1. 당뇨병의 합병증
당뇨병에서 혈당이 조절되지 않을 때 발생될 수 있는 치명적인 합병증인 당뇨병성 혼수는 2가지의 임상적인 형태로 구됩니다. 흔한 형태는 심한 호흡곤란과 호흡 및 배뇨 시에 아세톤을 배출하는 것으로 당뇨병성 케톤산증이라고 불립니다.
다른 형태는 주로 나이 많은 환자에서 발생되며 점진적인 진행과정을 거쳐 의식저하 내지 혼수에 이르는 것으로 고삼투압성 비케톤성 혼수, 고삼투압성 혼수, 당뇨병성 고삼투압상태, 고삼투압성 비산증성 당뇨병 등의 여러 가지로 불리고 있습니다.
2. 당뇨병성 케톤산증 정의
당뇨병성 케톤산증은 고혈당, 대사성 산증 및 혈액 내 케톤체의 상승으로 특징 지워지는 심한 대사 장애로 당뇨병의 중요한 급성합병증입니다. 당뇨병성 케톤산증이 제1형 당뇨병의 흔한 초기 증상이긴 하지만 그 중 20% 정도는 당뇨병의 기왕력이 없는 환자에서 발견됩니다.
나머지 80%는 이미 당뇨병을 앓고 있는 환자에게서 발생되고, 그 중의 20% 정도에서는 같은 환자가 일 년에도 수 차례 발생되므로 환자의 교육이 매우 중요합니다.
일반적으로 당뇨병성 케톤산증은 주로 젊은 제1형 당뇨병 환자에서 문제가 된다고 알려져 있습니다.
그러나 제2형 당뇨병에서도 심한 동반질환이 있는 경우 발생할 수 있고, 연령이 많은 환자들에서도 제1형 당뇨병의 발현증상으로 나타날 수 있습니다.
3. 당뇨병성 케톤산증 유발요인
당뇨병성 케톤산증은 인슐린의 결핍과 인슐린의 길항 호르몬의 과다 분비 및 탈수 등 세가지 중요 요인의 상호작용으로 발생되는 것으로 알려지고 있습니다.
당뇨병성 케톤산증이 발생한 거의 모든 환자에서 인슐린의 절대적 혹은 상대적 부족이 관찰됩니다.
인슐린을 사용하고 있는 당뇨병 환자에서 인슐린의 사용을 중단한 경우 혹은 케톤산증으로 처음 당뇨병을 진단 받은 경우 인슐린의 혈액내 농도를 측정하면 낮거나 거의 측정 불가능으로 나타납니다.
인슐린을 맞고 있는 환자 혹은 인슐린 용량을 증가시켰는데도 당뇨병성 케톤산증이 발생한 환자도 임상적으로 흔히 관찰할 수 있습니다.
이러한 경우는 인슐린의 절대적 부족보다는 상대적인 부족, 즉 에피네프린, 노르에피네프린, 코르티솔 및 성장호르몬 등 인슐린길항호르몬의 과다, 유리지방산 및 아미노산의 증가 등의 대사이상으로 인한 심한 인슐린저항성이 원인이라고 할 수 있습니다.
심한 당뇨병성 케톤산증 환자에서 고혈당에 의한 삼투성 이뇨와 위장관 장애로 인한 수분의 소실로 탈수가 발생합니다.
탈수는 다시 그 자체로 고혈당 및 다른 대사이상을 악화시킵니다.
당뇨병성 케톤산증을 일으키는 가장 중요한 유발요인 두 가지는 감염이 주요 원인이 되는 동반되는 질환이나 인슐린의 투여 중단입니다.
4. 당뇨병성 케톤산증 증상
증상으로는 오심, 구토, 식욕부진 등이 흔하며 다음, 다뇨와 함께 심한 복통도 동반될 수 있습니다. 적절하게 치료하지 않은 경우 의식 변화를 초래하여 혼수에 이를 수 있습니다.
환자는 처음에 체액 용적 감소 및 탈수의 징후를 보이며 쿠스마울 호흡을 하고, 입에서 아세톤 냄새가 날 수 있습니다.
빈맥, 저혈압이 있으면서 체온은 보통 정상이거나 그 이하이고, 열이 있을 경우에는 감염을 의심해야 합니다.
그 외에 공존하는 질환으로 인한 임상증상이 나타날 수 있고, 드물게는 혈관성 허탈(vascular collapse)이나 급성 신부전 등도 발생될 수 있습니다.
5. 당뇨병성 케톤산증 진단기준
당뇨병성 케톤산증의 진단기준은 일반적으로 혈액내 산도(pH) 7.3 이하, 혈청의 중탄산염(bicarbonate) 농도가 15mEq/L 이하 및 혈당이 250mg/dL 이상이고 중등도의 케톤뇨 혹은 케톤혈증이 있을 경우에 당뇨병성 케톤산증이라고 진단할 수 있습니다.
혈당이 300～350mg/dL 이상, 혈액내산도가 7.2이하이면 중증의 당뇨병성 케톤산증을 의미합니다.
비교적 낮은 혈당농도에서도 환자는 위독할 수 있고, 심한 고혈당증일 경우에도 당뇨병성 케톤산증에 빠지지 않을 수 있으므로, 환자에게 문제를 일으키는 것은 고혈당증이나 고삼투압증보다는 대사성 산증입니다.
당뇨병성 케톤산증에서 혈액내 아밀레이즈 증가가 생길 수 있습니다. 당뇨병성 케톤산증에서 혼히 복통이 동반되므로 혈액내 아밀레이즈 증가가 임상적으로 중요합니다.
이때 분비되는 아밀레이즈는 대부분이 췌장에서 비롯됨을 알 수 있습니다. 따라서 췌장염이 의심될 경우에는 지질분해효소(lipase)의 측정이 꼭 필요합니다.
당뇨병성 케톤산증에서는 대사성 산증이 회복되면서 복통이 소실되므로, 복통이 계속 지속될 때에는 복강내 장기의 질환을 의심해야 합니다.
6. 당뇨병성 케톤산증 치료 및 간호
당뇨병성 케톤산증의 성공적인 치료에는 효과적인 용량의 인슐린의 투여와 탈수 및 전해질 불균형의 교정이 필요합니다.
이런 지침을 잘 따르면 당뇨병성 케톤산증의 사망률은 현저히 감소될 수 있습니다.
우선 속효성 인슐린 10 내지 15 단위를 정맥주사하고 이어서 시간당 5～10단위의 레귤라 인슐린을 정맥 혹은 근육주사 하는 것이 당뇨병성 케톤산증 환자를 치료하는 데에 매우 효과적입니다.
이러한 저용량의 인슐린에 저항성이 있는 환자를 미리 진단할 수 있는 검사는 없으므로 매시간 마다 혈당치 강하를 관찰하여야 합니다. 치료하는 동안 혈당치의 조절은 4～6시간 내에 200～300mg/dL로 되는 것이 이상적이며, 산증의 교정은 약 8～12시간이 소요됩니다. 적절한 수액공급은 혈당농도의 희석과 사구체여과율의 호전은 물론 인슐린길항호르몬의 분비를 감소시켜 혈당을 떨어뜨립니다.
처음 2～4L는 극심한 저혈량 증을 교정하기 위해 등장성 생리식염수를 투여하는 것이 좋습니다.
그 이후에는 환자의 혈역학적 상태, 수분 및 전해질 균형 여부, 전해질 농도에 따라 결정해야 합니다.
수분 결핍 양을 계산하여 부족분을 1/2 생리식염수로 24～48 시간에 걸쳐 서서히 주입합니다.
그러나 수액공급만으로 산증은 쉽게 호전되지 못합니다.
고혈당과 산증은 교정되는 속도에 있어서 차이가 있으며, 이 차이는 중요한 임상적 의미를 지닙니다. 혈당치가 정상에 도달되었다 해도, 산도와 중탄산염 농도가 어느 정도의 목표에 도달하기까지는 계속 인슐린을 투여합니다.
인슐린의 지속적인 투여로 올 수 있는 저혈당을 방지하기 위해서는 포도당을 반드시 같이 투여해야 하며 이때의 포도당 소모는 시간당 5～10g이므로 포도당 농도의 저하를 방지하기 위해서는 이 속도로 포도당을 투여하여야 합니다.
당뇨병성 케톤산증 환자는 삼투성 이뇨로 인한 칼륨 소실로 약 200～400 mEq/L의 칼륨 부족을 동반하게 됩니다.
그러나 검사 상으로는 산증이나 인슐린 결핍 및 고삼투압으로 인해 세포내 칼륨이 세포외로 이동되어 혈액내 칼륨 농도는 정상이거나 오히려 약간 증가되어 있습니다.
치료 중에 혈청 칼륨이 2.5mEq/L이하로 측정되는 경우는 칼륨 부족이 있는 것으로 간주하고 혈청 칼륨을 보충하게 됩니다. 일반적으로 당뇨병성 케톤산증 환자에서 적절한 치료를 받을 때 사망률은 낮다. 고령 환자에서 동반되는 다른 질환들이 있을 때 사망률이 증가되며, 종종 이런 동반질환들(패혈증, 급성 심근경색증, 폐렴, 췌장염 등)이 당뇨병성 케톤산증 자체보다 더욱 사망률에 중요한 영향을 미칩니다.
흔하지는 않으나 입원당시에 저혈압, 요독증, 혼수 및 저체온증이 동반될 때 예후는 나쁘며, 이런 경우에는 사망률이 30～60%에까지 이를 수 있습니다.
7. 고삼투압성 비케톤증 정의
조절되지 않은 인슐린 비의존형 당뇨병 환자에서 주로 발생되는 고삼투압성 비케톤성 혼수는 심한 고혈당: 혈장 포도당 ≥ 600mg/dL 혹은 34mmol/L고삼투질 농도: 혈장 유효 삼투질농도(Eosm, effective osmolarity) ≥ 320mOsm/L 탈수를 특징으로 합니다.
경한 케톤산증 및 케톤뇨와 동맥혈의 pH가 7.3이하 혹은 혈청의 탄산염이 15mEq/L이하의 소견이 동반되기도 하나 심한 케톤산증은 보이지 않습니다.
이 합병증은 특히 나이가 많은 제2형 당뇨병 환자, 특히 노약자, 양로원 등의 수용시설에 수용된 자, 정신박약 등을 가진 당뇨병 환자에서 볼 수 있고, 당뇨성 삼투성이뇨로 인한 수분손실이 보충되지 않는 경우 흔히 발생합니다.
또한 환자들은 신기능 장애로 소변의 농축기능에 장애가 있거나 항이뇨호르몬에 대한 반응의 감소로 체내수분의 적절한 유지가 어렵거나, 뇌졸중, 고령 혹은 의식장애 등으로 소실된 수분을 보충하기 어려운 공통점을 가지고 있습니다.
당뇨병성 케톤산증에 비해 서서히 진행되며 혼수와 같은 중추신경계 증상 및 징후, 심한 탈수, 신기능 장애 등이 동반되어 높은 사망율을 보입니다. 고삼투압성 비케톤성 당뇨병은 심한 고혈당을 보이는 임상상태로서 케톤산증을 보이는 당뇨병성 케톤산증과 명확한 구분이 어려운 중간형태의 임상적 소견을 보일 수도 있습니다.
당뇨병의 치료에 인슐린이 사용되기 이전에는 혼수와 같은 신경계 증상이 많았지만 현재는 의식장애를 보이는 경우가 약 10%이며 약 20%에서는 전혀 의식의 장애가 없다고 보고되고 있습니다.
조절되지 않은 당뇨병 환자의 약 50～70%에서 현저한 고삼투압을 나타냅니다.
그러나 생명에 위험을 초래할 정도의 고삼투질 농도는 요붕증, 중추신경계손상, 경비위관(nasogastric tube)를 통한 고단백식공급, 위장관내 출혈, 심한 설사, 심한 화상 등에서 흔히 발생될 수 있고, 고혈당에 의한 고삼투질농도는 phenytoin, 프로프라놀롤, 당류코르티코이드, 스테로이드, 칼슘 길항제, 니코틴산, diazoxide와 같은 약물의 투여, 체온저하, 급성췌장염, 갑상선기능 항진증, 말단비대증 등에서도 나타날 수 있습니다.
고삼투압성 비케톤성 혼수에서 혈액내 인슐린의 농도는 정상인에 비해 낮지만 당뇨병성 케톤산증에 비해 높거나 비슷하며 글루카곤은 정상인 및 당뇨병성 케톤산증에 비해 현저히 낮습니다.
8. 고삼투압성 비케톤증 증상
증상으로는 혈당이 현저히 상승하고 이로 인한 삼투성 이뇨로 체내의 수분소실이 심하게 되어 다뇨, 다음 등과 함께 심한 경우 저혈압, 각장기의 혈액순환부전, 빈맥 등이 나타납니다.
삼투성 이뇨로 포도당, 수분뿐만 아니라 나트륨, 칼륨, 인, 마그네슘, 칼슘 등과 같은 전해질의 소실도 동반됩니다.
환자는 대부분 60세 이상의 고령이며 과거 당뇨병의 병력이 없거나 경구혈당강하제, 소량의 인슐린 치료를 받은 경한 당뇨병을 가진 경우입니다.
고삼투성 비케톤성 혼수는 당뇨병성 케톤산증에 비해 서서히 진행되며 의식의 장애를 보이는 경우가 많고 며칠 혹은 몇 주간 지속된 갈증, 다뇨, 체중감소, 쇠약감, 시력장애 등의 병력과 뇌졸중, 신기능 부전 등과 같은 동반질환을 가진 경우가 많습니다.
심한 당뇨를 보이나 케톤뇨 및 케톤혈증은 없거나 혹은 그 정도가 경미한 경우가 대부분 입니다.
이학적 검사상 심한 탈수, 피부 탄력의 감소, 수족냉감, 안구함몰, 약한 빈맥 등의 여러 소견이 나타날 수 있지만 당뇨병성 케톤산증에서 보는 Kussmaul 호흡(Kussmaul respiration)과 아세톤 냄새는 없습니다.
당뇨병성 케톤산증에 비해 오심, 구토, 복통 및 위운동저하, 장폐색증의 발생은 드물며 위장관 출혈은 약 25% 정도에서 나타날 수 있지만, 대부분의 이들 증상과 징후들은 수분공급 및 인슐린 투여로 개선됩니다.
복통, 압통, 오심, 구토 등으로 외과적 처치가 필요한 충수돌기염, 담낭염, 췌장염, 장천공 등의 여러 경우와 감별이 필요한데 수분 및 인슐린 공급에 의해 호전되거나, 당뇨병 증상이 먼저 나타난 후 발생되었다는 등의 병력이 감별진단에 아주 중요합니다.
조절되지 않은 당뇨병에서 복통의 또 다른 원인은 간에 지방의 침착으로 간 피막이 팽창되어 초래될 수 있고 약 1/3에서는 간 기능 장애도 동반됩니다.
당뇨병성 케톤산증에서 체온은 보통 정상이거나 낮고 심한 저체온은 예후가 불량함을 나타내는 지표지만 이에 비해, 고삼투압성 비케톤성 당뇨병에서는 체온이 약간 상승되는 경우가 많습니다.
가끔 늑막 및 심낭 마찰음, 심전도상 S-T 분절의 변화가 나타날 수 있으며 수분공급시 소실되는 경우가 많습니다.
폐렴에 동반된 침윤이나 청진상 수포음(rales) 등이 탈수 시에는 나타나지 않지만 수분공급 후 나타날 수 있으므로 고삼투압성 비케톤성 당뇨병 환자에서 주기적인 검사가 요구됩니다.
당뇨병성 케톤산증과 고삼투압성 비케톤성 당뇨병에서 혼수의 정도는 산혈증 보다는 고혈당과 고삼투압의 정도에 좌우됩니다. 고삼투압성 비케톤성 혼수 환자의 약 15% 정도에서 대발작, 일시적인 반신불수 등과 같은 여러가지 신경학적 증상 및 바빈스키(Babinski) 징후도 나타날 수 있어 뇌졸중으로 오진할 수 있으므로 주의가 필요하며, 이러한 신경학적 증상들은 고삼투압 상태가 개선되면 자연 소실됩니다.
9. 고삼투압성 비케톤증 치료 및 간호
고삼투압성 비케톤성 당뇨병 환자의 치료에서 감염과 같은 유발요인이 있을 경우에는 빨리 발견하여 교정해 주어야 합니다. 고삼투압성 비케톤성 당뇨병의 치료에서 가장 중요한 것은 대량의 비교질용액(crystalloid solution) 또는 순환량 증량제(플라즈마네이트, 알부민, 덱스트란 또는 전혈)를 투여하여 저혈압이나 쇽 상태를 교정시켜 순환혈액을 유지시키는 것입니다.
수액치료로 저혈압이 교정되지 않는 경우에는 승압제를 투여하여야 하며, 다량의 수액 및 승압제를 투여한 후에도 저혈압이 지속되는 경우에는 심근경색증, 패혈증, 출혈성 췌장염, 위장관출혈 및 부신피질 기능부전증 등의 동반여부를 확인하여야 합니다.
인슐린 투여는 당뇨병성 케톤산증의 경우에서와 비슷하며 정맥으로 주입하는 것이 가장 빠르고 신뢰할 수 있는 방법입니다. 우선 속효성 인슐린 10 내지 15 단위를 정맥주사하고 이어서 시간당 5내지 10 단위정도(0.1U/kg/시간)를 지속적으로 주입해 줍니다.
고삼투성 비케톤성 당뇨병 환자에서의 평균 수분 소실량은 약 9L 정도이고 많을 경우 20L까지도 소실됩니다.
공급하는 수액으로 소실되는 수분은 저장성이기에 저장성 전해질용액(0.45% NaCl용액 또는 0.5N 균형 전해질 용액)을 사용하는 것이 좋습니다.
등장성 용액은 치료초기에는 환자의 혈청에 비하여 저장성이지만 용액 내에 과도한 나트륨을 함유하거나 생리적 식염수의 경우 염소를 과도하게 함유하여 고나트륨혈증이나 고염소혈증이 자주 발생되고, 인슐린 부종을 잘 유발시키는 경향이 있습니다.
환자의 의식상태는 혈청 삼투질 농도와 밀접한 관계가 있습니다. 수액 투여량은 탈수정도, 혈압, 환자연령, 체중, 심혈관계기능 상태 등에 의해 결정되며 치료 개시 후 몇 시간 동안의 수분 보충이 중요합니다.
치료 시작 후 첫 한 시간 동안 1,000～2,000ml(15～30ml/kg/시간)를 투여하고 그 다음 두 시간 동안에는 시간당 1,000ml(10～20ml/kg/시간)를 투여하며, 그 후에는 시간당 500～1,000ml의 속도로 계속 투여하여 혈장 유효 삼투질 농도가320mOsm/L이하, 혈당치가 200～250mg/dL가 될 때까지 충분하게 투여합니다.
전해질의 소실은 나트륨이 5～13mEq/kg으로 평균 7.0mEq/kg, 염소가 3～7mEq/kg으로 평균 5.0mEq/kg이며, 칼륨은 5～15mEq/kg으로 평균 10mEq/kg정도로 당뇨병성 케톤산증에서보다 많이 소실됩니다.
그 외에 인(phosphorus)이 70～140mEq, 칼슘이 50～100mEq, 마그네슘이 50～100mEq정도로 소실됩니다.
마그네슘은 흔히 칼륨과 같이 소실되는 경향이 있으며 결핍 시 나타나는 증상도 거의 유사합니다.
마그네슘의 심한 결핍 시 2% 황산 마그네슘 용액 500ml을 6시간에 걸쳐 정맥으로 주입해 주는데 마그네슘은 조절상태가 불량한 당뇨병에서 부정맥의 예방효과, 항혈소판 작용 및 칼륨의 소실을 예방하는 효과 등의 유용한 작용이 있으며 간편하고 안전하게 투여 가능할 수 있으므로 신부전증이나 고마그네슘혈증이 없는 거의 모든 고삼투압성 비케톤성 당뇨병 환자에게 사용되고 있습니다.
치료 시작 후 약 4～12시간 후 대부분의 환자에서 칼륨결핍이 나타나게 되며 신경 근육의 운동장애, 장운동의 저하, 심전도이상 등의 여러 증상이 나타나고 심한 경우 심정지와 호흡마비가 초래됩니다.
칼륨보충은 혈액 내 칼륨치를 정상으로 유지하기 위해 치료초기부터 보충해 주어야 하며, 요량이 적절히 유지되고, 심전도 검사에서 고칼륨혈증의 소견이 보이지 않으면, 혈청 칼륨치가 5.0mEq/L 이하일 때는 투여하는 것이 좋습니다.
혈청 칼륨치에 따른 투여량의 변화는 칼륨치가 4.0～5.0mEq/L이면 시간당 20mEq를, 4.0mEq/L이하이면 시간당 30～40mEq를 두 시간동안 투여한 후 혈청 칼륨치를 측정하여야 하고 심전도 검사를 시행하여 경과를 관찰합니다.
3.0mEq/L 미만일 경우에는 60mEq를 첫 한 시간 동안 투여한 후 혈청 칼륨치와 심전도 검사 결과에 따라 투여량을 조절합니다. 당뇨병성 신증이 있는 경우에는 신세뇨관성 산증(renal tubular acidosis)이 잘 동반되고, 혈액내 칼륨치가 높은 경우가 많으므로 칼륨공급에는 주의가 필요합니다. 치료에 사용되는 칼륨은 초산염이나 인산염의 형태가 좋다.
10. 합병증
합병증으로 혈전증, 파종성 혈관내 응고(DIC), 위 내용물의 흡인 등이 발생할 수 있고 드물게 성인성 호흡곤란증후군, 뇌부종, 신부전증, 췌장염등이 나타날 수 있습니다.
뇌부종은 당뇨병성 케톤산증에서 더욱 흔히 나타나며, 환자가 어릴수록 발생율이 높습니다. 당뇨병성 케톤산증 환자에서
뇌부종은Na+/H+ 교환기전의 활성화에 의해 유발되며 이는 pH변화에 영향을 받으며 세포외액의 pH 변화에 따른 활성화
로 세포바깥의 Na+ 이 H+와 교환되어 세포내로 이동하여 세포가 팽창되고 부종이 발생되며 인슐린도 이 기전의 활성화
를 촉진하는 작용이 있습니다.
예후를 예견할 수 있는 중요한 지표는 환자의 연령입니다.
환자의 연령이 높을수록, 혈액내요소질소(blood urea nitrogen, BUN)치가 높을수록, 혈장삼투질 농도 및 나트륨 농도가 높을수록 예후가 나쁘며 사망율은 10～17%정도로 보고되고 있습니다.