病因与发病机制

糖尿病酮症酸中毒发病机制较为复杂，近年来国内外大多从激素异常和代谢紊乱两个方面进行探讨，认为DKA的发生原因是双激素异常，即胰岛素水平降低，拮抗激素如胰高血糖素、肾上腺素和皮质醇水平升高。胰岛素作为一种储能激素，在代谢中起着促进合成、抑制分解的作用。当胰岛素的分泌相对或绝对不足时，拮抗胰岛素的激素相对或绝对增多而促进了体内分解代谢、抑制合成，尤其是引起糖的代谢紊乱，能量的来源取之于脂肪和蛋白质，于是脂肪和蛋白质的分解加速，而合成受到抑制，出现了全身代谢紊乱，引起一系列病理生理改变。①严重脱水：血糖、血酮增高→血渗透压升高→细胞内液向细胞外液转移→脱水，尿酮、尿糖增加→渗透性利尿→多尿→失水，DKA时患者厌食、呕吐、神志不清时饮水减少，加之DKA的酸性物质产生增多，从尿中排出增加，可加重脱水。②电解质代谢紊乱：DKA在严重脱水时钠、钾均有丢失，渗透性利尿排出大量钠、钾，恶心、呕吐、厌食、摄入减少等因素均可引起低钠血症、低钾血症，但由于脱水、酸中毒有时可掩盖低钾血症。DKA时，由于细胞分解代谢增加，磷从细胞内释放，经肾随尿排出，致机体缺磷。缺磷可引起红细胞2，3二磷酸甘油减少，并可产生胰岛素抵抗。③代谢性酸中毒：引起代谢性酸中毒的原因有游离脂肪酸的代谢产物β-羟丁酸（β-HB）、乙酰乙酸（AcAc）在体内堆积；有机酸阴离子由肾排出时，大部分与阳离子尤其是Na+、K+结合成盐类排出，因此大量碱丢失，加重了酸中毒；蛋白分解加速，其酸性代谢产物如硫酸、磷酸及其他有机酸增加。④多脏器病变：DKA早期，由于葡萄糖利用障碍，能量来源主要为游离脂肪酸及酮体，此二者对DKA患者的脑功能有抑制作用，使脑处于抑制状态。晚期常并发脑水肿而使病情恶化。DKA由于严重脱水、循环障碍、肾血流量不足，可引起急性肾功能不全。DKA时，肝细胞摄取葡萄糖减少而糖原合成及储藏亦减少，分解增多，肝糖输出增多。脂肪分解增强，游离脂肪酸在肝细胞线粒体内经β氧化成为乙酰辅酶A，最后缩合成酮体β-羟丁酸、乙酰乙酸、丙酮。

酮体在肝生成，其中的β-羟丁酸和乙酰酸为酸性物质。正常人血清中存在微量的酮体，在禁食和长期体力活动后浓度增加，新生儿和孕妇血清中的酮体也稍升高。DKA时，由于胰岛素缺乏和抗胰岛素激素增多，血中酮体常显著增加。正常时血中的β-HB/AcAc为1∶1。DKA时比值上升，可达到10∶1或更高，经胰岛素治疗后，β-HB迅速下降，而AcAc的下降缓慢。通常用硝基氢氰酸盐来检测酮体，DKA时用此法只能测定AcAc，而无法测到占绝对多数的β-HB，而且常出现假阳性结果，尿酮体定性试验的方法较灵敏，但假阳性更高，半定量结果与临床症状及血酮体水平常不呈比例。近年来，采用尿酮体试纸试验（UKDT），其对DKA和酮症的酮血症诊断敏感率为97%～98%。(https://www.daowen.com)

酸中毒对机体的损害是多方面的，其中对脑细胞的损害尤为突出。运动实验发现，高血糖时（尤其在伴脑缺血时）乳酸生成增加，H+浓度升高。酸中毒使脑缺血（如DKA时的血压下降或休克）本身造成的脑功能障碍进一步恶化，其机制可能是：①自由基生成增多，与蛋白结合的铁离子在H+增加（pH下降）时离解释放，铁离子催化自由基的生成；②细胞内的信号传递途径在酸中毒时发生障碍，导致代谢所需的活性蛋白质（也包括相应基因）表达受阻；③核酸内切酶被活化，DNA裂解并引起进一步的神经元损害。脑缺血时，首先累及的是微小血管和神经元；而在并发酸中毒时，缺血加上酸中毒性损害可能波及线粒体，如缺血时间较持久（动物实验时30min以上），高血糖症可诱发线粒体失活。有学者认为这是自由基损伤线粒体呼吸链组分的结果，其后果是细胞的氧化-磷酸化过程停止。

酸中毒对蛋白质代谢的影响也很明显。血浆或组织pH降低使蛋白质降解加速，合成减少，呈负氮平衡。这一现象在无DKA的糖尿病患者中就已较明显，并发DKA时则更显著。