Reperfusionsschaden

Ein Reperfusionsschaden ist die paradoxe Gewebeschädigung, die auftreten kann, wenn die Blutzufuhr zu einem Organ nach einer Ischämieperiode wiederhergestellt wird. Obwohl die Reperfusion notwendig ist, um ischämisches Gewebe zu retten, kann die plötzliche Rückkehr von Sauerstoff und die dadurch ausgelösten entzündlichen und biochemischen Ereignisse die Zellschädigung über das Ausmaß hinaus erweitern, das allein durch die Ischämie verursacht wurde.

Definition

Ein Reperfusionsschaden ist die zusätzliche zelluläre und Gewebeschädigung, die bei der Wiederherstellung des Blutflusses zu einem zuvor ischämischen Gewebe entsteht, angetrieben durch reaktive Sauerstoffspezies, intrazelluläre Kalziumüberladung, mitochondriale Dysfunktion und eine Entzündungsreaktion, und die zum endgültigen Ausmaß der Schädigung über das hinaus beiträgt, was allein durch die Ischämie verursacht wurde.

Scope

Der Eintrag behandelt, warum die Wiederherstellung der Perfusion die Schädigung verschlimmern kann, die Hauptmechanismen – oxidativer Stress, Kalziumüberladung, die mitochondriale Permeabilitätsübergangspore und Entzündungen – sowie das Konzept der Ischämie-Reperfusion als kombinierte Schädigung. Es handelt sich um ein Thema der allgemeinen Pathologie und Pathophysiologie und bietet keine Anleitung zu spezifischen Therapien oder Patienten.

Core questions

• Warum kann die Wiederherstellung des Blutflusses zu ischämischem Gewebe weitere Schäden verursachen, anstatt nur zu retten?
• Welche Rolle spielen reaktive Sauerstoffspezies, Kalziumüberladung und mitochondriale Dysfunktion bei Reperfusionsschäden?
• Wie trägt Entzündung zu den Schäden bei, die auf die Reperfusion folgen?
• Warum wird der Reperfusionsschaden als Teil einer kombinierten „Ischämie-Reperfusions“-Schädigung beschrieben?

Key concepts

• Ischämie-Reperfusion als kombinierte Schädigung
• Reaktive Sauerstoffspezies (oxidativer Schub bei Reoxygenierung)
• Intrazelluläre Kalziumüberladung
• Mitochondriale Permeabilitätsübergangspore
• Entzündliche und neutrophilenvermittelte Schädigung
• Mikrovaskuläres und No-Reflow-Phänomen
• Letaler Reperfusionsschaden
• Endotheliale Dysfunktion

Mechanisms

Während der Ischämie akkumulieren Zellen metabolische Störungen, die sie für weitere Schäden prädisponieren, wenn Sauerstoff zurückkehrt. Bei der Reperfusion erzeugt die abrupte Wiedereinführung von Sauerstoff einen Schub reaktiver Sauerstoffspezies, der die antioxidativen Abwehrmechanismen überfordert und Lipide, Proteine und DNA schädigt. Es entwickelt sich eine intrazelluläre und mitochondriale Kalziumüberladung, und die Kombination aus oxidativem Stress, Kalziumbelastung und pH-Normalisierung begünstigt die Öffnung der mitochondrialen Permeabilitätsübergangspore, was zum Zelltod führt. Die Reperfusion aktiviert auch eine sterile Entzündungsreaktion, rekrutiert Neutrophile und Komplement und verursacht endotheliale Dysfunktion und mikrovaskuläre Obstruktion (das „No-Reflow“-Phänomen), was die Gewebeschädigung erweitern kann. Da die ischämische Periode diese Ereignisse vorbereitet und die Reperfusion sie auslöst, wird der Prozess am besten als kombinierte Ischämie-Reperfusionsschädigung verstanden. Diese Mechanismen werden in Übersichtsartikeln zur myokardialen und allgemeinen Ischämie-Reperfusionsschädigung sowie in pathologischen Referenzen detailliert beschrieben.

Clinical relevance

Reperfusionsschäden sind überall dort relevant, wo der Blutfluss nach einer Ischämie wiederhergestellt wird – zum Beispiel nach der Behandlung eines Myokardinfarkts, bei einem Schlaganfall und bei Organtransplantationen –, da sie einen Teil des Nutzens der Wiederherstellung der Perfusion zunichtemachen können. Dieser Eintrag beschreibt die zugrunde liegenden Mechanismen auf Referenzebene und ist keine Grundlage für die Auswahl oder Anwendung einer Behandlung bei einem Individuum.

Evidence & guidelines

Die mechanistische Darstellung stützt sich auf narrative Übersichtsartikel zur myokardialen Reperfusionsschädigung und zur Ischämie-Reperfusionsbiologie im weiteren Sinne, zusammen mit Standardreferenzen der Pathologie. Diese Quellen beschreiben die oxidativen, kalziumbezogenen, mitochondrialen und entzündlichen Signalwege und weisen darauf hin, dass die Umsetzung mechanistischer Erkenntnisse in einen wirksamen Schutz schwierig war.

History

Die Erkenntnis, dass die Reperfusion selbst Gewebe schädigen kann, entstand in der experimentellen Kardiologie im späten 20. Jahrhundert, als Forscher beobachteten, dass die Wiederherstellung des Koronarflusses nicht nur das ischämische Myokard rettete, sondern auch eine eigenständige Komponente der Schädigung hinzufügen konnte. Nachfolgende Forschungen charakterisierten die oxidativen, kalziumbezogenen, mitochondrialen und entzündlichen Mechanismen und rahmten die Ischämie-Reperfusionsschädigung als Ziel für den Schutz ein, wie in der modernen Literatur beschrieben.

Seminal works

• yellon-2007
• eltzschig-2011

Frequently asked questions

Wenn die Wiederherstellung des Blutflusses Schäden verursachen kann, warum ist die Reperfusion dann immer noch notwendig?

Ohne Reperfusion stirbt ischämisches Gewebe weiterhin an Sauerstoffmangel, daher ist die Wiederherstellung des Flusses unerlässlich, um es zu retten; der Reperfusionsschaden beschreibt eine zusätzliche, partielle Komponente der Schädigung, die die ansonsten vorteilhafte Rückkehr des Blutflusses begleitet.

Was ist das „No-Reflow“-Phänomen?

Es ist das Versagen des Blutes, Teile eines zuvor ischämischen Gewebes vollständig wieder zu durchströmen, selbst nachdem das Hauptgefäß wieder geöffnet wurde, aufgrund von mikrovaskulärer Obstruktion und endothelialer Dysfunktion, was zum Reperfusionsschaden beitragen kann.