Kalij je glavni stanični kation, dok ga izvan stanica ima svega 2%. Kako se većina kalija nalazi u mišićnim stanicama, ukupna količina tjelesnog kalija razmjerna je mršavoj tjelesnoj masi. Prosječna odrasla osoba od 70 kg ima u tijelu oko 3500 mmol kalija.
Kalij je glavni odrednik stanične osmolalnosti.. Omjer stanične i vanstanične razine kalija bitno utječe na polarizaciju staničnih membrana, koja nadzire niz važnih procesa u stanici,poput provođenja podražaja i kontrakcije mišića (uključujući miokard). Stoga i male promjene u serumskoj koncentraciji kalija mogu imati velike kliničke posljedice. Ukupan kalij u serumu može biti
Kliničke manifestacije poremećaja koncentracije kalija mogu uključivati mišićnu slabost i srčane aritmije.
U odsutnosti čimbenika koji pomiču kalij izvan ili u stanice serumske razine kalija usko koreliraju s ukupnim kalijem u organizmu. Uz stabilne intracelularne i ekstracelularne koncentracije pad koncentracije kalija u serumu za oko 1 mEq/L ukazuje na ukupni deficit kalija od oko 200–400 mEq. Bolesnici sa stabilnom koncentracijom kalija < 3 mEq/L imaju značajan manjak kalija.
Pomaci kalija
Čimbenici koji utječu na transport kalija unutar ili izvan stanica su sljedeći:
Inzulin pomiče kalij u stanice; stoga će visoke koncentracije inzulina sniziti koncentraciju kalija u serumu. Niske koncentracije inzulina, npr. u dijabetičkoj ketoacidozi, izvlače kalij iz stanica i povećavaju mu razine u serumu, čak i pri ukupnom manjku kalija.
Adrenergički β–agonisti, posebno selektivni β2–agonisti, pomiču kalij u stanice, dok ga β–blokatori i α–agonisti transportiraju iz stanica.
Akutna metabolička acidoza transportira kalij iz stanica dok je učinak metaboličke alkaloze suprotan. Promjene u serumskim razinama bikarbonata su izgleda važnije od promjena pH; acidoza zbog nakupljanja mineralnih kiselina (hiperkloremična acidoza bez uvećanja anionskog zjapa) će prije izazvati hiperkalijemiju. Obratno, metabolička acidoza zbog nakupljanja organskih kiselina (acidoza s uvećanim anionskim zjapom) ne dovodi do hiperkalijemije. Zato je hiperkalijemija u dijabetičkoj ketoacidozi više posljedica manjka inzulina nego acidoze.
Akutne respiratorne acidoze i respiratorne alkaloze manje utječu na kalijemiju od metaboličkih. Ipak, serumske razine kalija treba prosuđivati u sklopu pH seruma (i razine bikarbonata).
Metabolizam kalija
Dijetalni unos kalija varira između 40 i 150 mEq/dan. U stanju ravnoteže gubici stolicom iznose približno 10% unosa. Ostalih 90% izlučuje se mokraćom, pa varijacije bubrežne sekrecije kalija uvelike utječu na ravnotežu kalija.
Kad se unos kalija poveća > 150 mEq/dan oko 50% suviška kalija nađe se u slijedećih nekoliko sati u mokraći. Većina ostatka prelazi u stanice da se smanji porast u serumu. Ako se nastavi s povećanim unosom kalija, povećava mu se bubrežno izlučivanje jer kalij potiče lučenje aldosterona, koji tako i djeluje. Osim toga, apsorpcija kalija iz crijevnog sadržaja se vjerojatno regulira na sličan način i pada za 50% pri kroničnom suvišku kalija.
Kad se unos kalija snizi, stanični kalij ublažava velike oscilacije u serumskim razinama. Bubrežno zadržavanje kalija kao odgovor na smanjeni unos nastupa razmjerno polako i daleko je manje učinkovito od bubrežnog čuvanja natrija. Zato je gubitak kalija čest klinički problem. Gubitak kalija urinom od 10 mEq/dan predstavlja skoro maksimalno bubrežno zadržavanje kalija i implicira značajan gubitak kalija.
Akutna acidoza smanjuje ekskreciju kalija, dok je kronična acidoza i akutna alkaloza potiču. Povećan dotok natrija u distalom tubulu, npr. uz visoki unos natrija ili kod primjene diuretika petlje, povećava eliminaciju kalija.
Lažne koncentracije kalija
Pseudohipokalijemija, ili lažno nizak kalij u serumu, javlja se ponekad u bolesnika s kroničnom mijelocitnom leukemijom i L> 105/μL ako uzorak krvi prije obrade ostane duže na sobnoj temperaturi jer abnormalni leukociti uvlače kalij iz seruma. Sprječava se brzim odvajanjem plazme ili seruma.
Pseudohiperkalijemija, ili lažno povišen kalij u serumu, je češća i tipično se javlja zbog hemolize i otpuštanja staničnog kalija. Da do toge ne dođe, pri venepunkciji ne treba naglo aspirirati krv na usku iglu niti puno tresti uzorak krvi. Pseudohiperkalijemija se viđa i pri trombocitozi > 400,000/μL zbog oslobađanja kalija iz trombocita prilikom zgrušavanja krvi; u tim slučajevima kalij u plazmi (nezgrušana krv), za razliku od seruma je uredan.