Pathophysiologie des Gastrointestinum - meduniwien.ac.at · • Infektiös: 95% Gastritis-Folgen (Heliobacter pylori) • familiäre Disposition; HLA B5, Blutgruppe 0, Nichtsekreter;

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WS 2004/2005

Pathophysiologie des GastrointestinumErika Jensen-JarolimZentrum für Physiologie und Pathophysiologie

Medizinische Universität Wien

www.allergology.at (teaching)


Ösophagus

Pars abdominalis

oberer Ö.sphinkter(M. constr. pharyngis inf.)

unterer Ö.sphinkter

Schraubensystem

mittlere Enge

Übergang

glatt

quergestreiftPars cervicalis

Pars thoracica

Muskulatur

Hiss


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.


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


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


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


Ösophagus-Divertikel

Traktionsdivertikel(echt, ventral,parabronchial)

70%: Zenker´sches Pulsationsdivertikel

(falsch: dorsal)

LAIMER

epiphrenischeAmpulle

FunktionelleDivertikel

(Pseudo)

Spasmen

juxtasphinktäre Divertikel

juxtasphinktäre Divert.


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.


HiatushernienAxiale H. Paraösophageale H.

Gastropexie

Bruchsack:Peritoneum parietale

Strangulation!

(Gleitbruch, Brachyö.)

Reflux, Blutungen

postprandialer Druck, Dysphagie, Erbrechen, Infarzierung


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


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


CT Thorax: Achalasie

Achalasie DilatationWandverdünnung

Entzündung


M. ChagasAkutes Stadium


Blutausstrich

Herzmuskel

Megacolon

M. Chagas: akutes - chronisches Stadium

Trypanosoma cruzi


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


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


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


Therapie der RefluxkrankheitLagerung, kleine Mahlzeiten

Fett, Nikotin, Alkohol, Übergewicht reduzieren

MetoclopramidDomperidon

Säurereduktion

peptische Stenose: BougierungNeutralisation


Refluxkrankheit

Übergangsulkus

Barrett-Ulkus

Plattenepithel Zylinderepithel

Zylinderepithel

1.) Ulzeröse Ösophagitis

3.) 10% Adenokarzinom

2.) peptische Stenose

Barrett-Ösophagus


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)


Pathophysiologie Magen

Normalbefund Übergang Speiseröhre/Magen. Das dunkelrote Gewebe ist magenzugehörig

während das hellere Rot speiseröhrenzugehörig ist.


Anatomie des Magens

Pars cardiaca Fundus

P. pyloricaCorpus ventriculi

Antrum pyloricum

Peristaltik: 1mm Partikel


Tela submucosa: Gefäße, Plexus submucosus Meißner

Tunica muscularis:Plexus myentericus Auerbach

Foveolae gastricaeGlandulae gastricae

Tunica mucosa mit Muscularis mucosae, Mastzellen

Histologie des Magens


Histologie des Magens

Nebenzellen Schleim

Hauptzellen Pepsinogene

Belegzellen HCl, intrinsic F.

FundusKardia Antrum

G-Zellen (APUD)Gastrin

: Mastzellen:Mucosa

Oberflächenz.:Mukus, Bikarbonat


HCl Sekretion der Parietalzelle

H+

Cl-

K+

Na+

HCO3-+ H+

CarboanhydraseH2O + CO2

Austauschpumpe

K+

Na+

Cl-Cl-

HCO3-

apikalbasolateral Parietalzelle

Rezeptoren: Acetylcholin, Histamin, Gastrin


Feinregulation der HCl-Sekretion

HCl-Produktion, Belegzellen

GastrinG-Zellen (APUD)

MastzellenFundus

Antrum

Acetylcholin

Histamin

Somatostatin hemmend


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


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


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


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


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


Motilitätsstörungen des Magens

– Verzögerte Magenentleerung

– Beschleunigte Magenentleerung

– Duodenogastraler Reflux


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.


Beschleunigte Magenentleerung– exogene oder endogene cholinerge Stimuli– Vagotomie (rezeptive Relaxation verhindert - Druck - Entleerung)

– Vagotomie und post Magenoperationen: Sturzentleerung, postalimentäres Frühdumping

Vagus


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


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


Duodenogastraler Reflux– Physiologisch

– Pathologisch nach Magenteilresektionen,

Motilitätsstörungen

– gleichzeitig galliges Erbrechen

Refluxösophagitis

aggressiv!Gallensäuren,

Lysolecithin, pH


Gastritis– akute Gastritis

• akut hämorrhagische Gastritis• Streßulkus

– chronische Gastritis• Oberflächengastritis und• chronisch atrophische Gastritis


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


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


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


Stressulkus– bakterielle Sepsis– Hirntraumen– schwere Verbrennungen

(Curling Ulcera)– Schock– Azidose– Ikterus– Operationen (Cushing-Ulcera)

Symptome: Blutungen, Ulkusperforation


Gastritis– akute Gastritis

• akut hämorrhagische Gastritis• Streßulkus

– chronische Gastritis• Oberflächengastritis und• chronisch atrophische


Chronische Gastritis– Oberflächengastritis (Infiltrate) und– chronisch atrophische A, B, AB (Mukosaschwund)

A

G-Zelle

Parietalzelle

BHCl- HyposekretionGastrin

Parietalzelle

HCl- HypersekretionGastrin

Helicobacter pylori !


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


Cobalamin Metabolismus

Glycoprotein RCobalamin

Pankreasproteasen

Resorption im terminalen Ileum:Rezeptor: Cubilin

Transport an Peripherie/Lebermit Transcobalamin

Parietalzellen produzierenIntrinsic Faktor


Autoantikörper (Ak) gegen

1.) Parietalzellen2.) Intrinsic Faktor

Folgen:Chronisch atrophe Gastritis AVit. B12 Mangel....

Hereditäre Megaloblastenanaemie (Finnland): Cubilin-Mutationen

Morbus Biermer - perniziöse Anämie


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


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!


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


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...


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


• 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


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


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


O=CNH2

NH2CO2+NH3

Urease

PGE2

SchleimsekretionHCO3

-

Mikrozirkulation

Adsorptionaggressiver Faktoren

(Gallensäuren, Pepsin)

Protektiver Film

UreaseMotilität

Adhäsine

Sucralfat

Mechanismus und Therapie der H.p. Infektion


1.) HCl im Bulbus duodeni2.) Erosionen3.) Gastrale Metaplasie4.) Besiedelung durch H. pylori

Organotrop durch Adhäsine für Magenepithelzellen

Entstehung des Ulcus duodeni


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


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%)


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


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


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


Kardia: 10%Dysphagie, Reflux

Pylorus: Magenentleerunggestört, Erbrechen

Antrum: 50%

kl. Kurvatur: 20% gr. Kurvatur: 10%

Lokalisationen des MagenCA.


Diagnose: Röntgen

infiltrativ: Wandstarre

ulzerös:Nischen

tumorös: Füllungsdefekte

retrosternaler Druck, Schmerz, Dysphagie,okkultes Blut im Stuhl, Hämatemesis, Gewichtsabnahme, Kachexie

Magen Ca.-Symptome


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


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


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


H.p. induziert IL-8 Transkription in Epithelzellen Neutrophile produzieren Radikale

Produkte des Oxidative Burst:Super-Oxid, H2O2, Singlet Sauerstoff, Hydroxyl-Radikale


WS 2004/2005

Pathophysiologie des GastrointestinumErika Jensen-JarolimZentrum für Physiologie und Pathophysiologie

Medizinische Universität Wien

www.allergology.at (teaching)

Pathophysiologie des Gastrointestinum - meduniwien.ac.at · • Infektiös: 95% Gastritis-Folgen (Heliobacter pylori) • familiäre Disposition; HLA B5, Blutgruppe 0, Nichtsekreter;

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