Elektrolyte sind Mineralstoffe, die in Wasser in elektrisch geladene Ionen zerfallen. Im menschlichen Organismus sind das vor allem Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium und Chlorid. Kalium ist das vorherrschende osmotisch aktive Element im Inneren der Zellen; es ist an der Verteilung des Wassers im Körper, an der Regulation des Säure-Basen-Gleichgewichts und an der Entstehung des Membranpotenzials in Nerven- und Muskelzellen beteiligt. Natrium hat dieselbe Aufgabe in der Flüssigkeit außerhalb der Zellen.[1]
Auf einen Blick
- Kalium ist das vorherrschende osmotisch aktive Element im Inneren der Zellen und an der Verteilung des Wassers im Körper und an der Regulation des Säure-Basen-Gleichgewichts beteiligt.
- Bei Sportlern liegt die Schweißmenge unter Belastung typischerweise zwischen 0,5 und 2 Litern pro Stunde mit einem geschätzten Gehalt von etwa 10 bis 70 mmol Natrium pro Liter.
- Die EFSA hat für Erwachsene 2,0 g Natrium pro Tag als sichere und angemessene Zufuhr und für Kalium eine angemessene Zufuhr von 3 500 mg pro Tag festgelegt.
- Nach der Datenbank FoodData Central enthalten 100 g roher Spinat 558 mg Kalium und eine Banane 358 mg.
- Nach ACSM können Getränke mit Elektrolyten und Kohlenhydraten während des Trainings unter bestimmten Umständen einen Vorteil gegenüber reinem Wasser bringen.
Der Körper verliert Elektrolyte über Schweiß, Urin und Stuhl. Ein isotonisches Getränk oder ein Elektrolytpulver ist ein Lebensmittel, das diese Verluste mit Wasser, Natrium und in manchen Fällen auch mit Kohlenhydraten ausgleicht.
Natrium, Kalium, Magnesium und Calcium im Körper
Kalium befindet sich überwiegend im Inneren der Zellen. Das EU-Register führt für Kalium die zugelassenen Angaben, dass es zu einer normalen Muskelfunktion, zu einer normalen Funktion des Nervensystems und zur Aufrechterhaltung eines normalen Blutdrucks beiträgt, sofern das Lebensmittel mindestens eine Kaliumquelle ist.[2]
Für Magnesium führt das EU-Register unter anderem die zugelassenen Angaben, dass es zum Elektrolytgleichgewicht, zur Verringerung von Müdigkeit und Ermüdung und zu einer normalen Muskelfunktion beiträgt. Für Calcium sind unter anderem die Angaben zugelassen, dass es zu einer normalen Muskelfunktion und zu einer normalen Signalübertragung zwischen den Nervenzellen beiträgt. Für Natrium als Nährstoff enthält das EU-Register keine Angabe über einen Nutzen. Für Lebensmittel mit geringem oder reduziertem Natriumgehalt ist die Angabe „Eine Reduzierung der Natrium-Aufnahme trägt zur Aufrechterhaltung eines normalen Blutdrucks bei“ zugelassen.[2][3]
Ein Kaliummangel (Hypokaliämie) entsteht nach EFSA in der Regel durch erhöhte Verluste, etwa bei Durchfall, Erbrechen oder übermäßigen Verlusten über die Nieren. Eine Hypokaliämie allein durch eine niedrige Zufuhr mit der Nahrung ist selten.[1]
Natrium- und Kaliumverluste über den Schweiß
Schweiß ist der Hauptweg des Natriumverlusts bei körperlicher Belastung. Ein Review aus dem Jahr 2017, das sich auch auf Tests an etwa 500 Sportlern stützt, gibt an, dass die Schweißrate des ganzen Körpers bei Sportlern typischerweise zwischen 0,5 und 2,0 Litern pro Stunde liegt. Die lokal gemessene Natriumkonzentration im Schweiß liegt bei etwa 10 bis 90 mmol/l. Der Wert für den ganzen Körper wird auf etwa 10 bis 70 mmol/l geschätzt. Die Autorin des Reviews ist beim Gatorade Sports Science Institute angestellt, einer Abteilung von PepsiCo, und das Institut hat die Beilage der Zeitschrift unterstützt, in der das Review erschienen ist. Kalium hat im Schweiß eine Konzentration ähnlich der des Blutplasmas, etwa 2 bis 8 mmol/l.[4]
Aus diesen Spannen folgt, dass der stündliche Natriumverlust bei zwei Personen mit gleicher Belastung um ein Mehrfaches verschieden sein kann. Das American College of Sports Medicine (ACSM) empfiehlt deshalb eine individuell abgestimmte Flüssigkeitszufuhr. Ziel des Trinkens während der Belastung ist es, einen Wasserverlust von mehr als 2 % des Körpergewichts und übermäßige Veränderungen im Elektrolytgleichgewicht zu vermeiden. Die individuelle Schweißrate lässt sich durch Wiegen vor und nach der Belastung abschätzen.[5]
Nach ACSM können Getränke mit Elektrolyten und Kohlenhydraten während des Trainings unter bestimmten Umständen einen Vorteil gegenüber reinem Wasser bringen. Nach dem Training ist es das Ziel, den Verlust an Flüssigkeit und Elektrolyten auszugleichen.[5]
EFSA-Referenzwerte für Erwachsene, Kinder und Schwangerschaft
Die EFSA hat für Natrium bei Erwachsenen den Wert von 2,0 g pro Tag als sichere und angemessene Zufuhr festgelegt. Derselbe Wert gilt für Schwangere und Stillende. Einen tolerierbaren oberen Grenzwert für die Natriumzufuhr hat die EFSA wegen unzureichender Daten nicht festgelegt. Den Wert von 2,0 g pro Tag leitete sie aus Daten zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen und aus der Aufrechterhaltung des Natriumgleichgewichts ab. Für Kalium beträgt die angemessene Zufuhr (AI) 3 500 mg pro Tag für erwachsene Männer und Frauen, und derselbe Wert gilt in der Schwangerschaft. Für Calcium beträgt der Bevölkerungsreferenzwert (PRI) 950 mg pro Tag für Erwachsene ab 25 Jahren.[6][1]
| Elektrolyt | EFSA-Wert | Art des Werts |
|---|---|---|
| Natrium | 2,0 g pro Tag | sichere und angemessene Zufuhr (2019) |
| Kalium | 3 500 mg pro Tag | angemessene Zufuhr, AI (2016) |
| Magnesium | 350 mg (Männer), 300 mg (Frauen) pro Tag | angemessene Zufuhr, AI (2015) |
| Calcium | 950 mg pro Tag (ab 25 Jahren) | Bevölkerungsreferenzwert, PRI (2015) |
Der Wert für Natrium erlaubt nach EFSA dem Großteil der erwachsenen Allgemeinbevölkerung, das Natriumgleichgewicht aufrechtzuerhalten. Die Natriumverluste über den Schweiß schwanken nach EFSA stark je nach Umgebung und Ausmaß der körperlichen Aktivität. Bei einer Stunde intensiven Schwitzens mit einem Volumen von 1 Liter und einer Natriumkonzentration von 50 mmol/l verlassen nach Berechnung etwa 1,15 g Natrium den Körper, mehr als die Hälfte des EFSA-Tageswerts.[6][4]
Die EFSA hat die sicheren und angemessenen Werte für die Natriumzufuhr bei Kindern aus dem Wert für Erwachsene abgeleitet. Sie betragen 1,1 g pro Tag im Alter von 1 bis 3 Jahren, 1,3 g im Alter von 4 bis 6 Jahren, 1,7 g im Alter von 7 bis 10 Jahren und 2,0 g im Alter von 11 bis 17 Jahren. Für Magnesium beträgt die AI 170 mg pro Tag im Alter von 1 bis 3 Jahren, 230 mg im Alter von 3 bis 10 Jahren sowie 300 mg für Jungen und 250 mg für Mädchen im Alter von 10 bis 18 Jahren.[6][7]
Die Hersteller geben auf den Etiketten an, ob ein Präparat für Kinder, Schwangere und Stillende bestimmt ist; die Entscheidung über die Anwendung in diesen Gruppen liegt beim Arzt oder Apotheker.
Isotonisches Getränk und Elektrolytpulver nach der Verordnung 432/2012
Der Begriff isotonisches Getränk ist rechtlich nicht definiert. Die Verordnung (EU) Nr. 432/2012 grenzt jedoch Kohlenhydrat-Elektrolyt-Lösungen ab, für die zwei zugelassene Angaben gemacht werden dürfen: dass sie zur Aufrechterhaltung der Ausdauerleistung bei längerem Ausdauertraining beitragen und dass sie die Aufnahme von Wasser während körperlicher Betätigung verbessern. Bedingung ist ein Gehalt von 80 bis 350 kcal pro Liter aus Kohlenhydraten, davon mindestens 75 % der Energie aus Kohlenhydraten mit hoher glykämischer Antwort wie Glucose, Glucosepolymeren und Saccharose. Das Getränk soll ferner 20 bis 50 mmol Natrium pro Liter (460 bis 1 150 mg/l) enthalten und eine Osmolalität von 200 bis 330 mOsm/kg Wasser haben.[2]
Ein Elektrolytpulver ist ein Konzentrat zum Anrühren in Wasser. Vom fertigen Getränk unterscheidet es sich dadurch, dass der Hersteller den Gehalt an Natrium, Kalium und Magnesium in einer Portion festlegt und der Verbraucher die Wassermenge bestimmt. Die resultierende Konzentration wird deshalb aus Portion und Wasservolumen berechnet. Pulver ohne Kohlenhydrate erfüllen die Bedingung von 80 bis 350 kcal pro Liter nicht, sodass für sie die Angaben für Kohlenhydrat-Elektrolyt-Lösungen nicht gemacht werden dürfen.[2]
- Natrium in einer Portion und empfohlenes Wasservolumen (resultierende Konzentration in mg/l).[2]
- Kohlenhydrate und Energie pro Liter fertiges Getränk.[2]
- Kalium und Magnesium in einer Portion im Vergleich mit den Tageswerten der EFSA (3 500 mg und 300 bis 350 mg).[1][7]
- Osmolalität, sofern der Hersteller sie angibt; für Kohlenhydrat-Elektrolyt-Lösungen gelten 200 bis 330 mOsm/kg.[2]
Rehydratationslösung ORS und selbst hergestellte Lösung nach WHO
Die Lösung oraler Rehydratationssalze (ORS) nach WHO und UNICEF dient dem Ersatz von Wasser und Salzen, die bei Durchfall verloren gehen, und enthält 75 mmol Natrium und 75 mmol Glucose pro Liter. Bei der Aufnahme von Glucose im Dünndarm werden mit ihr auch Natrium und Wasser aufgenommen. Ein Kohlenhydrat-Elektrolyt-Getränk nach der Verordnung 432/2012 enthält weniger Natrium und mehr Energie. Die ORS-Lösung enthält auch Kalium, weil Durchfall zu erhöhten Kaliumverlusten führt. Die Umrechnung von mmol in mg verwendet die molare Masse von Natrium mit 23 g/mol und von Kalium mit 39,1 g/mol.[8][1][2]
| Getränk (500 ml) | Natrium | Kalium | Energie aus Kohlenhydraten |
|---|---|---|---|
| Kohlenhydrat-Elektrolyt-Lösung, Untergrenze | 230 mg (10 mmol) | nicht festgelegt | 40 kcal |
| Kohlenhydrat-Elektrolyt-Lösung, Obergrenze | 575 mg (25 mmol) | nicht festgelegt | 175 kcal |
| ORS nach WHO | 863 mg (37,5 mmol) | 391 mg (10 mmol) | etwa 27 kcal (6,75 g Glucose, Berechnung mit 4 kcal/g) |
Für Magnesium legt die Verordnung 432/2012 in Kohlenhydrat-Elektrolyt-Lösungen keine Menge fest, und die ORS-Lösung nach WHO enthält kein Magnesium.[2][8]
Das Handbuch der WHO für Ärzte über Durchfall nennt eine selbst hergestellte Lösung mit 3 g Kochsalz (ein gestrichener Teelöffel) und 18 g Zucker (Saccharose) auf einen Liter Wasser. Nach demselben Handbuch ist die Lösung wirksam, wird aber im Allgemeinen nicht empfohlen, weil das Rezept oft vergessen wird, die Zutaten nicht verfügbar sein können oder zu wenig gegeben wird.[8]
- 1 Liter Trinkwasser
- 3 g Kochsalz, was einem gestrichenen Teelöffel entspricht[8]
- 18 g Zucker (Saccharose)[8]
Die selbst hergestellte Lösung aus Zucker und Salz enthält nach Berechnung etwa 1,2 g Natrium pro Liter, also etwas mehr als die Obergrenze für Kohlenhydrat-Elektrolyt-Lösungen (1 150 mg/l) und weniger als die ORS (1 725 mg/l). 18 g Saccharose entsprechen nach Berechnung (4 kcal/g) etwa 72 kcal pro Liter, also weniger als die 80 kcal/l, die die Verordnung 432/2012 für diese Lösungen verlangt. Die selbst hergestellte Lösung enthält weder Kalium noch Magnesium.[8][2]
Kalium und Natrium in Lebensmitteln
Kalium kommt in allen natürlichen Lebensmitteln vor, vor allem in stärkehaltigen Knollen, Gemüse, Obst, Vollkorngetreide und Milchprodukten. Nach der Datenbank FoodData Central des US-Landwirtschaftsministeriums enthalten 100 g roher Spinat 558 mg Kalium, eine gebackene, gesalzene Kartoffel mit Schale 535 mg, eine Hass-Avocado 576 mg, gekochte weiße Bohnen 561 mg, eine Banane 358 mg und Vollmilch 132 mg. Banane, roher Spinat und Milch enthalten wenig Natrium: Banane 1 mg, Spinat 79 mg und Milch 43 mg pro 100 g.[1][9]
Nach 13 Ernährungserhebungen aus neun Ländern der EU lag die durchschnittliche Kaliumzufuhr Erwachsener zwischen 2 463 und 3 991 mg pro Tag, in einem Teil der Erhebungen also unter dem AI-Wert von 3 500 mg.[1]
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Quellen
- EFSA (2017). Dietary Reference Values for nutrients: Summary report. EFSA Supporting Publication 2017:e15121. https://www.efsa.europa.eu/sites/default/files/2017_09_DRVs_summary_report.pdf
- Europäische Kommission. EU Register on nutrition and health claims (Verordnung (EU) Nr. 432/2012 in der geltenden Fassung). Food and Feed Information Portal. https://ec.europa.eu/food/food-feed-portal/backend/claims/files/euregister.pdf
- Europäische Kommission (2012). Verordnung (EU) Nr. 432/2012 der Kommission vom 16. Mai 2012 zur Festlegung einer Liste zulässiger anderer gesundheitsbezogener Angaben über Lebensmittel als Angaben über die Reduzierung eines Krankheitsrisikos sowie die Entwicklung und die Gesundheit von Kindern (konsolidierte Fassung vom 20.8.2025), Anhang, Eintrag Lebensmittel mit geringem oder reduziertem Natriumgehalt. Amtsblatt der EU L 136. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX:02012R0432-20250820
- Baker LB (2017). Sweating Rate and Sweat Sodium Concentration in Athletes: A Review of Methodology and Intra/Interindividual Variability. Sports Medicine 47(Suppl 1):111. https://doi.org/10.1007/s40279-017-0691-5
- Sawka MN et al. (American College of Sports Medicine) (2007). ACSM position stand: Exercise and fluid replacement. Med Sci Sports Exerc 39(2):377. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17277604/
- EFSA NDA Panel (2019). Dietary reference values for sodium. EFSA Journal 17(9):5778. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2019.5778
- EFSA NDA Panel (2015). Scientific Opinion on Dietary Reference Values for magnesium. EFSA Journal 13(7):4186. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2015.4186
- World Health Organization (2005). The treatment of diarrhoea: a manual for physicians and other senior health workers (4th rev.). WHO, Geneva. https://iris.who.int/server/api/core/bitstreams/df59ceab-2498-4a64-bd93-ad7566addb4e/content
- U.S. Department of Agriculture. FoodData Central: Bananas raw (173944); Potatoes baked flesh and skin, with salt (170111); Spinach raw (168462); Avocado Hass raw (2710824); Beans white cooked (175203); Milk whole (171265). USDA Agricultural Research Service. https://fdc.nal.usda.gov/
