Reperfusionsschaden
Synonym: Ischämie-Reperfusionsschaden
Englisch: ischemia-reperfusion injury, IRI
Definition
Der Reperfusionsschaden bezeichnet eine Gewebeschädigung, die nach Wiederherstellung der Blutversorgung (Reperfusion) eines zuvor ischämischen Areals auftritt. Die Reoxygenierung führt über komplexe zelluläre Mechanismen zu einer zusätzlichen Schädigung des betroffenen Gewebes.
Hintergrund
Eine Ischämie entsteht durch eine Minderdurchblutung, z.B. im Rahmen eines Myokardinfarkts, Schlaganfalls, einer akuten Extremitätenischämie oder bei Organtransplantationen. Die rasche Reperfusion ist essenziell zur Gewebeerhaltung ("time is tissue"). Dennoch trägt der Reperfusionsschaden wesentlich zum endgültigen Ausmaß der Nekrose bei. Klinisch relevante Situationen, bei denen es zu Reperfusionsschäden kommen kann sind:
- Perkutane Koronarintervention (PCI) beim Myokardinfarkt
- Thrombolyse oder Thrombektomie beim ischämischen Schlaganfall
- Reanimation nach Herz-Kreislauf-Stillstand
- Organtransplantation
Pathophysiologie
Der Reperfusionsschaden beruht auf mehreren ineinandergreifenden Mechanismen:
Bildung reaktiver Sauerstoffspezies
Während der Ischämie kommt es zu einer Störung der mitochondrialen Atmungskette und zur Akkumulation von Hypoxanthin. Mit Wiederzufuhr von Sauerstoff entsteht über die Xanthinoxidase sowie über dysfunktionale Mitochondrien eine vermehrte Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS). Diese führen zu:
Intrazelluläre Calciumüberladung
Ischämiebedingter ATP-Mangel führt zur Dysfunktion energieabhängiger Ionenpumpen (v.a. Natrium-Kalium-ATPase). Infolge intrazellulärer Natriumakkumulation steigt über den Natrium-Calcium-Austauscher auch die intrazelluläre Calciumkonzentration. Calcium aktiviert proteolytische Enzyme (z.B. Calpaine), Phospholipasen und Endonukleasen und verstärkt so die Zellschädigung.
Entzündungsreaktion
Die Reperfusion aktiviert Endothelzellen und Leukozyten. Es kommt zu:
- Expression von Adhäsionsmolekülen (z.B. ICAM-1)
- Infiltration neutrophiler Granulozyten
- Freisetzung proinflammatorischer Zytokine
Dies verstärkt die Mikrozirkulationsstörung ("No-Reflow-Phänomen").
Endotheliale Dysfunktion
Die reduzierte Bioverfügbarkeit von Stickstoffmonoxid (NO) sowie die Bildung von ROS führen zu Vasokonstriktion, erhöhter Gefäßpermeabilität und Ödembildung (Reperfusionsödem).
Folgen
Je nach Ausmaß kommt es zu reversiblen Zellschäden (z.B. Zellschwellung), Apoptose oder Nekrose. Im Myokard zeigt sich typischerweise eine Kontraktionsbandnekrose als Ausdruck der Calciumüberladung.
Klinik
Die klinischen Manifestationen hängen vom betroffenen Organ ab:
- Herz: Herzrhythmusstörungen, reduzierte Ejektionsfraktion
- Gehirn: sekundäre neurologische Verschlechterung
- Niere: Akutes Nierenversagen nach Transplantation oder Schock
- Extremitäten: Kompartmentsyndrom
Systemisch kann es bei großflächiger Reperfusion zu einem systemischen inflammatorischen Response-Syndrom (SIRS) kommen.
Nach längerer Ischämie, z.B. nach Anlage eines Tourniquets, kann es im Rahmen der Reperfusion zum Tourniquet-Syndrom mit ausgeprägter lokaler und systemischer Entzündungsreaktion kommen.
Diagnostik
Therapie und Prävention
Da die Reperfusion unverzichtbar ist, zielt die Therapie auf eine Reduktion der Folgeschäden. Beim ischämischen Preconditioning werden vor dem Eingriff mehrfache kurze Ischämiezyklen induziert, die protektive Signalwege aktivieren. Beim Postconditioning wird Reperfusion unmittelbar nach Wiedereröffnung eines Gefäßes kurzzeitig unterbrochen. Zur medikamentösen Therapie werden u.a. folgende Wirkstoffe untersucht:
Bislang (Stand 2026) existiert keine etablierte spezifische Standardtherapie zur gezielten Verhinderung des Reperfusionsschadens im klinischen Alltag.