A. Ketone body
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수용성, 지방에서 유래한 에너지 연료
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Glucose 사용이 제한된 환경에서 에너지원으로 쓰이며, 특히 brain에서 사용량이 많음.
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ATP 사용의 60%까지 공급할 수 있음.
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간에서 생성
인슐린 level 감소, glucagon level 증가
저 인슐린은 호르몬 민감성 Lipase 활성화 ⇒ triacylglycerols을 glycerol+fatty acid로 분해
Long-chain FA 는 간세포의 미토콘드리아로 운반
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3가지 형태로 존재하며, 아세톤은 휘발성이 강하여 호흡 중 아세톤 냄새를 일으킴
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Ketoacidosis 를 가진 환자 에서 가장 dominant form은 B-hydroxybutric acid
: 정상적인 상태에서는 acetoacetic acid 와 비율이 1:1
: DKA에서는 3:1, AKA에서는 10:1까지 BHBA 가 증가할 수 있음.
: Urine dipstick 검사는 acetoacetic acid만 확인
⇒ DKA 등에서 ketouria 가 underestimation 될 수 있음.
A. Insulin의 counterregulatory Hormon
(1) Glucagon / Catecholamine / Cortisone / Growth hormone
(2) Action
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Gluconeogenesis & glycogenolysis를 증가
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Fat을 free fatty acids와 glycerol로 분해
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Proteolysis를 일으켜 amino acid level이 증가
A2 Free fatty acid는 간으로 이동하여 Ketone body로 전환됨
(1) Ketone body : Acetoacetic acid (AcAc) & beta-hydroxybutyrate (βHB)
(2) AcAc + NADH ⇌ βHB + NAD 의 평형상태를 이룬다.
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NAD : Nicotinamide Adenine Dinucleotide, 세포호흡에서 해당과정과 TCA 회로에 쓰임
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NADH : NAD의 환원형태, 전자전달계를 거치면서 ATP로 전환되거나 동화 반응에 쓰임
(3) AcAc는 another major ketone body인 acetone으로 대사된다.
B. Ketosis
B1. 발생원인
(1) 지방분해가 에너지 생성의 주 연료일 때
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1일 요구 에너지의 5-10% 미만의 식이만 유지
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ketogenic diet (탄수화물 비율이 매우 적은 식사)
⇒ 불충분한 에너지 공급으로 인해 체지방 비축으로부터 우선적으로 에너지 생산
⇒ 인슐린 수치가 감소하면서 지방 분해가 향상
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장기간의 운동 중에도 발생할 수 있음
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정상적인 혈당 수치는 간의 포도당 신생합성에 의해 유지됨
(2) 인슐린 수치가 낮거나, 저항성이 높은 상황
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혈당을 에너지원으로 사용할 수 있는 능력이 떨어짐
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체지방에서 우선으로 에너지를 생성하게 됨.
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infection 또한 인슐린 저항성을 높이는 상황
B2. 발생기전
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굶기 시작한 지 12-14시간 이후부터 mild ketosis가 유발 (1mmol/L, 본원 검사로는 1000)
20-30시간 이후 피크 ⇒ 일정 수준 ketone body level이 올라가면 자가로 stabilization 기전발생
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높은 케톤체 농도
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낮은 포도당 수준에도 불구하고 인슐린 방출을 자극
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지방 조직은 인슐린이 지방산 방출을 억제시키는 효과를 증가
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케톤체 자체가 지방분해를 직접적으로 억제
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뇌가 연료 공급원으로서 포도당에서 케톤으로 전환함에 따라 중추신경계 케톤산 흡수율이 증가하며, 말초 조직 케톤 이용률이 증가하게 됨.
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대사성 산증의 정도는 일반적으로 비교적 경미하기 때문에 일반적으로 ＂케톤산증＂보다는 ＂케토시스＂라는 용어가 사용
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공복 케톤증과 관련된 부작용에 대한 증거는 없음
C. Insulin
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Central action : 인지기능 상승 및 식이 억제
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Peripheral action
: 간의 glucose 생성억제,
: 지방생성을 유도하며 지방분해를 억제
: 저혈당의 adrenal response를 강화
: 생식능력을 강화
D. DKA 병태생리
DKA에서 주된 역할을 하는 3가지 pathyphysiologic syndrome
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Metabolic acidosis
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Osmotic duuresis
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Electrolyte disturbance
Metabolic acidosis
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High anion gap
Excessive blood concentration of ketone bodies (keto-anions)
Anion gap
Unmeasured anion – Unmeasured cation
Na+ - (HCO3-+Cl-)
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Compensatory tachypnea
Can lead to respiratory fatigue
Osmotic diuresis
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Glycosuria는 osmotic diuresis 유발
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전해질이 상대적으로 적은 소변배출증가
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serum Na, osm 증가
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Plasma hyperosolality
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HHS에서 DKA보다 더 증가
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intracellular dehydration 및 hypertonicity는 환자의 의식저하에 영향
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주로 Sosm > 320 .. DKA보다 HHS에서 흔함
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ECF osmolality and tonicity 증가
⇒ Shift water ICF -> ECF
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Loss of free water by vomiting
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High plasma acetone contribute to elevated osmolality
Electrolyte disturbance
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Osmotic diuresis 및 구토 등에 의해 GI tract으로 electrolyte loss일어남.
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가장 중요하게 생각되는 것은 potassium
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potassium 전체 양은 부족하나, srum potassium 농도는 대개 정상이거나 상승
Cell dehydration state에서 ICF contraction
Solvent이동 -> K+을 끌고 들어감.
Insulin deficeicy
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DKA에서 acidosis 가 hyperkalemia 에 기여하는 부분은 적음.
