Influenza dell’alimentazione precoce postoperatoria nella formazione di fistole anastomotiche gastrointestinali e nel tempo di guarigione nei conigli
- Abstract
- 1. Introduzione
- 2. Materiali e metodi
- 2.1. Animali sperimentali
- 2.2. Modello sperimentale
- 2.3. Stato generale
- 2.4. Tasso di guarigione dell’anastomosi
- 2.5. Pressione di rottura sull’anastomosi
- 2.6. Pressione immediata sull’anastomosi nel gruppo sperimentale
- 2.7. Resistenza alla trazione al sito anastomotico
- 2.8. Morfologia
- 2.9. Analisi statistica
- 3. Risultati
- 3.1. Stato generale
- 3.2. Tasso di guarigione del sito anastomotico
- 3.3. Pressione di rottura del sito anastomotico
- 3.4. Pressione immediata sul sito anastomotico nel gruppo sperimentale
- 3.5. Resistenza alla trazione
- 3.6. Istologia dell’anastomosi del 5° giorno postoperatorio
- 4. Discussione
- 5. Conclusione
- Data Availability
- Conflitti di interesse
- Contributi degli autori
Abstract
Obiettivi. Determinare se l’alimentazione precoce post-operatoria attenua gli effetti inibitori dell’anastomosi intestinale nei conigli. Metodi. Dopo aver subito un’anastomosi gastrointestinale, 48 conigli sono stati divisi a caso in gruppi sperimentali e di controllo. I conigli del gruppo sperimentale sono stati alimentati con una dieta liquida a partire da 24 ore dopo l’operazione, mentre i conigli di controllo hanno ricevuto solo una nutrizione parenterale totale dopo l’operazione. Le laparotomie esplorative sono state eseguite su quattro conigli di ciascun gruppo 3, 5, 7, 10 e 15 giorni dopo l’intervento e sono stati determinati il tasso di guarigione dell’anastomosi, la pressione di scoppio dell’anastomosi, la resistenza alla rottura dell’anastomosi e il contenuto di idrossiprolina nell’anastomosi. Risultati. Le anastomosi sono guarite nel 91,6% (22/24) del gruppo di controllo e nel 95,8% (23/24) del gruppo sperimentale. La pressione di scoppio anastomotica è diminuita notevolmente in entrambi i gruppi 3 giorni dopo l’intervento, raggiungendo il valore più basso. La forza di rottura anastomotica non differiva tra i due gruppi 3 giorni dopo l’intervento, quando entrambi raggiunsero i loro punti più bassi, ed entrambi i gruppi aumentarono notevolmente e raggiunsero il picco 10 giorni dopo l’intervento. Il contenuto di idrossiprolina dell’anastomosi era leggermente inferiore nel gruppo sperimentale 3 giorni dopo l’intervento, anche se entrambi i gruppi hanno raggiunto il picco 7 giorni dopo l’intervento. Conclusioni. L’alimentazione precoce postoperatoria non aumenta il tempo di guarigione dell’anastomosi o il tasso di perdita dell’anastomosi gastrointestinale.
1. Introduzione
L’anastomosi gastrointestinale è la chirurgia di ricostruzione gastrointestinale più comune. Una complicazione frequente dopo l’anastomosi gastrointestinale è la formazione della fistola gastrointestinale, la cui incidenza è 0-17,4%. I casi lievi possono causare infezioni, squilibri elettrolitici e malnutrizione, ma i casi gravi possono causare la morte. La perdita anastomotica è influenzata da fattori sistemici, tra cui il diabete, la cirrosi e altre malattie croniche da deperimento, che compromettono la capacità di riparazione dell’organismo e la sua capacità di combattere le infezioni e quindi la guarigione dell’anastomosi. Molti studi hanno dimostrato che i pazienti con un cattivo stato nutrizionale sono più soggetti a complicazioni. È stata riportata una correlazione positiva tra la perdita di peso preoperatoria e la fistola anastomotica. Anche una mobilità insufficiente dell’anastomosi, una resezione eccessiva e una tensione eccessiva sul sito anastomotico compromettono la guarigione, così come un apporto di sangue inadeguato.
La guarigione della ferita è un processo di equilibrio dinamico che coinvolge le cellule, il loro ambiente e la matrice extracellulare. Le citochine secrete dalle piastrine e dalle cellule infiammatorie promuovono sia la formazione di nuovi vasi sanguigni che la sintesi del collagene, che in equilibrio dinamico con la degradazione del collagene determinano la risposta di guarigione. Due componenti importanti del collagene sono l’idrossiprolina e l’idrossilisina. L’idrossiprolina è sintetizzata in condizioni di stress ossidativo attraverso l’idrossilazione della prolina ed è coinvolta nel trasporto cellulare del collagene. La sintesi e il trasporto del collagene della ferita possono essere compresi monitorando il contenuto di idrossiprolina della ferita.
I pazienti sottoposti ad un’anastomosi gastrointestinale sono alimentati post-operatoriamente tramite un tubo gastrico induttivo. La decompressione gastrointestinale, il digiuno e la nutrizione parenterale sono utilizzati anche per prevenire la nausea e il vomito postoperatori. Questi metodi forniscono un tempo sufficiente affinché l’anastomosi guarisca e il segmento gastrointestinale riacquisti la sua integrità. Tuttavia, la fattibilità di un protocollo alternativo, in cui ai pazienti vengono somministrati farmaci antiemetici postoperatori e una dieta liquida in piccole quantità, con un controllo rigoroso sia della quantità che della frequenza di assunzione per garantire che la pressione anastomotica rimanga entro un intervallo sicuro, deve ancora essere determinata. Uno stato nutrizionale carente può essere corretto rapidamente in un paziente che, subito dopo l’intervento, può tollerare la nutrizione enterale orale o l’assunzione orale di pasti nutrienti fatti in casa, magari in combinazione con un supporto nutrizionale parenterale. Questo a sua volta accelera il recupero dal trauma della chirurgia.
Il metodo ottimale per controllare l’assunzione di cibo dopo un’anastomosi gastrointestinale non è chiaro. La maggior parte dei chirurghi ritiene che più tardi viene ripresa la normale alimentazione, più completamente guarirà l’anastomosi gastrointestinale. Tuttavia, dopo un’anastomosi esofagea nei conigli, sono stati ottenuti risultati migliori con un’alimentazione precoce piuttosto che tardiva. Nei pazienti con anastomosi gastrointestinale, l’alimentazione precoce permette l’assorbimento intestinale precoce delle sostanze nutritive e quindi migliora la guarigione dei tessuti e riduce l’incidenza dell’infezione gastrica postoperatoria. L’alimentazione precoce post-operatoria è in linea con il concetto di chirurgia riabilitativa rapida, il cui scopo è quello di ridurre lo stress chirurgico e le complicazioni, accelerare il recupero, abbreviare la durata del ricovero, ridurre i costi nutrizionali e migliorare il recupero dopo il trauma fisico e psicologico associato. Lo scopo di questo studio è stato quello di esaminare l’effetto dell’alimentazione precoce sulla guarigione di un’anastomosi gastrointestinale nel coniglio e quindi, in via preliminare, di chiarire il rapporto tra alimentazione precoce, formazione di fistola anastomotica gastrointestinale e tempo di guarigione dopo la chirurgia gastrointestinale.
2. Materiali e metodi
2.1. Animali sperimentali
I quarantotto conigli maschi e femmine (peso, 4-6 kg) utilizzati in questo studio sono stati forniti dal Laboratorio di animali da laboratorio medico di base dell’Università di Jilin. I conigli sono stati divisi a caso in gruppi sperimentali e di controllo di 24 conigli ciascuno. Il gruppo sperimentale è stato alimentato con normale cibo liquido (chow coniglio macinato diluito con acqua calda) 24 ore dopo l’intervento, con assunzione di cibo strettamente controllata. L’alimentazione iniziale era di 15 mL tre volte al giorno. In seguito, il cibo singolo è stato somministrato tre volte al giorno come segue: a 72 h postoperatorio, 20 mL; a 5 giorni postoperatorio, 25 mL; a 7 giorni postoperatorio, 30 mL; a 10 giorni postoperatorio, 35 mL; e a 15 giorni, 40 mL. Il gruppo di controllo era a digiuno dopo l’operazione, con acqua somministrata per infusione endovenosa per mantenere il fabbisogno fisiologico giornaliero. Il presente studio è stato approvato dal comitato etico del primo ospedale dell’Università di Jilin (Jilin, Cina) (numero 2016-379).
2.2. Modello sperimentale
Dopo il digiuno con acqua per 8 ore prima dell’intervento, i conigli sono stati iniettati per via intramuscolare con un anestetico costituito da una miscela di ketamina (40 mg/kg) e droperidolo (1,6 mg/kg). L’addome dei conigli è stato rasato e disinfettato, e il sito di incisione è stato trattato con 5 mL di lidocaina al 2%. Un’incisione addominale mediana è stata fatta, seguita da gastrectomia subtotale e la creazione di un digiuno gastrico end-to-side a tutto spessore 1.2 cm anastomosi utilizzando 1-0 suture assorbibili e una lunghezza punto di ~ 2 mm. Dopo essersi assicurati che non ci fosse tensione in eccesso sul sito di sutura e nessun sanguinamento attivo, la cavità addominale è stata lavata con soluzione fisiologica. La tecnica asettica è stata mantenuta durante l’operazione. L’incisione addominale è stata suturata strato per strato. Quattro animali di ogni gruppo sono stati sottoposti a eutanasia nei giorni postoperatori 3, 5, 7, 10 e 15. Le sezioni di tessuto sono state preparate dai campioni del 5° giorno e colorate con ematossilina ed eosina (H&E) e colorazione tricromica di Masson. I seguenti parametri sono stati valutati ad ogni punto temporale.
2.3. Stato generale
L’assunzione di cibo post-operatorio, i cambiamenti di peso e la guarigione della ferita sono stati esaminati nel controllo a digiuno e nei conigli sperimentali nutriti.
2.4. Tasso di guarigione dell’anastomosi
La presenza di pus e tessuto necrotico intorno al sito anastomotico e la perdita di contenuto intestinale o altri segni evidenti di perdita sono stati considerati indicativi di fistola anastomotica.
2.5. Pressione di rottura sull’anastomosi
Il tessuto 15 cm prossimale e distale al sito anastomotico è stato asportato e posto in soluzione di Ringer. Un’estremità del segmento è stata collegata a una pompa di microinfusione e l’altra a un tester di pressione. Il blu di metilene è stato iniettato ad una velocità di 8 mL/min utilizzando una pompa di infusione. La pressione che causava il trabocco della soluzione colorante è stata definita come la pressione di rottura anastomotica.
2.6. Pressione immediata sull’anastomosi nel gruppo sperimentale
La pressione intestinale causata dall’assunzione massima di cibo singolo è stata imitata e la pressione sul sito anastomotico registrato utilizzando lo stesso metodo come descritto sopra.
2.7. Resistenza alla trazione al sito anastomotico
Il tessuto 3 cm prossimale e distale al sito anastomotico è stato escisso e il segmento intestinale rimanente fissato a un mandrino pneumatico ag-x plus Desktop 10 KN. La tensione è stata applicata a una velocità di trazione di 60 mm/min fino alla rottura. La resistenza alla trazione è stata definita come la forza di carico massima che causa la rottura dell’interfaccia.
2.8. Morfologia
I tessuti della parete gastrointestinale dal giorno 5 anastomosi sono stati fissati in soluzione di formaldeide neutra al 10%, paraffina-embedded, e trattati per la sezione del tessuto convenzionale. Le sezioni colorate con H&E sono state esaminate al microscopio ottico per la quantità di neovascolarizzazione e per la morfologia dei fibroblasti, come indicatori della guarigione dello stoma anastomotico. La colorazione tricromica di Masson è stata esaminata al microscopio ottico per la quantità di fibre collagene. Il software di analisi Image-Pro Plus ci ha aiutato a calcolare il rapporto dell’area delle fibre collagene tra i due gruppi. Il risultato è stato calcolato automaticamente dal sistema di analisi delle immagini.
2.9. Analisi statistica
SPSS19.0 software statistico è stato utilizzato per l’analisi statistica. La pressione di rottura anastomotica e la resistenza alla trazione anastomotica nei due gruppi di animali sono stati confrontati e sono stati espressi come media ± deviazione standard. I valori medi dei due gruppi sono stati confrontati in un’analisi della varianza a un fattore (ANOVA). Un valore di p < 0,05 è stato considerato per indicare una differenza statisticamente significativa.
3. Risultati
3.1. Stato generale
Dopo l’operazione, i due gruppi di animali erano in buone condizioni e non si sono verificati decessi. Il peso medio postoperatorio dei conigli del gruppo sperimentale e del gruppo di controllo era 4,96 ± 0,42 kg e 5,04 ± 0,38 kg, rispettivamente. Il terzo giorno postoperatorio, il peso corporeo medio dei conigli sperimentali e di controllo era 4,36 ± 0,28 kg e 4,41 ± 0,25 kg, rispettivamente; il giorno postoperatorio 5, 4,36 ± 0,28 kg e 4,41 ± 0,25, rispettivamente; e il giorno postoperatorio 10, 4,64 ± 0,28 kg e 4,77 ± 0,13 kg, rispettivamente. Nessuna delle differenze tra il gruppo sperimentale e quello di controllo era significativa (). L’infezione dell’incisione non si è verificata in nessuno dei due gruppi.
3.2. Tasso di guarigione del sito anastomotico
Laparotomia è stata eseguita nei due gruppi di animali ai punti post-operatori sopra descritti. In generale, l’anastomosi e il tessuto circostante e l’omento differivano nel grado di adesione. Sulla base di una definizione di fistola anastomotica come presenza di pus e tessuto necrotico o perdite evidenti, nessuno dei campioni ha mostrato prove di fistola anastomotica al terzo giorno postoperatorio. Un gran numero di essudati peritoneali sono stati visti nel gruppo di controllo il giorno 5 postoperatorio, accompagnati da un ascesso che si era formato intorno al sito anastomotico e la contaminazione con il contenuto intestinale, confermando la presenza di fistola anastomotica. Il giorno 7 postoperatorio, la fistola anastomotica si era verificata sia nel gruppo di controllo che in quello sperimentale. Il tasso di guarigione anastomotica era del 91,6% (22/24) nel gruppo di controllo e del 95,8% (23/24) nel gruppo sperimentale. La differenza nei tassi di guarigione dei due gruppi non era significativa ().
3.3. Pressione di rottura del sito anastomotico
Non c’era una differenza significativa nelle pressioni di rottura dei due gruppi il giorno postoperatorio 2, e la pressione di rottura di entrambi i gruppi era significativamente più bassa il giorno 3 che in qualsiasi altro momento. Il giorno 5 postoperatorio, la pressione di rottura è aumentata significativamente nei gruppi sperimentale e di controllo, con una pressione leggermente inferiore nel primo. Il picco della pressione di rottura del gruppo di controllo è stato il giorno 7 postoperatorio ed è diminuito leggermente il giorno 10 postoperatorio, momento in cui la pressione nel gruppo sperimentale ha raggiunto un picco. Il giorno 15 postoperatorio, la pressione nei due gruppi era leggermente inferiore a quella del giorno 10 postoperatorio. Tuttavia, non vi era alcuna differenza significativa nella pressione di rottura dell’anastomosi tra i due gruppi in qualsiasi momento (Figura 1(a)).
(a)
(b)
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3.4. Pressione immediata sul sito anastomotico nel gruppo sperimentale
Con il graduale aumento dell’assunzione di cibo mimato, anche la pressione immediata sul sito anastomotico aumentava. Con la progressiva guarigione dell’anastomosi, la pressione di rottura era più alta della pressione immediata. I valori delle due pressioni erano i più vicini nei giorni postoperatori 3 e 15 (Figura 1(b)).
3.5. Resistenza alla trazione
Non c’era una differenza significativa nella resistenza alla trazione del sito anastomotico tra i due gruppi il giorno postoperatorio 2, anche se quella del gruppo di controllo era leggermente inferiore. Non c’era nemmeno una differenza significativa tra i due gruppi nel giorno postoperatorio 3. Il giorno postoperatorio 5, entrambi i gruppi avevano una resistenza alla trazione anastomotica significativamente più alta rispetto ai giorni precedenti, con una resistenza alla trazione leggermente inferiore nel gruppo sperimentale rispetto al gruppo di controllo. Il giorno 7 postoperatorio, la resistenza alla trazione anastomotica del gruppo sperimentale era leggermente ma non significativamente superiore a quella del gruppo di controllo il giorno 5 postoperatorio e leggermente inferiore a quella del gruppo di controllo il giorno 7 postoperatorio. Il giorno 10 postoperatorio, la resistenza alla trazione anastomotica è aumentata significativamente nei due gruppi e ha raggiunto un massimo in entrambi. La resistenza alla trazione anastomotica del gruppo sperimentale era leggermente inferiore a quella del gruppo di controllo. Il giorno 15 postoperatorio, la resistenza alla trazione dell’anastomosi era leggermente ma non significativamente inferiore a quella del giorno 10. Non c’era alcuna differenza significativa nella resistenza alla trazione dell’anastomosi tra i due gruppi in nessuno dei punti temporali (Figura 2). Il giorno 5 postoperatorio, entrambi i gruppi avevano una resistenza alla trazione anastomotica significativamente più alta rispetto ai giorni precedenti, con una resistenza alla trazione leggermente inferiore nel gruppo sperimentale rispetto al gruppo di controllo.
3.6. Istologia dell’anastomosi del 5° giorno postoperatorio
Microscopia ottica delle sezioni del 5° giorno postoperatorio colorate con H&E ha mostrato rari neutrofili ma un gran numero di linfociti e monociti nei tessuti del sito anastomotico di entrambi i gruppi di animali. Il tessuto di granulazione composto principalmente da fibroblasti e nuovi capillari in crescita sono stati visti sulla superficie della ferita (Figura 3). La vascolarizzazione potrebbe essere ovviamente trovata nel gruppo sperimentale. Il tessuto della mucosa e della sottomucosa di necrosi potrebbe essere trovato nel gruppo di controllo. La microscopia ottica delle sezioni postoperatorie del giorno 5 macchiate con tricromia di Masson ha mostrato che i diversi gruppi avevano prestazioni diverse. Il rapporto di area delle fibre collagene è più alto nel gruppo sperimentale che in quello di controllo (Figura 4).
(a)
(b)
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4. Discussione
L’anastomosi gastrointestinale per ricostruire l’integrità del tratto digestivo è una tecnica altamente invasiva in chirurgia generale. Una delle complicazioni più comuni dopo l’anastomosi gastrointestinale è la fistola gastrointestinale, con un’incidenza dello 0-17,4%. Il momento ottimale dell’alimentazione post-operatoria dopo un’anastomosi gastrointestinale è oggetto di un intenso dibattito. La maggior parte dei chirurghi ritiene che il rinvio dell’alimentazione protegga l’anastomosi gastrointestinale durante la fase di guarigione. Tuttavia, studi precedenti su conigli sottoposti ad anastomosi esofagea hanno dimostrato i vantaggi di un’alimentazione postoperatoria precoce piuttosto che tardiva, sebbene ciò non sia stato confermato nei pazienti con anastomosi gastrointestinali. Si può sostenere che nei pazienti sottoposti a chirurgia gastrica il precoce assorbimento intestinale delle sostanze nutritive migliorerà la guarigione dei tessuti e ridurrà la probabilità di infezioni postoperatorie. Inoltre, l’alimentazione precoce postoperatoria è in linea con il concetto di chirurgia di riabilitazione rapida per ridurre lo stress chirurgico e le complicazioni, accelerare il recupero, ridurre la durata della degenza ospedaliera, ridurre i costi nutrizionali e accelerare la guarigione sia fisica che psicologica nei pazienti sottoposti a chirurgia gastrica.
Un ulteriore supporto per l’alimentazione precoce proviene da studi che dimostrano che dopo la procedura gastrointestinale l’intestino tenue di solito ritorna alla funzione normale 4-8 ore dopo l’intervento, con la funzione normale dello stomaco e del colon che si verifica un po’ più tardi. Quindi, entro 24 ore dopo l’intervento, mangiare può essere tollerato e i nutrienti saranno assorbiti. Negli esperimenti sugli animali, il digiuno ha provocato una riduzione del contenuto di collagene nel tessuto cicatriziale anastomotico e quindi una ridotta qualità della guarigione, mentre l’alimentazione precoce ha impedito l’atrofia della mucosa e ha aumentato la deposizione di collagene e la resistenza della ferita. I risultati di altri studi sugli animali e sull’uomo hanno anche suggerito un’associazione tra la nutrizione attraverso l’alimentazione precoce e una migliore guarigione del sito anastomotico.
La sintesi e la composizione del collagene sono importanti determinanti della guarigione delle anastomosi. Nel nostro studio, il tasso di guarigione anastomotica del gruppo di controllo e del gruppo sperimentale è stato rispettivamente del 91,6% e del 95,8%. La resistenza alla trazione dello stoma anastomotico è diminuita significativamente entro 3 o 4 giorni dopo l’anastomosi. La resistenza alla trazione 48 ore dopo l’anastomosi gastroduodenale era inferiore del 64%, riflettendo una diminuzione della quantità di collagene. Questo periodo è una fase critica della guarigione anastomotica, poiché c’è un alto rischio di perdite anastomotiche. Al terzo o quarto giorno postoperatorio, l’accumulo di collagene aveva rapidamente aumentato la resistenza alla trazione dell’anastomosi.
Nel nostro esperimento, i due gruppi non differivano significativamente in nessuno dei punti temporali in termini di pressione di rottura o di resistenza alla trazione dell’anastomosi. La resistenza dello stoma anastomotico nella fase iniziale era dovuta principalmente alla tensione delle suture sull’anastomosi. I nostri dati sono coerenti con i risultati di studi precedenti che mostrano che il sito anastomotico era più debole 3 giorni dopo l’operazione e quindi più vulnerabile alla formazione della fistola. All’inizio del processo di riparazione dei tessuti, i fibroblasti della ferita proliferano e sintetizzano abbondanti quantità di collagene, che insieme ai capillari del tessuto di granulazione svolgono un ruolo chiave nella guarigione della ferita. I nostri risultati suggeriscono che il consumo postoperatorio precoce non influenza la sintesi di collagene durante la guarigione dell’anastomosi.
5. Conclusione
I risultati di questo studio indicano che con un aumento graduale dell’assunzione di cibo singolo, anche la pressione sul sito anastomotico aumenta, ma può essere mantenuta costantemente inferiore alla pressione di scoppio. Quindi, l’alimentazione precoce è sicura e fattibile, a patto che sia strettamente controllata rispetto all’assunzione massima di cibo. Il numero di poppate giornaliere deve essere aumentato adeguatamente per garantire che la pressione anastomotica rimanga inferiore alla pressione di scoppio, in modo da evitare la formazione di una fistola anastomotica. Man mano che l’anastomosi guarisce, l’assunzione di cibo può essere gradualmente aumentata. Questo regime ridurrà lo stress chirurgico e le complicazioni, accelererà la riabilitazione del paziente, accorcerà la permanenza in ospedale, abbasserà i costi nutrizionali e accelererà la guarigione sia fisica che psicologica del paziente.
Data Availability
I dati nel manoscritto sono originali e disponibili.
Conflitti di interesse
Gli autori di questo manoscritto non hanno conflitti di interesse da rivelare.
Contributi degli autori
Youbin Cui ha concepito e progettato gli esperimenti. Ze Tang ha eseguito gli esperimenti. Hongfei Cai ha analizzato i dati. Ze Tang e Hongfei Cai hanno contribuito a reagenti/materiali/strumenti di analisi. Ze Tang ha scritto il manoscritto.