Untersuchungen zum Kollagenstoffwechsel bei Patienten mit kolorektalen Resektionen

Willms, Arnulf; Schumpelick, Volker

doi:1269

Untersuchungen zum Kollagenstoffwechsel bei Patienten mit kolorektalen Resektionen

Willms, Arnulf

2005

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Arnulf Willms

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2005

Umfang135 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2005

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Schumpelick, Volker (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2005-09-26

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-12695
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/60568/files/Willms_Arnulf.pdf

Einrichtungen

Medizinische Fakultät (510000-1)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Medizin (frei) ; Anastomoseninsuffizienz (frei) ; Matrix-Metalloproteinasen (frei) ; MMP (frei) ; Kollagen (frei) ; Anastomose (frei) ; Insuffizienz (frei) ; Kollagenstoffwechsel (frei) ; Extrazellulärmatrix (frei) ; EZM (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Einleitung: Trotz stetig verbesserter chirurgischer Techniken und optimierter perioperativer Standards stellt die Entstehung von Anastomoseninsuffizienzen nach wie vor eine der besonders ernst zu nehmenden Komplikationen in der kolorektalen Chirurgie dar, verbunden mit einer erhöhten Morbidität und Letalität. Die vorliegende Studie wurde initiiert, um die Hypothese zu überprüfen, dass eine präexistierende Störung des Kollagenstoffwechsels in der Extrazellulärmatrix (ECM) einen Faktor darstellt, der das Auftreten von Anastomoseninsuffizienzen begünstigt. Zudem wurden mittels eines Erfassungsbogens klinische Variablen aufgenommen.Material und Methoden: In diese prospektive Studie wurden 119 Patienten aufgenommen, die eine Anastomose mit Beteilung des Kolon bzw. Rektum erhielten. Zum einen wurden 30 klinische Parameter mit möglichem Einfluss auf die Anastomosenheilung untersucht, zum anderen wurden Resektate makroskopisch intakten Darmgewebes während der Operation asserviert. Anhand dieser Proben wurde mittels Kreuzpolorisationsmikroskopie das Verhältnis von Kollagen Typ I zu Kollagen Typ III ermittelt, sowie mittels Immunhistochemie die Expression der Matrix-Metalloproteinasen 1, 2, 9 und 13. Es gelangte ein semiquantitativer Score zur Anwendung, bei dem die beiden Schichten Mukosa und Submukosa getrennt ausgewertet wurden. Zwei Gruppen wurden gebildet: die eine umfasste die Patienten mit unkompliziertem postoperativem Verlauf, die andere alle Patienten, die postoperativ eine Anastomoseninsuffizienz entwickelten. Es erfolgte zunächst eine univariate Analyse sowohl der klinischen Parameter als auch der histologischen Daten. Anschließend wurde zu jedem der histologischen Parameter ein Modell der logistischen Regression durchgeführt.Ergebnisse: Die Patienten, die postoperativ eine gestörte Anastomosenheilung zeigten, wiesen einen signifikant niedrigeren Kollagen Typ I zu Kollagen Typ III-Quotienten im Vergleich zu der Kontrollgruppe auf. Überdies wurde bei den Insuffizienzpatienten eine signifikant höhere Expression von MMP-1 und MMP-2 in der Mukosa und von MMP-2 und MMP-9 in der Submukosa im fern der eigentlichen Pathologie entnommenen Darmresektat gefunden. Diese histologischen Beobachtungen stellten sich in einer multivariaten Analyse als unabhängig von den klinischen Parametern heraus. Diskussion: Zum einen bestätigt die Studie in vielen Punkten die Ergebnisse anderer Studien in Bezug auf klinische Risikofaktoren für die Anastomosenheilung. So ist in der vorliegenden Studie die perioperative Gabe von Erythrozytenkonzentraten mit einer signifikant erhöhten Rate an Anastomoseninsuffizienzen korreliert. Außerdem findet sich eine signifikant erhöhte Rate an Insuffizienzen bei Patienten, die bereits am Darm voroperiert waren. Zum anderen stützt vorliegende Studie die Hypothese, dass eine Störung des Kollagenstoffwechsels in der Zusammensetzung der Extrazellulärmatrix eine Rolle in der Pathogenese der Anastomoseninsuffizienz nach kolorektalen Eingriffen spielt. Eine klinische Anwendung der hier gewonnenen Ergebnisse könnte sich in einer Klassifizierung der zu operierenden Patienten ergeben, die bei der Risikogruppe ein anderes Vorgehen bedingen würde, zum Beispiel ein Zweizeitiges, mit Anlage eines Deviationsstomas.

Introduction: Despite improved surgical techniques and optimized perioperative regimes, anastomotic leakage is still a serious complication in colorectal surgery, resulting in increased morbidity and mortality. This prospective study was initiated to test a hypothesis, that preexisting disorders in the metabolism of collagen in the extracellular matrix (ECM) may be one of the factors promoting the onset of anastomotic wound healing complications. Moreover clinical variables were registered.Material and Methods: In this prospective study 119 patients were included, on whom anastomoses were performed with participation of the colon or rectum. On the one hand 30 clinical parameters with possible influence on anastomotic complications were evaluated on the other hand samples of macroscopically intact colonic tissue were obtained at the index operation. With theses samples we performed crosspolarisation microscopy for the analysis of collagen type I/III ratio and immunohistochemical studies to determine the expression of matrix matalloproteinases 1, 2, 9 and 13. A semiquantative score was used, with whom the two layers mucosa and submucosa were analysed separately. The patients with uncomplicated postoperative healing were compared to those developing anastomotic leakage in the further course. First of all a univariate analysis was performed as well for the clinical parameters as for the histological facts. In addition we performed a multivariat analysis for each of the histological parameters.Results: Patients with impaired anastomotic healing showed a significantly lowered collagen type I/III ratio compared to the controls. Moreover a significant higher expression of MMP-1 and MMP-2 in the mucosal and of MMP-2 and MMP-9 in the submucosal layers was found in the normal bowel wall of the leakage group. These findings were statistically independent from the clinical parameters, which was shown in a logistic regression. Discussion: On the one hand this study confirms in many points the results of other studies as to clinical risk factors anastomotic healing. In this study perioperativ blood transfusions are linked to a higher rate of anastomotic leakages. Besides a significant higher rate of anastomotic leakages is found in patients who had already undergone operations of the intestine. On the other hand the present study confirms the tested hypothesis, that disturbances of the metabolism of collagen in the ECM play a role in the pathogenesis of anastomotic leakage after large bowel surgery. A clinical use of these results could be a peroperative classification, because of which one would chose an other procedure in the riskgroup, for example an operation with creation of an artificial anus.

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