Vliv časného pooperačního krmení na tvorbu gastrointestinální anastomotické píštěle a dobu hojení u králíků

Abstrakt

Cíle. Zjistit, zda časné pooperační krmení oslabuje inhibiční účinky střevní anastomózy u králíků. Metody. Po provedení gastrointestinální anastomózy bylo 48 králíků náhodně rozděleno do experimentální a kontrolní skupiny. Králíci v experimentální skupině byli od 24 hodin po operaci krmeni tekutou stravou, zatímco kontrolní králíci dostávali po operaci pouze celkovou parenterální výživu. U čtyř králíků v každé skupině byla provedena explorativní laparotomie 3, 5, 7, 10 a 15 dní po operaci a byla stanovena rychlost hojení anastomózy, tlak při prasknutí anastomózy, pevnost při přetržení anastomózy a obsah hydroxyprolinu v anastomóze. Výsledky. Anastomózy se zhojily v 91,6 % (22/24) u kontrolní skupiny a v 95,8 % (23/24) u experimentální skupiny. Tlak prasknutí anastomózy se v obou skupinách 3 dny po operaci pozoruhodně snížil a dosáhl nejnižší hodnoty. Pevnost při protržení anastomózy se mezi oběma skupinami nelišila 3 dny po operaci, kdy obě skupiny dosáhly nejnižších hodnot, a v obou skupinách se výrazně zvýšila a dosáhla maxima 10 dní po operaci. Obsah hydroxyprolinu v anastomóze byl mírně nižší v experimentální skupině 3 dny po operaci, ačkoli obě skupiny dosáhly vrcholu 7 dní po operaci. Závěry. Časné pooperační krmení neprodlužuje dobu hojení anastomózy ani míru netěsnosti gastrointestinální anastomózy.

1. Problémy s hojením anastomózy se projevily v průběhu operace. Úvod

Gastrointestinální anastomóza je nejčastější rekonstrukční operací trávicího traktu . Častou komplikací po gastrointestinální anastomóze je vznik gastrointestinální píštěle, jejíž výskyt je 0-17,4 % . Mírné případy mohou způsobit infekci, elektrolytovou nerovnováhu a malnutrici, ale těžké případy mohou způsobit smrt. Anastomotický únik je ovlivněn systémovými faktory, včetně diabetu, cirhózy a dalších chronických odpadních onemocnění, které zhoršují reparační schopnost organismu i jeho schopnost bojovat s infekcemi, a tím i hojení anastomózy. Mnoho studií prokázalo, že pacienti se špatným stavem výživy jsou náchylnější ke komplikacím. Byla zaznamenána pozitivní korelace mezi předoperačním úbytkem hmotnosti a anastomotickou píštělí . Nedostatečná pohyblivost anastomózy, nadměrná resekce a nadměrné napětí v místě anastomózy rovněž ohrožují hojení, stejně jako nedostatečné prokrvení.

Hojení rány je proces dynamické rovnováhy zahrnující buňky, jejich prostředí a extracelulární matrix . Cytokiny vylučované krevními destičkami a zánětlivými buňkami podporují jak tvorbu nových cév, tak syntézu kolagenu, které v dynamické rovnováze s degradací kolagenu určují reakci hojení . Dvěma důležitými složkami kolagenu jsou hydroxyprolin a hydroxylysin. Hydroxyprolin je syntetizován za podmínek oxidačního stresu hydroxylací prolinu a podílí se na buněčném transportu kolagenu. Syntézu a transport kolagenu v ráně lze pochopit sledováním obsahu hydroxyprolinu v ráně .

Pacienti podstupující gastrointestinální anastomózu jsou pooperačně vyživováni prostřednictvím zavedené žaludeční sondy. K prevenci pooperační nevolnosti a zvracení se používá také gastrointestinální dekomprese, lačnění a parenterální výživa. Tyto metody poskytují dostatečný čas na zhojení anastomózy a obnovení integrity gastrointestinálního segmentu. Proveditelnost alternativního protokolu, při kterém jsou pacientům podávány pooperační antiemetické léky a tekutá strava v malém množství s přísnou kontrolou množství i frekvence příjmu, aby se zajistilo, že anastomotický tlak zůstane v bezpečném rozmezí, však dosud nebyla stanovena. Nedostatečný nutriční stav lze rychle upravit u pacienta, který brzy po operaci toleruje perorální enterální výživu nebo perorální příjem domácích výživných jídel, třeba ve spojení s parenterální nutriční podporou. To následně urychluje zotavení z traumatu operace .

Optimální způsob kontroly příjmu potravy po gastrointestinální anastomóze není jasný. Většina chirurgů se domnívá, že čím později se obnoví normální příjem potravy, tím dokonaleji se gastrointestinální anastomóza zhojí. Po jícnové anastomóze u králíků však bylo dosaženo lepších výsledků při časném než pozdním krmení. U pacientů s gastrointestinální anastomózou umožňuje časné krmení časné vstřebávání živin ze střeva, a tím zlepšuje hojení tkání a snižuje výskyt pooperační žaludeční infekce . Časné pooperační krmení je v souladu s koncepcí rychlé rehabilitační chirurgie, jejímž cílem je snížit chirurgický stres a komplikace, urychlit rekonvalescenci, zkrátit délku hospitalizace, snížit náklady na výživu a zlepšit zotavení po fyzickém a souvisejícím psychickém traumatu. Cílem této studie bylo prozkoumat vliv časného krmení na hojení gastrointestinální anastomózy u králíka, a tím předběžně objasnit vztah mezi časným krmením, tvorbou gastrointestinální anastomotické píštěle a dobou hojení po gastrointestinální operaci.

2. Materiál a metody

2.1. Materiál a metody

2.2. Vliv časného krmení na hojení gastrointestinální anastomózy u králíka. Experimentální zvířata

Čtyřicet osm samců a samic králíků (hmotnost, 4-6 kg) použitých v této studii poskytla Základní laboratoř lékařských laboratorních zvířat Univerzitní školy Jilin. Králíci byli náhodně rozděleni do experimentální a kontrolní skupiny po 24 králících. Pokusné skupině byla 24 hodin po operaci podávána normální tekutá potrava (mletá králičí žrádla zředěná teplou vodou), přičemž příjem potravy byl přísně kontrolován. Počáteční krmná dávka činila 15 ml třikrát denně. Poté byla jednotlivá krmiva podávána třikrát denně takto: 72 h po operaci 20 ml, 5 dní po operaci 25 ml, 7 dní po operaci 30 ml, 10 dní po operaci 35 ml a 15 dní 40 ml. Kontrolní skupina byla po operaci nalačno, voda byla podávána intravenózní infuzí k udržení denních fyziologických potřeb. Tato studie byla schválena etickou komisí První nemocnice Jilinské univerzity (Jilin, Čína) (číslo 2016-379).

2.2. Experimentální model

Po 8hodinovém lačnění s vodou před operací bylo králíkům intramuskulárně aplikováno anestetikum sestávající ze směsi ketaminu (40 mg/kg) a droperidolu (1,6 mg/kg). Břicho králíků bylo oholeno a dezinfikováno a místo řezu bylo ošetřeno 5 ml 2% lidokainu. Byl proveden střední řez břichem, následovala subtotální gastrektomie a vytvoření žaludeční jejunální anastomózy v celé tloušťce 1,2 cm s použitím vstřebatelných stehů 1-0 a délkou stehu ~2 mm. Po ujištění, že v místě sutury nedochází k nadměrnému napětí a aktivnímu krvácení, byla břišní dutina vypláchnuta fyziologickým roztokem. Během operace byla dodržena aseptická technika. Břišní řez byl sešit po vrstvách. Čtyři zvířata z každé skupiny byla utracena 3., 5., 7., 10. a 15. pooperační den. Ze vzorků odebraných 5. den byly připraveny řezy tkání, které byly obarveny hematoxylinem a eosinem (H&E) a Massonovým trichromem. V každém časovém bodě byly hodnoceny následující parametry:

2.3. Celkový stav

Pooperační příjem potravy, změny hmotnosti a hojení rány byly zkoumány u kontrolních a krmených pokusných králíků nalačno.

2.4. Průběh vyšetření. Rychlost hojení anastomózy

Přítomnost hnisu a nekrotické tkáně v okolí místa anastomózy a únik střevního obsahu nebo jiné zjevné známky úniku byly považovány za ukazatele anastomotické píštěle.

2.5. Rupturační tlak na anastomózu

Tkáň 15 cm proximálně a distálně od místa anastomózy byla excidována a umístěna do Ringerova roztoku. Jeden konec segmentu byl spojen s mikroinfuzní pumpou a druhý s testerem tlaku. Methylenová modř byla podávána rychlostí 8 ml/min pomocí infuzní pumpy. Tlak způsobující přetečení roztoku barviva byl definován jako tlak při prasknutí anastomózy

2.6. Okamžitý tlak na anastomózu u experimentální skupiny

Střevní tlak způsobený maximálním jednorázovým příjmem potravy byl imitován a tlak na anastomózu zaznamenán stejnou metodou, jaká byla popsána výše.

2.7. Pevnost v tahu v místě anastomózy

Tkáň 3 cm proximálně a distálně od místa anastomózy byla vyříznuta a zbývající střevní segment byl připevněn k pneumatickému sklíčidlu ag-x plus Desktop 10 KN. Tah byl aplikován rychlostí 60 mm/min až do prasknutí. Pevnost v tahu byla definována jako maximální zatěžovací síla, která způsobí prasknutí rozhraní

2.8. Morfologie

Tkáně gastrointestinální stěny z anastomóz 5. dne byly fixovány v 10% roztoku neutrálního formaldehydu, zalité do parafínu a zpracovány pro konvenční řez tkání. Řezy obarvené H&E byly vyšetřeny světelnou mikroskopií na množství neovaskularizace a morfologii fibroblastů jako ukazatele hojení anastomózy. Barvení Massonovým trichromem bylo vyšetřeno světelnou mikroskopií na množství kolagenních vláken. Software Image-Pro Plus Analysis Software nám pomohl při výpočtu poměru plochy kolagenních vláken mezi oběma skupinami. Výsledkem byl automatický výpočet pomocí systému pro analýzu obrazu.

2,9. Statistická analýza

Statistický software SPSS19.0 byl použit pro statistickou analýzu. Tlak při ruptuře anastomózy a pevnost v tahu anastomózy u obou skupin zvířat byly porovnány a vyjádřeny jako průměr ± směrodatná odchylka. Průměrné hodnoty obou skupin byly porovnány v jednofaktorové analýze rozptylu (ANOVA). Hodnota p < 0,05 byla považována za statisticky významný rozdíl.

3. Výsledky

3.1. Rozdíly mezi oběma skupinami jsou uvedeny v tabulce. Celkový stav

Po operaci byly obě skupiny zvířat v dobrém stavu a nedošlo k žádnému úhynu. Průměrná pooperační hmotnost králíků v experimentální a kontrolní skupině byla 4,96 ± 0,42 kg a 5,04 ± 0,38 kg. Třetí pooperační den byla průměrná tělesná hmotnost pokusných a kontrolních králíků 4,36 ± 0,28 kg, resp. 4,41 ± 0,25 kg, pátý pooperační den 4,36 ± 0,28 kg, resp. 4,41 ± 0,25 kg a desátý pooperační den 4,64 ± 0,28 kg, resp. 4,77 ± 0,13 kg. Žádný z rozdílů mezi experimentální a kontrolní skupinou nebyl významný (). Infekce řezu se nevyskytla ani v jedné ze skupin.

3.2. Rychlost hojení místa anastomózy

Laparotomie byla provedena u obou skupin zvířat ve výše popsaných pooperačních časových bodech. Obecně se anastomóza a okolní tkáň a omentum lišily stupněm adheze. Na základě definice anastomotické píštěle jako přítomnosti hnisu a nekrotické tkáně nebo zjevného prosakování nevykazoval žádný ze vzorků 3. pooperační den známky anastomotické píštěle. V kontrolní skupině bylo 5. pooperační den pozorováno velké množství peritoneálních exsudátů doprovázených abscesem, který se vytvořil kolem místa anastomózy, a kontaminací střevním obsahem, což potvrzovalo výskyt anastomotické píštěle. Sedmý pooperační den se anastomotická píštěl objevila jak u kontrolní, tak u experimentální skupiny. Míra zhojení anastomózy byla 91,6 % (22/24) v kontrolní skupině a 95,8 % (23/24) v experimentální skupině. Rozdíl v míře zhojení obou skupin nebyl signifikantní ().

3.3. Tlak při ruptuře v místě anastomózy

Druhý pooperační den nebyl mezi oběma skupinami významný rozdíl v tlaku při ruptuře a třetí den byl tlak při ruptuře v obou skupinách významně nižší než kdykoli jindy. Pátý pooperační den se rupturní tlak významně zvýšil v experimentální i kontrolní skupině, přičemž v první skupině byl mírně nižší. Vrchol rupturního tlaku kontrolní skupiny byl 7. pooperační den a mírně se snížil 10. pooperační den, kdy tlak v experimentální skupině dosáhl maxima. V 15. pooperační den byl tlak v obou skupinách mírně nižší než v 10. pooperační den. V žádném časovém bodě však nebyl mezi oběma skupinami významný rozdíl v tlaku při prasknutí anastomózy () (obrázek 1 a)).

(a)

(b)

.
(a)
(b)

Obrázek 1

Rupturační tlak a okamžitý tlak v místě anastomózy. (a) Pátý pooperační den se tlak při ruptuře významně zvýšil v experimentální i kontrolní skupině, přičemž v první skupině byl tlak mírně nižší. Vrchol tlaku ruptury u kontrolní skupiny byl 7. pooperační den a 10. pooperační den mírně poklesl. (b) S postupujícím hojením anastomózy byl tlak při ruptuře vyšší než okamžitý tlak.

3.4. Tlak při ruptuře byl vyšší než okamžitý tlak. Okamžitý tlak v místě anastomózy u experimentální skupiny

Při postupném zvyšování příjmu napodobované potravy se zvyšoval i okamžitý tlak v místě anastomózy. S postupným hojením anastomózy byl tlak při ruptuře vyšší než okamžitý tlak. Hodnoty obou tlaků si byly nejbližší 3. a 15. pooperační den (obrázek 1b).

3,5. Pooperační tlak na anastomózu byl nejnižší ve 3. a 15. dni (obrázek 1b). Pevnost v tahu

Mezi oběma skupinami nebyl 2. pooperační den významný rozdíl v pevnosti v tahu v místě anastomózy, i když u kontrolní skupiny byla mírně nižší. Rovněž 3. pooperační den nebyl mezi oběma skupinami významný rozdíl. Pátý pooperační den měly obě skupiny významně vyšší pevnost v tahu anastomózy než v předchozích dnech, přičemž v experimentální skupině byla pevnost v tahu mírně nižší než v kontrolní skupině. Sedmý pooperační den byla pevnost v tahu anastomózy u experimentální skupiny mírně, ale nevýznamně vyšší než u kontrolní skupiny pátý pooperační den a mírně nižší než u kontrolní skupiny sedmý pooperační den. Desátý pooperační den se pevnost anastomózy v tahu u obou skupin významně zvýšila a u obou dosáhla maxima. Pevnost v tahu anastomózy u experimentální skupiny byla mírně nižší než u kontrolní skupiny. V 15. pooperační den byla pevnost anastomózy v tahu mírně, ale ne významně nižší než 10. den. V pevnosti v tahu anastomózy nebyl mezi oběma skupinami v žádném z časových bodů významný rozdíl () (Obrázek 2).

Obrázek 2

Pevnost v tahu v místě anastomózy. Pátý pooperační den měly obě skupiny výrazně vyšší pevnost v tahu na místě anastomózy než v předchozích dnech, přičemž v experimentální skupině byla pevnost v tahu o něco nižší než v kontrolní skupině

3.6.

. Histologie pooperační anastomózy 5. den

Světelná mikroskopie řezů pooperační anastomózy barvených H&E 5. den prokázala vzácné neutrofily, ale velké množství lymfocytů a monocytů ve tkáních v místě anastomózy u obou skupin zvířat. Na povrchu rány byla patrná granulační tkáň složená převážně z fibroblastů a nové, prorůstající kapiláry (obrázek 3). Vaskularizace byla zjevně patrná u experimentální skupiny. V kontrolní skupině bylo možné nalézt nekrózu sliznice a podslizniční tkáně. Světelná mikroskopie řezů obarvených Massonovým trichromem po 5. dni operace ukázala, že různé skupiny měly rozdílné výsledky. Poměr plochy kolagenních vláken je vyšší v experimentální než v kontrolní skupině (obrázek 4).

(a)

(b)

.
(a)
(b)

Obrázek 3

Histologie anastomózy po 5. dni operace (200x). Světelná mikroskopie řezů obarvených H&E po 5. dni operace ukázala vzácné neutrofily, ale velké množství lymfocytů a monocytů ve tkáních v místě anastomózy u obou skupin zvířat. (a) Kontrolní skupina. Modré šipky ukazují nekrózu buněk. (b) Experimentální skupina. Žluté šipky ukazují vaskularizaci.

(a)

(b)

(c)

.
(a)
(b)
(c)

Obrázek 4

Barvení Massonovým trichromem pooperační anastomózy 5. den (200x). (a) Kontrolní skupina. (b) Experimentální skupina. (c) Poměr plochy kolagenních vláken je vyšší u experimentální než u kontrolní skupiny.

4. Diskuse

Gastrointestinální anastomóza k rekonstrukci integrity trávicího traktu je vysoce invazivní technikou ve všeobecné chirurgii. Jednou z častějších komplikací po gastrointestinální anastomóze je gastrointestinální píštěl s incidencí 0-17,4 %. Optimální načasování pooperační výživy po gastrointestinální anastomóze je předmětem intenzivních diskusí. Většina chirurgů se domnívá, že odložení příjmu potravy chrání gastrointestinální anastomózu ve fázi hojení. Předchozí studie na králících, kteří podstoupili jícnovou anastomózu, však prokázaly výhody spíše časného než pozdního pooperačního krmení, ačkoli u pacientů s gastrointestinální anastomózou to nebylo potvrzeno. Lze tvrdit, že u pacientů po operaci žaludku časná střevní absorpce živin zlepší hojení tkání a sníží pravděpodobnost pooperační infekce . Kromě toho je časné pooperační krmení v souladu s koncepcí rychlé chirurgické rehabilitace, která má snížit chirurgický stres a komplikace, urychlit rekonvalescenci, zkrátit délku hospitalizace, snížit náklady na výživu a urychlit fyzické i psychické hojení pacientů po operaci žaludku.

Další podporu pro časné krmení poskytují studie, které ukazují, že po zákroku na zažívacím traktu se tenké střevo obvykle vrací k normální funkci 4-8 hodin po operaci, přičemž normální funkce žaludku a tlustého střeva nastává o něco později . Do 24 h po operaci lze tedy tolerovat stravování a živiny se vstřebají. V pokusech na zvířatech vedlo hladovění ke snížení obsahu kolagenu v tkáni anastomotické jizvy, a tedy ke zhoršení kvality hojení, zatímco časné krmení zabránilo atrofii sliznice a zvýšilo ukládání kolagenu a pevnost rány . Výsledky dalších studií na zvířatech a lidech podobně naznačují souvislost mezi výživou prostřednictvím časného krmení a lepším hojením místa anastomózy .

Syntéza a složení kolagenu jsou důležitými determinanty hojení anastomózy. V naší studii byla míra zhojení anastomózy u kontrolní skupiny 91,6 % a u experimentální skupiny 95,8 %. Pevnost v tahu anastomotického stoma se významně snížila během 3 nebo 4 dnů po anastomóze. Pevnost v tahu 48 hodin po gastroduodenální anastomóze byla o 64 % nižší, což odráželo pokles množství kolagenu. Toto období je kritickou fází hojení anastomózy, protože existuje vysoké riziko úniku anastomózy. Do 3. nebo 4. pooperačního dne nahromadění kolagenu rychle zvýšilo pevnost anastomózy v tahu.

V našem experimentu se obě skupiny v žádném z časových bodů významně nelišily, pokud jde o tlak při ruptuře nebo pevnost anastomózy v tahu. Pevnost anastomotického stoma v časné fázi byla způsobena především tahem stehů na anastomóze. Naše údaje jsou v souladu s výsledky předchozích studií, které ukazují, že místo anastomózy bylo nejslabší 3 dny po operaci, a tudíž nejzranitelnější vůči vzniku píštěle. Na počátku procesu reparace tkáně dochází k proliferaci fibroblastů v ráně a k syntéze velkého množství kolagenu, který spolu s kapilárami granulační tkáně hraje klíčovou roli při hojení rány. Naše výsledky naznačují, že časné pooperační stravování nemá vliv na syntézu kolagenu během hojení anastomózy.

5. Závěr

Výsledky této studie naznačují, že s postupným zvyšováním jednorázového příjmu potravy se zvyšuje i tlak v místě anastomózy, ale lze jej udržet trvale nižší než tlak při prasknutí. Časné stravování je tedy bezpečné a proveditelné, pokud je přísně kontrolováno s ohledem na maximální příjem potravy. Počet denních krmení je třeba přiměřeně zvýšit, aby se zajistilo, že tlak v místě anastomózy zůstane nižší než tlak při prasknutí, a zabránilo se tak vzniku anastomotické píštěle. Jak se anastomóza hojí, lze příjem potravy postupně zvyšovat. Tento režim sníží chirurgický stres a komplikace, urychlí rehabilitaci pacienta, zkrátí pobyt v nemocnici, sníží náklady na výživu a urychlí fyzické i psychické uzdravení pacienta.

Dostupnost údajů

Údaje v rukopise jsou původní a dostupné.

Konflikty zájmů

Autoři tohoto rukopisu nemají žádný konflikt zájmů, který by museli zveřejnit.

Příspěvky autorů

Youbin Cui vymyslel a navrhl experimenty. Ze Tang provedl experimenty. Hongfei Cai analyzoval data. Ze Tang a Hongfei Cai přispěli k výrobě reagencií/materiálů/analytických nástrojů. Ze Tang napsal rukopis.