1. 병태생리

심한 인슐린 부족으로 인하여 혈당 생성이 증가하면서 고혈당과 그에 따른 삼투성 이뇨가 생기게 된다. 이에 따라 전해질과 수분 손실이 심해지고, 체내에서는 이화 작용(catabolism)이 일어나고 이에 따라 세포 내 나트륨, 칼륨과 인의 소실이 발생한다. 말초 지방 조직에서 유리된 유리지방산이 증가하면서 간에서의 케톤체 형성이 증가하고 이로 인해 케톤산증이 발생, 탈수가 더 진행하게 된다.

2. 당뇨병성 케톤산증(diabetic ketoacidosis, DKA)의 진단

당뇨병의 임상 증상 (다음 다갈 다뇨)와 함께 혈당이 200mg/dL 이상이며 (그러나 대부분 500정도 찍고 응급실로 실려온다) 케톤혈증과 케톤뇨, 산증 (pH 7.3 미만, 중탄산염 15 mEq/L 미만)이 있으면 진단할 수 있다.

다시 정리하면,

- 당뇨병의 임상 증상

- 혈당 200 mg/dL 이상 (내원시)

- 케톤혈증, 케톤뇨, 산증(pH 7.3 미만, 중탄산염 15 mEq/L 미만)

3. 당뇨병성 케톤산증 (diabetic ketoacidosis, DKA)의 중증도 평가

케톤산증의 중증도 평가를 위해 사용되는 항목은 네 가지이다. 이산화탄소, 정맥의 ph, 호흡, 의식 여부를 확인한다.

- 정상의 경우 CO2 (mEq/L, 정맥)은 20-28, pH는 7.35-7.45 의 값을 보인다.

- 경증의 DKA는 CO2는 16-20, pH는 7.25-7.35의 값을 보인다.

- 중등도의 DKA는 CO2는 10-15, 정맥혈 pH는 7.15-7.25의 값을 보인다. 또한 Kussmaul 호흡을 보이고 의식이 흐려저 졸린 모습을 보이지만 자극에는 반응한다. (drowsy)

- 중증의 DKA는 CO2가 10 미만이고, pH도 7.15 미만이며, Kussmaul 호흡을 보이거나 호흡 저하를 보이고, 의식은 저하되거나 소실된다.

교정 나트륨이 150mEq/L 이상이면 중증 케톤산증으로 분류한다.

일반적으로 2세 이하, 동맥혈 pH 7.0 미만, 혈당이 1,000 mg/dL 이상, 의식장애가 있는 경우 중환자실에서 치료하는 것이 바람직하다.

4. 당뇨병성 케톤산증 (diabetic ketoacidosis, DKA)의 탈수

고삼투압 탈수이기 때문에 탈수 정도에 비하여 혈액 내 수분이 잘 유지된다. 만약 저혈압, 빈맥, 피부 긴장도 저하 등이 나타나면 등장성 탈수에 비해 더 심한 정도의 탈수를 의미한다.

5. 당뇨병성 케톤산증 (diabetic ketoacidosis, DKA)의 수액요법

소아 연령에서 탈수량은 중증도 케톤산증에서 5-7%, 중증 케톤산증에서 7-10%로 계산한다. 수액 치료는 인슐린 치료 전에 시작하며, 초기 수액 처치는 말초혈액 순환을 회복하기 위해 0.9% 생리 식염수로 시작한다. 이후의 수액 투여는 경구 수액을 포함하여 하루 유지량의 1.5-2배를 초과하지 않는 속도로 48시간동안 일정하게 투여한다.

초기 4-6시간동안은 0.9% 생리식염수나 Ringer's acetate 수액을 투여한다.

전체 칼륨량과 인 량은 케톤산증 초기부터 저하되어 있으므로 혈청 농도만으로는 소실량을 평가하기 어렵다. 수액과 인슐린 투여 후 산증과 탈수가 교전되면서 임상 증상을 초래할 만큼 뚜렷하게 혈청 칼륨과 인의 저하가 나타나기도 한다. 따라서 혈청 칼륨은 치료 초기부터 혈청 농도에 관계없이 칼륨의 농도가 40mEq/L 가 되도록 K-acetate (또는 KCl)와 K-phosphate를 섞어서 0.5mEq/kg/hr 속도를 넘지 않도록 한다. 인산염은 혈청 인과 칼슘 농도를 적절히 감시하면서 투여한다.

케톤은 혁액의 베타하이드록시부티레이드(beta-hydroxybutyrate)를 측정한다. 소변내 케톤은 nitroprusside 반응으로 측정하는데 주로 acetone, acetoacetate와 반응하며, beta-hydroxybutyrate와 반응하지 않는다. 정상적으로 beta-hydroxybutyrate와 acetoacetate의 비율은 3:1인데, 케톤산증일 경우 8:1로 올라간다.

인슐린 치료의 효과는 절대 소변 내의 케톤으로 확인하는 것이 아니다. 더이상 케톤체가 형성되지 않더라도 beta-hydroxybutyrate가 분해되어 acetone, acetoacetate가 계속 형성되기 때문이다.

인슐린 치료는 혈당을 정상화하고, 지방 분해 및 케톤 생성을 억제하기 위해서 필수적이다. 케톤산증의 치료 시에는 주로 속효성 인슐린이 사용된다. 첫 1-2시간의 초기 수액 주입이 끝나면 속효성 인슐린은 시간당 0.1 단위 (U)/kg 의 속도로 시작하여 지속적으로 정맥 주입한다.

왜 처음 왔을때부터 인슐린을 주지 않느냐 생각할 수 있는데, 뇌부종의 위험을 증가시킬 수 있어, 초기 속효성 인슐린의 정맥 주사는 시행하지 않는다.

혈당이 250-300mg/dL에 도달하면 5% 포도당을 수액에 섞어준다. 만약 혈당이 90mg/dL 이상 떨어지면 혈당이 300mg/dL가 되기 전이라도 포도당을 수액에 첨가할 수 있다.

케톤산증이 교정될 때 (pH가 7.3 이상이고 중탄산염이 15mmol/L 이상인 경우)까지 속효성 인슐린을 0.1U/kg/hr로 투여하게 되는데, 일부 인슐린 감수성이 좋은 환자에서는 0.05U/kg/hr 미만으로 감량하여 투여하기도 한다.

산증이 교정되고 경구 섭취가 가능하면 수분과 음식을 섭취하고, 경구 섭취량만큼 수액량을 줄인다. 경구 섭취가 잘 진행되면 인슐린을 피하로 바꿀 수 있다.

심한 산증은 수액과 인슐린 투여로 교정하지, 중탄산염으로 잘 교정하지 않는다. 중탄산염은 저칼륨혈증, 뇌부종, 뇌산증의 위험을 증가시킨다.

중탄산염(bicarbonate)의 투여는 심한 산증 (pH < 6.9)와 함께 심장 수축력의 감소와 말초혈관이 확장되어 조직관류가 나쁜 경우, 고칼륨혈증이 있는 환자에서 60분에 걸쳐 1-2mmol/kg 투여한다.

6. 당뇨병성 케톤산증 (diabetic ketoacidosis, DKA)의 합병증

적절히 치료될 경우 합병증은 적다.

합병증은 저혈당증, 저칼륨혈증, 저칼슘혈증(인산 과다 투여시) 등이 나타날 수 있다.

뇌부종의 발생율은 0.5-0.9%이며, 사망율은 21-24%, 생존하더라도 10-25%에서 심한 후유증이 남는다.

두통, 혈압 상승 및 느린맥, 의식 장애, 동공 확대, 뇌신경 마비, 호흡 이상 등의 두개 내압 증가가 나타나면 뇌 영상촬영 전이라도 치료를 시작한다. 침상 머리를 올려주고, 투여하는 수액의 속도를 1/3 속도로 줄이고, 만니톨을 0.5-1g/kg을 20분간 정맥 투여한다. 이 경우 뇌 영상에서 뇌부종을 관찰할 수 있고, 뇌혈전증과 뇌경색이 있을 수 있다.