Publiziert am: 09.04.2022 Bitte beachten Sie v.a. beim therapeutischen Vorgehen das Erscheinungsdatum des Beitrags.

Definition, Epidemiologie und spezielle Pathophysiologie der akuten Ischämie der unteren Extremitäten

Verfasst von: Iris Baumgartner und Corinne Kohler

Die akute Extremitätenischämie (ALI) ist eine Reduktion der arteriellen Perfusion mit potenzieller Bedrohung der Extremität und einer Symptomdauer von bis zu 14 Tagen. Die (ALI) ist ein vaskulärer Notfall. Die Mortalitäts (10 %)- und Amputationsraten (6–8 %) während des stationären Aufenthaltes sind hoch. Die häufigsten Ursachen sind kardial embolisch oder ein lokal thrombotischer Verschluss (in-situ Thrombose). Die Differenzierung der dilatativ-aneurysmatischen Gefässkrankheit als Ursache der (ALI) ist wichtig, da sich die Therapie unterscheidet. Eine primär lebensbedrohliche Sonderform ist der akute Verschluss der Aorta abdominalis (Leriche Syndrom). Pathophysiologisch sind das Ausmass der Hypoxämie und die Dauer für die Entstehung von Gewebeuntergang prognostisch entscheidend. Der Grad der Gewebeschädigung hängt von der Reichweite des Kollateralzirkulation ab. Systemisch können komplizierend eine Rhabdomyolyse, akutes Nierenversagen sowie ein konsekutives Lungenödem hinzukommen.

Seitenanfang / Suche
Definition der akuten Ischämie der unteren Extremitäten
Epidemiologie der akuten Ischämie der unteren Extremitäten
Spezielle Pathophysiologie der akuten Ischämie

Definition der akuten Ischämie der unteren Extremitäten

Die akute Extremitätenischämie (ALI) ist eine Reduktion der arteriellen Perfusion mit potenzieller Bedrohung für das Überleben der Extremität (Björck et al. 2020). Definitionsgemäss ist die (ALI) eine symptomatische Reduktion der arteriellen Perfusion mit einer akuten Symptomdauer von bis zu 14 Tagen. Die (ALI) kann unbehandelt in eine subakute Ischämie bei einer mehr als 14 Tage bestehenden Anamnesedauer und in eine chronische Ischämie bei einer mehr als 4 Wochen dauernden Anamnese übergehen. Der klinische Verlauf der unbehandelten akuten Perfusionseinschränkung ist im Wesentlichen von der Entwicklung einer Kollateralzirkulation abhängig und kann im Spektrum von der chronisch kritischen Extremitätenischämie bis hin zum asymptomatischen Stadium reichen. Auch wenn sich Thromben und Thromboembolien, als häufigste Ursache der (ALI) , durch körpereigene Fibrinolysevorgänge auflösen können, so ist der Effekt auf kleinere Thrombusvolumina beschränkt, und die Auswirkung, im Vergleich zur Entwicklung von Kollateralen mit entsprechender Perfusionsverbesserung, eher gering. Im nachfolgenden wird explizit auf die diagnostischen und therapeutischen Entscheidungen im akuten Stadium eingegangen.

Epidemiologie der akuten Ischämie der unteren Extremitäten

Inzidenz und Prävalenz der (ALI) in der Allgemeinbevölkerung sind nicht genau bekannt. Historische Daten aus Schweden und dem Vereinigten Königreich weisen auf eine Inzidenz von 3 bis 14 Ereignissen pro 100.000 Personen pro Jahr bei > 80 Jährigen hin. In verschiedenen Übersichtsarbeiten wird die Inzidenz der (ALI) zwischen 9 bis 16 Fällen pro 100,000 Personen pro Jahr global angegeben (Creager et al. 2012; Davies et al. 1997; Dryjski und Swedenborg 1984). Es finden sich aber auch Analysen aus den USA in denen die Rate mit 23 bis 42 pro 100.000 Personen pro Jahr angegeben wird. Im Gegensatz dazu beträgt die Rate der wegen (ALI) behandelten Patienten in Gefässzentren mit 24/7 Service deutlich mehr als 10 % des Patientenaufkommens (Correia et al. 2020). Auch wenn die Zahl der stationären Aufnahmen aufgrund einer Medicare Analyse aus den USA in der Zeit von 1998 bis 2009 von 45,7 auf 26,0 pro 100.000 Einwohner abgenommen hat, so ist die Kenntnis des klinischen Bildes und der Behandlungsalgorithmen relevant für den Gefässspezialisten. In Gefässzentren ist ein hohes Mass an fachspezifischer Expertise und rascher Zugang zu einer breiten Palette von diagnostischen wie therapeutischen Möglichkeiten erforderlich. Die damit einhergehende, nachweislich verbessere Prognose für Patienten hat dazu geführt, dass vor allem Patienten mit akuten Gefässproblemen rasch in ausgewiesene Gefässzentren verlegt werden. Während des stationären Aufenthaltes zur Behandlung der (ALI) liegt die Mortalitätsrate, selbst bei zeitgerechter, spezialisierter Behandlung, um 10 %, und die Beinamputationsrate (major amputation) bei 6–8 %. Innerhalb eines Jahr nach akutem Ereignis beträgt die Mortalitätsrate dieser Patienten bis zu 40 % und die Beinamputationsrate 11–15 %. Dementsprechend sollten Patienten mit (ALI) auch im weiteren Verlauf nach der Krankenhausentlassung weiter fachärztlich betreut werden. Während der SARS-COVID-19 Pandemie hat sich der Anteil mit (ALI) notfallmässig gesehener Gefässpatienten, im Vergleich zu Patienten mit stabiler peripherer Verschlusskrankheit (PAVK), erhöht. Inwieweit die erhöhte Thrombogenizität und der mit der Viruserkrankung einhergehende Endothelschaden oder ein verändertes Patientenverhalten eine Rolle spielen, ist nicht ganz klar (Correia et al. 2020).

Lokoregionale Thrombusgeneration (in-situ Thrombose) auf der Grundlage einer meist arteriosklerotischen Gefässwandschädigung und Thromboembolien sind die häufigsten Ursachen der (ALI). Thromboembolien haben am häuftigsten eine kardiale Ursache (80–90 %). Hier stehen insbesondere das Vorhofflimmern, aber auch Embolien aus dem linken Vorhof, Klappenvitien, ein Herzwandaneurysma oder ein Herzinfarkt im Vordergrund. Nicht-kardiale Embolien (10–20 %) basieren meist auf arteriosklerotischen Plaquerupturen mit Thrombusfragmentierung und Dislokation von Thrombusanteilen in die distal gelegene Gefässstrombahn, Gefässaneurysmen und sehr selten Luft-, Fremdkörper oder Tumorembolien. Die Lokalisation von thromboembolischen Gefässverschlüssen ist klassischerweise an Engstellen und Gefässbifurkationen. Im Swedvasc Register, in dem 16.229 Patienten mit (ALI) analysiert wurden, waren die Ursachen in 43 % lokal thrombotischer (<acute-on-chronic disease> oder in-situ Thrombose auf der Basis einer meist vorbestehenden arteriosklerotischen Gefässwanderkrankung), in 53 % embolischer Genese, und in 3 % lag als Auslöser ein Poplitealaneurysma zugrunde (Grip et al. 2018). In der EUCLID (Examining Use of Ticagrelor in Peripheral Artery Disease) Studie in die 13.885 PAVK Patienten wurden, wurde im Verlauf eines mittleren Beobachtungszeitraums von 30 Monaten, eine Inzidenz der (ALI) von 1,7 % oder 0,8 Ereignisse pro 100 Patientenjahre gesehen (Hess et al. 2019). Eine dem Studieneinschluss vorausgehende Revaskularisation im Bereich der unteren Extremitäten, ein Vorhofflimmern zum Zeitpunkt des Einschlusses in die Studie und ein tiefer ankle brachial index (ABI) Wert, im Vergleich zum Mittelwert der in die Studie eingeschlossenen Patienten, waren mit einem erhöhten Risiko für (ALI) vergesellschaftet. Bereits diese beiden Studien zeigen, dass eine exakte Angabe der Ursachen für eine (ALI) nicht möglich ist, da die zugänglichen Literaturangaben vom Beobachtungskontext abhängen. In Abb. 1 findet sich eine für den klinischen Alltag einfach zugängliche Darstellung.

Abb. 1

Häufigste Ursachen der akuten Extremitätenischämie (Campbell et al. 1998; Norgren et al. 2007)

Seltenere Auslöser der (ALI) sind im Detail in der Tab. 1 aufgelistet und müssen in der Notfallsituation ebenfalls in Erwägung gezogen werden, da sich die therapeutischen Algorithmen ganz wesentlich unterscheiden können.

Tab. 1

Seltene Ursachen der akuten Extremitätenischämie (Björck et al. 2020)

• Dilatative Angiopathie und Gefässaneurysmen

• Gefässtrauma

• Dissektion

• Vaskulitis

• Popliteales Entrapment Syndrom

• Zystische Adventitiadegeneration

• Paradoxe Embolie

• Tumorembolie (fortgeschrittenes Tumorleiden)

• Fremdkörperembolisation (i.v. Medikamenten- oder Drogeninjektion)

• Thrombophilie

• Phlegmasia cerulea dolens

• „Low cardiac output“ Syndrome (e.g. Schock, Sepsis, präterminale Agonie, Kanülen zur extrakorporalen Herzunterstützung (Impella, extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO))

Eine primär lebensbedrohliche Sonderform ist die (ALI) bedingt durch einen Verschluss der Aorta abdominalis (Leriche Syndrom). Sie kann durch grosse Sattelembolien vom Herzen, durch Thrombose einer atherosklerotischen oder aneurysmatischen Aorta, eine Thrombophilie oder ein niedriges Herzzeitvolumen verursacht werden.

(ALI) bei Kindern ist selten, aber potenziell mit erhöhter Sterblichkeit, Verlust von Gliedmassen und dauerhafter Behinderung verbunden (Tab. 2; siehe Kap. „Gefäßerkrankungen im Kindesalter“). Die Diagnose wird in etwa 26 bis 85 von 100.000 pädiatrischen stationären Aufnahmen gestellt (Aboyans et al. 2018). Aufgrund der in Tab. 2 aufgeführten, von der Erwachsenenmedizin zu unterscheidenden Epidemiologie der (ALI) bei Kindern, können die Lehrmeinungen zum Vorgehen, wie in den nachfolgenden Kapiteln aufgeführt, nicht komplett auf Kinder übertragen werden. So zeigt die offene chirurgische Behandlung im Gegensatz zur (ALI) im Erwachsenalter in einer kürzlich publizierten Arbeit keinen Vorteil in Bezug auf Amputationsrate und Sterblichkeit im Krankenhaus (Lim et al. 2018). Der Behandlungsalgorithmus muss daher für jedes Kind individuell betrachtet werden und basiert im Wesentlichen auf der vorhandenen Expertise im Zentrum und Expertenmeinung.

Tab. 2

Ätiologie der akuten Extremitätenischämie und ungefähre relative Häufigkeit bei Kindern (Barmparas et al. 2010; Kayssi et al. 2018; Lim et al. 2018; Monagle et al. 2008; Rodriguez-Cruz et al. 2008)

Ätiologie	Häufigkeit (%)
Neugeborene und Kleinkinder
Intrauterine Kompression	<1
Angeborene Gerinnungsstörungen	1–2
Iatrogen	85–95
Katheterisierung: Umbilikalarterie
Katheterisierung: Femoralarterie
Embolisch (bedingt)	1–2
Malformation grosser Gefässe
Grössere Herzfehler
Idiopathisch	1–2
Jüngere Kinder
Iatrogen	20–50
Katheterisierung: Femoralarterie
Traumatisch (bedingt)	50–80
Penetrierendes Trauma
Stumpfes Trauma
Idiopathisch	<1

Akute Extremitätenischämie: Symptomatische Reduktion der arteriellen Perfusion mit einer Symptomdauer unter 14 Tagen

Spezielle Pathophysiologie der akuten Ischämie

Die akute Ischämie einer Extremität tritt in mehreren Stadien auf, wobei das Ausmass der Hypoxämie und die Dauer für die Entstehung von Gewebeuntergang prognostisch entscheidend sind. Bei der Anamnese von Patienten mit (ALI) spielt die Erfragung des zeitlichen Verlaufs eine wesentliche Rolle. Als akute Folge der Ischämie tritt zunächst ein reaktiver Vasospasmus mit initial massivsten Schmerzen v. a. bei embolischer Ursache auf. Distal des Verschlusses kommt es rasch zu einer maximalen Vasodilatation mit zusätzlicher Abnahme des postokklusiven Perfusionsdrucks. Gleichzeitig kommt es dabei oft zu einer vorübergehenden Regredienz der Schmerzen.

Unabhängig von der pathophysiologischen Ursache führen die Perfusionsminderung und der plötzliche Sauerstoffmangel im Gewebe zur Bildung freier Sauerstoffradikale, Anreicherung von toxischen Metaboliten durch mangelnden Abtransport sowie einer Entzündungsreaktion in Verbindung mit einem Ödem. Eine gestörte zelluläre Homöostase führt zu Endothelzellschäden und durch eine gestörte Zellwandintegrität kommt es zu Elektrolytverschiebungen sowie pH-Abfall mit Azidose. Je nach Gewebe besteht eine unterschiedliche Ischämietoleranz, bei deren Überschreiten es zu irreversibler Gewebeschädigung kommt. Hypoxie führt nach 1–2 Stunden zur Schädigung von Neuronen mit vermindertem Berührungs-, Druck- und Temperaturempfinden, gefolgt von einem zunehmenden Taubheitsgefühl der Haut und Lähmungen der Muskulatur. Ein irreversibler Muskelschaden ist nach 4–6 Stunden kompletter Ischämie zu erwarten (Simon et al. 2018). Myoglobin und Kreatinkinase sind bekannte Marker für einen Skelettmuskelschaden aufgrund von Ischämie und Rhabdomyolyse. Systemisch zirkulierendes Myoglobin präzipitiert in den Nierentubuli und führt bei Patienten mit schwer ischämischer Rhabdomyolyse zu einem Verlust der Nierenfunktion. Beim Bild der kompletten Ischämie mit völligem Verlust von Sensibilität und Motorik über die Dauer von mehr als 6 Stunden gilt, dass eine Revaskularisation nur noch mit Einschränkungen (chirurgischer Einsatz der extrakorporalen Kälteperfusion) erfolgen darf, da die Ausschwemmung von toxischen Metaboliten, Kalium und ein pH Abfall im Moment der Reperfusion zum Tod der Patienten führen kann. Ein kompletter Sensibilitätsverlust und Paralyse weisen grundsätzlich auf einen irreversiblen Gewebeschaden hin (Rutherford Stadium III, siehe Tab. 1, Kap. „Klinisches Bild und diagnostisches Vorgehen bei akuter Ischämie der unteren Extremitäten“). Eine Revaskularisation muss dann mit den Risiken der Reperfusion abgewogen werden.

Bei länger anhaltender, akuter (inkompletter) Ischämie kann es zu einem circulus vitiosus mit gestörter Fibrinolyse sowie erhöhter lokaler Thrombogenizität kommen, der zusammen mit der ischämiebedingten Endothelzellschädigung auch bei technisch erfolgreicher Revaskularisation der Makrozirkulation eine ausreichende Wiederherstellung der nutritiven Mikrozirkulation verunmöglicht. Das Phänomen der ausbleibenden Reperfusion wird auch als <no reflow phenomenon> bezeichnet und kommt durch das Zusammentreffen von verschiedenen Prozessen während der akuten Ischämie wie auch während der Reperfusion zustande (Abb. 2).

Abb. 2

Phänomen der ausbleibenden Reperfusion (no reflow phenomenon)

Das <no-reflow-phenomenon> kann trotz technisch erfolgreicher Revaskularisation der Makrozirkulation den Extremitätenerhalt verunmöglichen (Rezkalla und Kloner 2002).

Die Schwere der Hypoxämie wird neben dem Zeitfaktor ganz wesentlich von den Ursachen der Ischämie und der Kapazität des bestehenden Kollateralnetzwerks beeinflusst. Zu unterscheiden sind (1) akute arterielle Embolie, (2) akute Exazerbation einer chronischen Extremitätenischämie (<acute-on-chronic disease>, in-situ Thrombose), (3)iatrogene (ALI) nach Revaskularisation. Das nicht konditionierte Gefässbett mit einer anatomisch wenig ausgebildeten Kollateralzirkulation bei akuter Embolie zeigt in Abhängigkeit von der Lokalisation des Gefässverschlusses das am stärksten ausgeprägte klinische Bild der Gewebehypoxämie. Ein bereits bestehender Kollateralkreislauf bei vorbestehender Durchblutungseinschränkung, mit z. B. einer Claudicatio intermittens in der Vorgeschichte, wirkt sich dagegen günstig auf die Kompensationskapazität und die zeitliche Toleranz gegenüber einer Ischämie aus (siehe auch Kap. „Spezielle Pathophysiologie der PAVK“). Wichtig ist zwischen thrombo-embolischem Verschluss einer nicht-atherosklerotischen Arterie und einem Verschluss einer atherosklerotisch veränderten Arterie mit bereits entwickeltem Kollateralkreislauf zu unterschieden. Bei iatrogener (ALI) kommen häufig der gesetzte operative Gewebeschaden und chirurgisch wie endovaskulär möglicherweise verursachte Thromboembolien in die Peripherie hinzu. Die Variabilität des klinischen Bildes ist hier jedoch extrem heterogen.

Neben der direkt Hypoxie bedingten Gewebeschädigungen der (ALI) müssen die potenziellen Reperfusionsschäden unbedingt in den Behandlungsalgorithmus des Gefässspezialisten aufgenommen werden. Neben der bereits genannten quo ad vitam bedrohlichen 6-Stunden Grenze bei kompletter Ischämie, kann es bei der Reperfusion zu diversen weiteren Komplikationen kommen, die es gilt aufmerksam zu monitorisieren. Bei einer akuten Ischämie und insbesondere während der Reperfusionsphase führen Störungen der Membranintegrität zu veränderten intra- und extrazellulären Elektrolytspiegeln. Es kommt zu intra- wie extrazellulärer Azidose und zellulärer Degeneration sowie Flüssigkeitstransfer in das Gewebe mit Gewebeödemen. Gewebeödeme tragen aufgrund der verlängerten Diffusionsstrecke zu einer Verringerung des Sauerstoffaustausches bei. Durch das Anschwellen der Muskulatur wie Gewebeödem wird nicht nur die Muskulatur weiter geschädigt, sondern es können in anatomischen Problemzonen, wie der Anteriologe am Unterschenkel, Nerven und arterielle Gefässe zusätzlich komprimiert und irreversibel geschädigt werden.

Die zirkulierende Kreatinkinase wird auch als Marker für Ischämie-Reperfusionsschäden und Gefahr der Entwicklung eines Kompartmentsyndroms nach Revaskularisation herangezogen. Eine anatomische „remote-Komplikation“ während der Reperfusion ist die zusätzliche Schädigung der Niere. Die Pathophysiologie der sogenannten „Crush“-Niere beruht auf der Rhabdomyolyse, die aus ischämischen Muskelzellschädigung resultiert. Konsekutives Ausschwemmen und Zirkulation von Myoglobin führt zum Verschluss von Arteriolen in den Glomerula der Niere. Das Ergebnis ist ein akutes Nierenversagen, das durch das Ausbleiben der Urinproduktion angezeigt wird. Ein weiteres sehr anfälliges mesenchymales Organ ist die Lunge, die auf die im Rahmen der (ALI) entstehenden systematischen Entzündung mit erhöhter Gefässpermeabilität reagiert und so ein Lungenödem entstehen kann. Funktionell zeigt sich dies in einem gestörten Gasaustausch und einer verminderten Lungencompliance.

Unterschiede zwischen thrombo-embolischem Verschluss einer nicht-atherosklerotischen Arterie und einem Verschluss einer atherosklerotisch veränderten Arterie mit bereits entwickeltem Kollateralkreislauf

Literatur

Aboyans V, Ricco JB, Bartelink MEL, Björck M, Brodmann M, Cohnert T et al (2018) Editor’s Choice – 2017 ESC guidelines on the diagnosis and treatment of peripheral arterial diseases, in collaboration with the European Society for Vascular Surgery (ESVS). Eur J Vasc Endovasc Surg 55(3):305–368CrossRef

Barmparas G, Inaba K, Talving P, David JS, Lam L, Plurad D et al (2010) Pediatric vs adult vascular trauma: a national trauma databank review. J Pediatr Surg 45(7):1404–1412CrossRef

Björck M, Earnshaw JJ, Acosta S, Bastos Gonçalves F, Cochennec F, Debus ES et al (2020) Editor’s Choice – European Society for Vascular Surgery (ESVS) 2020 clinical practice guidelines on the management of acute limb ischaemia. Eur J Vasc Endovasc Surg 59(2):173–218CrossRef

Campbell WB, Ridler BM, Szymanska TH (1998) Current management of acute leg ischemia: results of an audit by the Vascular Surgical Society of Great Britain and Ireland. Br J Surg 85(11):1498–1503CrossRef

Correia M, Constancio V, Silva JC, Lima P, Moreira M, Antunes LF et al (2020) Is there an impact of COVID-19 on admission of patients to the emergency department for vascular surgery? Ann Vasc Surg 69:100–104CrossRef

Creager MA, Kaufman JA, Conte MS (2012) Clinical practice. Acute limb ischemia. N Engl J Med 366(23):2198–2206CrossRef

Davies B, Braithwaite BD, Birch PA, Poskitt KR, Heather BP, Earnshaw JJ (1997) Acute leg ischemia in Gloucestershire. Br J Surg 84(4):504–508PubMed

Dryjski M, Swedenborg J (1984) Acute ischemia of the extremities in a metropolitan area during one year. J Cardiovasc Surg 25(6):518–522

Grip O, Wanhainen A, Michaëlsson K, Lindhagen L, Björck M (2018) Open or endovascular revascularization in the treatment of acute lower limb ischaemia. Br J Surg 105(12):1598–1606CrossRef

Hess CN, Huang Z, Patel MR, Baumgartner I, Berger JS, Blomster JI et al (2019) Acute limb ischemia in peripheral artery disease. Circulation 140(7):556–565CrossRef

Kayssi A, Metias M, Langer JC, Roche-Nagle G, Zani A, Forbes TL et al (2018) The spectrum and management of noniatrogenic vascular trauma in the pediatric population. J Pediatr Surg 53(4):771–774CrossRef

Lim S, Javorski MJ, Halandras PM, Kuo PC, Aulivola B, Crisostomo P (2018) Epidemiology, treatment, and outcomes of acute limb ischemia in the pediatric population. J Vasc Surg 68(1):182–188CrossRef

Monagle P, Newall F, Barnes C, Savoia H, Campbell J, Wallace T et al (2008) Arterial thromboembolic disease: a single-centre case series study. J Paediatr Child Health 44(1–2):28–32PubMed

Norgren L, Hiatt WR, Dormandy JA, Nehler MR, Harris KA, Fowkes FGR et al (2007) Inter-society consensus for the management of peripheral arterial disease (TASC II). J Vasc Surg 45(Suppl):S5–S67CrossRef

Rezkalla SH, Kloner RA (2002) No-reflow phenomenon. Circulation 105(5):656–662CrossRef

Rodriguez-Cruz E, Matos-Hernandez N, Montanez-Leduc AJS (2008) Catheter-directed thrombolysis and percutaneous thrombectomy for acute arterial ischemia in children. Vasc Dis Manag 5:2

Simon F, Oberhuber A, Floros N, Busch A, Wagenhäuser MU, Schelzig H et al (2018) Acute limb ischemia-much more than just a lack of oxygen. IJMS 19(2):374CrossRef

Erweiterte Suche

Suchoperatoren:

Springer Medizin