Cetoacidoza diabetica – fiziopatologie

Cetoacidoza diabetica se produce asa cum am mai spus intr-un articol precedent din cauza deficitului absolut sau sever de insulina. Insa deficitul de insulina nu reprezinta decat factorul declansator al intregului proces, cresterea glicemiei la cote alarmante are la baza mult mai multe mecanisme generate in general de homonii de contrareglare.

Hormonii de contrareglare interpreteaza foamea de glucoza de la nivel tisular ca o hipoglicemie, asadar declanseaza procese menite sa creasca glicemia. Printre nenumaratele mecanisme se numara si lipoliza, dar si proteoliza, fenomene in urma carora rezulta acizi grasi si corpi cetonici. Pe langa rolul de a introduce glucoza in celule, insulina are si rol anticetogenetic, lipsa ei neputand contracara aceasta acumulare.

Hormonii de contrareglare sunt:

• glucagonul:
  • stimuleaza glicogenoliza hepatica;
  • stimuleaza gluconeogeneza hepatica.
• catecolaminele (adrenalina si noradrenalina):
  • reduc utilizarea glucozei in periferie;
  • cresc glicogenoliza hepatica;
  • cresc gluconeogeneza hepatica si renala;
  • stimuleaza lipoliza ce produce glicerol, substratul necesar pentru gluconeogeneza hepatica;
  • stimuleaza proteoliza, in urma careia rezulta aminoacizi esentiali ca alanina pentru gluconeogeneza hepatica si glutamina pentru gluconeogeneza renala.
• hormonul de crestere:
  • inhiba captarea glucozei in periferie;
  • stimuleaza adipoliza de la nivelul tesutului adipos;
  • stimuleaza gluconeogeneza hepatica.
• cortizolul:
  • stimuleaza adipoliza;
  • stimuleaza gluconeogeneza hepatica.

CETOACIDOZA DIABETICA – FIZIOPATOLOGIE

1. HIPERGLICEMIA

Hiperglicemia apare asa cum am aratat si mai sus prin deficitul absolut sau sever de insulina, dar si prin actiunea hormonilor de contrareglare a caror actiune in masa determina:

• cresterea glicogenolizei hepatice;
• cresterea gluconeogenezei hepatice si renale;
• stimularea lipolizei;
• stimularea proteolizei;
• scaderea captarii glucozei in periferie.

2. CRESTEREA CONCENTRATIEI CORPILOR CETONICI IN SANGE

Corpii cetonici iau nastere datorita actiunii catecolaminelor (adrenalina si noradrenalina), dar si a hormonului de crestere si a cortizolului. Acesti hormoni de contrareglare stimuleaza lipoliza de la nivelul tesutului adipos.

In urma lipolizei rezulta acizi grasi liberi din care iau nastere mai departe corpii cetonici:

• acidul aceto-acetic;
• acidul beta-hidroxibutiric;
• acetona.

Acidul aceto-acetic si acidul beta-hidroxibutiric nu sunt volatili, insa acetona este, iar de aici vine halena acetonemica prezenta in cetoacidoza diabetica.

Intr-o prima faza, in urma sesizarii acidifierii sanguine, sistemele tampon intervin pentru a reduce nivelul pH-ului la normal. Curand insa sistemele tampon vor fi epuizate, iar contracararea acidozei de catre organism fara ajutor din exterior va fi imposibila.

Corpii cetonici se vor acumula in sange si vor continua scaderea pH-ului la un nivel deosebit de periculos. Circuitul sanguin va abunda in ioni de hidrogen liberi ce vor produce un mediu acid si se vor lega de orice componenta disponibila.

Pentru a elimina corpii cetonici ce au depasit capacitatea de metabolizare a organismului, se produce eliminarea lor prin urina, iar de aici rezulta prezenta corpilor cetonici in urina, situatie ce poarta denumirea de cetonurie.

3. ACIDOZA

Acidoza nu reprezinta nimic altceva decat consecinta acumularii corpilor cetonici in sange. Sistemele tampon ce puteau face fata la inceput, sunt acum depasite. PH-ul sanguin scade, la fel si bicarbonatul.

Acidoza reprezinta cresterea ionilor de hidrogen peste limita considerata normala. Reglarea cantitatii de hidrogen este extrem de importanta pentru buna functionare a organismului, intrucat hidrogenul in cantitati crescute poate afecta proteinele, dar si enzimele. Odata afectate acestea nu isi mai pot indeplini rolul extrem de crucial pe care il au in organism.

Mentinerea unui nivel normal de ioni de hidrogen se face cu ajutorul:

• sistemelor tampon;
• rinichilor;
• amoniacului.

SISTEMELE TAMPON

Cel mai important sistem tampon extracelular este reprezentat de bicarbonat. Bicarbonatul poate controla ventilatia si poate reduce presiunea partiala a dioxidului de carbon, reusind in acest fel sa reduca starea de acidoza. Functia acestui sistem este reprezentata de reactia:

• H2O + CO2 = H2CO3 = H + +HCO3-

In cazul cetoacidozei se acumuleaza acid in corp, aici intervine gruparea +HCO3- care leaga ionii de hidrogen pentru a forma acidul carbonic, asadar reactia de mai sus evolueaza spre stanga. Acidul carbonic format va duce in continuare la formarea de apa si dioxid de carbon. CO2 va fi eliminat prin plamani, iar +HCO3- consumat de reactie va fi asigurat de rinichi.

CONTROLUL RENAL

Acizii sunt adusi zilnic in corp prin alimentatie. Exista mai multe tipuri de acizi:

• acizii volatili: acidul carbonic;
• acizii nevolatili: acidul sulfuric, acidul fosforic.

Prin metabolizarea carbohidratilor si a grasimilor alimentare, rezulta dioxid de carbon, a carui acumulare este impiedicata prin eliminarea pulmonara. In cazul in care CO2 nu se poate elimina din cauza diferitelor patologii, apare acidoza respiratorie. Prin metabolizarea proteinelor si a fosfatilor alimentari rezulta acizi nevolatili care sunt tamponati de sistemele tampon sau mai bine zis de sistemul bicarbonat si care se pot acumula.

Rinichiul intervine astfel din doua procese diferite pentru a mentine pH-ul la un nivel normal:

• absoarbe prin tubul proximal +HCO3-;
• excreta prin tubul colector incarcatura de ioni de hidrogen.

AMONIACUL

Reprezinta unul din cele mai importante sisteme tampon prin urina, iar reactia prin care actioneaza este cea de mai jos:

• NH3 + H+ = NH4+

Amoniacul este sintetizat la nivel renal, iar cantitatea de amoniac poate fi marita pentru a face fata cererii.

4. TULBURARILE HIDROELECTROLITICE

Tulburarile hidroelectrolitice reprezinta deficitele la nivelul ionilor existenti in sange si anume:

• Na unde se observa o scadere de 7-10 mmol/kg;
• Cl unde se observa o scadere de 3-5 mmol/kg;
• K unde se observa o scadere de 3-5 mmol/kg;
• PO4 cu o scadere de 5-7 mmol/kg;
• Mg cu o scadere de 1-2 mmol/kg;
• Ca cu o scadere de 1-2 mmol/kg.

Tulburarile hidroelectrolitice, trebuie avute in vedere la instituirea tratamentului si trebuiesc contracarate, ele sunt consecutive:

• hiperglicemiei;
• hipercetonemiei;
• diurezei osmotice induse de glicozurie si cetonurie.

Deseamenea corpii cetonici acumulati (mai ales acidul beta-hidroxibutiric) induc:

• greturi;
• varsaturi.

In urma varsaturilor dezechilibrul hidroelectrolitic se agraveaza, fiind cunoscut faptul ca in cetoacidoza diabetica exista un deficit hidric de circa 100 ml/kg greutate corporala, in medie 6-8 litri.

5. DISLIPIDEMIA

Odata cu stimularea lipolizei pentru obtinerea glicerolului necesar pentru gluconeogeneza hepatica, se elibereaza in circulatia sanguina atat acizii grasi de care am discutat, dar si monozaharide.

De retinut ca prin lipoliza de la nivelul tesutului adipos organismul scoate in circulatie toate rezervele de energie pe care le are. Revenind mentionam ca lipoliza da nastere la:

• glicerol;
• acizi grasi liberi:
  • acidul aceto-acetic;
  • acidul beta-hidroxibutiric;
  • acetona.
• monozaharide.

Monozaridele sunt transportate la ficat si convertite in trigliceride. Trigliceridele intra in constitutia VLDL (80%) si LDL (15%), asadar serul va deveni extrem de gras, cu o osmolaritate in crestere. In urma acestei situatii pot aparea, in cazul in care nu se intervine prompt, diferite situatii de urgenta: infarct miocardic acut, trombembolism pulmonar etc.

VLDL reprezinta o forma de colesterol extrem de periculoasa cu o densitate extrem de scazuta si care adera foarte rapid de peretele arterelor.

6. ALTE PERTURBARI

Pe langa toate elementele descrise anterior, apar si alte mecanisme pe care le mentionam in cele ce urmeaza:

• accentuarea stresului oxidativ;
• cresterea nivelurilor plasmatice ale citokinelor proinflamatorii:
  • IL-6;
  • TNFalfa.
• cresterea nivelurilor plasmatice PAI-1 (inhibitor al activatorului de plasminogen). Un nivel crescut de PAI-1 in sange este legat de ateroscleroza si tromboza;
• cresterea nivelurilor de proteina C reactiva;
• stimularea lipoperoxidarii;
• scaderea adiponectinei. Adiponectina reprezinta un hormon secretat de adipocite cu efect antiaterogenic, antiinflamator si cardioprotectiv. Adiponectina are deasemenea rol in reglarea sensibilitatii la insulina.