一、病因
任何能引起體內胰島素絕對或相對不足的因素，都可能引起酮癥酸中毒的發生，常見的誘因如下：
1、感染是常見的誘因，多為急性感染或慢性感染急性發作，有全身性感染、肺炎、敗血癥、胃腸道急性感染、急性胰腺炎、腎盂腎炎、化膿性皮膚感染等。
2.急性心肌梗死、中風、手術、精神緊張等引起應激狀態時。
3.胃腸道疾病引起嘔吐、腹瀉、厭食，導致重度失水和進食不足。
4.胰島素劑量不足或原使用胰島素治療的患者突然中斷使用。
5.妊娠和分娩。
6.對胰島素產生了抗藥性。
7.過多進食含脂肪多的食物、飲酒過度或過度限制進食糖類食物(每天小于100克)。
8.其他不明因素約占10%~30%。
二、發病原因
誘發DKA的主要原因主要為感染、飲食或治療不當及各種應激因素。未經治療、病情進展急劇的1型糖尿病病人，尤其是兒童或青少年，DKA可作為首發癥就診。
1.急性感染
是DKA的重要誘因，包括呼吸系統、泌尿系統及皮膚感染常見，且以冬春季發病率較高。急性感染又可是DKA的合并癥，與DKA互為因果，形成惡性循環，更增加診治的復雜性。
2.治療不當
如中斷藥物(尤其是胰島素)治療、藥量不足及抗藥性產生等。尤其是1型糖尿病病人停用或減少胰島素治療劑量，常可引起DKA。2型糖尿病病人長期大量服用苯乙雙胍，尤其肝、腎功能不佳時易誘發DKA;也有報道大劑量噻嗪類利尿劑誘發者。近年來，有些患者輕信并無確切療效的治療手段或“藥物”，放棄了科學的公認的正規治療方案，尤其是1型糖尿病患者，甚至停用了胰島素，更易誘發DKA。
3.飲食失控和(或)胃腸道疾病
如飲食過量、過甜(含糖過多)或不足，酗酒，或嘔吐、腹瀉等，均可加重代謝紊亂而誘發DKA。
4.其他應激
諸如嚴重外傷、麻醉、手術、妊娠、分娩、精神刺激以及心肌梗死或腦血管意外等情況。由于應激造成的升糖激素水平的升高，交感神經系統興奮性的增加，加之飲食失調，均易誘發酮癥酸中毒。
三、發病機制
DKA發病的基本環節是由于胰島素缺乏和胰島素反調節激素(即升糖激素)增加，導致糖代謝障礙，血糖不能正常利用，結果血糖增高，脂肪分解增加，血酮增多和繼發代謝性酸中毒與水、電解質平衡紊亂等一系列改變。升糖激素包括胰高糖素、腎上腺素、糖皮質激素和生長激素，其中，胰高糖素的作用最強。胰高糖素分泌過多是引起DKA發病的主要因素。由于胰島素及升糖激素分泌雙重障礙，患者體內葡萄糖運轉載體功能降低，糖原合成與糖的利用率下降，糖原分解及糖異生加強，血糖顯著增高。同時，由于脂肪代謝紊亂，游離脂肪酸水平增加，給酮體的產生提供了大量前體，最終形成了酮癥酸中毒。
DKA時，機體發生的病理生理變化主要表現在以下幾方面：
1.高血糖
DKA患者的血糖多呈中等程度的升高，常為300～500mg/dl，除非發生腎功能不全，否則多不超過500mg/dl。造成患者高血糖的原因包括胰島素分泌能力的下降，機體對胰島素反應性降低，升糖激素分泌增多，以及脫水、血液濃縮等因素。
高血糖對機體的影響包括：
①影響細胞外液滲透區，一般血糖每升高5.6mmol/L (100mg/dl)血漿滲透壓相應升高5.5mmol/L(5.5mOsm/kg)，細胞外液高滲引起細胞內液向細胞外移動，細胞脫水，而細胞脫水將導致相應器官的功能障礙。
②引起滲透性利尿，DKA時增高的血糖由腎小球濾過可比正常的5.5～11.1mmol/(L·min)要高5～10倍，而近端小管回收糖的最大能力為16.7～27.8mmol/(L·min)，多余的糖由腎臟排出的同時，帶走水分和電解質，進一步導致水鹽代謝紊亂。
2.酮癥和(或)酸中毒
(1)酮體的組成和代謝：
酮體是脂肪β氧化不完全的產物，包括乙酰乙酸、β-羥丁酸和丙酮3種組分。其中乙酰乙酸為強有機酸，能與酮體粉發生顯色反應;β-羥丁酸為乙酰乙酸還原產物，亦為強有機酸，在酮體中含量最大，約占酮體總量的70%;丙酮則為乙酰乙酸脫羧產物，量最少，呈中性，無腎閾，可從呼吸道排出。正常人血酮體不超過10mg/dl，酮癥酸中毒時可升高50～100倍，尿酮陽性。
脂肪酸β氧化的產物乙酰CoA，既是酮體的前身物，又是酮體消除的必然途徑，乙酰CoA是與糖代謝的產物草酰乙酸結合形成檸檬酸，然后進入三羧酸循環而被利用的，如無充足的糖代謝產物草酰乙酸，酮體的消除即出現障礙。
(2)脂肪分解增加：
DKA病人脂肪酸分解的主要原因包括胰島素嚴重缺乏不能抑制脂肪分解，糖利用障礙，機體代償性脂肪動員增加;以及DKA時生長激素，胰高糖素和皮質醇等促進脂肪分解的激素增加等因素所致。
(3)高酮血癥：
DKA病人脂肪分解增加，產生大量的游離脂肪酸和甘油三酯，大量游離脂肪酸在肝內經β-氧化及與輔酶A(CoA)和ATP耦聯形成乙酰CoA，大量乙酰CoA使肝內產生的酮體增加，超過正常周圍組織氧化的能力而引起高酮血癥。
(4)酸血癥和酮癥酸中毒：
酮體中的β-羥丁酸和乙酰乙酸都是強酸，血酮增高使血中有機酸濃度增高(正常的6mmol/L)，同時大量有機酸從腎臟排出時，除很少量呈游離狀態或被腎小管泌[H]中和排除外，大部分與體內堿基結合成鹽而排除，造成體內堿儲備大量丟失而致酸中毒，當血pH值降至7.2時可出現典型的酸中毒呼吸(Kussmaul呼吸)，pH值<7.0時可致中樞麻痹或嚴重的肌無力甚至死亡，另外酸血癥影響氧自血紅蛋白解離導致組織缺氧，加重全身狀態的惡化。
DKA時知覺程度的變化范圍很大，不論其意識狀態為半清醒或昏迷，當血漿HCO-3≤9.0mmol/L時，有人認為均可視之為糖尿病酮癥酸中毒昏迷(diabetic ketoacidosis and coma，DKAC)。當血HCO-3降5.0mmol/L以下時，則預后極為嚴重。
3.脫水
DKA時血糖明顯升高，同時大量酸根產生，滲透性利尿及排酸失水，加上呼吸深快失水和可能伴有的嘔吐、腹瀉引起的消化道失水等因素，均可導致脫水的發生。脫水的原因有：①高血糖引起的滲透性利尿;②蛋白質和脂肪分解增加，大量酸性代謝物排出時帶走水分;③病人入水量不足，特別是老年病人。脫水引起血容量不足，血壓下降甚至循環衰竭等嚴重后果。
4.電解質紊亂
DKA時，由于滲透性利尿，攝入減少及嘔吐，細胞內外水分轉移入血、血液濃縮等均可導致電解質紊亂，臨床上所測血中電解質水平可高、可低，也可正常。DKA時血Na 無固定改變，一般正常或減低，早期由于細胞內液外移可引起稀釋性低Na ，一般血糖每升高5.6mmol/L，血Na 可下降2.7mmol/L，進而可因利尿和酮體排出而致血Na 丟失增加，但如失水超過失Na 時也可致血Na 增高。血K 多降低，盡管由DKA時組織分解增加和大量細胞內K 外移以致測血K 值并不低，但其總體鉀仍低，因為：
①滲透性利尿引起大量K 丟失;
②DKA時腎小管的泌[H]和制[NH4]功能受損，腎小管內Na -K 交換增加;
③嘔吐和攝入量不足。因此，DKA病人只要腎功能無損害，治療時均需補鉀。
DKA時由于細胞分解代謝量增加，磷的丟失亦增加，臨床上可出現低磷血癥。近年特別注意DKA病人由于細胞分解增加，磷在細胞內的有機結合會破壞，磷自細胞釋放出來由尿排出，約11% DKA病人血磷低，缺磷可致紅細胞2，3-二磷酸甘油減少，而影響氧自血紅蛋白解離引起組織缺氧。
此外，還應注意DKA時，由于血脂水平增高，可造成水溶性電解質成分(如血鈉)呈現假性降低。
5.組織缺氧
DKA時帶氧系統失常。高血糖致紅細胞內糖化血紅蛋白(GHb)含量增多，增強血紅蛋白與氧的親和力;缺磷時細胞內2，3-二磷酸甘油酸(2，3-DPG)降低，使血氧解離曲線左移。兩者均導致氧釋放減少，造成組織缺氧。但由于Bohr效應，即酸中毒時pH值下降，使血紅蛋白與氧親和力下降，而又可使組織缺氧在某種程度得到改善。
