Budowa przełyku i jego funkcjonowanie po operacji atrezji
- Szczegóły
- Nadrzędna kategoria: ROOT
- Kategoria: Choroby rzadkie
- Opublikowano: niedziela, 24.04.2016, 16:37
- Odsłony: 13448
Krystyna Knypl
Wędrówka jedzenia przez przewód pokarmowy jest zjawiskiem złożonym, w które zaangażowane są nerwy, mięśnie oraz przekaźniki biochemiczne. Rzadko zastanawiamy się, jak skomplikowana jest mieszanka zdarzeń nerwowych, ruchowych i biochemicznych w obrębie przełyku podczas połykania pokarmu.
Układ nerwowo-mięśniowy przełyku
Kontrola nerwowa połykania jest sterowana w górnej 1/3 przełyku przez ośrodek połykania położony w pniu mózgu, natomiast w 2/3 środkowej i dolnej podlega kontroli nerwu błędnego.
Górna część przełyku zbudowana jest z mięśni szkieletowych, środkowa i dolna z mięśni gładkich. Podstawową jednostką strukturalną mięśni gładkich są miocyty, które układają się w dwie warstwy – zewnętrzna jest ułożona luźno i podłużnie, a wewnętrzna ciasno i okrężnie. Długość miocytów wynosi średnio 50-200 µm, a grubość 4-10 µm. Komunikację pomiędzy miocytami zapewniają tzw. koneksony, połączenia jonowo-metaboliczne oraz nerwy autonomiczne.
Rozmiary i przewężenia
U donoszonego noworodka przełyk ma długość 8-10 cm, a szerokość 5 mm. Z wiekiem przełyk oczywiście rośnie – u rocznego dziecka osiąga 12 cm, u pięcioletniego –16 cm długości, 15 mm szerokości. W wieku 15 lat ma się przełyk ok. 19 cm długości. U osoby dorosłej długość osiąga 23-40 cm, szerokość 20 mm (może rozciągnąć się do 30 mm).
Na przebiegu przełyku są trzy fizjologiczne zwężenia – górne w miejscu przejścia gardła w przełyk, utworzone przez mięśnie zwieracza górnego. Drugie przewężenie jest w miejscu rozdwojenia tchawicy, lewe oskrzele dociska przełyk do aorty zstępującej. Trzecie zwężenie dolne leży 3 cm powyżej wpustu żołądka. Bardziej szczegółowo o anatomii przełyku można przeczytać pod adresem http://www.nature.com/gimo/contents/pt1/full/gimo6.html.
Ruch pokarmu ku dołowi
Po rozdrobnieniu pokarmu następuje jego połknięcie składające się z fazy ustnej (0,3 sekundy), gardłowej (1,5 s) i przełykowej (5 s). Początkowo następuje wzrost ciśnienia w przełyku do 40, potem do 100 cm H2O. Wzrost ciśnienia łączy się z pojawieniem się fali perystaltycznej przemieszczającej się ku dołowi przełyku z prędkością 5-10 cm/s. W większości schorzeń przełyku jego motoryka jest zaburzona.
Zmiany histologiczne w atrezji przełyku
Mimo znaczącego postępu w leczeniu atrezji przełyku wraz z rozwojem technik chirurgicznych i anestezjologicznych, pozostała spora grupa problemów wynikających z nieprawidłowej czynności udrożnionego organu. Dłuższa obserwacja pacjentów, nowoczesne badania czynnościowe i obrazowe przełyku, wyniki histologiczne i immunohistochemiczne pokazują, że atrezja nie ogranicza się do izolowanego braku ciągłości tego narządu. Towarzyszą jej zaburzenia funkcjonowania polegające przede wszystkim na osłabionej kurczliwość i zaburzonej motoryce. U podstaw tych zaburzeń leżą złożone zmiany w budowie mikroskopowej zarówno w górnym, jak i dolnym odcinku przełyku.
Zwój Auerbacha i zwój Meissnera
Jednymi z ważniejszych kontrolerów motoryki przewodu pokarmowego są zwój Auerbacha i zwój Meissnera. To zwoje przywspółczulne obecne w przełyku, żołądku i jelicie. Biorą one udział w działaniu takich neuroprzekaźników jak acetylocholina, dopamina, serotonina, substancja P i innych.
Już w 1986 roku na łamach „Journal of Pediatric Surgery” [1986 Oct;21(10):831-7] ukazało się doniesienie Abnormal Auerbach plexus in the esophagus and stomach of patients with esophageal atresia and tracheoesophageal fistula autorstwa Y. Nakazato i wsp. na temat budowy splotu Auerbacha u 5 pacjentów z atrezją przełyku. Stwierdzono luźniejsze utkanie tego splotu, przy czym zmiany były wyraźniejsze w dolnym odcinku przełyku.
Bardziej szczegółowych danych dostarczyło doniesienie The structural characteristics and expression of neuropeptides in the esophagus of patients with congenital esophageal atresia and tracheoesophageal fistula autorstwa K. Li i wsp. [J Pediatr Surg. 2007 Aug;42(8):1433-8]. Zbadano 24 próbki pochodzące z dystalnej części przełyku pacjentów z EA/TEF i 10 próbek pacjentów bez schorzeń przełyku. Obie grupy próbek różniły się w zakresie zawartościtakich neuroprzekaźników biorących udział w regulacji motoryki jak substancja P, enolaza, wazoaktywny polipeptyd jelitowy. Neuroprzekaźniki przenoszą sygnały między komórkami nerwowymi
W kolejnym doniesieniu opublikowanym na łamach „World Journal of Surgery” [2007 Jul;31(7):1512-7. Epub 2007 May 30] zatytułowanym Reduced neuronal innervation in the distal end of the proximal esophageal atretic segment in cases of esophageal atresia with distal tracheoesophageal fistula autorstwa M. Boleken i wsp. opisano wyniki badania próbek 9 pacjentów z EA/TEF. Stwierdzono zmniejszenie liczby zwojów nerwowych trzewnych oraz niedojrzałość tych zwojów. Immunoreaktywność dla białka GDNF w próbkach od pacjentów z atrezją przełyku była zmniejszona w warstwie mięśniowej przełyku oraz zwoju trzewnym. Liczba komórek zwojowych i włókien nerwowych w dystalnym odcinku przełyku także była zmniejszona.
Kolejne doniesienie opublikowane na łamach „Pediatric Surgery International” [2008 Jan;24(1):95-100] zatytułowane Intrinsic esophageal innervation in esophageal atresia without fistula autorstwa F. Pederiva i wsp. stawia tezę, że EA/TEF są często połączone z zaburzeniami w obrębie cewy nerwowej płodu. Unerwienie przełyku pochodzi z cewy nerwowej i jest ono nieprawidłowe w przypadkach EA/TEF, przyczyniając się w ten sposób do zaburzeń kurczliwości. Autorzy zbadali próbki z bliższego i dalszego odcinka u 6 pacjentów. Grupę kontrolną stanowiły próbki noworodków bez atrezji przełyku. Pacjenci z EA mieli gęstszą sieć włókien nerwowych i większe zwoje nerwowe niż grupa kontrolna. Liczna neuronów i zwojów była w obu grupach podobna, ale komórki w grupie EA miały większe rozmiary.
Interesujące porównanie różnic w budowie górnego i dolnego odcinka przełyku przynosi opublikowana w „International Journal of Pediatrics” [2009;2009:695837 doi: 10.1155/2009/695837. Epub 2009 Jul 27] praca B. Zuccarello i wsp. Intramural ganglion structures in esophageal atresia: a morphologic and immunohistochemical study. Autorzy stwierdzają, że u osób po operacji atrezji przełyku często występują zaburzenia ruchomości przełyku i wynikające z tego dysfagia oraz refluks żołądkowo-przełykowy. Zbadano histologicznie i immunohistochemicznie* wycinki pobrane u 12 noworodków z EA/TEF i 5 noworodków bez atrezji. Badania immunohistochemiczne obejmowały oznaczenia takich markerów jak aktyna, białko S-100, neurofilament, enolaza neuronospecyficzna, chromogranina A i periferyna. Stwierdzono różnice w obrazach histochemicznych w odcinku bliższym i dalszym. Ponadto stwierdzono wiele zmian w obrazach histologicznych.
Jeszcze szerszy zakres markerów immunohistochemicznych oznaczano i opisano w doniesieniu opublikowanym na łamach „Medicina” [Kaunas 2011;47(8):453-60. Epub 2011 Nov 18], zatytułowanym Growth factors, their receptors, neuropeptide-containing innervation, and matrix metalloproteinases in the proximal and distal ends of the esophagus in children with esophageal atresia autorstwa M. Pilmane i wsp. Wycinki pochodziły od 15 pacjentów z EA/TEF. Oznaczano markery NGFRp75, PGP 9.5, TGF-β, FGFR, VEGF, EGFR i MMP-2. W próbkach pochodzących z bliższego odcinka obserwowano spadek NGFR, a w dalszym odcinku stwierdzano liczne i bogato wyposażone struktury z NGFR. Podobnie było z PGP 9.5 – obserwowano spadek w bliższym i wzrost w dalszym odcinku. Natomiast TGF-β sporadycznie występowało w próbkach z atrezją, a w wycinkach kontrolnych było ich sporo. Wymienione zmiany w markerach immunohistochemicznych wskazują na zaburzenia w unerwieniu przełyku w EA/TEF wskutek zaburzeń we wzroście, proliferacji i różnicowaniu się wszystkich komórek tworzących przełyk.
Kolejne doniesienie, opublikowane na łamach „Ultrastructural Pathology” [2015;39(6):413-8. doi: 10.3109/01913123.2015.1066913. Epub 2015 Aug 17], zatytułowane Ultrastructural Changes of the Smooth Muscle in Esophageal Atresia autorstwa M.M. Al-Shraim i wsp. wykazało zniekształcenie w obrębie warstwy mięśniówki gładkiej i odkładanie obfitej ilości tkanki włóknistej pomiędzy komórkami mięśni gładkich. Pod mikroskopem elektronowym komórki mięśniówki gładkiej wykazywały utratę adhezji międzykomórkowej, wakuolizację mitochondriów, tworzenie tzw. figur mielinowych (są to struktury pochodzące z uszkodzonych błon komórkowych), apoptozę i fragmentację. Stwierdzano też wypustki plazmatyczne wokół sąsiednich włókien kolagenowych oraz degradację tych włókien. Zmiany te przyczyniają się do nieprawidłowej motoryki u osób z atrezją przełyku.
Jak zmiany w komórkach wpływają na czynność przełyku?
W doniesieniu Esophageal morbidity and function in adults with repaired esophageal atresia with tracheoesophageal fistula: a population-based long-term follow-up [„Annals of Surgery” 2010 Jun;251(6):1167-73] autorstwa S.J. Sistonen i wsp. omówiono wyniki oceny, czy istnieje zależność pomiędzy zachorowalnością w dorosłym życiu a przebiegiem leczenia chirurgicznego atrezji przełyku, obrazem endoskopowym, wynikami immunohistochemicznymi i ruchomością przełyku.
Przeprowadzono wywiad, endoskopię i manometrię przełyku. Grupa z atrezją liczyła 101 osób, grupa kontrolna 287, średni wiek 36 lat. W grupie z atrezją refluks stwierdzano u 34%, dysfagię u 85%. W grupie kontrolnej refluks u 8%, dysfagię u 2% (p<0,001).
Zmiany w endoskopii przełyku w grupie z atrezją: przepuklina rozworu przełykowego u 28%, przełyk Barreta u 11%, zapalenie przełyku u 8%, zwężenie u 8%, zmiany immunohistochemiczne odpowiadające esophagitis w 25%, CDX2 + kolumnową, nabłonkową metaplazję w 21%, komórki kubkowe nabłonka dróg oddechowych i MUC2+ w 6%.
Manometria wykazała niepropagującą perystaltykę u 80% pacjentów z atrezją i małą amplitudę fal perystaltycznych, zwłaszcza w przypadkach, gdzie obserwowano metaplazję nabłonkową.
Autorzy stwierdzają, że problemy chorobowe przenoszą się na wiek dorosły, czynnikami ryzyka są obecność powikłań chirurgicznych, starszy wiek, upośledzona motoryka przełyku.
W doniesieniu opublikowanym w „Pediatric Surgery International” [2008 May;24(5):537-41. doi: 10.1007/s00383-008-2120-1. Epub 2008 Mar 20] zatytułowanym Adults with corrected oesophageal atresia: is oesophageal function associated with complaints and/or quality of life? autorstwa J.A. Deurloo i wsp. opisano wyniki badania u 25 dorosłych osób po operacji z powodu EA/TEF zależności między dolegliwościami a stanem przewodu pokarmowego ocenianym badaniami gastrologicznymi. Dysfagię zgłaszało 48%, refluks 33% pacjentów. Amplituda skurczów w przełyku mierzona manometrycznie była mała u 20% pacjentów (<15 mmHg), pomiary pH w przełyku wykazały patologiczny refluks u 14%. Pacjenci zgłaszający dysfagię mieli znamiennie częściej upośledzoną kurczliwość przełyku i obniżone poczucie ogólnie dobrego stanu zdrowia.
Podsumowanie
1. Zmiany w atrezji przełyku obejmują nie tylko przerwanie ciągłości, ale także wszystkie warstwy ściany przełyku, czyli śluzówkę, podśluzówkę i mięśniowkę oraz zwój nerwowy Auerbacha.
2. W splocie Auerbacha stwierdza się zmniejszenie liczby zwojów nerwowych i ich niedojrzałość, zmniejszenie liczby komórek i luźniejsze utkanie w części dolnej przełyku.
3. Występują zmiany w zakresie neuroprzekaźników uczestniczących w przekazywaniu sygnałów nerwowych substancji P, enolazy, wazoaktywnego polipeptydu jelitowego.
4. Stwierdza się zniekształcenie w obrębie warstwy mięśniówki gładkiej i odkładanie obfitej ilości tkanki włóknistej pomiędzy komórkami mięśni gładkich. Komórki mięśniówki gładkiej wykazują utratę adhezji międzykomórkowej, wakuolizację mitochondriów, tworzenie tzw. figur mielinowych (są to struktury pochodzące z uszkodzonych błon komórkowych), apoptozę i fragmentację. Stwierdzano też wypustki plazmatyczne wokół sąsiednich włókiem kolagenowych oraz degradację tych włókien.
5. Wszystkie opisane zmiany przyczyniają się do nieprawidłowej motoryki przełyku u osób z atrezją.
Krystyna Knypl
internista
*Badanie immunohistochemiczne polega wykrywaniu antygenów w wycinku przez zastosowanie znakowanych przeciwciał. W pobranym materiale przeprowadza się reakcję, w wyniku której dochodzi do utworzenia barwnych kompleksów antygen-przeciwciało.
Źródło tabeli: http://www.hindawi.com/journals/ijpedi/2009/695837/#B11
Źródła ilustracji:
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Layers_of_the_GI_Tract_english.svg?uselang=pl
http://www.atresiaesofagea.it/wp-content/uploads/2015/07/2015_adults_sweden.pdf (Publication of illustration with permission of the author: Dr Vladimir Gatzinsky, Dept of Ped Surg, Queen Silvia Childrens Hospital, Gothenburg, Sweden)
https://en.wikipedia.org/wiki/Endomysium#/media/File:Illu_muscle_structure.jpg