二、发病机制
DKA的发病机制较为复杂,近年来国内外多从激素异常和代谢紊乱两个方面对本病的发病机制进行认识和阐述。
(一)激素异常
近年来国内外学者普遍认为DKA的发生原因是一种双激素异常,这一学说涉及胰岛素水平的降低,拮抗激素如胰高血糖素、肾上腺素、生长激素和皮质醇水平的升高。在生理状态下,人体胰岛素与拮抗激素的分泌处于神经内分泌系统的调节控制之下,保持着严密的动态平衡而维持着正常的生命活动。
在病理状态下,胰岛素的分泌相对或绝对不足;更重要的是拮抗激素的分泌增多,甚至于高出基础值2~4倍,破坏了这一严密的激素分泌动态平衡,出现了以高血糖、高酮血症、代谢性酸中毒为特征的DKA。
1.胰岛素的绝对或相对分泌不足
胰岛素是一种强而有力的储能和同化激素,生理状态下由胰岛β细胞分泌,葡萄糖的刺激对这一分泌功能有着灵敏的反应,β细胞在葡萄糖的刺激下,细胞内的葡萄糖代谢产生三磷酸腺背(ATP),使细胞膜上的钾通道关闭,导致细胞去极化,具有电压依赖性的Ca2+通道开放,细胞内Ca2+水平升高,引起胰岛素的释放,胰岛素进入血循环后,被转运至靶细胞,随之与位于靶细胞膜上的胰岛素受体结合而发挥生物效应。当胰岛素绝对或相对不足时,可使这一正常的生物效应停止或减弱,而向着病理的方向发展,最终发生DKA。
2.胰高血糖素分泌过多
在拮抗激素中,胰岛的α细胞分泌胰高血糖素的作用最强,对DKA的发生起着主要作用。1-型糖尿病患者不仅胰岛素的分泌绝对不足,而且存在着胰高血糖素的分泌调节障碍。胰高血糖素与邻苯二酚胺对肝糖原的分解、糖原的异生、脂肪的动员分解有重要作用。
3.其他反调节激素分泌失控(https://www.daowen.com)
DKA时肾上腺素、皮质醇和生长激素的水平升高,胰岛素治疗者还可引起更明显的升高。应激因素也可使这一类激素的分泌增加。DKA本身又是一种应激因素,即使给予胰岛素治疗,也持续存在反调节激素的分泌过多,延长了DKA中毒状态的持续时间。
(二)代谢紊乱
在生理状态下,体内的糖、脂肪、酮体、电解质、水等物质的代谢处于神经内分泌系统的精确调节控制之下保持着动态平衡状态,胰岛素作为一种贮能激素,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,拮抗胰岛素的一组激素相对或绝对增多而促进了体内代谢分解,抑制合成,尤其是引起葡萄糖的代谢紊乱。能量来源于脂肪和蛋白质,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。
1.脂肪的动员分解
正常人体内的大部分脂肪以三酰甘油形式贮存于脂肪组织中。胰岛素具有促进三酰甘油合成、抑制其分解的功能,拮抗胰岛素的一组激素作用于激素敏感性脂肪酶,促进三酰甘油分解为。磷酸甘油与游离脂肪酸。当胰岛素的分泌相对或绝对不足时,脂肪的分解大于合成,于是大量游离脂肪酸进入血液,经血循环进入肌肉,及肝脏等组织器官,大量的脂肪酸使肝脏对葡萄糖的代谢移向异生,游离脂肪酸成为不限量的酮体生成的前体物质。
2.酮体生成增多
在生理状态下,当胰岛素达到生理水平时,随血循环进入肌肉的部分游离脂肪酸被氧化和利用,部分进入肝脏的游离脂肪酸与磷酸甘油化合成三酰甘油,又与前β脂蛋白结合成极低密度脂蛋白而进入血循环。当胰岛素相对或绝对分泌不足时,由于胰高血糖素等拮抗激素分泌增多,游离脂肪酸分解加速,大部分游离脂肪酸在肝脏细胞线粒体内经β氧化成为乙酰辅酶A,最后缩合成酮体。
3.酮体和DKA的形成
酮体由乙酰乙酸、β羟丁酸和丙酮组成。生理状态下,游离脂肪酸在肝细胞线粒体中经β氧化形成乙酰辅酶A。乙酰辅酶A与草酰乙酸结合后经三羧酸循环氧化产生能量与二氧化碳及水。当胰岛素分泌相对或绝对不足时,草酰乙酸减少,乙酰辅酶A不易进入三羧酸循环,便滞留堆积,最后在肝脏内转化成乙酰乙酸;乙酰乙酸脱去羧基成为丙酮;大量的乙酰乙酸在β羟丁酸脱氢酶的作用下,还原为β羟丁酸。在血酮体中,臼羟丁酸占65%~70%。乙酰乙酸与p羟丁酸为较强的有机酸,其积聚超过一定量时便发生DKA。