Wie ein Nervenimpuls entsteht — und wo Kalium darin vorkommt

Ein elektrisches Signal ist eine Wanderung von Ladung

Wer von Nervenleitung hört, denkt zuerst an Strom in einem Draht. In einer Nervenfaser gibt es aber keinen Draht und keine wandernden Elektronen. Was dort weitergegeben wird, ist eine kurzzeitige Änderung der elektrischen Spannung an einer Membran — und diese Änderung entsteht dadurch, dass gelöste Salze durch Poren der Membran hindurchtreten. Die Ladungsträger sind Ionen, also Atome mit einer positiven oder negativen Überzahl an Ladung.

Der Organismus hält diese Ionen sehr ungleich verteilt. Innerhalb einer Zelle werden etwa 140 Millimol Kalium je Liter gemessen, in der Flüssigkeit außerhalb der Zellen nur etwa vier. Bei Natrium liegt das Verhältnis nahezu umgekehrt. Dieses Gefälle wird nicht durch Zufall aufrechterhalten, sondern durch Pumpen in der Membran, die unter Energieaufwand arbeiten. Solange das Gefälle besteht, steht eine Spannung an der Membran an; jede Pore, die sich öffnet, verändert sie messbar.

Vesuvianschein beschreibt diese Zusammenhänge als Sachverhalt und verwendet dafür die Zahlen, die in Fachtabellen und Behördendokumenten veröffentlicht sind. Zwei Formulierungen zu Kalium hat die Europäische Kommission in die Unionsliste der zugelassenen gesundheitsbezogenen Angaben aufgenommen. Sie werden auf dieser Seite unverändert zitiert und nicht ausgeschmückt. Alles andere, was hier steht, ist beschreibende Information und keine zugelassene Angabe.

Kalium kommt aus der Pflanzenzelle auf den Teller

Pflanzen sammeln Kalium in ihren Zellsafträumen an; es gehört neben Stickstoff und Phosphat zu den drei Nährstoffen, die im Ackerbau am stärksten nachgeführt werden. Daraus folgt, was in jeder Gehaltstabelle sofort auffällt: Hülsenfrüchte, Kerne, Kartoffeln, Kohlgemüse und Trockenobst stehen weit oben, während Milch, Weißmehlgebäck und rein fetthaltige Erzeugnisse weit unten stehen. Fleisch und Fisch liegen im Mittelfeld, weil auch Tierzellen ihr Kalium im Inneren führen.

Eine gemischte Küche in Deutschland kommt damit über den Tag auf eine Größenordnung von etwa zwei bis drei Gramm, ohne dass eine einzelne Mahlzeit besonders zusammengestellt werden müsste. Veröffentlichte Verzehrsstudien nennen für Erwachsene Mittelwerte in diesem Bereich, mit deutlichen Unterschieden zwischen Personen, die viel Gemüse essen, und solchen, die es kaum tun.

Warum Trocknen die Zahl vervielfacht

Gehaltsangaben beziehen sich fast immer auf 100 Gramm des essbaren Anteils. Wird einem Lebensmittel Wasser entzogen, bleibt die Menge des Minerals gleich, das Bezugsgewicht schrumpft jedoch. Eine frische Aprikose kommt auf einen dreistelligen Wert, dieselbe Frucht getrocknet auf einen vierstelligen. Das ist kein Hinweis auf eine besondere Güte der getrockneten Ware, sondern eine Folge der Rechenweise. Wer Portionen vergleicht statt Hundertgrammwerte, erhält ein anderes Bild: Von getrockneten Aprikosen isst man selten mehr als eine Handvoll, von gekochten Kartoffeln oft einen halben Teller.

Ein wasserlösliches Salz verhält sich im Kochtopf entsprechend

Kalium liegt im Lebensmittel gelöst vor und geht deshalb in das Garwasser über. Wie viel übergeht, hängt von drei Größen ab: der Zerkleinerung, der Wassermenge und der Garzeit. Klein geschnittene Kartoffeln in reichlich Wasser geben einen erheblichen Anteil ab, Pellkartoffeln im Dampf deutlich weniger. Wird die Kochflüssigkeit weiterverwendet — als Suppe, Soße oder Brühe — landet das Gelöste wieder auf dem Teller. In Nährwerttabellen wird dieser Unterschied über getrennte Zeilen für „roh“ und „gegart“ abgebildet, weshalb zwei Werte für dasselbe Gemüse kein Widerspruch sind.

Was die Prozentspalte auf der Packung eigentlich vergleicht

Auf verpackten Lebensmitteln erscheint neben der Milligrammangabe häufig ein Prozentwert. Er bezieht sich auf einen festen Bezugswert der EU-Kennzeichnung, der für Kalium bei 2.000 Milligramm je Tag liegt. Dieser Wert ist eine Rechengröße für Etiketten und stammt aus dem Lebensmittelinformationsrecht. Die deutschsprachigen Fachgesellschaften nennen daneben einen eigenen Schätzwert für die Zufuhr Erwachsener, der höher liegt. Beide Zahlen sind korrekt, sie beantworten nur verschiedene Fragen: die eine, woran ein Etikett gemessen wird, die andere, welche Zufuhr eine Fachgesellschaft für eine Bevölkerungsgruppe ansetzt.

Nerv und Muskel stehen im Register nebeneinander, nicht zusammen

Zu Kalium führt die Unionsliste zwei Einträge. Sie sind nacheinander geprüft und einzeln freigegeben worden, jeder mit einem eigenen wissenschaftlichen Gutachten im Hintergrund. Aus diesem Grund werden sie hier getrennt aufgeführt und nicht zu einer Aussage zusammengezogen. Beide gelten nur, wenn ein Erzeugnis die vorgeschriebene Mindestmenge des Minerals enthält.

1. Kalium und die Weiterleitung eines Reizes

   Eine Nervenzelle hält an ihrer Membran eine Spannung von etwa minus siebzig Millivolt. Erreicht ein Reiz eine bestimmte Schwelle, öffnen sich zunächst Natriumporen, die Spannung kippt für etwa eine Millisekunde ins Positive. Unmittelbar danach öffnen sich Kaliumporen; positiv geladenes Kalium verlässt die Zelle, und der Ausgangswert wird wiederhergestellt. Erst diese Rückkehr macht die Faser bereit für den nächsten Impuls.

   Die Zahlenverhältnisse dahinter sind gut dokumentiert: Das Konzentrationsgefälle zwischen Zellinnerem und Zelläußerem beträgt beim Kalium etwa fünfunddreißig zu eins, und die Membranpumpe tauscht je Arbeitsschritt drei Natrium-Ionen nach außen gegen zwei Kalium-Ionen nach innen.

   „Kalium trägt zu einer normalen Funktion des Nervensystems bei“

   Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012

2. Kalium und der Wechsel zwischen Anspannung und Lösung

   Eine Muskelfaser ist elektrisch erregbar wie eine Nervenfaser. Das Signal erreicht sie über die motorische Endplatte, läuft über die Faseroberfläche und dringt über schlauchförmige Einstülpungen bis in das Innere der Faser vor. Dort löst es die Freigabe von Calcium aus den inneren Speichern aus, worauf die Filamente ineinandergleiten. Damit die Faser wieder erregbar wird, muss die Ausgangsspannung zurückkehren — und daran ist der Ausstrom von Kalium beteiligt.

   Die Skelettmuskulatur ist zugleich der größte Einzelposten des körpereigenen Kaliumbestands. Bei einem Erwachsenen werden insgesamt rund 3.500 Millimol angesetzt, was etwa 135 Gramm entspricht; der weitaus größte Teil davon liegt hinter Zellmembranen, und nur etwa zwei von hundert Anteilen sind im Blut und in der übrigen Gewebeflüssigkeit gelöst.

   „Kalium trägt zu einer normalen Muskelfunktion bei“

   Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012