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WS 2004/2005
Pathophysiologie des GastrointestinumErika Jensen-JarolimZentrum für Physiologie und Pathophysiologie
Medizinische Universität Wien
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Ösophagus
Pars abdominalis
oberer Ö.sphinkter(M. constr. pharyngis inf.)
unterer Ö.sphinkter
Schraubensystem
mittlere Enge
Übergang
glatt
quergestreiftPars cervicalis
Pars thoracica
Muskulatur
Hiss
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Ösophagus: Innervation
oberer ÖS.
Nn. pulmonales
Nn. cardiaci
Pl.pulmonalis
N. Vagus
Pl.cardiacus
Sympathicus
Grenzstrang
Pl. coeliacusMagenIntestinum
Gefäße
LeberPankreasColon
Nn. splanchnici
Ganglion stellatum
Pl. pharyngeusX.: direkte Äste N. laryng. recurrens
Pl. mesentericus sup.
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buccolaryngeale Phase
primäre Kontraktion(sekundäre K.: Dehnung)(tertiäre K.: ungerichtet)
Erschlaffung des unt. Ö.sphinkter (UÖS)
Schluckakt
Motilität: aktiv und passiv
Physiologie des Schluckaktes
20
30
40cm
ab
ZR
100
0
mmHg
100
0
100
0
normal
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Motilitätsstörungen des Ösophagusorganisch-mechanisch
Pars abdominalis
oberer Sphinkter(M. constr. pharyngis inf.)
unterer Sphinkter
mittlere EngeAorta
Trachea
bukkopharyngeale Phase:Mißbildungen, Verletzungen, Entzündungen, Tumoren
ösophageale Phase:Obstruktion: Ösophagitis, Bolus, TumorenKompression: Aneurysma, Mediastinaltumoren,Zenker-Divertikel, paraösoph. Hernie
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Motilitätsstörungen des ÖsophagusNerval-funktionell
bukkopharyngeale und ösophageale Phase:ZNS-Schädigung: Vergiftung, KomaMuskelschädigung: Dermatomyositis,musk. Dystrophie, metab. Myopathie.Poliomyelitis, Bulbärparalyse, MS,...
ösophageale Phase:Neuropathien: diabetisch, alkoholisch, urämischSklerodermie, Lupus eryth., PCPAchalasie, Chagas, diffuse Spasmen
Übergang
glatt
quergestreift
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Ösophagus-Divertikel
Traktionsdivertikel(echt, ventral,parabronchial)
70%: Zenker´sches Pulsationsdivertikel
(falsch: dorsal)
LAIMER
epiphrenischeAmpulle
FunktionelleDivertikel
(Pseudo)
Spasmen
juxtasphinktäre Divertikel
juxtasphinktäre Divert.
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JuxtasphinktärePulsations-D.Atembeschwerden
Druck retrosternal
Reizhusten
Epiphrenische D.Druck, Sodbrennen, epigastr. Schmerzen, Dysphagie
Traktionsdivertikeloft keine Symptome (oder Druck, Dysphagie, Hustenreiz)
Diagnose:Röntgen (Endoskopie)
Ösophagus-Divertikel: Symptome
Therapie:OP, Myotomie (UÖS)
Zenker-D.
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HiatushernienAxiale H. Paraösophageale H.
Gastropexie
Bruchsack:Peritoneum parietale
Strangulation!
(Gleitbruch, Brachyö.)
Reflux, Blutungen
postprandialer Druck, Dysphagie, Erbrechen, Infarzierung
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Diffuser ÖsophagusspasmusÄtiologie unbekanntsensitiv gegenüber Cholinergika, Pentagastrinretrosternale Schmerzen, Dysphagie
20
30
40
cm a
b ZR
100
0
mmHg
100
0100
0
normal Spasmus
Therapiebest. Speisen vermeidenAnfallskupierung und Langzeit:Nifedipin, Isosorbitdinitrat vor den Mahlzeiten
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AchalasieÄtiologie unbekannt (infektiös?)Entzündl. Infiltrate im Plexus myentericus,Ganglienzellverlust, UÖS Tonus erhöhtDysphagie, Regurgitation
20
30
40
cm a
b ZR
100
0
mmHg
100
0100
0
normal Achalasie
Therapie:Nifedipin, Nitroglycerin,
Isosorbitdinitrat
Dehnung UÖS, Myotomie
Megaösophagus
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Blutausstrich
Herzmuskel
Megacolon
M. Chagas: akutes - chronisches Stadium
Trypanosoma cruzi
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Refluxkrankheit: GERDStörungen Kardiaverschlussmechanismus
Pars cardiaca
Hiatus ösoph.epiphrenische Ampulle
• Schwäche UÖS• postoperativ: Gastrektomie,
Kardiaresektion, Heller OP• Systemerkrankungen:
Sklerodermie, Diabet. Polyneuropathie
• Mechanisch: Magensonde
• Fett, Alkohol, Nikotin• Glukagon, Sekretin, PgE2,
Östrogene, ...• ODER: Unzeitige Erschlaffung
Gestörte ösophageale Clearance
Aggressives Refluat: Säure, Pepsin
Galle, Pankreasenzyme
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GERD bei KindernUrsache:
• Funktionsstörung UÖS (LES)
• 50% der Neugeborenen
Gefahren:
• Chron. Ösophagitis
• Aspirationspneumonien
• Gedeihstörungen
Therapien:Lifestyle-ÄnderungSäurereduktionFundiplikatio evtl. kombiniert mit Pylormyotomie
stumpfer Winkel
MalpositionGastrostomie Tubus
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Refluxkrankheit: Ösophagitisakut: Säuren, Laugen, tox. Substanzen
chronisch: proximal von Stenosen (Achalasie, Narben, Tumore)
Adventitia
Längsmuskel
Musc.mucosaePlattenepithel
Ringmuskel
Grad I Grad II Grad III
Erosive Ösophagitis
Plattenepithel
Zylinderepithel
ERSATZ
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Therapie der RefluxkrankheitLagerung, kleine Mahlzeiten
Fett, Nikotin, Alkohol, Übergewicht reduzieren
MetoclopramidDomperidon
Säurereduktion
peptische Stenose: BougierungNeutralisation
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Refluxkrankheit
Übergangsulkus
Barrett-Ulkus
Plattenepithel Zylinderepithel
Zylinderepithel
1.) Ulzeröse Ösophagitis
3.) 10% Adenokarzinom
2.) peptische Stenose
Barrett-Ösophagus
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Ösophaguskarzinome– Adenokarzinome (Kardia, Endobrachyösophagus)
– Plattenepithelkarzinome
Dysphagie, Sodbrennen,retrosternale Schmerzen,Regurgitation
Therapie der Ösophagustumoren: OP, Celestintubus
Risikofaktoren: Alkohol (x 7) , Rauchen (x 7), beides (x 40)
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Pathophysiologie Magen
Normalbefund Übergang Speiseröhre/Magen. Das dunkelrote Gewebe ist magenzugehörig
während das hellere Rot speiseröhrenzugehörig ist.
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Anatomie des Magens
Pars cardiaca Fundus
P. pyloricaCorpus ventriculi
Antrum pyloricum
Peristaltik: 1mm Partikel
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Tela submucosa: Gefäße, Plexus submucosus Meißner
Tunica muscularis:Plexus myentericus Auerbach
Foveolae gastricaeGlandulae gastricae
Tunica mucosa mit Muscularis mucosae, Mastzellen
Histologie des Magens
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Histologie des Magens
Nebenzellen Schleim
Hauptzellen Pepsinogene
Belegzellen HCl, intrinsic F.
FundusKardia Antrum
G-Zellen (APUD)Gastrin
: Mastzellen:Mucosa
Oberflächenz.:Mukus, Bikarbonat
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HCl Sekretion der Parietalzelle
H+
Cl-
K+
Na+
HCO3-+ H+
CarboanhydraseH2O + CO2
Austauschpumpe
K+
Na+
Cl-Cl-
HCO3-
apikalbasolateral Parietalzelle
Rezeptoren: Acetylcholin, Histamin, Gastrin
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Feinregulation der HCl-Sekretion
HCl-Produktion, Belegzellen
GastrinG-Zellen (APUD)
MastzellenFundus
Antrum
Acetylcholin
Histamin
Somatostatin hemmend
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Innervation des Magens
Nn. pulmonales
Nn. cardiaci
Pl.pulmonalis
N. Vagus
Pl.cardiacus
Sympathicus
Grenzstrang Pl. mesentericus sup.
Pl. coeliacusMagen
Intestinum
Gefäße
Leber
PankreasColon
Nn.
spl
anch
nici
Plexus submucosus
Plexus myentericus
Sympathicus: hemmt Sekretion, Motilität
Parasympathicus: stimuliert Sekretion, Motilität
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Regulation der Magensekretion
N. Vagus
Pl. coeliacus
1.) Kephal-vagale Phase: Acetylcholin - HCl, Schleim, Gastrin
2.) Gastrale Phase: Gastrin - HCl
3.) Feed back: Intestinale PhaseLokale ReflexeSekretin, GIP
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Sekretion des Magensexokrine Komponente
– Parietalzellsekret: HCl– Intrinsic Faktor: Vit B12 Resorption– non Parietalzellsekret: Interstitiell: pH 7.4– Pepsinogene Gruppe I (1-5) (S.b.M.) und II (6-7) (g.M.)
– Albumin, sekretorische Igs (IgA, IgG)– Magenschleim:
Proteinkette
Oligosaccharide
Pepsin
wasserunlöslich wasserlöslich
endokrine Komponente– G-Zellen: Gastrin
s=ss=
s s=s
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Schutz vor Selbstverdauung des Magens
Fundus
CorpusAntrum
Belegzellen: HCl
pH 7.4
Oberflächenz.
pH 0.8 pH 0.8
pH 7.4
Mukus, Bikarbonat
Bikarbonat
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Schutz vor Selbstverdauung des Magens
Oberflächenz.
pH 0.8
pH 7.4
1.) MukusHCl
HCO3-
H+H+
Abtransport H+
Angebot HCO3-
3.) Blutfluß
4.) Reparation von Schleimhautzellen
2.)Diffusionsbarriere
HCO3- + H+ = H2O + CO2
- Batterie
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Motilitätsstörungen des Magens
– Verzögerte Magenentleerung
– Beschleunigte Magenentleerung
– Duodenogastraler Reflux
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Verzögerte Magenentleerung– Glatte Muskulatur: z.B. Sklerodermie– Nerval: Polyneuropathie,
Bulbärparalyse– Medikamente: Opiate, Anticholinergika,
Dopamin– neuromuskulär: Elektrolytverschiebungen
(Diuretika, Erbrechen, Diarrhoen,...)
– organisch: Ulzera, Tumoren, Stenose– postoperativ
Volumenzunahme, Dehnung, Sekretion führen zu Übelkeit, Erbrechen, Elektrolytversch.
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Beschleunigte Magenentleerung– exogene oder endogene cholinerge Stimuli– Vagotomie (rezeptive Relaxation verhindert - Druck - Entleerung)
– Vagotomie und post Magenoperationen: Sturzentleerung, postalimentäres Frühdumping
Vagus
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postalimentäres Frühdumping: 0 - 30 min
Duodenum
Magen
Billroth I
Billroth II
Gastrin-Produktion
Jejunum
Krönlein-Eiselsberg
hyperosmolar
H2O
H2O
H2O
H2O
HypovolämieBlässe, Facies hypokratica,
Schweiß, ÜbelkeitSchwindel, Tachykardie
Kollaps
5 - 20% nach
2-4% nach
Vagotomie1-2% nach
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postalimentäres Spätdumping: 90 min - 3 h
Magen
DuodenumPankreas
gesteigerteGlukose Resorption
Glukose
HypoglykämieMüdigkeit, Hunger, Zittern, Schweiß,
Tachykardie, Nervosität
hoheSerum-Glukose
Insulin
Hypoglykämie
Therapie: kleine Mahlzeitenhorizontale Lagerung, Anticholinergika,
Serotonin-Antagonisten: Methysergid
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Duodenogastraler Reflux– Physiologisch
– Pathologisch nach Magenteilresektionen,
Motilitätsstörungen
– gleichzeitig galliges Erbrechen
Refluxösophagitis
aggressiv!Gallensäuren,
Lysolecithin, pH
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Gastritis– akute Gastritis
• akut hämorrhagische Gastritis• Streßulkus
– chronische Gastritis• Oberflächengastritis und• chronisch atrophische Gastritis
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Akute erosive Gastritis– Alkohol– Chemische Noxen (Säuren, Laugen)
– Thermische Noxen (Speisen)
– Strahlen– Bakteriell: Helicobacter pylori, Typhus, Ruhr
– Medikamente: Acetylsalicylsäure, Indometazin, Phenylbutazon,...
Symptome: Schmerzen, Übelkeit, Erbrechen Appetitmangel, Krankheitsgefühl, gastrointestinale Blutungen
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Akute gastroduodenale Schleimhautläsion
1.) MukuspH 0.8
pH 7.4
Abtransport H+
Angebot HCO3-
3.)Durchblutung
HCO3- + H+ = H2O + CO2
2.) Neutralisation
BlutflußLam.prop.
Schock Vasokonstriktion
Pharmaka
H+
4.) Reparation
H+
Ansäuerung, Ulzera
Aggressive Faktoren: HCl, Pepsin, duodenogastralerReflux: Gallensäuren, Lysolecithin
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1.) MukusbarrierepH 0.8
pH 7.4
Abtransport H+
Angebot HCO3-
3.)Durchblutung
2.) Neutralisation
4.) Reparation durchvorhandene Zellen
Akute gastroduodenale Schleimhautläsion
PGE2
Schleimsekretion
HCO3-
Mikrozirkulation
Acetylsalizylsäure
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Stressulkus– bakterielle Sepsis– Hirntraumen– schwere Verbrennungen
(Curling Ulcera)– Schock– Azidose– Ikterus– Operationen (Cushing-Ulcera)
Symptome: Blutungen, Ulkusperforation
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Gastritis– akute Gastritis
• akut hämorrhagische Gastritis• Streßulkus
– chronische Gastritis• Oberflächengastritis und• chronisch atrophische
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Chronische Gastritis– Oberflächengastritis (Infiltrate) und– chronisch atrophische A, B, AB (Mukosaschwund)
A
G-Zelle
Parietalzelle
BHCl- HyposekretionGastrin
Parietalzelle
HCl- HypersekretionGastrin
Helicobacter pylori !
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Chronisch atrophische Gastritis (80a: 60%)
– Typ A (Korpus): Antikörper gegen Parietalz. und Intrinsic F.
– Typ B (Antrum): gastroduodenaler Reflux
– Typ AB: chron. Alkoholiker, IgA-Mangel, NSAID
Chron. AntrumgastritisChron. Antrumgastritisintest. Metaplasie
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Cobalamin Metabolismus
Glycoprotein RCobalamin
Pankreasproteasen
Resorption im terminalen Ileum:Rezeptor: Cubilin
Transport an Peripherie/Lebermit Transcobalamin
Parietalzellen produzierenIntrinsic Faktor
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Autoantikörper (Ak) gegen
1.) Parietalzellen2.) Intrinsic Faktor
Folgen:Chronisch atrophe Gastritis AVit. B12 Mangel....
Hereditäre Megaloblastenanaemie (Finnland): Cubilin-Mutationen
Morbus Biermer - perniziöse Anämie
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Chronisches Ulcus ventrikuli / duodeni
an Grenzzonen zwischensäuresezernierender und nicht säuresezernierender Mukosa
gesunder und entzündeter Mukosa(in chron. Gastritis)
Submukosa
Erosion Ulkus
Musc. mucosae intakt! Chron. Randwall, Narben
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Symptome chronisches Ulkus– Typisch:
Heftige rhythmische epigastrische Schmerzen: 2h postprandial, Nachtschmerz, Morgen schmerzfrei
Besserung durch Nahrung oder Antazida
– Atypisch:dyspeptische Beschwerden, Übelkeit, Völlegefühl, Brechneigung, Gewichtsverlust
– 10% keine Beschwerden!
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Komplikationen– Blutungen:
Hämatemesis, Teerstühle, Blutungsanämie
– Perforationen (10%): Schmerz, Schock, Peritonitis
– Penetrationen (20%): Pankreas, Dauerschmerz
– Rezidiv– Maligne Entartung (nur bei U. ventrikuli)
– Pylorusstenosen (4-10%)
Antrumdilatation: Stimulus für Gastrin - HClErosionen, RefluxösophagitisErbrechen, Alkalose
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Entstehung chron. Ulkuskrankheit– Entzündungstheorie:
primäre B Gastritis: Helicobacter pylori
– Aggressive/defensive Faktoren– Peptische Theorie: Hohe HCl und Pepsin,
niedriger Schleimgehalt, Selbstandauung
– Gefäßtheorie: Zirkulationsstörungen
terminale Strombahn (Mikrothrombi, Gefäßspasmen): Resistenzstörungen d. Mukosa...
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Ungleichgewicht• aggressive Faktoren:– HCl, Pepsin,– gastroduodenaler
Reflux: Lysolecithin, Gallensäuren
– Mikrozirkulation:Vasokonstriktion, Schock, Medikamente
– Lange Kontaktzeit
• defensive Faktoren– Mukosabarriere:
– Mukus– HCO3
- - Batterie– Neutralisation
– Durchblutung: H+-Abtransport, HCO3
- -Bereitstellung
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• Säuresekretionsanalyse: BAO / PAO
Normal
Ulcus duodeni
Ulcus ventrikuli
Vagotomie, Antrumresektion
Zollinger-Ellison S.
mval HCl/h0 10 20 50 70
Pentagastrin
Werte normal oder eingeschränkt (Korpus-schleimhautatrophie)
Werte erhöht (Belegzellen vermehrt und stimulierbarFeed back auf G-Z gestört)
Intragastrale Titration
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Chonische UlkuskrankheitUrsachen peptisches Ulcus ventrikuli und duodeni
• Infektiös: 95% Gastritis-Folgen (Heliobacter pylori)
• familiäre Disposition; HLA B5, Blutgruppe 0, Nichtsekreter; 3x mehr Männer
• Hypergastrinämie:Gastrinom, Wermer-Syndrom, Paraneoplastische Syndrome, Leberzirrhose, Chron.Niereninsuffizienz
• Säuresekretion variabel
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2.) Insuffiziente Immunantwort (Igs)
3.) Polymorphkernige Granulozyten (NO, Radikale)
Slow bacterial infection
1.) H. pylori: Zellschädigung(Zytotoxine, Phospholipasen)
Keine Elimination, Abwehr schädigt Mukosa zusätzlich
Gastritis chronisch, Aktivität begrenzt
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O=CNH2
NH2CO2+NH3
Urease
PGE2
SchleimsekretionHCO3
-
Mikrozirkulation
Adsorptionaggressiver Faktoren
(Gallensäuren, Pepsin)
Protektiver Film
UreaseMotilität
Adhäsine
Sucralfat
Mechanismus und Therapie der H.p. Infektion
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1.) HCl im Bulbus duodeni2.) Erosionen3.) Gastrale Metaplasie4.) Besiedelung durch H. pylori
Organotrop durch Adhäsine für Magenepithelzellen
Entstehung des Ulcus duodeni
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Diagnose der Helicobacter pylori Infektion– Histologie (Biopsie: 2 Antrum, 2 Korpus)
– spezifische Kultur
– Indirekt: Serologie
– Urease-Test
– Atemtest C13
Urease TestPhenolrot
Medium H.p. E.c.pH>8.4 - rot
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Therapie der H.p. Infektion: Eradikation
Säurereduktion und Antibiotika 2-wöchige Therapie
TRIPLE Therapiemit Clarithromycin, Amoxicillin und Omeprazolmit Metronidazole, Amoxicillin and Omeprazol DUAL Therapiemit Omezaprol plus Amoxicillin, oder Omeprazol plus Clarinthomycin
(Reinfektion nach Eradikation -1%)
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Nach H. pylori Eradikation: Rückbildung niedrig maligner MALT-Lymphome
Primäres Magenlymphomnormal im Magen
kein MALT
chronische Helicobacter pylori-Infektion
lymphatische Aggregate, Lymphfollikel
Basis für MALT-Lymphome
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Therapie Gastritis/Ulcera– H2-Rezeptoren-Blocker,
Protonenpumpen-Hemmer
– HCl-Neutralisation: Sucralfat,Natriumhydrogencarbonat
– HCl-Bindung/Neutralisation: Al-Hydroxid, Mg-Hydroxid
– Adstringentien für Rollkuren:Tannin, Ag-Eiweißpräparate, wismuthalt. Präparate
– Radix liquiritae (Süßholz): steroidähnliches Glycosid
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Magenkarzinom 20% aller CAs
Intestinaler Typ– chronisch atrophische Gastritis
90% der Karzinome: H. pylori positiv intestinale Metaplasie
– M. Biermer
Diffuser Typ genetisch determiniert Männer 2x so häufig, 50 - 60aBlutgruppe AVerwandte 4x häufiger
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Kardia: 10%Dysphagie, Reflux
Pylorus: Magenentleerunggestört, Erbrechen
Antrum: 50%
kl. Kurvatur: 20% gr. Kurvatur: 10%
Lokalisationen des MagenCA.
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Diagnose: Röntgen
infiltrativ: Wandstarre
ulzerös:Nischen
tumorös: Füllungsdefekte
retrosternaler Druck, Schmerz, Dysphagie,okkultes Blut im Stuhl, Hämatemesis, Gewichtsabnahme, Kachexie
Magen Ca.-Symptome
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Magenkarzinom– Exogene Faktoren:
Nitrosamine Benzpyrene
– M. Menetrier, hyperplasiogene Magenpolypen
– Tubuläre, villöse Adenome
– Borderline lesion (Dysplasie III)– post Billroth I, II: 2 - 4 faches Risiko
Tumorinitiation
NO
CH3 - N - CH3
Menetrier
Polyp
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Helicobacter pylori 1.) Mutagene Wirkung:
stellt aus Urea Ammoniak her - andauernde N-Quelle
verbraucht Vitamin C das als Anti-Oxidans wirktVit C lässt sich durch Peroxid-Radikale ( R-O-O. ) oxidieren. Dabei wird letzteres
als Hydroperoxid (R-O-O-H) entschärft
2.) Tumorpromovierenddurch chronische Entzündung
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NH + HNO2 N-N = O + H2O R1
R1
R1
R1
Nitrit Sek. Amin N-Nitrosamine: Präkanzerogen
CH3
CH3
N-N=OP450
CH3
CH2
N-N = O
OH
HCHO
H3C – N = N - OHCH3Bindung an DNA,
RNA, Proteine N2
OH-
Umwandlung von Nitriten in Carzinogene
Ultimatives Canzerogen
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H.p. induziert IL-8 Transkription in Epithelzellen Neutrophile produzieren Radikale
Produkte des Oxidative Burst:Super-Oxid, H2O2, Singlet Sauerstoff, Hydroxyl-Radikale