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糖尿病酮症酸中毒(DKA)

作者:

Erika F. Brutsaert

, MD,

  • Assistant Professor of Medicine
  • New York Medical College
  • Attending Physician
  • Westchester Medical Center, Department of Medicine, Division of Endocrinology

最后一次全面审校/修订者 2月 2017| 内容末次修改日期 2月 2017
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糖尿病酮症酸中毒是一种糖尿病的急性代谢性并发症,以高血糖、高酮血症和代谢性酸中毒为特征。高血糖引起渗透性利尿,伴有明显的体液和电解质流食。DKA主要发生于1型糖尿病,可出现恶心、呕吐和腹痛,并可发展为脑水肿、昏迷甚至死亡。诊断主要根据高血糖伴有高酮血症和高阴离子间隙代谢性酸中毒。治疗措施包括扩容、胰岛素和预防低血钾。

(参阅糖尿病

糖尿病酮症酸中毒(DKA)最常见于1型糖尿病患者,当体内 胰岛素水平不能满足机体的基本代谢需求时发生。DKA是一小部分1型糖尿病患者的首发表现。 胰岛素缺乏可以是绝对的(例如外源性 胰岛素中断)也可以是相对的(例如急性感染、外伤或其他病理应激情况下平时的 胰岛素用量不能满足代谢需要)。

DKA常见的 诱因包括

引起DKA的一些药物包括

  • 糖皮质激素

  • 噻嗪利尿剂

  • 拟交感类药物

  • 钠-葡萄糖共转运蛋白2(SGLT2)抑制剂

2型糖尿病中DKA较少见,但在严重的生理应激情况下也可能发生。酮症倾向2型糖尿病是2型糖尿病的一种变异类型,有时见于肥胖个体,常起源于非洲(包括非洲裔美国人或非裔加勒比地区)。酮症倾向糖尿病(也称为Flatbush糖尿病)患者可能有β细胞功能显著损害所致的高血糖症,因此更有可能在显著高血糖的情况下发展为DKA。SGLT-2抑制剂在1型和2型DM中均可引起DKA。

病理生理

胰岛素缺乏时机体通过甘油三酯和氨基酸代谢代替葡萄糖为其提供能量。脂解作用使血中甘油和游离脂肪酸(FFAs)增加;肌肉分解代谢增强,则使丙氨酸增加。 甘油和丙氨酸为肝糖异生提供底物,而 胰岛素缺乏时胰高糖素的增加可刺激肝糖异生。

胰高糖素 也可刺激线粒体将FFAs转化为酮体。 正常情况下胰岛素 通过抑制FFAs衍生物转运进入线粒体而阻断酮体生成,但 胰岛素缺乏时酮体可不断生成。产生的酮体主要包括乙酰乙酸和β-羟丁酸,两者均是可引起代谢性酸中毒的强有机酸。由乙酰乙酸代谢生成的丙酮在血液中不断堆积,通过呼吸缓慢清除。

胰岛素缺乏引起高血糖,从而产生渗透性利尿作用,使水和电解质大量丢失。尿酮排泄造成钠和钾的额外丢失。血清钠可因尿钠排泄而降低,也可因游离水大量排泄而升高。钾也大量丢失,有时>300mEq/24h。尽管总体钾水平明显下降,但由于酸中毒时钾离子转移至细胞外,初期的血钾水平通常正常或者升高。治疗过程中,血钾水平会进一步下降,因为 胰岛素促使钾离子进入细胞内。如果不监测血钾并按需补钾,可发生致命性的低血钾。

症状和体征

DKA的临床表现包括高血糖的症状和体征,加上恶心、呕吐以及(特别是在儿童)腹痛。失代偿更严重时,可出现嗜睡。患者可因脱水和酸中毒而发生低血压和心动过速;他们以呼吸深、快来代偿酸中毒(Kussmaul呼吸)。呼出气体因含丙酮而有烂苹果味。DKA本身不会引起发热,如果出现,说明有隐蔽感染。如不及时治疗,可导致昏迷和死亡。

大约1%的DKA患者可出现急性脑水肿,主要发生在儿童,其次是青少年和年轻成人。尽管头痛和意识水平的波动是某些患者发生脑水肿的先兆,但另一些患者一开始即表现为呼吸停止。原因还不清楚,可能与血液渗透压下降过快或脑缺血有关。它最易发生于5岁以下的儿童,以DKA为糖尿病的首发表现。伴有高水平BUN和低水平Paco2的DKA儿童最易发生脑水肿。在DKA的治疗过程中延误纠正低钠血症以及使用碳酸氢钠也是出现脑水肿的危险因素。

诊断

  • 动脉血气分析(血pH)

  • 血酮

  • 计算阴离子间隙

疑诊糖尿病酮症酸中毒的患者,应监测血电解质、尿素氮、肌酐、血糖、血酮和血浆渗透压。同时检测尿酮体。一般状况差且酮体阳性的患者应进行动脉血气分析。

DKA的诊断依据:动脉pH< 7.30,阴离子间隙 > 12 ( 酸碱平衡紊乱 : 计算阴离子间隙),高血糖基础上检出血清酮体。尿糖和尿酮均呈强阳性时即可初步诊断。尿液检测试纸和一些血酮测定方法可能会低估酮症的程度,因为这些方法检测的是乙酰乙酸而不是β-羟丁酸,而后者通常是主要的酮酸。

除此之外,应排查DKA的诱发因素,注意相关病史、症状、体征,视情况行相关检查,如培养、影像学检查。成年患者应检查心电图筛查急性心肌梗死,并帮助评估血钾异常的意义。

其他的实验室异常发现包括低钠血症,血清肌酐和渗透压升高。高血糖可引起稀释性低钠血症,因此测定血清钠时,需要通过以下方法来校正:当血糖超过100mg/dL时,每升高100mg/dL,血清钠浓度增加1.6mEq/L。举例说明,对于一个血清钠为124mEq/L、血糖为600mg/dL的患者,将1.6([600−100]/100) = 8 mEq/L加入124mEq/L,即校正后的血清钠为132mEq/L。血钾随酸中毒纠正而下降。初始血钾水平< 4.5 mEq/L表明钾储备已耗竭,必需立即补充钾。

即使没有胰腺炎,血清淀粉酶和脂肪酶也常升高(可能出现在酒精性酮症酸中毒患者及合并高甘油三酯血症者)。

预后

糖尿病酮症酸中毒的总体死亡率<1%;但老年人和其他致命疾病患者的死亡率更高。入院时休克或昏迷提示预后较差。主要的死亡原因是循环衰竭,低血钾和感染。脑水肿患儿约57%可完全康复,21%留有神经后遗症,21%死亡。

治疗

  • 静脉输注0.9%生理盐水

  • 纠正低血钾

  • 静脉应用 胰岛素(前提是血钾3.3mmol/L)

  • 极少静脉应用碳酸氢钠(除非治疗1小时后血pH值仍<7)

糖尿病酮症酸中毒最迫切的治疗是快速扩容,纠正高血糖和酸中毒,预防低钾血症(1)。鉴别诱因也非常重要。DKA患者应在监护室中接受治疗,因为开始时需每小时或每2小时进行临床和实验室评估并适当调整治疗措施。

液体复苏

应快速补充血管内容量以升高血压,并确保肾小球滤过率;一旦血容量恢复,缓慢补充剩余的全身水缺乏,一般24h内补充完。成年患者扩容时常快速静脉输入0.9%氯化钠溶液1~3L,以后1L/h或根据需要加快速度以提升血压,纠正高血糖,并保持尿量充足。患有糖尿病酮症酸中毒的成人通常在头5小时内至少需要3L盐水。当血压稳定且尿量充足时,用0.45%的盐水代替生理盐水。当血糖降到<250mg/dL(11.1 mmol/L)时,应改用0.45%盐水/5%葡萄糖。

对于儿童,估计失液量为60~100mL/kg体重。儿科静脉维持液(补充继续失水量)也必须提供。最初1~2小时内,液体治疗采用0.9%生理盐水(20 mL/kg),一旦血压稳定、尿量充足,则使用0.45%的盐水。根据脱水程度以5~10mL/(kg•h)速率继续补充剩余液体量。

纠正高血糖和酸中毒

首先静脉推注正规胰岛素(0.15U/kg)纠正高血糖,随后将胰岛素加入0.9%氯化钠溶液中以0.1U/(kg•h)的速率静滴。当血钾3.3mEq/L(高渗性高血糖状态HHS) : 治疗)时应停止使用胰岛素。 胰岛素 吸附到输液管上会影响疗效,预先用胰岛素 溶 液冲洗输液管可以避免这一影响。如果第1小时内血糖的下降不到50~75 mg/dL(2.8~4.2 mmol/L), 胰岛素剂量应加倍。儿童应以0.1U/(kg•h)或更高的速率持续静脉滴注 胰岛素,加或不加首剂静脉推注。

如果 胰岛素剂量足够,酮体应在数小时内消失。然而,酸中毒纠正时β-羟丁酸转化为乙酰乙酸(大多数医院实验室所测定的“酮体”),可能使酮体的清除出现延迟。血清pH和碳酸氢钠水平可迅速改善,但血清碳酸氢钠要恢复到正常水平可能需要24小时。如pH<7.0,可考虑使用碳酸氢钠快速纠正pH,但是碳酸氢钠与急性脑水肿的发生有关(主要是儿童),因此不应常规使用。如果使用的话,只能尝试适度升高pH值(目标pH值约7.1),剂量为50~100mEq,持续30~60分钟,然后重复测量动脉血pH值和血清钾。

当成年患者的血糖水平降至 < 200 mg/dL (< 11.1 mmol/L)时,应加用5%葡萄糖静滴以减少低血糖的发生风险。 然后减少胰岛素用量可减至0.02~0.05 U/kg/h),但仍需继续滴注普通 胰岛素,直至阴离子间隙降低,血酮体、尿酮体持续阴性。 此后可改用正规 胰岛素皮下注射,每4~6小时5~10U。当患者病情稳定,能够进食时,再开始采用分次预混 胰岛素治疗方案或基础加强化治疗方案。第一次皮下注射 胰岛素后, 胰岛素静脉滴注仍应持续1~4小时。儿童应继续给予0.05U/(kg•h) 胰岛素静滴直至开始皮下注射 胰岛素 及pH >7.3。

低钾血症预防

预防低血钾需在每升静脉补液中加入20~30mEq的钾,以使血钾维持在4~5mEq/L。如果血钾<3.3mEq/L,应停用 胰岛素并以40mEq/h的速率补钾直到血钾3.3mEq/L;如果血钾>5mEq/L,应停止补钾。

疾病开始时正常或增高的血钾可能反映了酸中毒时细胞内钾向细胞外转移,可能掩盖几乎所有糖尿病酮症酸中毒患者都存在的真实钾缺乏。 胰岛素可使钾快速转移到细胞内,因此在治疗开始阶段应每小时或每2小时测定钾浓度。

其他措施

低磷血症常常在糖尿病酮症酸中毒治疗期间的发作,但磷酸盐保时在大多数情况下无明显益处。如有必要(如出现横纹肌溶解、溶血或神经功能恶化),可输注磷酸钾盐1~2 mmol/kg持续超过6~12小时。如给予磷酸钾,血清钙水平通常会降低,应监测。

如患者疑有脑水肿,应治以高通气、糖皮质激素和甘露醇,但这些措施在患者出现呼吸停顿后常无效。

治疗参考文献

关键点

  • 急性生理应激(如感染,心肌梗死)可诱发1型糖尿病患者酸中毒、中度血糖升高、脱水和严重的钾流失。

  • 罕见表现,大约1%的DKA患者可出现急性脑水肿,主要发生在儿童,其次是青少年和年轻成人。

  • 诊断要点是动脉血pH<7.30、阴离子间隙>12mmol/l,以及高血糖伴血清酮体阳性。

  • 酸中毒通常在静脉补充液体和 胰岛素后被纠正。一般无需使用碳酸氢钠,除非治疗开始1小时后仍有显著的酸中毒(pH值 < 7)。

  • 胰岛素当血钾3.3 mEq/L时应停止使用胰岛素。

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