Blutsperre versus Blutleere – Auswirkungen auf die Mikrozirkulation der Haut und ihre Bedeutung für das Remote Ischemic Conditioning

Abstract

Problemstellung und Ziel: Die Sicherstellung einer suffizienten mikrovaskulären Durchblutung stellt einen entscheidenden Faktor für das Outcome nach Replantation abgetrennter Finger sowie Deckung von Haut-Weichteil-Defekten mittels Lappenplastiken dar. Bedingt durch den Unfall bzw. die chirurgischen Maßnahmen kommt es unweigerlich zu Ischämiephasen, welche bei prolongierter Dauer zur Schädigung und Nekrose der Gewebezellen führen. Eine Möglichkeit die Toleranz von Gewebe gegenüber Episoden anhaltender Ischämie zu steigern, ist die Konditionierung mittels Remote Ischemic Conditioning (RIC). Der Grundgedanke hinter dieser Methode ist, die Widerstandsfähigkeit von Gewebe durch Applikation kurzer, reversibler und damit nicht-schädlicher Ischämie- und Reperfusionsphasen zu erhöhen. Beim RIC erfolgt die Applikation der Ischämiephasen fern des eigentlichen Zielgewebes. Demgegenüber steht die direkte lokale Konditionierung (Ischemic Conditioning [IC]). Bisher veröffentlichte Arbeiten präsentieren sich mitunter heterogen bezüglich Art und Dauer der Ischämiephasen. Daher verglichen wir in der vorliegenden Arbeit die Auswirkung der Stärke des ischämischen Stimulus durch Konditionierung mittels Blutsperre im Vergleich zur Blutleere. Ferner verglichen wir die Effekte der lokalen ischämischen Konditionierung (IC) mit der zielortfernen ischämischen Konditionierung (RIC) und untersuchten wie lange die jeweiligen Effekte andauerten. Methoden: Die Studie bediente sich eines Kollektivs von 50 gesunden Probanden, welche in die beiden Experimentalgruppen „Blutsperre“ und „Blutleere“ randomisiert wurden und insgesamt 3 Zyklen einer 10-minütigen Ischämie, gefolgt von einer 10-minütigen Reperfusion erhielten. Die Ischämie in der „Blutsperre“-Gruppe wurde durch ein Tourniquet induziert, welches am rechten Oberarm auf 250 mmHg aufgepumpt wurde. In der „Blutleere“-Gruppe wurde der Arm vor dem Schließen des Tourniquets zusätzlich mit einer Esmarch-Binde blutleer ausgewickelt, um einen stärkeren ischämischen Stimulus zu erziehen. Die Veränderungen in der kutanen Mikrozirkulation wurden non-invasiv mittels kombinierter Weißlicht-Spektroskopie und Laser-Doppler-Verfahren durch das O2C-Gerät (© Oxygen to see, LEA Medizintechnik, Giessen) an beiden Händen im Spatium interosseum metacarpi I detektiert. Analysiert wurden der relative Blutfluss (BF), die relative Hämoglobinmenge (rHb) und die Sauerstoffsättigung (SO2) in einer Messtiefe von 2 mm, was der kutanen Mikrozirkulation entspricht. Ausgangsmessungen wurden nach 15-minütiger Ruhephase durchgeführt, woran sich das RIC-Protokoll mit Ischämie- und Reperfusionszyklen anschloss. Über insgesamt 110 Minuten erfolgten regelmäßige Messungen der Mikrozirkulation – davon 60 Minuten nach Abschluss des RIC-Protokolls. Ergebnisse: Die Daten der vorliegenden Studie zeigen, dass sich für beide Gruppen im Vergleich zur Ausgangsmessung eine Steigerung aller drei mikrozirkulatorischen Werte (BF, SO2 und rHb) durch sowohl IC als auch RIC erzielen lässt und BF, SO2 und rHb nach Abschluss des RIC-Protokolls nicht unter das Ausgangsniveau fallen. Mit Ausnahme der letzten Messung des BF für die Gruppe der „Blutsperre“ an der indirekt konditionierten Hand sind dabei alle detektierten Werte beider Gruppen statistisch signifikant gegenüber der Ausgangsmessung gesteigert. Weiterhin wurde deutlich, dass die Konditionierung mittels RIC in der Endstrecke bezüglich der kutanen Mikrozirkulation vergleichbare Effekte wie die Konditionierung mittels IC hervorruft. Ein größerer Effekt beim RIC durch den Einsatz einer Blutleere, wie in der Arbeitshypothese initial angenommen, konnte nicht gezeigt werden. Schlussfolgerungen: RIC stellt eine effektive Möglichkeit dar, die kutane Mikrozirkulation zu steigern, ohne das Zielgewebe direktem Stress durch die Konditionierung auszusetzen. Die gezeigte Steigerung der kutanen Mikrozirkulation über mindestens eine Stunde nach RIC-Applikation könnte die Einheilung von Lappentransplanten unterstützen und die Verlustrate von Fingerreplantationen verringern. Es muss in weiteren klinischen Studien an Patienten geklärt werden, welchen Einfluss RIC auf das Outcome von Lappenplastiken und Fingerreplantationen hat. Da die Stärke des ischämischen Stimulus entgegen unserer Hypothese keine statistisch signifikante Einflussgröße der RIC-Wirkung auf die kutane Mikrozirkulation darstellt, kann diese in Folgestudien, mit dem Ziel die Wirkungen von RIC zu optimieren und ein einheitliches Protokoll zu entwickeln, vernachlässigt werden.