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Das EKG bei Kalium- und Calciumstörungen

  • Messung und Interpretation
  • Prüfungsrelevanz: mittel

Kalium und Calcium verändern das kardiale Aktionspotenzial, und das zeigt sich an T-Welle, QRS-Komplex und QT-Intervall.

Aktualisiert

In 3D ansehen: Linke Herzkammer (Ventriculus sinister)

Worum es geht

Das extrazelluläre Kalium bestimmt das Ruhepotenzial und die Geschwindigkeit der Repolarisation; seine Störungen verändern daher T-Welle und QRS-Komplex und können das Herz zum Stillstand bringen. Calcium wirkt auf die Dauer des Plateaus (Phase 2), die im EKG der ST-Strecke entspricht: Es verändert vor allem die Länge des QT.

Wie es funktioniert, Schritt für Schritt

  1. Mehr K⁺ außen verkleinert den Gradienten: Das Ruhepotenzial wird weniger negativ.
  2. Bei diesem teilweise depolarisierten Potenzial inaktivieren Na⁺-Kanäle: Phase 0 ist langsamer und der QRS verbreitert sich.
  3. Die Hyperkaliämie erhöht außerdem die Leitfähigkeit der repolarisierenden K⁺-Kanäle: Phase 3 ist schneller und die T-Welle wird hoch und spitz.
  4. Weniger K⁺ außen senkt diese Leitfähigkeit: Die Repolarisation verlängert sich, das T flacht ab und eine U-Welle erscheint.
  5. Das extrazelluläre Calcium bestimmt die Dauer des Plateaus: Niedriges Calcium verlängert Phase 2 (langes QT); hohes Calcium verkürzt sie (kurzes QT).

Electrocardiogram: a normal beat in lead II

Electrocardiogram: a normal beat in lead II: 75 /min Lead II · 25 mm/s · 10 mm/mVPRQSTUPRSTQRSQTRhythm strip · 75 /minRR 0.80 s = 4 big boxes → 300 / 4 = 75 /min

HR 75 /minRR 0.80 sPR 0.16 sQRS 0.09 sQT 0.37 sQTc 0.41 s

Tap a wave (P, QRS, T, U), an interval (PR, ST, QT) or the RR.

  • ECG trace (lead II)
  • Small box: 0.04 s · 0.1 mV
  • Big box: 0.20 s · 0.5 mV
  • Selected part
Illustrative trace drawn by Durgical from smoothed waves (not a real recording); durations and amplitudes are approximate. Not for reading a clinical ECG.

Action potential

Action potential: Ventricular myocyte 0100200300400−100−80−60−40−200+20+40Time (ms)Membrane potential (mV)Rest −80 mVThreshold −70 mVARPRRPPhase 4Phase 0Phase 1Phase 2Phase 3

Rest −80 mVThreshold −70 mVPeak +15 mVDuration ≈ 240 ms

Hyperkalemia: with more K⁺ outside the cell the K⁺ gradient falls and the resting potential becomes less negative (closer to threshold). The sustained depolarization inactivates some Na⁺ channels: the upstroke is slower and lower (in the heart, a wide QRS) and the myocyte repolarizes sooner (peaked T wave). Excitability first rises, then falls (weakness, arrhythmias).

Tap a phase (the pills above or its band) or a refractory period (ARP, RRP) at the base of the plot.

  • Mainly Na⁺
  • Mainly K⁺
  • Mainly Ca²⁺
  • Rest
  • Threshold
  • ARP: absolute refractory period
  • RRP: relative refractory period
  • Curve at normal K⁺
Vergleichen Sie das Aktionspotenzial bei normalem und hohem K⁺: Sehen Sie, wie sich Ruheniveau und Phase 0 verändern.

Plasma-Referenzwerte (Erwachsene)

ParameterWertHinweis
Kalium3,5–5,0 mEq/LBereiche variieren je nach Labor
Gesamtcalcium8,5–10,2 mg/dLfür Albumin korrigieren
Ionisiertes Calcium≈1,1–1,3 mmol/L
Normale QTc< 450 ms bei Männern; < 460–470 ms bei Frauenungefähr

Ungefähre Werte eines gesunden Erwachsenen in Ruhe; jedes Labor legt eigene Referenzbereiche fest.

Was sich im EKG verändert und warum

StörungEKGWarum
HyperkaliämieSpitzes T, langes PR, flaches P, breiter QRS, SinuswelleWeniger negatives Ruhepotenzial inaktiviert Na⁺-Kanäle; schnellere Repolarisation
HypokaliämieFlaches T, U-Welle, ST-Senkung, langes QULangsame Repolarisation und gesteigerte Automatie
HyperkalzämieKurze ST-Strecke und kurzes QTKürzeres Plateau
HypokalzämieLange ST-Strecke und langes QTLängeres Plateau

Klinischer Bezug

  • Eine Hyperkaliämie mit EKG-Veränderungen ist ein Notfall: Intravenöses Calcium stabilisiert die Membran, ohne das Kalium zu senken.
  • Hypokaliämie und Hypomagnesiämie verlängern die Repolarisation und begünstigen Torsade de pointes.
  • Bei chronischer Nierenerkrankung ist die Hyperkaliämie eine der Ursachen des plötzlichen Herztods.

Testen Sie sich

Überlegen Sie die Antwort und tippen Sie dann auf die Frage.

Warum verbreitert eine schwere Hyperkaliämie den QRS-Komplex?

Das Ruhepotenzial wird weniger negativ, Na⁺-Kanäle inaktivieren, und Phase 0 steigt langsamer an: Die ventrikuläre Erregungsleitung verlangsamt sich.

Welche EKG-Welle tritt typischerweise bei Hypokaliämie auf, und welches zusätzliche Risiko bedeutet sie für einen Patienten unter Digoxin?

Die U-Welle (mit flachem T); die Hypokaliämie verstärkt die Digoxintoxizität, weil beide an der Na⁺/K⁺-ATPase konkurrieren.

Warum verändert Calcium das QT-Intervall, aber kaum die T-Welle oder den QRS-Komplex?

Calcium wirkt auf das Plateau (Phase 2), das der ST-Strecke entspricht; eine Änderung seiner Dauer verlängert oder verkürzt das QT.

Warum wird bei Hyperkaliämie mit EKG-Veränderungen intravenöses Calcium gegeben, wenn es das Kalium nicht senkt?

Es stellt den Abstand zwischen Ruhepotenzial und Schwelle wieder her, stabilisiert die Membran und schützt vor Arrhythmien, während andere Maßnahmen das Kalium senken.

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Quellen: High potassium level: MedlinePlus Medical Encyclopedia (MedlinePlus, US National Library of Medicine, 2026); Low blood potassium: MedlinePlus Medical Encyclopedia (MedlinePlus, US National Library of Medicine, 2026); Hypercalcemia: MedlinePlus Medical Encyclopedia (MedlinePlus, US National Library of Medicine, 2026).

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