케톤체 (ketone body) 정상 수치 참고 범위 (당뇨병성 케톤산증 diabetic ketoacidosis) (케톤뇨) (β-hydroxybutyrate) 검사, 증가/검출 의미

케톤체 (ketone body)의 역할

정상적인 탄수화물 대사 상태에서는 혈액, 소변에서 케톤체 (ketone body)가 검출되지 않아야 합니다.

케톤증은 지방조직, 간의 변화로 인해 발생합니다.

케톤체 형성에 가장 중요한 물질은 저장 지방에서 생성되는 유리지방산입니다.

정상적인 상태에서는 긴사슬 유리산이 간으로 흡수되어 중성지방산으로 재에스테르화 된 후에 다시 간에 저장되거나 VLDL에 포함되어 혈장으로 운반됩니다.

탄수화물을 이용할 수 없는 상황에서 뇌의 에너지원은 케톤체가 공급합니다.

3일간 공복이라면 신체 에너지 요구량의 30~40%를 케톤체가 담당하게 됩니다.

당뇨병에서의 케톤체

조절되지 않는 당뇨에서는 인슐린 농도가 낮아서 지방 분해는 증가하고 재에스테르화는 감소하여 혈장 내 유리지방산이 증가합니다.

글루카곤 대 인슐린 비 (glucagon/insulin ratio)가 증가하여 간에서 지방산 산화가 증가합니다.

게다가 증가된 역조절호르몬도 지방 분해, 간에서 케톤 생성을 증가시킵니다.

결과적으로 간에서 케톤 생산 증가, 말초조직 대사 감소로 인해 혈중 acetoacetate가 축적되게 됩니다.

이 중 대부분은 β-hydroxybutyrate가 되고 소량은 자연적인 decarboxylation에 의해 acetone이 됩니다.

위 3종류의 케톤체 (ketone body)는 세포의 산화-환원 (oxidation-reduction) 상태에 따라 다양한 비율로 혈액 내에 존재합니다.

건강한 사람의 혈중에는 β-hydroxybutyrate와 acetoacetate가 거의 같은 농도로 존재하고 케톤체의 대부분을 차지하며 acetone은 소량만 존재합니다.

심한 당뇨병 환자에서는 β-hydroxybutyrate 생성을 돕는 NADH가 증가하여 β-hydroxybutyrate/acetoacetate 비가 6:1까지 높아질 수 있습니다.

케톤체가 증가하는 경우

케톤체 (ketone body)가 과다 형성되면 혈중 농도와 요중 배설 모두 증가합니다 (케톤혈증, 케톤뇨증).

케톤체의 증가는 탄수화물의 가용성이 감소된 경우 (기아, 잦은 구토), 탄수화물의 이용이 감소한 경우 (당뇨병, von Gierke's disease, 알칼리증) 등에서 관찰됩니다.

고지방, 저탄수화물 식사는 케톤을 생성하여 혈중 케톤체를 증가시킬 수 있습니다.

당뇨병과 알코올은 성인에서 케톤산증의 가장 흔한 원인입니다. (diabetic ketoacidosis, alcoholic ketoacidosis)

Isoprypyl alcohol 섭취, salicylate 중독 등에서도 케톤산증이 관찰됩니다.

임신한 경우 약 30%에서 아침 첫 소변 케톤체가 양성일 수 있습니다.

케톤산증 검사, 추적관찰

당뇨성 케톤산증 치료 시에는 소변보다는 혈액에서 케톤체를 반정량으로 측정하는 것이 더 정확합니다.

당뇨병 (특히 제1형) 환자에서 혈당 조절이 잘 되고 있는지 감시하는 목적으로 소변 케톤체를 검사하는데, 이는 케톤체가 혈중 케톤 농도에 항상 비례하여 소변으로 배설되는 것은 아니지만 편리성 때문에 소변으로 검사하는 것입니다.

혈액, 소변의 케톤체 측정은 당뇨병성 케톤산증의 진단 및 추적관찰을 위해 필요합니다.

Ketone body (케톤체) 측정 방법

혈청 및 소변에서 3종류의 케톤체를 모두 검출하는 검사 방법은 없습니다.

Gerhardt's ferric chloride 검사: acetoacetate

Nitroprusside 검사: acetone보다 acetoacetate에 10배 민감

위 2가지 검사는 β-hydroxybutyrate는 검출할 수 없습니다.

Acetoacetate만 검출하는 케톤체 검사를 시행하면 모순된 결과가 나타날 수 있습니다.

처음에 케톤산증을 보이는 환자에서 검사 결과가 약양성이었다가, 치료 후에 β-hydroxybutyrate가 acetoacetate로 바뀌었는데, 케톤증이 악화된 것처럼 나타나게 됩니다.

전통적인 β-hydroxybutyrate 검사는, acetone, acetoacetate를 증발시켜 제거한 후 β-hydroxybutyrate를 산화시켜 acetoacetate를 측정하는 간접적인 방법입니다.

그 외 혈액 검체에서 직접 정량적으로 측정하는 효소법도 있습니다.

β-hydroxybutyrate 정상 수치 (참고 범위)

건강한 성인에서 하룻밤 공복 후 혈청 β-hydroxybutyrate 정상 수치 참고 범위는 0.21-2.81 mg/dL (0.02-0.27 mmol/L)입니다.

장시간 운동 후에는 혈중 케톤체가 증가하는데, 20 mg/dL (2 mmol/L)까지 증가할 수 있습니다.

당뇨병성 케톤산증 (diabetic ketoacidosis) 환자의 β-hydroxybutyrate 수치는 20 mg/dL (2 mmol/L) 이상입니다.