闭塞性动脉硬化症常累及肢体大、中型动脉，发生肢体动脉高位狭窄和闭塞，动脉粥样硬化病变广泛，常引起肢体严重的缺血和严重坏疽
由于血液动力学的因素，动脉粥样硬化病变多发生在动脉分叉、动脉后壁和动脉走向成角或受压的部位，如腹主动脉末端、髂总动脉、股总动脉及腘动脉的分叉处，其中股、腘动脉最为常见，约占65%。
原因是动脉血液向两侧分支分流时，可形成涡流，此处受剪装高压血流的冲击力较大，动脉内膜易受损伤，脂质容易沉积形成斑块，并逐步发生硬化性狭窄及血栓形成，这也是动脉硬化病变呈阶段性分布的原因。
闭塞性动脉硬化症的发生是一个经过缓慢而隐匿的过程
病变早期血管狭窄程度较轻，肢体多无明显缺血表现。
随着病变的发展，血管腔狭窄逐渐加重，主干动脉血流明显减少，肢体远端组织慢性缺血，皮肤营养不良而萎缩变薄，汗腺萎缩，出汗减少，汗毛脱落，皮下脂肪消失，由纤维结缔组织代替，骨质疏松，肌肉萎缩，趾（指）甲变形或肥厚。由于组织代谢产物的堆积和酸中毒，引起周围血管的扩张，阻力降低，促进侧支循环网络的逐步形成，从而增加了肢体的血流量，避免发生缺血性坏疽。
长期的慢性肢体缺血，严重的组织营养不良或病变进展时，可以发生肢体坏疽或溃疡。
侧支循环的建立与动脉闭塞的部位、范围及闭塞发生的速度有很大关系，闭塞部位越高、范围越大、闭塞发生越迅速则侧支循环建立状况越差。
若主干动脉突然阻塞，继发动脉血栓形成（动脉栓塞）范围超过侧支循环的开口时，肢体远端缺血症状即刻出现，如果同时伴有动脉痉挛，则肢体缺血更加严重，甚至发生急性肢体坏疽。
肢体近端动脉粥样硬化斑块坏死或溃疡而使粥样微栓子脱落而发生肢体远端小动脉栓塞（微血栓形成、微血管栓塞），可发生单侧肢体“蓝指（趾）症”或“白指（趾）症”，甚至发生手指、足趾溃疡或坏疽。
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