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(圖3)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
由圖3可知脂肪酸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 comaDKAC)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23-二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23-二磷酸甘油酸(23-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