. Anion), das zusammen mit Natrium (Na+) Natriumchlorid beziehungsweise Kochsalz bildet.

Der Mensch nimmt chloridhaltige Elektrolyte zum großen Teil über die Nahrung auf und scheidet sie hauptsächlich über die Nieren aus. Die Kontrolle der Chlorid-Konzentration im Blut erfolgt zusammen mit der Bestimmung der Natriumwerte. Wenn die Regulation des Kochsalzgehalts im Körper gestört ist, sind oft die Werte beider Mineralstoffe verändert.

Eine besondere Bedeutung kommt der Elektrolyt-Bestimmung bei einem gestörten Säure-Base-Haushalt des Bluts zu: Verschiedene Erkrankungen – zum Beispiel lang anhaltendes Erbrechen – können dazu führen, dass das Blut zu sauer oder zu alkalisch ist. Die Bestimmung der Konzentration von Chlorid hilft dabei, die Ursache für solche Störungen aufzuspüren.

Mögliche Ursachen für erhöhte Chloridwerte sind:

  • Störungen im Natriumhaushalt
  • Säure-Base-Störungen
  • erhöhte Chloridzufuhr

Mögliche Ursachen für niedrige Chloridwerte sind:

  • Magensaftverlust durch Erbrechen
  • Medikamente (bestimmte Diuretika, die gezielt eine erhöhte Ausscheidung von Chlorid bewirken)
  • Säure-Base-Störungen

Kalium (K+)

Das Elektrolyt-Ion Kalium (K+) ist ein positiv geladenes Teilchen (ein sog. Kation). Während außerhalb der Zellen (im sog. extrazellulären Raum) die Elektrolyt-Ionen Natrium und Chlorid den mengenmäßig wichtigsten Bestandteil bilden, befindet sich Kalium im menschlichen Körper vor allem innerhalb der Zellen (intrazellulär) und nur zu einem kleinen Bruchteil im Blutkreislauf außerhalb der Zellen.

Ursachen für eine gestörte Kaliumkonzentration im Blut sind deshalb oft Verteilungsstörungen zwischen den Zellen und dem extrazellulären Raum. Aber auch Nierenschäden verursachen eine Störung der Kaliummenge im Blut.

Kaliumhaltige Elektrolyte kommen in zahlreichen Nahrungsbestandteilen vor: Besonders Lebensmittel wie frisches Gemüse und Obst enthalten viel Kalium. Der Körper scheidet diesen Mineralstoff in erster Linie über die Nieren aus, in geringem Maß auch über den Darm oder die Haut (durch Schwitzen).

Video: 5 Fakten über Kalium

Kalium ist für die elektrische Funktion aller Körperzellen wichtig. Vor allem Muskel- und Nervenzellen sind in ihrer Funktion von einem normalen Kaliumwert abhängig. Welche Auswirkung das Elektrolyt-Ion hierbei hat, ist besonders deutlich am Herzmuskel zu sehen: Schwere Störungen im Kaliumhaushalt sind häufig auch unabhängig von den Laborwerten im Elektrokardiogramm (EKG) zu erkennen und können zu lebensbedrohlichen Funktionsstörungen des Herzens führen.

Die häufigste das Kalium betreffende Elektrolytstörung ist der Kaliummangel (Hypokaliämie). Ein Mangel an Kalium entsteht meist durch Verluste über die Nieren oder das Verdauungssystem. Ein erhöhter Kaliumwert kann sich fälschlicherweise ergeben, wenn es in der Blutprobe zu einer Auflösung der roten Blutkörperchen gekommen ist (Hämolyse). Das kann zum Beispiel vorkommen, wenn der Arm bei der Blutabnahme zu lange gestaut ist oder die Probe zu lange stehen bleibt.

Mögliche Ursachen für erhöhte Kaliumwerte (Hyperkaliämie) sind:

  • erhöhte Kaliumaufnahme
  • chronisches oder akutes Nierenversagen
  • Nebennierenrinden-Unterfunktion (Morbus Addison)
  • Medikamente (z.B. bestimmte Diuretika, die eine geringere Ausscheidung von Kalium bewirken als andere, oder ACE-Hemmer oder Zytostatika)
  • Übersäuerung (Azidose)
  • starker Zellzerfall (Hämolyse, Operationen, Verbrennungen)

Mögliche Ursachen für niedrige Kaliumwerte (Hypokaliämie) sind:

  • Kaliumverluste über die Niere (durch Diuretika, Hyperaldosteronismus, Cushing-Syndrom)
  • Kaliumverluste über den Magen-Darm-Trakt (durch Erbrechen, Durchfall, Abführmittelmissbrauch)
  • Kaliumbewegung aus dem Blutkreislauf in die Zellen (z.B. bei durch Stoffwechsel oder Atmung entstandenem Anstieg des pH-Werts im Blut [= metabolische oder respiratorische Alkalose], durch Insulingabe)

Calcium (Ca2+)

Eines der wichtigsten Elektrolyt-Ionen im menschlichen Körper ist Calcium (Ca2+), welches in Form von Hydroxyapatit Hauptbestandteil der Knochen und Zähne ist.

Kein anderer Mineralstoff liegt im menschlichen Körper in größerer Menge vor als Calcium.

Insgesamt befinden sich im menschlichen Körper etwa 1.000 Gramm gebundenes Calcium. Nur ein Bruchteil (weniger als 1%) des Calciums zirkuliert als positiv geladenes Elektrolyt-Ion (Kation) im Blutkreislauf und übernimmt hier zahlreiche Funktionen.

Der Mensch nimmt calciumhaltige Elektrolyte – ebenso wie Natrium, Chlorid und Kalium – über die Nahrung auf und scheidet das Calcium hauptsächlich über die Nieren aus. Allerdings kann der Körper überschüssiges Calcium auch in den Knochen einbauen, der eine Art Calciumbedarfsspeicher darstellt. An der Aufrechterhaltung der Calciumkonzentration im Blut sind mehrere Hormone beteiligt: Sie regulieren sowohl die Aufnahme als auch die Einlagerung oder die Auslösung von Calcium aus dem Knochen sowie dessen Ausscheidung über die Nieren.

Neben seiner Funktion für den Knochenaufbau spielt Calcium eine Rolle bei der Muskelkontraktion, der Blutgerinnung, der Ausschüttung von Hormonen und der Aktivitätssteuerung von Enzymen (= Verbindungen, die den Stoffwechsel regulieren). Außerdem beeinflusst dieses Elektrolyt-Ion die Durchlässigkeit der Zellmembranen. Ein Mangel an Calcium begünstigt unter anderem Krämpfe, während ein stark erhöhter Calciumspiegel schwerwiegende Symptome wie Herzrhythmusstörungen oder Störungen der Hirnaktivität hervorrufen kann.

Calcium ist eines der Elektrolyt-Ionen, die vor allem außerhalb der Zellen vorliegen. Hier ist Calcium an Eiweiße (Albumin) im Blut gebunden. Daher kann ein Eiweißmangel eine Störung des Calciumspiegels verursachen.

Insgesamt ist Calciummangel häufiger als ein Calciumüberschuss.

Mögliche Ursachen für einen erhöhten Calciumspiegel (Hyperkalzämie) sind:

Mögliche Ursachen für einen niedrigen Calciumspiegel (Hypokalzämie) sind:

Phosphat (PO43-)

Auch phosphathaltige Elektrolyte spielen im menschlichen Körper eine wichtige Rolle. Phosphat (PO4 3-) ist ein Mineralstoff, der im menschlichen Körper größtenteils im Knochen und in den Zähnen gebunden ist.

Die Konzentration von Phosphat im Blut unterliegt – wie die von Calcium – einer strengen Regulation durch Hormone. Wenn der Calciumspiegel gestört ist, liegt meist auch der Phosphatwert außerhalb des Normalbereichs. Mit seiner Hilfe gelingt es häufig, die Ursache für die Störung des Calciumspiegels festzustellen.

Für die Ausscheidung von Phosphat ist hauptsächlich die Niere, aber zu einem großen Teil auch der Darm verantwortlich.

Mögliche Ursachen für erhöhte Phosphatwerte sind:

Mögliche Ursachen für niedrige Phosphatwerte sind:

Magnesium (Mg2+)

Magnesiumhaltige Elektrolyte sind ebenfalls bedeutsam für den menschlichen Körper: Magnesium (Mg2+) ist – ähnlich wie Calcium – ein für die Muskelfunktion notwendiger Mineralstoff. Außerdem benötigen zahlreiche Enzyme (= Verbindungen, die den Stoffwechsel regulieren) im Körper Magnesium.

Zwischen der Magnesium- und Calciumkonzentration im Körper besteht eine enge Verbindung: Meist steigen oder fallen die Konzentrationen dieser beiden Elektrolyt-Ionen gleichermaßen. Auch die Symptome bei Störungen des Magnesium- und Calciumhaushalts ähneln sich: Bei Magnesiummangel kommt es unter anderem ebenfalls zu einer Übererregbarkeit der Muskulatur.

Mögliche Ursachen für einen erhöhten Magnesiumspiegel (Hypermagnesiämie) sind:

Mögliche Ursachen für einen niedrigen Magnesiumspiegel (Hypomagnesiämie) sind: