Zaburzenia czynności ośrodkowego układu nerwowego

Zaburzenia świadomości, jakie występują w śpiączce ketonowej, a także w okresie ustępowania typowych dla tego stanu nieprawidłowości metabolicznych, rozpatruje się pod kątem wpływu: 1) kwasicy oraz 2) zmian molalności płynu zewnątrzkomórkowego. Wpływ kwasicy na czynność ośrodkowego układu nerwowego jest ciągle niejasny i ze znanych mechanizmów w rachubę wchodzi zmiana pH płynu mózgowo-rdzeniowego oraz ograniczenie podaży tlenu (hipoksja mózgu). Zmniejszenie pH krwi powoduje — wobec szybszego przenikania CO2 niż wodorowęglanu przez barierę krew-mózg — paradoksalny wzrost pH płynu mózgowo-rdzeniowego, nawet jeżeli stężenie wodorowęglanu w tym ostatnim się zmniejszy. Odwrotnie, w okresie skutecznego leczenia zbyt gwałtowny wzrost we krwi pociąga za sobą zmniejszenie pH płynu mózgowo-rdzeniowego. Ograniczenie w dopływie tlenu do ośrodkowego układu nerwowego jest wynikiem zmniejszenia wytwarzania w krwinkach czerwonych 2,3-difosfoglicerynianu (2,3-DPG). W kwasicy krzywa dysocjacji oksyhemoglobiny ulega przesunięciu w prawo, co ułatwia pobieranie tlenu przez tkanki. Wobec jednak zahamowania glikolizy w krwinkach czerwonych wskutek zmniejszenia podaży 2,3-DPG wiązanie tlenu przez hemoglobinę staje się silniejsze, w związku z czym krzywa dysocjacji oksyhemoglobiny wraca na powrót na pierwotne miejsce, lub nawet ulega przesunięciu bardziej w lewo (p. ryc. 26). Występuje to szczególnie wyraźnie w razie intensywnej alkalizacji i zbyt szybkiego wzrostu pH krwi, gdyż przywrócenie prawidłowej przemiany glukozy i zwiększenie wytwarzania 2,3-DPG następują wolniej. Przytoczone wyżej mechanizmy tłumaczą zatem bardziej zaburzenia czynności ośrodkowego układu nerwowego w okresie leczenia śpiączki niż na jej początku. Można co najwyżej przypuszczać, że sama kwasica lub związki ketonowe, które przenikają przez barierę krew-mózg i mogą być zużytkowane przez ośrodkowy układ nerwowy, w bardzo dużych stężeniach działają toksycznie i powodują wystąpienie zaburzeń świadomości. Do zaburzeń świadomości w śpiączce ketonowej przyczyniają się zapewne także zmiany molalności krwi spowodowane znaczną hiperglikemią. Te zaburzenia korelują bowiem, także w tej postaci śpiączki, bardziej ze wzrostem molalności niż ze zmniejszeniem pH krwi. W przeciwieństwie do innych tkanek mózg jest bardziej odporny na molalny wpływ hiperglikemii wskutek obecności i tworzenia się w jego komórkach tzw. samorodnych, dotąd nie zidentyfikowanych cząsteczek osmotycznie czynnych („idiogenic particles”), które utrzymują prawidłową dystrybucję wody między przestrzenią zewnątrz- i wewnątrzkomórkową w tym narządzie. Ten mechanizm zawodzi jednak w razie bardzo dużego stężenia glukozy w przestrzeni zewnątrzkomórkowej. „Samorodne” cząsteczki osmotycznie czynne nabierają szczególnie patogennego znaczenia w okresie leczenia śpiączki cukrzycowej: w razie zbyt gwałtownego zmniejszenia glikemii powodują napływ wody do komórek mózgu i jego obrzęk. Do wystąpienia tego powikłania przyczynia się prawdopodobnie także sama insulina, bowiem w badaniach doświadczalnych wykazano, że usuwanie glukozy z krwi drogą dializy nie wywołuje obrzęku mózgu.