Hyperkaliämie

Genaue epidemiologische Daten zur Hyperkaliämie in Deutschland stehen nicht zur Verfügung. Die retrospektiv auf Basis von Daten der gesetzlichen Krankenversicherung geschätzte Prävalenz liegt bundesweit bei ungefähr 200.000 Personen/Jahr.^[1] Die Inzidenz in der Normalbevölkerung wird auf 2 bis 3 % geschätzt.^[2] Bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung liegt sie sogar zwischen 40 und 50 %.^[3]

Tendenziell sind Männer häufiger betroffen als Frauen und die Prävalenzrate steigt mit dem Alter an. Ein besonders hohes Risiko haben Patienten mit Niereninsuffizienz, Herzinsuffizienz oder Diabetes mellitus. Auch einige Medikamente können das Risiko für eine Hyperkaliämie erhöhen: So sind ACE-Hemmer beispielsweise für 10 bis 38 % der Hyperkaliämien bei hospitalisierten Patienten (mit-)verantwortlich.^[4]

Oft ist eine Hyperkaliämie Folge einer verminderten renalen Ausscheidung i.R. einer akuten oder chronischen Niereninsuffizienz. Medikamente, die sich auf das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS) auswirken, sind eine weitere häufige Ursache.

Pseudohyperkaliämie

Eine im Alltag sehr häufige Ursache für den Laborbefund einer Hyperkaliämie ist die Hämolyse bei der Blutabnahme, beispielsweise bei zu langer Stauung vor der Punktion, bei exzessiver Muskelarbeit ("Faustballen") oder zu schneller Aspiration des Blutes durch englumige Kanülen. Weitere Ursachen einer Pseudohyperkaliämie sind:

• In-vitro-Hämolyse bei zu später Zentrifugation
• Kühlung des Blutes nach der Entnahme (verminderte zelluläre Aufnahme von Kalium)
• Thrombozytose, Erythrozytose, Leukozytose (dabei ist die Kaliumkonzentration im Plasma normwertig)
• hereditäre korpuskulären hämolytischen Anämien (z.B. hereditäre Sphärozytose)
• starke Angst während der Blutentnahme (respiratorische Alkalose mit Umverteilungs-Hyperkaliämie)

Eine zufällig und insbesondere unerwartet aufgetretene Hyperkaliämie sollte daher stets nochmals kontrolliert werden.

Übermäßige Zufuhr

Die renale Ausscheidungskapazität beträgt mehr als das Doppelte der typischerweise mit der Nahrung aufgenommenen Kaliummenge (100 mmol/d), sodass eine exogen bedingte Hyperkaliämie bei normaler Nierenfunktion selten ist. Bei erhöhter Zufuhr bewirkt Aldosteron eine verstärkte Sekretion ins Tubuluslumen. Bei Patienten mit Diabetes mellitus und hyporeninämischem Hypoaldosteronismus oder chronischer Nierenerkrankung können jedoch kaliumreiche Lebensmittel (v.a. Tomaten, Bananen, Zitrusfrüchte) einen Beitrag zur Hyperkaliämie leisten.

Umverteilung

• Azidose: Bei einer Azidose führt die erhöhte extrazelluläre Konzentration von Protonen zur Hemmung des Natrium-Protonen-Antiports. Folglich sinkt die intrazelluläre Natriumkonzentration, was zur Hemmung der Na/K-ATPase führt. Somit wird weniger Kalium in die Zellen aufgenommen. Dabei gilt die Faustregel: Eine Änderung des pH-Wertes im Blut um 0,1 führt zur gegensinnigen Veränderung der Serumkonzentration von Kalium um 0,5 mmol/l. Dieser kompensatorische Effekt soll den extrazellulären pH-Wert aufrechterhalten, ist jedoch auf metabolische Azidosen ohne Anionenlücke und z.T. auf respiratorische Azidosen begrenzt. Bei einer Azidose mit Anionenlücke (z.B. Laktatazidose, Ketoazidose) entsteht i.d.R. keine Hyperkaliämie.
• Hypertones Mannitol, hypertone Kochsalzlösung sowie intravenöses Immunglobulin können aufgrund eines osmotischen Gradienten zur Hyperkaliämie führen.
• Auch katione Aminosäuren (Lysin, Arginin, ε-Aminocapronsäure) verursachen aufgrund von unbekannten Mechanismen einen Kaliumausstrom aus den Zellen.
• Digoxin hemmt die Na/K-ATPase und stört die Kaliumaufnahme in den Skelettmuskel. Eine Hyperkaliämie tritt insbesondere bei Überdosierung auf. Auch strukturell verwandte Glykoside (gelber Oleander, Fingerhut, Bufadienolid) sowie eine Fluorid-Intoxikationen können zur Hyperkaliämie führen.
• Succinylcholin depolarisiert Muskelzellen und führt daher zum Ausstrom von Kalium. Bei Patienten mit Hitzetrauma, neuromuskulärem Schaden, Inaktivitätsatrophie, Mukositis und längerer Immobilisierung ist es kontraindiziert, da sich in diesen Fällen mehr Acetylcholinrezeptoren auf der Zellmembran der Muskelzellen befinden. Die Depolarisierung würde dann zum übermäßigen Kaliumausstrom führen.
• Gewebenekrosen (z.B. bei Rhabdomyolyse oder Verbrennungen) führen zur vermehrten Freisetzung von Kalium aus den Zellen und somit zur Hyperkaliämie.
• Die familiäre hyperkaliämische periodische Paralyse ist eine autosomal-dominant vererbte Störung im SCN4A-Gen, welches für einen Natriumkanal des Muskels kodiert. Es kommt attackenweise zu Muskelschwächen, insbesondere nach körperlicher Aktivität, Fasten und Kälteexposition. Die Hyperkaliämie während der Attacken kann milde und flüchtig sein.

Hypoaldosteronismus

Bei einem hyporeninämischen Hypoaldosteronismus, aufgrund von bestimmten Medikamenten sowie bei einem primären oder sekundären Hypoaldosteronismus führt die reduzierte Aldosteronfreisetzung aus der Nebennierenrinde zu einer Hyperkaliämie. Ein hyporeninämischer Hypoaldosteronismus findet sich insbesondere bei Diabetikern, älteren Patienten und bei Niereninsuffizienz. Bei 50 % der Patienten besteht begleitend eine Azidose mit reduzierter renaler Ausscheidung von Ammonium, positiver Anionenlücke im Urin und ein pH-Wert des Urins unter 5,5. Außerdem führt eine Volumenexpansion zur sekundären Zunahme der ANP-Freisetzung, sodass die Sekretion von Renin und Aldosteron zusätzlich gehemmt wird.

Ein primärer Hypoaldosteronismus entsteht meist autoimmun (Addison-Krankheit) bzw. im Rahmen einer polyglandulären Endokrinopathie. Die häufigste infektiöse Ursache ist die HIV-Infektion, wobei die Nebenniereninsuffizienz meist subklinisch ist und erst durch Stress, Einnahme von Ketoconazol oder bei akutem Absetzen von Glukokortikoiden manifest wird.

Nierenerkrankungen

Die chronische oder terminale Niereninsuffizienz ist eine sehr häufige Ursache der Hyperkaliämie. Solange die Kreatinin-Clearance über 20 ml/min beträgt bzw. keine Oligurie auftritt, entsteht meist keine Hyperkaliämie, da Kalium kompensatorisch verstärkt tubulär sezerniert und über den Dickdarm ausgeschieden wird. Bei unkontrollierter Zufuhr oder Einnahme bestimmter Medikamente steigt das Risiko.

Bei einem akuten Nierenschaden mit Oligurie entsteht ebenfalls häufig eine Hyperkaliämie. Bei Anurie steigt das Serumkalium täglich um etwa 1 mmol/l an.

Tubulointerstitielle Erkrankungen (z.B. bei Amyloidose, Sichelzellanämie, interstitieller Nephritis oder obstruktiver Uropathie) können ebenfalls zur Hyperkaliämie führen.

Hereditäre renale Ursachen der Hyperkaliämie werden als Pseudohypoaldosteronismus (PHA) bezeichnet:

• Beim PHA Typ I existiert eine autosomal-rezessive und eine autosomal-dominante Form. Letztere beruht auf Loss-of-Function-Mutationen des Mineralokortikoidrezeptors; der Phänotyp bessert sich im Erwachsenenalter. Die rezessive Form entsteht durch verschiedene Mutationen der drei ENaC-Untereinheiten. Diese Patienten leiden lebenslang unter Salzverlust, Hypotonie und Hyperkaliämie.
• Beim PHA Typ II (hereditäre Hypertonie mit Hyperkaliämie) liegt eine Funktionssteigerung des thiazidsensitiven NaCl-Cotransporters vor. Ursache sind Mutationen der WNK1- und WNK4-Serin/Threonin-Kinase oder der vorgeschalteten Gene (Kelch-like 3, Cullin 3). Somit handelt es sich um das Gegenteil des Gitelman-Syndroms. Typische Zeichen sind Hyperkaliämie, Hypertonie, hyperchlorämische Azidose, verminderte Plasmareninaktivität und Aldosteron-Konzentration, Hyperkalzurie und reduzierte Knochendichte. Die Einnahme von Thiaziden führen zur Symptomfreiheit.

Medikamente

• Medikamente, die zur Hemmung der Renin-Angiotensin-Aldosteron-Achse führen (z.B. ACE-Hemmer, Sartane, Aliskiren, Mineralokortikoidrezeptorblocker sowie NSAR) lösen insbesondere bei kombinierter Gabe eine Hyperkaliämie aus.
• Das Gestagen Drospirenon hemmt den Mineralokortioidrezeptor und kann bei empfindlichen Patienten eine Hyperkaliämie auslösen. Es kommt in verschiedenen oralen Kontrazeptiva vor.
• Ciclosporin A, Tacrolimus, NSAR und COX-2-Hemmer führen auf verschiedenen Wegen zur Hyperkaliämie und können z.B. einen hyporeninämischen Hypoaldosteronismus auslösen.
• Hemmung der apikalen ENaC-Aktivität im distalen Nephron durch Amilorid oder anderen kaliumsparenden Diuretika führt zur Hyperkaliämie meist mit hyperchlorämischer Azidose und/oder hypovolämischer Hyponatriämie. Die strukturell verwandten Medikamente Trimethoprim und Pentamindin blockieren ebenfalls den ENaC-Kanal. Das Hyperkaliämierisiko steigt bei Niereninsuffizienz und hyporeninämischem Hypoaldosteronismus.
• Medikamente, die den Kaliumaustritt aus der Zelle erhöhen (Betablocker, Digitalis, Mannitol oder Succinylcholin), können zu einer Hyperkaliämie führen.

Kalium hat einen wichtigen Einfluss auf das Ruhemembranpotential von Zellen: Es beruht auf der Differenz zwischen intra- und extrazellulärer Kaliumkonzentration. Das Bestreben von Kalium, durch Austritt aus der Zelle den osmotischen Gradienten auszugleichen, führt im Ruhezustand zu einer Spannung von −90 mV. Steigt die extrazelluläre Kaliumkonzentration, sinkt der Gradient und somit das Ruhepotenzial (der Wert wird weniger negativ). Die Zelle erreicht leichter das Schwellenpotential, durch das ein Aktionspotential eingeleitet wird; die Erregbarkeit steigt. Hierdurch werden Natriumkanäle teilweise geöffnet (ab ca. -60 mV). Dies hat zur Folge, dass bei einer Depolarisation kein kontinuierlicher Natriumeinstrom mehr erfolgen kann, da sich ein Teil der Natriumkanäle in der Refraktärzeit befindet (Depolarisationsblock). Das Resultat ist eine negativ inotrope und dromotrope Wirkung am Herzen sowie langfristig Paresen. Bei chronischen Kaliumstörungen sind die neuromuskulären Störungen geringer.

Eine Hyperkaliämie tritt immer im Kontext einer Grunderkrankung auf. Die spezifische Symptomatik der Hyperkaliämie ist sehr diskret, kann jedoch akut lebensbedrohlich werden.

Es existiert kein zuverlässiges Symptom, das auf die Gefahr einer Hyperkaliämie hinweist. Warnsymptome können sein:

• Parästhesien (Kribbeln in Extremitäten, pelzige Empfindung der Zunge)
• Muskelzuckungen
• Muskelschwäche bis hin zur Parese
• gastrointestinale Koliken
• Übelkeit
• Diarrhö

Kardiale Symptome

Bereits eine geringe Zunahme des Serumkaliums verändert die Repolarisation des Herzens, bei weiterer Zunahme wird die intrakardiale Erregungsleitung gestört. Sowohl bradykarde als auch tachykarde Herzrhythmusstörungen sind möglich:

• Sinusbradykardie, Sinusarrest, Kammerersatzrhythmus, Asystolie
• ventrikuläre Tachykardien, Kammerflimmern

Patienten berichten in dem Zuge ggf. über Palpitationen.

Elektrokardiogramm

Im EKG äußert sich eine Hyperkaliämie durch:

• spitze und überhöhte ("zeltförmige") T-Welle mit schmaler Basis (< 20 ms)
• P-Abflachung bis hin zum Verlust der P-Welle
• PQ-Verlängerung
• QRS-Verbreiterung, z.T. schenkelblockartige Deformierung
• bei sehr hohem Spiegel kündigt ein Sinuswellenmuster (ST-Verschmelzung) ein drohendes Kammerflimmern oder eine Asystolie an
• Brugada-Typ-I-EKG mit Pseudorechtsschenkelblock und persistierenden gewölbten ST-Hebungen in mindestens zwei präkardialen Ableitungen: Es unterscheidet sich vom genetischen Brugada-Syndrom durch die fehlende P-Wellen, QRS-Verbreiterung und abnormaler QRS-Achse.

Weitere Symptome

Unabhängig von der Ursache können aufsteigende Paresen bis hin zur Zwerchfelllähmung und respiratorischer Insuffizienz entstehen (sekundäre hyperkaliämische Paralyse). An der Niere führt die Hyperkaliämie zur verminderten Fähigkeit zur Ausscheidung einer Säurelast, sodass eine metabolische Azidose entstehen kann.

Primär sollte an eine Pseudohyperkaliämie gedacht bzw. diese ausgeschlossen werden. Bei einem auffälligen EKG oder einem Serumkalium von über 6 mmol/l müssen sofortige Notfallmaßnahmen eingeleitet werden.

Durch eine ausführliche Anamnese und einer körperlichen Untersuchung können Hinweise auf zugrundeliegende Ursachen identifiziert werden. Insbesondere die Medikation, Ernährung, Risikofaktoren einer Niereninsuffizienz, der Blutdruck und der Volumenstatus sowie die Urinproduktion sollten evaluiert werden. Basislaborwerte (Elektrolyte, Kreatinin, Serumosmolalität, Blutbild) sollten untersucht werden.

Ergeben sich weder Hinweise auf eine Umverteilung noch auf eine zu hohe Kaliumzufuhr folgt eine Urinuntersuchung: Typischerweise ist die Kaliumausscheidung mit dem Urin vermindert (< 40 mmol/d). Neben der Natriumkonzentration im Urin ist die Berechnung des transtubulären Kaliumgradienten (TTKG) notwendig: K-Urin/K-Serum x Serum-Osmolalität/Urin-Osmolalität.

• Eine Natriumkonzentration im Urin unter 25 mmol/l zeigt an, dass ein vermindertes distales Natriumangebot der limitierende Faktor der Kaliumausscheidung ist. Isotone Kochsalzlösung oder die Gabe von Furosemid führen zur Reduktion der Hyperkaliämie
• Ein TTKG über 8 spricht für einen verminderten tubulären Fluss durch ein reduziertes Extrazellulärvolumen oder aufgrund einer fortgeschrittenen Niereninsuffizienz (GFR < 20 ml/min).

Ein TTKG unter 5 zeigt eine verminderte distale Kaliumsekretion an. Durch die Gabe von Fludrocortison und erneuter Berechnung des TTKG ergeben sich weitere Hinweise auf die zugrundeliegende Ursache:

• Ein TTKG < 8 (tubuläre Resistenz) liegt u.a. vor bei Einnahme bestimmter Medikamente (Amilorid, Triamteren, Spironolacton, Trimethoprim, Ciclosporin A), tubulointerstitiellen Erkrankungen, obstruktiver Uropathie, PHA, Sichelzellanämie oder SLE.
• Bei einem TTKG ≥ 8 und erniedrigter Aldosteronkonzentration sollte die Reninaktivität bestimmt werden:
  • hohe Reninaktivität: primäre Nebenniereninsuffizienz, isolierter Aldosteronmangel, Heparingabe, ACE-Hemmer, Sartane, Ketoconazol
  • niedrige Reninaktivität: Diabetes insipidus, akute Glomerulonephritis, tubulointerstitielle Erkrankungen, PHA-II, NSAR, Betablocker

Bei einer leichten Hyperkaliämie (Serumkalium < 6,0 mmol/l) basiert die Therapie auf:

• Hydratation
• maximaler Begrenzung der Kaliumzufuhr auf 2,5 g/d
• Prüfung der Medikation
• ggf. Gabe von Kationenaustauscherharze

Bei mittelgradiger (6,0 - 6,4) oder schwerer Hyperkaliämie (> 6,5) sowie bei EKG-Veränderungen handelt es sich um einen Notfall, sodass weitergehende Maßnahmen notwendig sind:

• Absetzen auslösender Medikamente
• stationäre Einweisung
• kardiales Monitoring
• Kardioprotektion: Kalziumglukonat
• Kaliumverschiebung nach intrazellulär: Insulin + Glukose, Salbutamol, Natriumbikarbonat
• Kaliumelimination: forcierte Diurese (Furosemid + isotone Kochsalzlösung), Kationenaustauscherharze, Hämodialyse

Kalziumglukonat

Intravenöse Kalziumgaben schützen das Herz bis Maßnahmen zur Korrektur der Hyperkaliämie wirken. Das Serumkalium selbst wird dadurch nicht gesenkt. Kalzium erhöht die Reizschwelle des Aktionspotenzials und reduziert die Exzitabilität ohne dabei das Ruhemembranpotenzial zu verändern. Empfohlen wird die intravenöse Gabe von 10 ml 10%iges Kalziumglukonat oder 4 ml 10%iges Kalziumchlorid über 2 bis 3 Minuten unter Überwachung der Herzfunktion. Die Wirkung setzt nach 1 bis 3 Minuten ein und hält für 30 bis 60 Minuten an. Bei unveränderten EKG-Befunden kann die Dosis erneut gegeben werden. Eine Hyperkalzämie verstärkt die Toxizität von Digoxin und muss bei diesen Patienten vorsichtig gegeben werden.

Insulin und Glukose

Insulin senkt die Kaliumkonzentration im Plasma, indem es Kalium in die Zelle verschiebt. Empfohlen wird die intravenöse Gabe von 10 IE Normalinsulin in Kombination mit 50 ml einer 40%igen Glukoselösung (bzw. 25 g Glukose) über 15 bis 30 Minuten unter regelmäßiger Blutzuckerkontrolle. Die Wirkung setzt nach 10 bis 20 Minuten ein, das Wirkungsmaximum wird nach 30 bis 60 Minuten erreicht und hält für 4 bis 6 Stunden an. Glukose ohne Insulin führt aufgrund des osmotischen Effekts zur Verschlimmerung der Hyperkaliämie. Bei Hyperkaliämie und Glukosekonzentration über 200 mg/dl sollte Insulin ohne Glukose gegeben werden.

Salbutamol

β2-Sympathomimetika (z.B. Salbutamol) sind zur Akutbehandlung gut geeignet und wirken zusammen mit Insulin und Glukose additiv auf die Senkung der Kaliumkonzentration im Plasma. Jedoch reagieren ca. 20 % der Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz resistent. Empfohlen wird die Verneblung von 10 bis 20 mg in 4 ml physiologischer Kochsalzlösung und Inhalation über 10 Minuten. Die Wirkung setzt nach ca. 30 Minuten ein, erreicht ihr Maximum nach 90 Minuten und hält für ca. 2 bis 6 Stunden an. Mögliche Nebenwirkungen sind eine Hyperglykämie und eine Tachykardie, sodass die Gabe u.a. bei bekannter Herzerkrankung vorsichtig erfolgen sollte.

Bikarbonat

Bei metabolischer Azidose kann die intravenöse Gabe von Bikarbonat zur langsamen Reduktion (nach ca. 4 bis 6 Stunden) der Kaliumkonzentration führen. Empfohlen wird die Infusion in isotoner oder hypotoner Flüssigkeit (z.B. 50 bis 100 ml einmolarer bzw. 8,4%iger Lösung über 30 Minuten).

Kationenaustauscherharze

Natriumpolystyrolsulfonat (NaPSS) tauscht im Gastrointestinaltrakt Natrium gegen Kalium aus und erhöht somit die Kaliumausscheidung mit dem Stuhl. In Deutschland ist ein Kombinationspräparat mit Sorbitol sowie zwei ohne Sorbitol zugelassen. Mögliche Nebenwirkungen sind Hypernatriämie und Hypertonie.

Außerdem sind drei kalziumhaltige Polystyrolsulfate (CaPSS) verfügbar. Diese verursachen keine Natriumbelastung und keine Hypernatriämie, sollten aber nicht bei Hyperkalzämie eingesetzt werden. Die Wirkung auf die Kaliumkonzentration setzt nur langsam ein und erfordert wiederholte Gaben nach 4 bis 6 Stunden: Das Wirkmaximum wird nach bis zu 24 Stunden erreicht. Um einen schnelleren Wirkungseintritt zu erzielen, kann die Gabe von 30 bis 60 g als rektaler Einlauf in 150 bis 250 ml Flüssigkeit (z.B. Wasser oder 10%ige Glukoselösung) erfolgen.

Darmnekrosen sind eine seltene, aber meist tödliche Komplikation von NaPSS, insbesondere bei reduzierter Darmmotilität. Sorbitol scheint das Risiko zu erhöhen. Aus diesem Grund wird das Konzept der Kationenaustauscherharze in Deutschland zunehmend verlassen.

Zwei neuartige Therapieoptionen können als supportive Maßnahme insbesondere bei Patienten mit Herz- und/oder Niereninsuffizienz die notwendige Fortsetzung bzw. die optimale Dosierung der kardio- und nephroprotektiven Therapie (z.B. ACE-Hemmer) ermöglichen:

• Patiromer (RLY5016, Veltassa^®): Ein nicht-resorbierbares Polymer, das überschüssiges Kalium v.a. im distalen Kolon bindet und gegen Kalzium austauscht.
• Zirkonium-Cyclosilikat (ZS9, Lokelma^®): ein Kationenaustauscherharz, das Kalium im Austausch gegen Natrium aufnimmt.

Forcierte Diurese

Bei Hypovolämie mit Oligurie und reduzierter distaler Ausscheidung von Natrium (und entsprechend reduzierter Ausscheidung von Kalium) sollte eine intravenöse Kochsalzlösung verabreicht werden.

Bei Hypervolämie oder während der Hydratation können bei ausreichender Nierenfunktion Schleifendiuretika und Thiazide gegeben werden.

Hämodialyse

Die Hämodialyse ist die effektivste Methode zur Reduktion der Kaliumkonzentration im Plasma, die Peritonealdialyse ist weniger effektiv. Die entfernte Kaliummenge hängt u.a. vom Dialysat und der Blutflussrate ab.

• Herold, G.: Innere Medizin 2019. Köln: Gerd Herold, 2018
• Suttorp N. et al., Harrisons Innere Medizin, Hrsg. 19. Auflage. Berlin: ABW Wissenschaftsverlag; 2016