**당뇨병성 케톤산증**은 당뇨병의 합병증으로 나타나는 케톤산증으로서, 생명을 위협할 수 있는 질병이다. 

제1형 당뇨병 환자에서 당뇨병성 케톤산증이 가장 자주 발병하지만 특정 상황에서는 다른 종류의 당뇨병 환자에게도 당뇨병성 케톤산증이 발생할 수 있다. 발병의 촉발 요인으로는 감염, 인슐린 투여를 놓친 경우, 스테로이드와 같은 약물의 투약 오류 등이 있다.

당뇨병성 케톤산증의 일차 치료는 수액과 인슐린 투여이다.

당뇨병성 케톤산증의 발병률은 국가마다 다르다.

## 증상 및 징후
당뇨병성 케톤산증의 증상은 24시간 정도에 걸쳐 발생한다. 주된 증상으로는 구역질과 구토, 확연한 갈증, 소변량이 늘어나는 다뇨, 심각하게 나타나기도 하는 복통 등이 있다. 중증의 당뇨병성 케톤산증에서는 빠르고 헐떡이는 듯하며 깊은 양상의 호흡이 나타나는데 이를 쿠스마울호흡이라고 한다.

신체검사에서는 보통 입이 말라 있거나 피부 긴장도가 줄어들어 있는 등 탈수의 임상적 증거가 보인다. 탈수가 순환 혈액량을 감소시킬 정도로 심하다면 심박수가 빨라지는 빈맥과 혈압이 감소하는 저혈압을 확인할 수도 있다. 종종 케톤산으로 인해 날숨에서 과일향이나 배 드롭 냄새가 날 수도 있다고 묘사된다.

당뇨병성 케톤산증이 있는 소아는 뇌부종에 비교적 취약해지며, 이로 인해 두통, 혼수, 동공반사 소실이 유발될 수 있고 사망에까지 이를 수 있다. 뇌부종은 당뇨병성 케톤산증 환아의 1% 정도에서 발생하며 성인에서는 더 드물다.

## 원인
당뇨병성 케톤산증은 본인이 당뇨병이 있다는 것을 아는 사람들에게 가장 흔히 발생하지만, 이전까지 당뇨병이 있다는 것을 몰랐던 사람들에서 첫 증상으로 나타날 수도 있다. 당뇨병성 케톤산증으로 이어지기도 하는 특정 기저 원인들이 있는데 이러한 원인에는 병발성 질환, 임신, 불충분한 인슐린 투여(인슐린 펜이 고장난 경우 등), 심근경색, 뇌졸중, 코카인 복용 등이 있다. 젊은 환자들의 경우 기저질환으로 식사장애를 가지고 있거나, 체중이 증가할 것을 걱정해 인슐린을 불충분하게 사용하면 당뇨병성 케톤산증이 재발할 수 있다.

이전에 제2형 당뇨병이 있다고 밝혀진 사람이나, 추가 조사에서 제2형 당뇨병의 특징이 있는 것으로 밝혀진 사람에서 당뇨병성 케톤산증이 발생할 수도 있다. 이는 아프리카인, 아프리카계 미국인, 히스패닉에서 더 흔하다. 이러한 상태를 '케톤증 경향 제2형 당뇨병'(ketosis-prone type 2 diabetes)으로 분류한다.

제2형 당뇨병에 일반적으로 사용하는 SGLT2 억제제 클래스에 속하는 약물들은 혈당 수치가 크게 올라가지 않는 당뇨병성 케톤산증 발생과 관련이 있다고 알려져 있다. 혈량저하증과 상대적 인슐린 결핍, 글루카곤 증가 등으로 인해 케톤증이 생긴다는 설명이 SGLT2 억제제로 인한 정상혈당 DKA의 기전으로 제안되기도 했다.

## 발병 기전
당뇨병성 케톤산증은 체내 인슐린의 작용이 부족하여 발생한다. 인슐린의 작용이 감소하고 그에 따라 글루카곤이 증가하면 간의 포도당신생과 글리코겐으로부터의 포도당 방출이 증가한다. 정상적으로 이 과정은 인슐린에 의해 억제된다. 많아진 포도당은 물과 나트륨, 칼륨 등의 용질과 함께 소변으로 배설되는데 이 과정을 삼투성 이뇨라고 한다.

감염과 같은 여러 상황에서 인슐린 필요량은 증가하지만 이자의 생산량은 그 필요량을 만족하지 못한다.따라서 혈당 수치가 올라가며 뒤이어 탈수가 오고, 악순환이 반복되며 인슐린 저항성이 증가한다.

위의 기전에 의해 당뇨병성 케톤산증이 있는 성인은 평균적으로 6L (또는 100mL/kg)의 수분이 부족해지며 나트륨, 칼륨, 인, 마그네슘, 칼슘 등도 감소한다. 혈당 수치는 보통 13.8mmol/L 또는 250&nbsp;mg/dL을 넘는다.

당뇨병성 케톤산증은 제1형 당뇨병에서 흔한데, 이는 제1형 당뇨병은 랑게르한스섬에서 생산하는 인슐린이 절대적으로 부족해지면서 발병하기 때문이다. 제2형 당뇨병에서는 인슐린 생산이 이루어지지만 말초 기관에서의 인슐린 저항성으로 인해 인슐린 생산량이 체내 필요량을 충족하지 못한다. 보통 제2형 당뇨병의 인슐린 생산량은 케톤생성을 억제할 정도로는 충분하다. 제2형 당뇨병 환자에서 당뇨병성 케톤산증이 발생한 경우 케톤증 경향 제2형 당뇨병이라고 한다.

당뇨병성 케톤산증의 임상적 상태에는 위의 발병 기전과 더불어 글루카곤과 아드레날린 등의 여러 길항호르몬과 사이토카인이 관련되어 있다. 사이토카인은 염증의 표지자로, 감염이 없더라도 증가할 수 있다.

당뇨병성 케톤산증의 가장 위험한 합병증인 뇌부종은 여러 가지 요인으로 인해 발생한다고 여겨진다. 일각에서는 뇌부종이 지나치게 많은 수액 보충으로 인한 것이라고 주장하지만, 치료가 시행되기 전부터 뇌부종이 생기기도 한다.

## 진단

### 조사
고혈당증, 혈액이나 소변의 케톤, 산증이 함께 있을 때 당뇨병성 케톤산증으로 진단할 수 있다.

산증을 확인하기 위해 pH를 측정한다. 동맥과 정맥의 혈액 pH는 거의 차이가 없으므로 정맥의 혈액으로도 pH를 측정하는 데에는 충분하다. 산소 농도에 대한 검사가 필요할 때만 동맥혈 표본이 필요하다. 케톤을 측정하기 위해 소변에서 아세토아세테이트를, 혈액에서 베타-하이드록시뷰티레이트를 측정한다. 소변 아세토아세테이트 검사와 비교했을 때, 모세혈관 혈액의 베타-하이드록뷰티레이트 측정은 입원의 필요성을 줄이며, 입원을 했을 때 그 기간을 줄이며 환자의 병원 비용을 줄일 수 있다.

위의 검사들에 더해 보통 요소, 크레아티닌, 전해질 농도를 측정하기 위해 혈액 표본을 얻는다. 요소와 크레아티닌은 당뇨병성 케톤산증 환자에서 손상될 수 있는 콩팥기능을 검사하기 위해 측정한다. 또한 감염 표지자인 일반 혈액 검사와 C반응단백(CRP), 급성 췌장염의 표지자인 아밀레이스와 라이페이스도 측정할 수 있다. 감염을 배제하기 위해 흉부 X선과 소변검사를 흔히 시행한다.

혼란, 재발성 구토, 기타 다른 증상 때문에 뇌부종이 의심된다면 그 중증도를 평가하고 뇌졸중과 같은 다른 원인을 배제하기 위해 CT를 시행할 수 있다.

### 기준
당뇨병성 케톤산증은 혈액과 소변에 존재하는 다량의 케톤, 심각한 대사성 산증을 통해 다른 당뇨병성 응급질환과 감별할 수 있다. 제2형 당뇨병에서는 당뇨병성 케톤산증보다 고삼투압성 고혈당 증후군(HHS)이 훨씬 흔한데, 고삼투압성 고혈당 증후군에서는 심각한 탈수로 인해 혈장 삼투압농도가 320mosm/kg 이상으로 증가한다. 가벼운 산증과 케톤혈증이 나타나기도 하지만 당뇨병성 케톤산증만큼 심하게 나타나지는 않는다. 당뇨병성 케톤산증에서도 삼투압농도가 증가할 수 있으므로 두 질환 사이에는 어느 정도 겹치는 부분이 있다.

케톤산증은 당뇨병으로 인해서만 발생하지는 않는다. 알코올 의존증이나 폭음에 의한 알코올성 케톤산증, 심하게 굶어서 발생하는 기아성 케톤산증도 있다. 두 경우에서 모두 혈당 수치는 정상이거나 낮다. 당뇨병 환자에서 에틸렌 글라이콜이나 파라알데하이드 등에 의한 중독과 같은 다른 이유로 대사성 산증이 나타나기도 한다.

미국당뇨협회에서는 성인의 당뇨병성 케톤산증을 중증도에 따라 세 개의 병기로 나눈다.

유럽소아내분비학회(European Society for Paediatric Endocrinology)와 로슨 윌킨스 소아내분비학회(Lawson Wilkins Pediatric Endocrine Society)의 2004년 기준은 소아에 대해서 약간 다른 기준값을 사용하고 있다. 경도 당뇨병성 케톤산증은 pH 7.20 ~ 7.30(중탄산염 농도 10 ~ 15mmol/L), 중등도는 pH 7.10 ~ 7.20(중탄산염 농도 5 ~ 10mmol/L), 중증은 pH 7.1 미만(중탄산염 농도 5mmol/L 미만)으로 정의하고 있다.

## 예방
당뇨병 환자는 일정한 규칙('sick day rules')을 준수하여 당뇨병성 케톤산증 발작을 어느 정도 예방할 수 있다.

또한 당뇨병 환자는 몸이 좋지 않을 때 자신의 케톤 농도를 지켜보고 만일 케톤 농도가 올라갔다면 도움을 요청할 수 있다.

## 치료
당뇨병성 케톤산증 치료의 주된 목표는 체내에서 손실된 체액과 전해질을 보충하면서 인슐린을 통해 고혈당과 케톤 생산은 억제하는 것이다. 집중치료실(ICU)과 준중환자실(HDU)로 보내 면밀하게 관찰해야 할 수 있다.

### 체액 보충
추정되는 탈수의 정도에 따라 보충하는 수액의 양이 달라진다. 혈압이 심하게 떨어지며 신체 기관에 혈액이 충분히 공급되지 못하는 쇼크 상태에 이를 정도로 탈수가 심각하거나 의식이 저하되는 경우, 식염수를 성인에게는 1L, 소아에게는 10mL/kg을 빠르게 반복 투여하여 순환 혈액량을 회복하도록 권고한다.

대개 생리식염수(0.9% NaCl)가 수액으로 쓰인다.

특이하지만 흔치 않은 고려 질환에는 탈수가 아닌 심장의 혈액을 혈관으로 펌프질하는 능력이 약해져 혈압이 떨어지는 심장성 쇼크가 있다. 이 경우 집중치료실로 환자를 옮긴 뒤 상반신의 큰 정맥에 중심정맥관을 삽입하여 중심정맥압을 감시하며, 심장의 펌프 기능과 혈압을 증가시키는 약물인 수축촉진약을 투여한다.

### 인슐린
몇몇 가이드라인에서는 인슐린을 kg당 0.1U로 일시주사할 것을 권고한다. 이때 칼륨 농도가 3.3mmol/L보다 높아진 직후 인슐린을 일시주사한다. 만일 칼륨이 그보다 낮은 경우에 인슐린을 투여하면 칼륨이 위험한 수준까지 떨어질 수 있다. 경도나 중등도인 경우 속효성 인슐린 유사체를 피하 주사할 수도 있다.

일반적으로 혈당을 줄이고 케톤 생산을 억제하기 위해 시간당 0.1U/kg의 인슐린을 투여한다. 혈당 수치가 떨어지기 시작할 때의 인슐린 투여량은 가이드라인에 따라 다르다. 미국의 가이드라인에서는 혈당이 16.6mmol/L (300mg/L) 이하로 떨어질 때 인슐린 투여량을 줄이라고 권고한다.

### 칼륨
칼륨 농도는 당뇨병성 케톤산증 치료 중에 심하게 변화할 수 있는데, 이는 인슐린이 나트륨-칼륨 펌프의 활성을 증가시켜 칼륨이 세포 안으로 들어가게 해 혈중 칼륨 농도를 감소시키기 때문이다. 이동된 세포외 칼륨의 대부분은 삼투성 이뇨 때문에 소변으로 손실된다. 치료 이후 저칼륨혈증이 발생하기도 하며, 이는 부정맥의 위험을 높인다. 따라서 심박수를 지속적으로 관찰하는 것이 권장되며,

### 탄산수소 나트륨
산증을 빠르게 개선하기 위한 탄산수소 나트륨 용액 투여에는 논란이 있다. 실제로 표준 치료에 비해 결과가 개선된다는 근거는 거의 없고 산증을 개선할 수도 있다는 근거는 약간 있으나, 세포 내부의 산증은 악화시킬 수 있으며 특정 합병증의 위험도 증가시킬 수 있다. 따라서 일반적으로 탄산수소 나트륨 사용은 권장되지 않는다.

### 뇌부종
뇌부종이 혼수와 함께 나타난 경우 반드시 집중치료실로 옮기고 기계환기를 시행하며 면밀히 관찰해야 하는 경우가 자주 있다. 수액 투여는 느리게 시행한다. 당뇨병성 케톤산증에서 뇌부종의 이상적인 치료법은 아직 제대로 수립되지 않았으나, 부종을 줄이기 위해 다른 일부 뇌부종에서 시행하기도 하듯이 정맥으로 만니톨과 고장성 식염수(3% NaCl)를 주입한다.

### 해소
당뇨병성 케톤산증의 해소는 증상의 전반적인 개선, 즉 경구로 영양과 수액을 섭취할 수 있으며, 체내 pH가 7.3보다 높아졌으며, 혈액(1mmol/L 미만)이나 소변에 케톤이 없는 상태로 정의된다. 이 상태에 한번 도달하면 인슐린을 피하 주사 요법으로 전환하고, 정맥 주사는 이로부터 1시간 뒤에 중단한다.

케톤증 경향 제2형 당뇨병 환자에서는 글루탐산 탈탄산효소와 랑게르한스섬 세포에 대한 항체 여부를 확인하는 것이 인슐린 투여를 장기적으로 계속할지 결정하는 데에 도움이 될 수 있다. 항체가 검출된 경우 장기 투여를 계속하고, 검출되지 않았다면 보통의 제2형 당뇨병처럼 인슐린 투여를 중지하고 경구 약물로 치료를 시도할 수 있다.

## 역학
당뇨병 환자 1000명당 4.6 ~ 8.0명 정도에서 당뇨병성 케톤산증이 매년 발병한다. 제1형 당뇨병 환아의 30%는 당뇨병성 케톤산증을 한번 겪은 뒤에 당뇨병으로 진단을 받는다.

이전에는 항상 치명적이라고 생각되었으나, 적절하게 제때 치료하면 사망 위험은 1 ~ 5%이다. 미국에서 당뇨병성 케톤산증 환아의 뇌부종 발생률은 2002년 0.4%에서 2012년에는 0.7%로 증가하였다.

## 역사
최초로 당뇨병성 케톤산증을 완전히 설명한 것은 영국 맨체스터에서 일하던 독일의 병리학자인 율리우스 드레슈펠트(Julius Dreschfeld)이다. 그는 1886년 런던의 영국 왕립의사회에서 아돌프 쿠스마울(Adolph Kussmaul)의 보고서를 바탕으로 케톤산증의 주된 케톤인 아세토아세테이트와 베타-하이드록시뷰티레이트에 대해 설명하는 강의를 진행했다.

1950년대 이후로 이루어진 수많은 연구는 당뇨병성 케톤산증의 이상적인 치료법에 초점을 두었다. 이 연구들의 상당수는 테네시 헬스사이언스센터 대학교와 에모리 의과대학에서 수행했다.

케톤증 경향 제2형 당뇨병의 실체는 여러 가지 선행 증례 보고 이후 1987년에 완전히 설명되었다. 처음에는 단일유전자 당뇨병의 일종으로 생각되었으며, '케톤증 경향 제2형 당뇨병'(ketosis-prone type 2 diabetes)이라는 용어가 현대에 채택되기 전까지는 '특발성 제1형 당뇨병'(idiopathic type 1 diabetes), '플랫부쉬 당뇨병'(Flatbush diabetes), '비정형 당뇨병'(atypical diabetes), '제1.5형 당뇨병'(type 1.5 diabetes) 등의 여러 이름으로 불려왔다.