糖尿病酮症酸中毒

症状和体征

糖尿病酮症酸中毒的症状发展期通常超过24小时，恶心和呕吐是它的主要症状，还可能出现严重的腹痛、频尿、极度口渴等症状。当病况较为严重时，呼吸可能会变得困难且深快（这种状态称为库斯莫呼吸），且会出现神智不清、嗜睡、昏睡，甚至昏迷的症状（意识水平明显下降）。患者可能会被怀疑患上急腹症，如急性胰腺炎、阑尾炎或消化道穿孔。在少数患者中会有因食管糜烂而在呕吐物中带血的症状。
理学检查方面，患者常有脱水的现象，如口干、皮肤张力降低。如果脱水程度严重至足以引起循环血液量的减少，则可能出现心动过速和低血压的情况。患者的呼气中也存在“酮症”的气味（即“烂苹果味”），是由酮散发出的。如果患者出现库斯莫呼吸的症状，其呼吸频率及深度会增加。
儿童发生糖尿病酮症酸中毒时较容易出现脑水肿，可能会导致患儿出现头痛、昏迷，以及瞳孔对光的反应消失等症状，甚至死亡。它在0.3-1.0％糖尿病酮症酸中毒的儿童身上发生，青壮年人中亦有发生这种情况的例子，但整体而言，这在成人来说是非常罕见的。

病因

糖尿病酮症酸中毒最常发生于已知自身患上糖尿病的人身上，但它也可以在以前没有得悉患上糖尿病的人中作为首发症状。一般存在特定的问题导致患者出现糖尿病酮症酸中毒，“特定的问题”可能是指其他并发疾病（如肺炎、流感、肠胃炎、泌尿道感染）、怀孕、胰岛素不足（如胰岛素笔损坏所导致的胰岛素用量过少）、心肌梗塞、中风、吸食可卡因。青少年反复发生糖尿病酮症酸中毒的潜在原因也有可能是患上进食障碍或因担心体重增加而故意减少胰岛素用量。
糖尿病酮症酸中毒可能在那些先前已知患上2型糖尿病或具有2型糖尿病某些特点的人（如肥胖、拥有糖尿病的家族病患史）身上发生。这种情况在非洲裔和拉美裔中比较常见，且一般被称为“带酮症倾向的2型糖尿病”（ketosis-prone type 2 diabetes）。
一种主要用于2型糖尿病的药物——SGLT2抑制剂，已证实与正常血糖水平时的糖尿病酮症酸中毒有关。这可能是因为它会导致2型糖尿病患者的胰高血糖素水平增加。

病理机制

糖尿病酮症酸中毒的出现是因为患者体内缺乏胰岛素，胰高血糖素水平相对升高，导致肝脏释放糖原。另身体也会通过糖原分解和糖异生，使血糖上升。过高的血糖（葡萄糖）溢出至尿液中，带走水分和溶解在一起的溶质（如钠和钾），此过程称为渗透性利尿。这导致患者出现多尿、多渴、脱水的症状。缺乏胰岛素也导致脂肪组织内的游离脂肪酸氧化分解，此过程称为β-氧化，产生酮体（乙酰乙酸和β-羟基丁酸）。在不存在胰岛素介导的葡萄糖输送的情况下，β-羟基丁酸可作为一种能量来源，并且是在饥饿的情况下对人体的保护机制。但是，酮体具有低pKa值，因此把血液变为酸性（代谢性酸中毒）。体内最初以重碳酸盐缓冲系统（Bicarbonate buffering system）缓解变化，但它很快就不能缓解逐渐加重的变化，其他缓和机制必须起动以抵消酸中毒。其中一个机制是以快而深的呼吸降低血液中二氧化碳的含量，此机制在极端情况下，可能会令患者出现库斯莫呼吸。
在不同的情况下，如感染，或是胰岛素的需求上升，胰脏却无提供足量的胰岛素时，血糖就会上升。随之而来的脱水及胰岛素抵抗会进一步使恶性循环恶化。
上述机制令成人发生糖尿病酮症酸中毒时平均约有6升（或100毫升/公斤）的总体内水分不足，并且令其身体缺乏钠、钾、氯化物、磷酸盐、镁和钙。血糖水平往往超过了13.8毫摩尔/升或250毫克/分升。
糖尿病酮症酸中毒常见于1型糖尿病患者身上的原因是绝对缺乏胰岛所产生的胰岛素；而在2型糖尿病患者上，胰岛素仍有产生，但不足以满足身体所需，因为末梢器官具有胰岛素抗性。正常情况下，2型糖尿病患者体内拥有足够的胰岛素以抑制生酮作用。若糖尿病酮症酸中毒在某2型糖尿病患者身上发生，他的情况就被称为“带酮症倾向的2型糖尿病”（ketosis-prone type 2 diabetes）。造成这种现象的确切机制尚不清楚，但有证据表明这与较弱的胰岛素分泌及胰岛素活性有关。一旦2型糖尿病患者得到治疗，胰岛素恢复产生，患者便有可能可以恢复饮食，及一般建议以片剂治疗。
除了上述机制以外，糖尿病酮症酸中毒的临床状况还包括各种反调节激素的释放，如胰高血糖素、肾上腺素以及细胞因子，其中细胞因子即使在没有感染的情况下，也会导致炎症标志物的增加。
脑水肿是最危险的糖尿病酮症酸中毒并发症，可能有许多因素导致其发生。一些权威人士认为脑水肿的原因是大量地补充水分，但其也可在治疗开始前发展。它更有可能在较严重的糖尿病酮症酸中毒及首发糖尿病酮症酸中毒的人身上发生。并发脑水肿的可能因素有脱水、酸中毒、低二氧化碳水平；此外，凝血和炎症的程度增加，可以与上述因素一同引发脑水肿：导致大脑血流量减少，然后因液体补充而肿胀起来。脑组织肿胀会导致颅内压增高，最终致命。

检查

糖尿病酮症酸中毒的患者在被检查血糖时，血糖水平一般为较高，并能在血液分析或尿常规中发现酮体，以上可证明患者出现酸中毒。约有10%的糖尿病酮症酸中毒病例中的血糖并不是很高（正常血糖下的糖尿病酮症酸中毒，euglycemic diabetic ketoacidosis）。
一般以动脉血气分析去证明患者出现酸中毒；这需从动脉抽取血液样本。随后的测量（以确保治疗是有效的），可以从静脉抽取血液作血液测试，因为动脉和静脉的血液的pH值差异不大。酮可透过尿液及血液分别以乙酰乙酸和β-羟基丁酸的形式测量。与以尿液检测乙酰乙酸作比较，以毛细血管的血液检测β-羟基丁酸可减少住院的需要、缩短住院时间，并可能减少住院治疗的费用。当酮体的水平非常高时，以毛细血管的血液测量血酮会较不准确。
除了上述测量之外，血液样本通常也会用以测量尿素、肌酸酐（测量肾功能，其可能在糖尿病酮症酸中毒中因脱水而受到损害）和电解质。此外，感染（全血细胞计数、C反应蛋白）和急性胰腺炎（淀粉酶和脂肪酶）的指标也有可能测量。由于需排除感染，胸部X光检查和尿检一般也会安排予患者。
如果因神志不清、反复呕吐或其他症状而被怀疑出现脑水肿，可进行计算机断层扫描，以评估其严重性，并排除其他原因，如中风。

预防

“患病守则”（sick day rules）可在一定程度上防止糖尿病患者发生糖尿病酮症酸中毒，患病守则包括一些关于患上其他疾病时如何处理的明确指示，包括建议血糖水平失控时需额外注射多少胰岛素、一种富含无机盐和碳水化合物的易消化饮食、抑制发热和治疗感染的方法，以及建议何时需寻求医疗协助。
糖尿病患者不适时可监察自己的酮体水平。如果酮体升高，就应寻求医疗协助。

治疗

治疗的主要目标是补充失去的体液和电解质，同时施用胰岛素抑制高血糖和酮体的产生。必要时患者可能需入住加护病房或类似的相关区域/病房进行密切观察。

补液

补液量取决于失水的程度。如果失水程度严重至足以引起休克（因严重降低血压而令身体器官供血不足）或神志不清，推荐以快速滴注盐水（成人1升，儿童则10毫升/公斤）恢复循环血量。如果脱水程度是较轻微的，是有可能根据计算出来的缺水和钠的程度，以较慢的速度补液，并再次建议使用盐水。没有出现呕吐和轻度脱水的轻微酮症酸中毒是可以根据所观察到的恶化趋势，改变治疗方式：以口服补液和皮下注射取代静脉注射胰岛素。
治疗时需留意患者有否出现心源性休克，它是一种较为特殊但不普遍发生的并发症，当中血压也会下降，但不是脱水所导致，而是心脏无力所致。这种情况就需要入住加护病房并监察中心静脉压（这需要在上半身的一条大静脉置入中心静脉导管）和施予药物以增加心脏的泵送功能和血压。

胰岛素

一些指引建议胰岛素的初始施用剂量为每公斤0.1个单位。这可在体内钾水平升至大于3.3毫摩尔/升之后立即采用；如果体内钾水平较3.3毫摩尔/升低，施打胰岛素就可能会导致低钾血症（见下文）。其他指引则建议直到补液之前，不要使用胰岛素。在轻度或中度的病例下，可以皮下注射速效胰岛素类似物。
在一般情况下，胰岛素以每小时0.1单位/公斤的速度施打可以降低血糖和抑制酮体的产生。在血糖水平开始下降时，不同的治疗指引就开始拥有各异的治疗方案；一些指引建议一旦葡萄糖水平低于16.6毫摩尔/升（300毫克/分升）时应减少胰岛素的剂量，但其他指引则建议在盐水加入葡萄糖，以容许继续注射较高剂量的胰岛素。

钾

血钾水平可能在治疗过程中严重地波动，因为胰岛素会促使其进入细胞，从而导致血液中的钾水平减少。大部分的细胞外钾离子已因渗透性利尿流失，低钾血症常在治疗过程中发生，这会增加心律不整的风险。因此建议持续性地监测患者的心跳速率，以及重复测量体内的钾水平，并在静脉注射液中加入钾（每次低于5.3毫摩尔/升）。如果钾水平低于3.3毫摩尔/升，就可能需要中断施打胰岛素，以便治疗低钾血症。

碳酸氢钠

施予碳酸氢钠溶液以快速提高血液的酸碱度是具争议性的。只有少数证据表明与标准治疗相比，其能改善治疗效果。但它也有可能令身体细胞内的酸碱度恶化和增加某些并发症的风险。因此虽然有些指引建议它可用于较极端的酸中毒（pH值<6.9）以及少量的重度酸中毒（pH值6.9-7.0），但不建议使用。

脑水肿

如果脑水肿与昏迷有关，患者一般就需要入住重症监护室，人工辅助呼吸并密切观察。以较慢的速度补液。糖尿病酮症酸中毒并发的脑水肿是没有公认的理想治疗方法，但会以静脉注射甘露醇和高渗盐水（3％），像其他类型的脑水肿治疗一样试图减少肿胀。

治愈

糖尿病酮症酸中毒的治愈标准定义为症状普遍好转（如耐受口服营养液）、血液酸度回复正常（pH值>7.3），并且在血液或尿液中不存在酮体（<1毫摩尔/升）。一旦满足以上条件，治疗方式可以改为像平时一样的皮下注射胰岛素。静脉注射可以在治愈后1小时停止。
在疑似带酮症倾向的2型糖尿病患者中，测定谷氨酸脱羧酶和胰岛细胞有助决定是否继续使用胰岛素治疗（如果发现有抗体）；或判断患者是否不需要胰岛素治疗，而是像一般的2型糖尿病患者一样，以口服药物治疗。一般而言，除非需判断某人患上的是1型糖尿病还是2型糖尿病，否则不推荐以检测C肽作胰岛素产生的一种度量。

流行病学

每年于1000名1型糖尿患者者中就有4.6-8.0名病发糖尿病酮症酸中毒。在英国，每年约有4％的1型糖尿病患者发生糖尿病酮症酸中毒；在马来西亚则为每年约25％。在美国，每年约有135000人因糖尿病酮症酸中毒而住院，估计成本达24亿美元或四分之一至一半的1型糖尿病人照料总成本。已有记录显示住院率呈增加趋势。很多高危因素会增加发病风险，如饮食失调或不能负担胰岛素的费用。约30％的1型糖尿病儿童患者在发生糖尿病酮症酸中毒后，才诊断出其患有1型糖尿病。
过去糖尿病酮症酸中毒患者大多会死亡，现今若妥善治疗则死亡率大约介于1–4%之间。大约1%孩童会并发脑水肿，在并发脑水肿的儿童患者中约有2至5成会死亡。

历史

第一位完整描述糖尿病酮症酸中毒是一名在英国曼彻斯特工作的德国病理学家尤利乌斯·德雷施费尔德（Julius Dreschfeld），其有关演讲在1886年于伦敦皇家内科医学院进行，他借鉴了阿道夫·库斯莫的研究报告去阐述糖尿病酮症酸中毒中最主要的酮、乙酰乙酸和β羟基丁酸酯，及相关的化学检测。直到胰岛素于20世纪20年代发现前，糖尿病酮症酸中毒仍普遍令患者死亡；在20世纪30年代时，它的死亡率已降至29％，后来在20世纪50年代，它的死亡率已小于10％。在1936年，来自费城的一队医生首次阐述糖尿病酮症酸中毒并发的脑水肿。自20世纪50年代，许多研究都着重于糖尿病酮症酸中毒的理想治疗方式，其中有一定数量的研究项目是由田纳西大学健康科学中心和埃默里大学医学院进行。研究项目包括静脉注射的剂量应采用较高还是较低的、胰岛素应在皮下注射还是肌肉注射、磷酸的补充、胰岛素的起始剂量，及在中度糖尿病酮症酸中毒使用碳酸氢钠疗法是否适宜。各种有关治疗的问题仍然未解决，如在重度糖尿病酮症酸中毒中使用碳酸氢钠能否对临床治疗构成任何影响，以及是否需要在成人患者中加重胰岛素剂量。
带酮症倾向的2型糖尿病在1987年于几个病例报告中充分描述，它最初被认为是年轻人成年型糖尿病（Maturity onset diabetes of the young）的一种形式。在使用现在的术语“带酮症倾向的2型糖尿病”之前，曾使用其他名称去描述它，如“特发性1型糖尿病”、“弗拉特布什糖尿病”（Flatbush diabetes）、“非典型糖尿病”和“1.5型糖尿病”等。