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Diabetische Ketoazidose (DKA)

Von

Erika F. Brutsaert

, MD, New York Medical College

Inhalt zuletzt geändert Jan 2019
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Die diabetische Ketoazidose ist eine akute metabolische Komplikation eines Diabetes, welche durch das Auftreten einer Hyperglykämie, Hyperketonämie und einer metabolischen Azidose charakterisiert ist. Eine Hyperglykämie verursacht eine osmotische Diurese mit signifikantem Flüssigkeits- und Elektrolytverlust. DKA tritt im Rahmen eines Typ-1-Diabetes auf. Sie verursacht Übelkeit, Erbrechen und abdominelle Schmerzen und kann sich bei Auftreten eines Hirnödems mit Koma zu einer lebensbedrohlichen Krankheit entwickeln. Eine DKA wird bei einer Hyperglykämie mit gleichzeitiger Hyperketonämie und einer metabolischen Azidose mit Anionenlücke wahrscheinlich. Die Behandlung besteht aus Volumenexpansion, Insulinsubstitution und Vorbeugung einer Hypokalämie.

Die diabetische Ketoazidose (DKA) ist bei Patienten mit Typ-1-Diabetes mellitus am häufigsten und entwickelt sich, wenn Insulinspiegel nicht mehr ausreichen, um die basalen metabolischen Bedürfnisse des Körpers aufrecht zu erhalten. Eine DKA ist bei einer Minderheit der Typ-1-Diabetiker die Erstmanifestation der Erkrankung. Der Insulinmangel kann absolut sein (so wie beim Aussetzen der Zufuhr exogenen Insulins) oder relativ, wenn normale Insulindosen nicht mehr ausreichen, um den metabolischen Bedürfnissen während akuter Infektionen, Trauma oder anderem physiologischem Stress gerecht zu werden.

Häufige physiologische Belastungen, die DKA auslösen können, sind:

Einige Medikamente, die an der Entstehung beteiligt sein können, sind:

  • Kortikosteroide

  • Thiaziddiuretika

  • Sympathomimetika

  • Natrium-Glukose-Co-Transporter 2-(SGLT2)-Hemmer

Eine DKA ist bei Typ-2-Diabetes mellitus wesentlich seltener, kann aber in Situationen ungewöhnlicher Belastung durchaus auftreten. Der ketoseanfällige Typ-2-Diabetes ist eine Variante des Typ-2-Diabetes, die manchmal bei übergewichtigen Patienten, oft von afrikanischer (einschließlich afroamerikanischer oder afrokaribischer) Herkunft, auftritt. Menschen mit Ketose-anfälligem Diabetes (auch als Flatbush-Diabetes bezeichnet) können eine signifikante Beeinträchtigung der Beta-Zell-Funktion mit Hyperglykämie aufweisen und entwickeln daher wahrscheinlich eine DKA im Rahmen einer signifikanten Hyperglykämie. SGLT-2-Inhibitoren wurden damit in Verbindung gebracht, DKA sowohl in DM vom Typ 1 als auch vom Typ 2 zu verursachen.

Pathophysiologie

Ein Insulinmangel veranlasst den Körper, zur Energiegewinnung an Stelle der Glukose Triglyceride und Aminosäuren zu verstoffwechseln. Die Serumwerte von Glycerol und freien Fettsäuren steigen aufgrund der gesteigerten Lipolyse. Gleiches gilt aufgrund des Muskelkatabolismus für Alanin. Glycerol und Alanin sind Substrate der hepatischen Glukoneogenese, welche durch die exzessive Glukagonausschüttung, die mit dem Insulinmangel einhergeht, stimuliert wird.

Glukagon stimuliert auch die mitochondriale Umwandlung von freien Fettsäuren in Ketone. Insulin verhindert normalerweise die Ketogenese durch Inhibierung des Transports von Derivaten freier Fettsäuren in die mitochondriale Matrix; in Abwesenheit von Insulin kommt es zum Fortschreiten der Ketogenese. Die wichtigsten produzierten Ketonkörper, Acetessigsäure und Beta-Hydroxybuttersäure, sind starke organische Säuren, die eine metabolische Azidose verursachen. Aceton aus der Metabolisierung von Acetessigsäure kumuliert im Serum und wird langsam abgeatmet.

Eine Hyperglykämie, die durch einen Insulinmangel verursacht ist, führt zu osmotischer Diurese, die wiederum einen deutlichen renalen Verlust von Wasser und Elektrolyten bedingt. Die Ausscheidung von Ketonen über den Urin verursacht einen zusätzlichen Verlust von Natrium und Kalium. Das Serumnatrium kann durch die Natriurese abfallen oder aber aufgrund der Ausscheidung großer Mengen freien Wassers ansteigen. Kalium wird auch in großen Mengen verloren, manchmal > 300 mEq/24 Stunden (300 mmol/24 Stunden). Trotz des deutlichen Kaliummangels hinsichtlich der Gesamtkörpermenge ist zu Beginn der Kaliumspiegel typischerweise erhöht, da es wegen der Azidose zu einem Kaliumeinstrom in den extrazellulären Raum kommt. Die Kaliumspiegel fallen im Lauf der Therapie weiter, da Insulin zur Aufnahme von Kalium in die Zellen führt. Wenn nicht die Serumkaliumwerte kontrolliert werden und gegebenenfalls Kalium substituiert wird, können sich lebensbedrohliche Hypokalämienentwickeln.

Symptome und Beschwerden

Zu den Symptomen und Anzeichen einer diabetischen Ketoazidose gehören Symptome von Hyperglykämie mit dem Zusatz von Übelkeit, Erbrechen und vor allem bei Kindern - Bauchschmerzen. Lethargie und Somnolenz sind Symptome einer bereits schweren Dekompensation. Die Patienten können durch die Dehydratation und die Azidose hypoton und tachykard sein; sie atmen schnell und tief, um die Azidämie zu kompensieren (Kussmaul-Atmung). Die Expirationsluft kann wegen des ausgeatmeten Acetons fruchtig riechen. Fieber ist kein eigenständiges Symptom einer DKA, kann aber, falls vorhanden, auf eine ursächliche Infektion hinweisen. Ohne rechtzeitige Therapie kann die DKA bis zu Koma und Tod fortschreiten.

Das akute Hirnödem, eine Komplikation, die bei 1% aller DKA-Patienten auftritt, betrifft vor allem Kinder und seltener Jugendliche und junge Erwachsene. Kopfschmerzen und sich ändernde Bewusstseinszustände sind bei manchen Patienten Vorboten dieser Komplikation, bei anderen kommt es als Erstmanifestation zu einem Atemstillstand. Die Ursache ist noch weitgehend unbekannt, vermutlich spielt das zu schnelle Absinken der Serumosmolalität oder eine zerebrale Ischämie eine Rolle. Ein zerebrales Ödem tritt mit der höchsten Wahrscheinlichkeit bei Kindern < 5 Jahren auf, wenn eine DKA die Erstmanifestation eines Diabetes mellitus ist. Kinder mit den höchsten Werten für Blutharnstoffstickstoff und dem niedrigsten Paco2 bei Aufnahme haben scheinbar das größte Risiko. Verzögerungen bei der Korrektur der Hyponaträmie und der Gebrauch von Hydrogencarbonat während der Behandlung der DKA sind zusätzliche Risikofaktoren.

Diagnose

  • Arterieller pH

  • Serum-Ketone

  • Berechnung der Anionenlücke

Bei Patienten mit Verdacht auf diabetische Ketoazidose: Serum-Elektrolyte, Harnstoffstickstoff und Kreatinin, Glukose, Ketone und Osmolarität sollten gemessen werden. Der Urin sollte auf Ketone getestet werden. Patienten, die signifikant krank erscheinen und solche mit positiven Ketonen, sollten eine arterielle Blutgasmessung durchführen lassen.

Eine DKA wird diagnostiziert, wenn der arterielle pH < 7,30 mit einer Anionenlücke > 12 ({blank} Säure-Basen-Störungen : Berechnung der Anionenlücke) beträgt und wenn Serumketone bei einer Hyperglykämie nachgewiesen werden. Die vorläufige Diagnose kann gestellt werden, wenn im Urin Glukose und Ketone stark positiv sind. Urinteststreifen und einige Assays für Serumketone können das Ausmaß der Ketose unterschätzen, da sie Acetessigsäure und nicht Beta-Hydroxybuttersäure anzeigen, welche normalerweise die vorherrschende Säure ist.

Symptome und Anzeichen einer auslösenden Krankheit sollten mit entsprechenden Tests (z. B. Kulturen, Bildgebung) untersucht werden. Bei Erwachsenen sollte ein EKG zur Erkennung eines akuten Myokardinfarkt und zur Aufklärung von Anomalien im Serum K erfolgen.

Andere laborchemische Abweichungen sind die Hyponaträmie, erhöhtes Serumcreatinin und erhöhte Serumosmolalität. Hyperglykämie kann dilutionale Hyponatriämie verursachen, sodass der gemessene Serum Natrium-Wert korrigiert wird, indem 1,6 mEq/L (1,6 mmol/L) je 100 mg/dL (5,6 mmol/L) Erhöhung der Serum-Glukose über 100 mg/dL (5,6 mmol/L) hinzugefügt wird. Um dies zu veranschaulichen, muss man für einen Patienten mit einem Serum-Natrium-Wert von 124 mEq/L (124 mmol/L) und einen Glukosewert von 600 mg/dL (33.3 mmol/L), genau 1,6 ([600 100]/100) = 8 mEq/L (8 mmol/L) bis 124 für einen korrigierten Serumnatrium von 132 mEq/L (132 mmol/L) hinzufügen. Wird die Azidose korrigiert, sinkt der Kaliumspiegel. Ein Kaliumspiegel von < 4,5 mEq/l (4,5 mmol/L) zeigt einen deutlichen Kaliummangel an und erfordert eine umgehende Kaliumsubstitution.

Serum-Amylase und Lipase sind oft erhöht, auch ohne Pankreatitis (die bei Patienten mit alkoholische Ketoazidose und bei Patienten mit koexistierender Hypertriglyceridämie auftreten kann).

Prognose

Die Gesamtsterblichkeitsraten für diabetische Ketoazidose sind < 1%; die Mortalität ist jedoch bei älteren Menschen und bei Patienten mit anderen lebensbedrohlichen Erkrankungen höher. Schock oder Koma bei Einlieferung sorgen für schlechtere Prognosen. Die wichtigsten Todesursachen sind Herz-Kreislauf-Versagen, Hypokalämie und Infektion. Von den Kindern mit einem zerebralen Ödem genesen ca. 57% ohne Residuen, 21% überleben mit einem neurologischen Defizit und 21% versterben.

Behandlung

  • Intravenöse 0,9% ige Kochsalzlösung

  • Korrektur der Hypokaliämie

  • Intravenöses Insulin (solange Serum-Kalium auf einem Wert von 3,3 mmol/l [3,3 mmol/L]) ist)

  • Selten i.v. Natriumbicarbonat (wenn der pH-Wert nach 1 h Behandlung bei < 7 liegt)

Die dringendsten Ziele bei der Behandlung der diabetischen Ketoazidose sind die schnelle intravaskuläre Volumenrepletion, die Korrektur von Hyperglykämie und Azidose sowie die Prävention von Hypokaliämie (1). Die Identifizierung präzipitierender Faktoren ist ebenfalls wichtig. Die Behandlung sollte auf einer Intensivstation stattfinden, da am Anfang stündliche und später 2-stündliche klinische und laborchemische Kontrollen mit entsprechender Therapieanpassung notwendig sind.

Volumensättigung

Intravaskuläres Volumen sollte schnell wiederhergestellt werden, um den Blutdruck zu erhöhen und die glomeruläre Perfusion sicherzustellen; sobald das intravaskuläre Volumen wiederhergestellt ist, wird der restliche den ganzen Körper betreffende Flüssigkeitsmangel langsamer ausgeglichen, in der Regel über etwa 24 h. Der initiale Flüssigkeitsersatz bei Erwachsenen wird mit Hilfe einer raschen Infusion von 1–3 l 0,9%iger Kochsalzlösung durchgeführt. Dem folgt eine kontinuierlichen Infusion von Kochsalzlösung mit einer Laufrate von 1 l/h oder schneller, je nach Bedarf, um den Blutdruck anzuheben, die Hyperglykämie zu korrigieren und eine angemessene Urinausscheidung aufrecht zu erhalten. Erwachsene mit einer diabetischen Ketoazidose brauchen typischerweise ein Minimum von 3 l Kochsalzlösung in den ersten 5 h. Wenn der Blutdruck stabil und die Urinmenge ausreichend ist, wird die physiologische Kochsalzlösung gegen eine 0,45%ige Kochsalzlösung ausgewechselt. Bei Abfall der Plasmaglukosekonzentration auf Werte < 200 mg/dl (11,1 mmol/l) sollte die intravenös verabreichte Flüssigkeit aus 5% Dextrose in 0,45%iger Kochsalzlösung bestehen.

Für Kinder werden flüssige Defizite bei 60 bis 100 ml/kg Körpergewicht geschätzt. Pädiatrische Pflegemittel (für laufende Verluste) muss ebenfalls bereitgestellt werden. Der initiale Flüssigkeitsersatz sollte mit 0,9%iger Kochsalzlösung (20 ml/kg) über 1–2 h erfolgen, gefolgt von 0,45%iger Kochsalzlösung, wenn der Blutdruck stabil und die Urinausscheidung ausreichend ist. Der verbleibende Flüssigkeitsmangel sollte über 36 h ersetzt werden, in der Regel mit einer Rate (inklusive der Mengen für die Aufrechterhaltung) von 2– 4 ml/kg/h, je nach dem Grad der Austrocknung.

Korrektur von Hyperglykämie und Azidose

Die Hyperglykämie wird durch die i.v.-Gabe eines Normalinsulinbolus in einer Dosierung von 0,1 Einheiten/kg behandelt. Dem folgt eine kontinuierliche Infusion von 0,1 Einheiten/kg in 0,9%iger Kochsalzlösung. Die Insulingabe sollte bis zu einem Serumkalium 3,3 mEq/l (≥ 3.3 mmol/L) ausgesetzt werden. ({blank} Hyperosmolarer hyperglykämischer Zustand (HHS) : Behandlung). Eine Insulin adsorption an Infusionsschläuche kann zu schwer vorhersehbaren Effekten führen. Es empfiehlt sich, die Infusionsschläuche zu Beginn der Therapie mit einer Insulinlösung vorzuspülen. In Deutschland wird den Infusionen ein Albuminzusatz zugegeben. Falls die Plasmaglukosewerte innerhalb der ersten Stunde nicht um 50–75 mg/dl (2,8–4,3 mmol/l) abfallen, sollte die Insulindosis verdoppelt werden. Mit oder ohne Bolus sollten Kinder eine kontinuierliche Insulininfusion in einer Dosierung von 0,1 Einheiten/kg oder höher erhalten.

Die Ketone sollten innerhalb von Stunden abfallen, wenn eine ausreichende Insulindosis verabreicht wird. Dennoch kann der Eindruck entstehen, dass der Abfall der Ketone nur unzureichend voranschreitet, da es bei abnehmender Azidose zu einer Umwandlung von Beta-Hydroxybuttersäure zu Acetessigsäure kommt (welche das „Keton“ ist, das in den meisten Labors gemessen wird). Serum-pH und Bicarbonat-Konzentration sollten sich auch rasch verbessern. Die Wiederherstellung einer normalen Serum-Bicarbonat-Konzentration kann jedoch 24 h dauern. Eine schnelle Korrektur des pH durch eine Bicarbonat-Gabe kann in Betracht gezogen werden, wenn der pH-Wert eine Stunde nach dem initialen Flüssigkeitsersatz bei < 7 bleibt. Allerdings wird Bicarbonat mit der Entstehung eines akuten zerebralen Ödems in Verbindung gebracht und sollte daher nicht routinemäßig verwendet werden. Wenn dies verwendet wird, sollte nur eine geringe pH-Erhöhung versucht werden (Ziel-pH-Wert von etwa 7,1), mit Dosierungen von 50–100 mEq über 30–60 min, gefolgt von wiederholten Messungen des arteriellen pH und des Serumkalium.

Wenn sich die Plasmaglukosewerte bei Erwachsenen der Grenze von 200 mg/dl (< 11,1 mmol/l) annähern, sollte der Infusionslösung zur Reduzierung des Risikos einer Hypoglykämie 5% Dextrose zugegeben werden. Die Insulindosis kann dann auf 0,02–0,05 Einheiten/kg/h reduziert werden. Die kontinuierliche Insulininfusion sollte jedoch unbedingt weiterlaufen, bis sich die Anionenlücke wieder annähert und Proben sowohl aus Blut als auch aus Urin wiederholt negativ für Ketone getestet werden. Die Insulinsubstitution kann dann auf die Gabe von 5–10 Einheiten Normal insulin subkutan alle 4–6 h umgestellt werden. Wenn der Patient stabil und in der Lage ist, wieder zu essen, wird entweder eine konventionelle Insulintherapie (z. B. getrennte Gabe von kurz oder schnell wirkenden und intermediär oder lang wirkenden Insulinen) oder ein Insulinplan nach dem Basis-Bolus-Prinzip begonnen. Die i.v.-Infusion von Insulin sollte für 1–4 h nach der ersten subkutan Applikation von Insulin fortgesetzt werden. Kinder sollten so lange eine kontinuierliche Insulininfusion in einer Dosierung 0,05 Einheiten/kg KG/h erhalten, bis die subkutan Gabe von Insulin begonnen wird und der pH > 7,3 ist.

Hypokaliämie-Prävention

Zur Vermeidung einer Hypokalämie und zum Erhalt von Serumkaliumwerten zwischen 4 und 5 mEq/L (4 und 5 mmol/L). müssen 20–30 mEq Kalium pro Liter Infusionslösung zugesetzt werden. Wenn Serumkalium < 3,3 mEq/L (3,3 mmol/L), beträgt, sollte insulin zurückgehalten und Kalium bei 40 mEq/h gegeben werden, bis das Serumkalium 3,3 mEq/L (3,3 mmol/L) beträgt; wenn Serumkalium > 5 mEq/L (5 mmol/L) beträgt, kann die Kaliumergänzung zurückgehalten werden.

Normale oder erhöhte Kaliumwerte zu Beginn der Therapie spiegeln die durch die Azidose verursachte Verschiebung intrazellulären Kaliums in den Extrazellulärraum wider und verschleiern das echte Kaliumdefizit, das fast alle Patienten mit diabetischer Ketoazidose haben. Die Insulinsubstitution sorgt für eine schnelle Umverteilung von Kalium in den Intrazellulärraum, sodass die Kaliumwerte zu Beginn der Therapie stündlich oder zweistündlich kontrolliert werden sollten.

Weitere Maßnahmen

Hypophosphatämie entwickelt sich oft während der Behandlung der DKA, aber die Phosphat-Wiederauffüllung ist in den meisten Fällen von unklarem Nutzen. Wenn indiziert (z. B. wenn eine Rhabdomyolyse, Hämolyse oder neurologischen Verschlechterung auftritt), können Kalium-Phosphat und Phosphat im Verhältnis 1:2 über 6–12 h infundiert werden. Wenn Kalium-Phosphat gegeben wird, nimmt der Serum-Kalzium-Spiegel in der Regel ab und sollte überwacht werden.

Die Behandlung bei Verdacht auf ein zerebrales Ödem besteht frühzeitig aus Hyperventilation, Kortikosteroiden und Mannitol, aber diese sind oft nach einem Atemstillstand ineffektiv.

Behandlungshinweise

Wichtige Punkte

  • Akute physiologische Stressoren (z. B. Infektionen, Myokardinfarkt) können Azidose, moderate Erhöhung der Glukosewerte, Austrocknung und schweren Kaliumverlust bei Patienten mit Typ-1-Diabetes auslösen.

  • Das akute Hirnödem ist eine seltene Komplikation, die bei 1% aller DKA-Patienten auftritt. Sie betrifft vor allem Kinder und seltener Jugendliche und junge Erwachsene.

  • Eine DKA wird diagnostiziert, wenn der arterielle pH < 7,30 mit einer Anionenlücke > 12 beträgt und wenn Serumketone bei einer Hyperglykämie nachgewiesen werden.

  • Eine Azidose kann in der Regel mit i.v. Flüssigkeit und Insulin korrigiert werden. Eine Bicarbonat-Gabe kann erwogen werden, wenn die Azidose (pH < 7) nach 1 Stunde der Therapie signifikant persistiert.

  • Mit Insulin sollte gewartet werden, bis das Serum-Kalium bei 3,3 mmol/L (3,3 mmol/L) ist.

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