Een hoge H+ concentratie in het bloed (ofwel acidemie) brengt een elektrochemische gradiënt teweeg tussen de intracellulaire en extracellulaire compartimenten. Dit heeft als gevolg dat vrije H+ ionen bij een lage pH de cel in worden getransporteerd. Om de normale balans in elektrische lading binnen en buiten de cel te handhaven, wordt voor elk H+ ion een K+ ion vanuit de cel naar de extracellulaire ruimte getransporteerd.
In het geval van een acute metabole acidose (en hiermee acidemie) is sprake van veel vrije H+ ionen. Deze ionen worden de cel in getransporteerd en er zal dus sprake zijn van evenveel uitstoot van K+ ionen naar de extracellulaire ruimte.
Hierbij kan hyperkaliëmie ontstaan. Bij een normale nierfunctie zal het overschot aan serum kalium na enkele uren tot dagen via de urine worden geëlimineerd.
Wanneer een acidose wordt gecorrigeerd vindt een tegengesteld proces plaats: H+ ionen gaat de cel uit en K+ ionen gaan de cel in. Men dient bij een correctie van acidose dan ook bedacht te zijn op een levensbedreigende hypokaliëmie. Een bekend klinisch voorbeeld is correctie van diabetische ketoacidose waarbij de kaliumspiegel nauwlettend dient te worden gecontroleerd en het kalium bij een dreigende hypokaliëmie wordt gesuppleerd.
Aan de hand van de volgende berekening kan een inschatting worden gemaakt voor de verandering in K+ concentraties. Besef dat dit slechts een inschatting is en dat bij verschillende patiënten deze waarden significant kunnen variëren.
Berekening in het geval van een acidose: Voor elke 0.1 daling in pH, stijgt het serum [K+] met 0.5 mmol/L.
Berekening in het geval van een alkalose: Voor elke 0.1 stijging in pH, daalt het serum [K+] met 0.3 mmol/L.