Diabetic ketoacidosis

Diabetic ketoacidosis (DKA) is a potentially life-threatening acute complication of diabetes mellitus.^[1] Signs and symptoms may include vomiting, abdominal pain, deep gasping breathing, increased urination, weakness, confusion and occasionally loss of consciousness.^[1] A person's breath may develop a specific "fruity" or acetone smell.^[1] The onset of symptoms is usually rapid.^[1] People without a previous diagnosis of diabetes may develop DKA as the first obvious symptom.^[1]

DKA happens most often in those with type 1 diabetes but can also occur in those with other types of diabetes under certain circumstances.^[1] Triggers may include infection, not taking insulin correctly, stroke and certain medications such as steroids.^[1] DKA results from a shortage of insulin; in response, the body switches to burning fatty acids, which produces acidic ketone bodies.^[3] DKA is typically diagnosed when testing finds high blood sugar, low blood pH and keto acids in either the blood or urine.^[1]

The primary treatment of DKA is with intravenous fluids and insulin.^[1] Depending on the severity, insulin may be given intravenously or by injection under the skin.^[3] Usually, potassium is also needed to prevent the development of low blood potassium.^[1] Throughout treatment, blood glucose and potassium levels should be regularly checked.^[1] Underlying causes for the DKA should be identified.^[6] In those with severely low blood pH who are critically ill, sodium bicarbonate may be given; however, its use is of unclear benefit and typically not recommended.^[1][6]

تختلف معدلات الإصابة بالحماض الكيتوني السكري حول العالم. ^{[ 5 ]} يصاب حوالي 4% من مرضى السكري من النوع الأول في المملكة المتحدة بالحماض الكيتوني السكري سنويًا، مقابل 25% من مرضى السكري من النوع الأول في ماليزيا . ^{[ 1 ] [ 5 ]} وُصف الحماض الكيتوني السكري لأول مرة عام 1886، وظل حالةً قاتلةً عالميًا حتى إدخال العلاج بالأنسولين في عشرينيات القرن العشرين. ^{[ 7 ]} مع العلاج المناسب وفي الوقت المناسب، يتراوح خطر الوفاة بين أقل من 1% و5%. ^{[ 1 ] [ 6 ]}

يُنسب أول وصف كامل للحماض الكيتوني السكري إلى يوليوس دريشفيلد ، وهو طبيب أمراض ألماني بريطاني كان يعمل في مانشستر ، المملكة المتحدة. في وصفه، الذي قدمه في محاضرة عام 1886 في الكلية الملكية للأطباء في لندن، استند إلى تقارير أدولف كوسماول، بالإضافة إلى وصفه للكيتونات الرئيسية، أسيتوأسيتات وبيتا-هيدروكسي بوتيرات، وتحديدها الكيميائي. ^{[ 8 ]} ظلت هذه الحالة قاتلة في معظم الحالات حتى اكتشاف الأنسولين في عشرينيات القرن العشرين؛ وبحلول ثلاثينيات القرن العشرين، انخفضت نسبة الوفيات إلى 29%، ^{[ 7 ]} وبحلول خمسينيات القرن العشرين أصبحت أقل من 10%. ^{[ 9 ]} تم وصف حالة الوذمة الدماغية الناتجة عن الحماض الكيتوني السكري في عام 1936 من قبل فريق من الأطباء من فيلادلفيا. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

ركزت العديد من الدراسات البحثية منذ خمسينيات القرن الماضي على العلاج الأمثل للحماض الكيتوني السكري. وقد أُجريت نسبة كبيرة من هذه الدراسات في مركز العلوم الصحية بجامعة تينيسي وكلية الطب بجامعة إيموري . ^{[ 9 ]} وشملت خيارات العلاج المدروسة جرعات عالية أو منخفضة من الأنسولين عن طريق الوريد أو تحت الجلد أو في العضل (مثل " نظام ألبرتي " ^{[ 12 ]} )، ومكملات البوتاسيوم، والحاجة إلى جرعة تحميل من الأنسولين، ومدى ملاءمة استخدام علاج البيكربونات في حالات الحماض الكيتوني السكري المتوسطة. ^{[ 9 ]} ولا تزال هناك أسئلة عديدة دون إجابة، مثل ما إذا كان إعطاء البيكربونات في حالات الحماض الكيتوني السكري الشديدة يُحدث فرقًا حقيقيًا في المسار السريري، وما إذا كانت هناك حاجة إلى جرعة تحميل من الأنسولين لدى البالغين. ^{[ 9 ]}

تتطور أعراض نوبة الحماض الكيتوني السكري عادةً على مدار 24 ساعة تقريبًا. تشمل الأعراض الرئيسية الغثيان والقيء، والعطش الشديد، وكثرة التبول ، وآلام البطن التي قد تكون حادة. ^{[ 13 ] [ 14 ]} في حالات الحماض الكيتوني السكري الحاد، يصبح التنفس سريعًا وعميقًا ومتقطعًا، ويُعرف باسم " تنفس كوسماول ". ^{[ 15 ] [ 16 ]} قد يكون البطن مؤلمًا عند اللمس لدرجة قد تُشير إلى وجود حالة خطيرة في البطن ، مثل التهاب البنكرياس الحاد ، أو التهاب الزائدة الدودية، أو انثقاب الجهاز الهضمي . ^{[ 16 ]} يحدث تقيؤ دم مُتغير اللون يُشبه حبيبات القهوة لدى نسبة قليلة من المرضى، وغالبًا ما يكون سببه تآكل المريء . ^{[ 7 ]} في حالات الحماض الكيتوني السكري الحاد، قد يحدث تشوش ذهني أو انخفاض ملحوظ في مستوى الوعي ، بما في ذلك الغيبوبة . ^{[ 6 ] [ 16 ]}

يُظهر الفحص السريري عادةً علامات الجفاف ، مثل جفاف الفم وانخفاض مرونة الجلد . ^{[ 17 ]} إذا كان الجفاف شديدًا لدرجة تُسبب انخفاضًا في حجم الدم المتدفق، فقد يُلاحظ تسارع في ضربات القلب وانخفاض في ضغط الدم . غالبًا ما تُلاحظ رائحة "كيتونية"، تُوصف عادةً بأنها "فاكهية" أو "مثل حلوى الكمثرى ". ^{[ 1 ] [ 16 ]} تعود هذه الرائحة إلى وجود الأسيتون . ^{[ 18 ]} إذا كان تنفس كوسماول موجودًا، فإنه ينعكس في زيادة معدل التنفس . ^{[ 16 ]}

يُعدّ الأطفال الصغار المصابون بالحماض الكيتوني السكري أكثر عرضةً لتورم الدماغ ، المعروف أيضًا بالوذمة الدماغية، والتي قد تُسبب الصداع، والغيبوبة، وفقدان استجابة حدقة العين للضوء ، وقد تتطور إلى الوفاة. ^{[ 19 ]} يحدث هذا في حوالي طفل واحد من بين كل 100 طفل مصاب بالحماض الكيتوني السكري، ونادرًا ما يحدث لدى البالغين. ^{[ 3 ] [ 16 ] [ 20 ]}

يحدث الحماض الكيتوني السكري في أغلب الأحيان لدى الأشخاص الذين يعرفون إصابتهم بداء السكري، ولكنه قد يكون أيضًا أول ظهور له لدى شخص لم يكن معروفًا سابقًا بإصابته بداء السكري. غالبًا ما تكون هناك مشكلة كامنة محددة أدت إلى نوبة الحماض الكيتوني السكري؛ قد تكون هذه المشكلة مرضًا متزامنًا ( مثل الالتهاب الرئوي ، أو الإنفلونزا ، أو التهاب المعدة والأمعاء ، أو التهاب المسالك البولية )، أو الحمل ، أو عدم كفاية جرعة الأنسولين (مثل عطل في قلم الأنسولين)، أو احتشاء عضلة القلب (نوبة قلبية)، أو السكتة الدماغية ، أو تعاطي الكوكايين . قد يعاني الشباب المصابون بنوبات متكررة من الحماض الكيتوني السكري من اضطراب في الأكل ، أو قد يستخدمون كمية غير كافية من الأنسولين خوفًا من زيادة الوزن . ^{[ 16 ]}

قد تحدث الحماض الكيتوني السكري لدى الأشخاص الذين سبق تشخيص إصابتهم بداء السكري من النوع الثاني، أو لدى أولئك الذين تبين بعد إجراء المزيد من الفحوصات أن لديهم سمات داء السكري من النوع الثاني (مثل السمنة ، أو وجود تاريخ عائلي قوي للمرض )؛ وهذا أكثر شيوعًا بين الأفارقة والأمريكيين من أصل أفريقي واللاتينيين. ^{[ 21 ]} ويُطلق على حالتهم حينها اسم "داء السكري من النوع الثاني المعرض للحماض الكيتوني". ^{[ 3 ] [ 22 ]}

ارتبطت أدوية فئة الجليفلوزين ( مثبطات SGLT2 )، المستخدمة عادةً لعلاج داء السكري من النوع الثاني، بحالات الحماض الكيتوني السكري، حيث قد لا يرتفع مستوى السكر في الدم بشكل ملحوظ ("الحماض الكيتوني السكري السوي السكر"). ^{[ 23 ]} على الرغم من أن هذا العرض الجانبي نادر الحدوث نسبيًا، إلا أنه يُعتقد أنه أكثر شيوعًا لدى المرضى الذين يتناولون مثبطات SGLT2 ويتلقون الأنسولين، والذين يعانون من انخفاض جرعات الأنسولين أو تفويتها. علاوة على ذلك، يمكن أن يحدث الحماض الكيتوني السكري السوي السكر نتيجةً لمرض حاد شديد، أو الجفاف، أو ممارسة التمارين الرياضية الشاقة، أو الجراحة، أو اتباع نظام غذائي منخفض الكربوهيدرات، أو الإفراط في تناول الكحول . ^{[ 23 ]} تشمل الآليات المقترحة لحدوث الحماض الكيتوني السكري السوي السكر الناتج عن مثبطات SGLT2 زيادة الكيتوزية بسبب نقص حجم الدم ، بالإضافة إلى نقص الأنسولين النسبي وزيادة الجلوكاجون . ^{[ 24 ]} يجب إيقاف مثبطات SGLT2 قبل الجراحة، ولا يُعاد تناولها إلا عندما يكون ذلك آمنًا. ^{[ 25 ]} يمكن استخدام مثبطات SGLT2 لدى مرضى السكري من النوع الأول، ولكن احتمال حدوث الحماض الكيتوني يستدعي إدارة دقيقة للمخاطر. ^{[ 26 ]} تحديدًا، لا ينبغي استخدامها إذا كان المريض يتبع نظامًا غذائيًا منخفض الكربوهيدرات أو نظامًا غذائيًا كيتونيًا . ^{[ 27 ]}

ينشأ الحماض الكيتوني السكري نتيجة نقص الأنسولين في الجسم. ^{[ 28 ]} يؤدي نقص الأنسولين وما يتبعه من ارتفاع في مستوى الجلوكاجون إلى زيادة إفراز الجلوكوز من الكبد (وهي عملية يُثبطها الأنسولين عادةً) من الجليكوجين عبر تحلل الجليكوجين ، وكذلك من خلال استحداث الجلوكوز . ^{[ 29 ]} تتسرب مستويات الجلوكوز المرتفعة إلى البول، حاملةً معها الماء والمواد المذابة (مثل الصوديوم والبوتاسيوم ) في عملية تُعرف باسم الإدرار التناضحي . ^{[ 3 ]} يؤدي ذلك إلى كثرة التبول ، والجفاف، والعطش الشديد . كما يؤدي غياب الأنسولين إلى إطلاق الأحماض الدهنية الحرة من الأنسجة الدهنية ( تحلل الدهون )، والتي يحولها الكبد إلى أسيتيل مرافق الإنزيم-أ من خلال عملية تُسمى أكسدة بيتا .

يُستقلب أسيتيل-CoA إلى أجسام كيتونية في حالات نقص الطاقة الحاد، كالمجاعة، عبر عملية تُسمى تكوين الكيتونات ، ونواتجها النهائية هي أسيتو-أسيتات وبيتا-هيدروكسي بوتيرات. تُشكل هذه الأجسام الكيتونية مصدرًا للطاقة في غياب توصيل الجلوكوز بوساطة الأنسولين، وهي آلية وقائية في حالات المجاعة. مع ذلك، تتميز الأجسام الكيتونية بانخفاض قيمة pKa ، مما يؤدي إلى زيادة حموضة الدم ( الحماض الاستقلابي ). في البداية، يُخفف الجسم من هذا التغير باستخدام نظام بيكربونات الصوديوم ، لكن سرعان ما يُصبح هذا النظام عاجزًا عن استيعاب الزيادة، ما يستدعي عمل آليات أخرى للتعويض عن الحماض. ^{[ 3 ]} إحدى هذه الآليات هي فرط التنفس لخفض مستويات ثاني أكسيد الكربون في الدم (وهو شكل من أشكال القلاء التنفسي التعويضي ). يُمكن ملاحظة فرط التنفس هذا، في صورته القصوى، على أنه تنفس كوسماول . ^{[ 16 ]}

في حالات مختلفة، كالإصابة بالعدوى، يزداد الطلب على الأنسولين، لكن البنكرياس المتضرر لا يستطيع تلبية هذا الطلب. فيرتفع مستوى السكر في الدم، ويحدث الجفاف، وتزداد مقاومة الجسم لتأثيرات الأنسولين الطبيعية، مما يؤدي إلى حلقة مفرغة . ^{[ 3 ] [ 7 ]}

نتيجةً للآليات المذكورة أعلاه، يعاني الشخص البالغ المصاب بالحماض الكيتوني السكري من نقص في إجمالي سوائل الجسم يبلغ حوالي 6 لترات (  أو 100  مل/كجم)، بالإضافة إلى نقص كبير في الصوديوم والبوتاسيوم والكلوريد والفوسفات والمغنيسيوم والكالسيوم . وعادةً ما تتجاوز مستويات الجلوكوز 13.8 مليمول/لتر أو 250 ملجم/ ديسيلتر ^. [ ^{30 ]}  

يُعدّ الحماض الكيتوني السكري شائعًا في داء السكري من النوع الأول، إذ يرتبط هذا النوع من السكري بانعدام إنتاج الأنسولين تمامًا من جزر لانغرهانس . أما في داء السكري من النوع الثاني، فيكون إنتاج الأنسولين موجودًا، ولكنه غير كافٍ لتلبية احتياجات الجسم نتيجة لمقاومة الأنسولين في الأعضاء المستهدفة. وعادةً ما تكون هذه الكميات من الأنسولين كافية لكبح تكوين الكيتونات. إذا حدث الحماض الكيتوني السكري لدى شخص مصاب بداء السكري من النوع الثاني، تُسمى حالته "داء السكري من النوع الثاني المعرض للحماض الكيتوني". ^{[ 22 ]} لا تزال الآلية الدقيقة لهذه الظاهرة غير واضحة، ولكن هناك أدلة على كلٍ من ضعف إفراز الأنسولين وضعف فعاليته. ^{[ 3 ] [ 22 ]} بمجرد علاج الحالة، يعود إنتاج الأنسولين إلى طبيعته، وغالبًا ما يستطيع المريض استئناف النظام الغذائي أو العلاج بالأقراص كما هو موصى به عادةً في داء السكري من النوع الثاني. ^{[ 3 ]}

بالإضافة إلى ما سبق، ترتبط الحالة السريرية للحماض الكيتوني السكري بإفراز العديد من الهرمونات المضادة لتنظيم السكر مثل الجلوكاجون والأدرينالين ، فضلاً عن السيتوكينات ، التي تؤدي بدورها إلى زيادة مؤشرات الالتهاب ، حتى في غياب العدوى . ^{[ 3 ] [ 31 ]}

يُعدّ الوذمة الدماغية، وهي أخطر مضاعفات الحماض الكيتوني السكري، ناتجةً على الأرجح عن عدة عوامل. تشير بعض الدراسات إلى أنها قد تنتج عن الإفراط في إعطاء السوائل، ولكن قد تظهر هذه المضاعفات قبل بدء العلاج. ^{[ 20 ] [ 10 ]} وهي أكثر شيوعًا لدى المصابين بالحماض الكيتوني السكري الشديد، ^{[ 31 ]} وفي النوبة الأولى منه. ^{[ 20 ]} تشمل العوامل المحتملة لتطور الوذمة الدماغية الجفاف، والحماض، وانخفاض مستويات ثاني أكسيد الكربون؛ بالإضافة إلى ذلك، قد يؤدي ارتفاع مستوى الالتهاب والتخثر ، جنبًا إلى جنب مع هذه العوامل، إلى انخفاض تدفق الدم إلى أجزاء من الدماغ، مما يؤدي إلى تورمها بمجرد بدء إعطاء السوائل. ^{[ 20 ]} يؤدي تورم أنسجة الدماغ إلى ارتفاع ضغط الجمجمة ، مما قد يؤدي في النهاية إلى الوفاة. ^{[ 31 ] [ 10 ]}

وُصِفَ داء السكري من النوع الثاني المُعرَّض للحماض الكيتوني وصفًا كاملًا لأول مرة عام ١٩٨٧ بعد عدة تقارير حالات سابقة. كان يُعتقد في البداية أنه شكل من أشكال داء السكري الذي يظهر في سن مبكرة ، ^{[ ٣٢ ]} ومرّ بعدة أسماء وصفية أخرى (مثل "داء السكري من النوع الأول مجهول السبب"، و"داء سكري فلاتبوش"، و"داء السكري غير النمطي"، و"داء السكري من النوع ١.٥") قبل اعتماد المصطلح الحالي "داء السكري من النوع الثاني المُعرَّض للحماض الكيتوني". ^{[ ٣ ] [ ٢٢ ]}

وقد تم الإبلاغ عن هذه الحالة بشكل رئيسي لدى غير البيض من الأمريكيين من أصل أفريقي، واللاتينيين، والأفارقة السود، والكاريبيين السود. ^{[ 33 ] [ 34 ]} وهناك ارتباط بينها وبين نقص إنزيم G6PD . ^{[ 35 ]}

يمكن الوقاية من نوبات الحماض الكيتوني السكري لدى مرضى السكري إلى حد ما من خلال الالتزام بـ"قواعد التعامل مع المرض"؛ ^{[ 6 ]} وهي عبارة عن تعليمات واضحة للمرضى حول كيفية علاج أنفسهم عند الشعور بالمرض. تشمل هذه التعليمات نصائح حول كمية الأنسولين الإضافية التي يجب تناولها عند ظهور مستويات سكر غير منضبطة، ونظام غذائي سهل الهضم غني بالملح والكربوهيدرات، ووسائل لخفض الحرارة وعلاج العدوى، وتوصيات حول متى يجب طلب المساعدة الطبية. ^{[ 3 ]}

يمكن للأشخاص المصابين بداء السكري مراقبة مستويات الكيتونات لديهم عند الشعور بالمرض وطلب المساعدة إذا كانت مرتفعة. ^{[ 38 ]}

يتمثل الهدف الرئيسي في علاج الحماض الكيتوني السكري في تعويض السوائل والكهارل المفقودة مع كبح ارتفاع مستويات السكر في الدم وإنتاج الكيتونات باستخدام الأنسولين. وقد يكون من الضروري إدخال المريض إلى وحدة العناية المركزة أو قسم مماثل ذي مستوى عالٍ من الرعاية أو جناح للمراقبة الدقيقة. ^{[ 6 ]}

يُصاب ما بين 4.6 و8.0 من كل 1000 شخص مصاب بالسكري سنويًا بالحماض الكيتوني السكري. ^{[ 30 ]} وتكون معدلات الإصابة أعلى بين مرضى السكري من النوع الأول، حيث يُصاب حوالي 4% منهم في المملكة المتحدة سنويًا، بينما تصل النسبة في ماليزيا إلى حوالي 25% سنويًا. ^{[ 1 ] [ 5 ]} وفي الولايات المتحدة، يُسجّل 135,000 حالة دخول إلى المستشفى سنويًا نتيجةً للحماض الكيتوني السكري، بتكلفة تُقدّر بـ 2.4  مليار دولار، أي ما يُعادل ربع إلى نصف التكلفة الإجمالية لرعاية مرضى السكري من النوع الأول. وقد لوحظ اتجاه متزايد في حالات دخول المستشفيات. ^{[ 3 ]} ويزداد الخطر لدى من لديهم عوامل خطر مستمرة، مثل اضطرابات الأكل، ومن لا يستطيعون تحمّل تكلفة الأنسولين. ^{[ 3 ]} ويتم تشخيص حوالي 30% من الأطفال المصابين بالسكري من النوع الأول بعد إصابتهم بنوبة من الحماض الكيتوني السكري. ^{[ 42 ]} يرتبط انخفاض الوضع الاجتماعي والاقتصادي وارتفاع مستوى الحرمان في المنطقة بزيادة خطر الإصابة بالحماض الكيتوني السكري لدى الأشخاص المصابين بداء السكري من النوع الأول. ^{[ 43 ]}

كان يُعتقد سابقًا أن الحماض الكيتوني السكري قاتلٌ حتمًا، إلا أن خطر الوفاة مع العلاج المناسب وفي الوقت المناسب يتراوح بين أقل من 1% و5%. ^{[ 1 ] [ 6 ]} ومع ذلك، ورغم انخفاض معدلات الوفيات الحادة، تبقى نوبة الحماض الكيتوني السكري مؤشرًا هامًا على الوفاة خلال الاثني عشر شهرًا التالية. ^{[ 44 ]} يُصاب ما يصل إلى 1% من الأطفال المصابين بالحماض الكيتوني السكري بمضاعفة تُعرف بالوذمة الدماغية . ^{[ 2 ]} وقد ارتفعت معدلات الوذمة الدماغية لدى الأطفال الأمريكيين المصابين بالحماض الكيتوني السكري من 0.4% في عام 2002 إلى 0.7% في عام 2012. ^{[ 45 ]} ويتوفى ما بين 2 إلى 5 من كل 10 أطفال يُصابون بتورم الدماغ نتيجةً لذلك. ^{[ 10 ]}