Ad oggi, non è stato raggiunto un consenso tra i ricercatori in materia di

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   che livello è più importante nella guarigione anastomosi;

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   se gastrointestinale guarigione può essere paragonato ad cutanea guarigione;

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   se i batteri svolgono un ruolo nella patogenesi della perdita anastomotica; e

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   se i marcatori surrogati forniscono veramente informazioni sulla guarigione anastomotica,

principalmente a causa di una mancanza di conoscenza su questi argomenti.

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   Quali strati del colon sono importanti nella guarigione anastomotica?

La parete intestinale del colon è costituita da quattro strati: mucosa, sottomucosa, muscularis propria e sierosa. Ogni volta che viene eseguita una resezione colorettale, tutti questi strati vengono transsecati e può essere costruita un’anastomosi. Sebbene i chirurghi in passato abbiano optato per la sutura della sierosa (Lembert 1826), della sierosa insieme alla superficie della mucosa (Czerny 1881) o della sottomucosa (Halstead 1887), le moderne tecniche per creare un’anastomosi come i dispositivi di pinzatura non fanno distinzione e coinvolgono tutti questi strati . Nessuna prova è stata trovata per dimostrare alcuna superiorità di pinzati su tecniche cucite a mano in chirurgia anastomosi colorettale, indipendentemente dal livello di anastomosi . Sebbene si affermi che la sottomucosa dell’intestino è uno strato fibroso duro costituito principalmente da fibre di collagene ed elastina e ha la massima resistenza alla trazione dei quattro strati , la configurazione del morso della sutura è un soggetto di studio raro. Sia le suture a tutto spessore che quelle sero-sottomucose sembrano essere sufficienti per apporre anatomicamente entrambi i lati dell’intestino, promuovendo così la guarigione delle ferite . Si può ipotizzare che la sottomucosa sia di grande importanza nella guarigione anastomotica. In effetti, questo strato è la fonte di fibroblasti che diventano attivi dopo un intervento chirurgico gastrointestinale e iniziano a depositare il collagene. Daams et al. ha dimostrato che la guarigione delle anastomosi di everting in un modello sperimentale si è verificata per formazione di un cappuccio fibrotico sul lato sieroso, che ha formato una matrice per i fibroblasti . Questo è in accordo con la prima fase classica della riparazione della ferita: l’infiammazione. Qui, una matrice della fibrina è formata come componente di emostasi che funge da impalcatura per l’infiltrazione delle cellule . Tuttavia, il ruolo della mucosa è completamente trascurato quando la sottomucosa è considerata lo strato più importante della parete intestinale per quanto riguarda la guarigione. Nei primi anni ‘ 90, è stato dimostrato che un’anastomosi provoca una profonda e duratura riduzione del metabolismo energetico, specialmente nella mucosa e negli strati muscolari . Prove recenti suggeriscono un ruolo per i batteri nella patogenesi dell’AL, che si verifica quando il processo di guarigione viene interrotto . Poiché i batteri si trovano nel muco del colon, la funzione della mucosa non deve essere ignorata e può anche svolgere un ruolo più importante di quello che è ancora riconosciuto. Inoltre, abbiamo dimostrato che i topi knockout Muc2 sono più inclini allo sviluppo di AL rispetto ai topi di controllo, indicando che un normale strato di muco facilita il processo di guarigione anastomotica .

Inoltre, i macrofagi nella mucosa gastrointestinale rappresentano il più grande pool di macrofagi tissutali nel corpo e un’assenza di macrofagi di lunga durata o disfunzione compromette la guarigione anastomotica . I macrofagi sono uno dei principali fattori nella risposta infiammatoria e, in base al loro comportamento, questa risposta è proinfiammatoria (M1) che compromette la guarigione delle ferite o antinfiammatoria (M2) che promuove la guarigione delle ferite; uno spostamento dell’indice M2/M1 può influenzare l’esito della guarigione anastomotica . L’interazione tra il contenuto intraluminale e i diversi strati della parete intestinale con i loro tipi e funzioni cellulari separati può essere fondamentale per svelare il processo di guarigione.

Per riassumere, tutti gli strati sembrano svolgere un ruolo nella guarigione anastomotica. La sottomucosa è costituita da tessuto connettivo e ha la massima resistenza alla trazione dei quattro strati. Inoltre, la sierosa sembra essere importante nel fornire una matrice per i fibroblasti, mentre l’interazione tra batteri, muco e lo strato mucoso sembra anche importante per mantenere l’omeostasi in cui può verificarsi la guarigione anastomotica. Il focus della ricerca sulla guarigione anastomotica dovrebbe risiedere sulla valutazione transmurale del processo di guarigione e dell’interazione tra gli strati della parete intestinale.

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   Guarigione gastrointestinale contro guarigione cutanea

Già nel 1997, Thornton affermava che, a differenza della guarigione cutanea, la guarigione del tratto gastrointestinale – più precisamente l’anastomosi intestinale – è anatomicamente oscurata dall’ispezione, consentendo al chirurgo di giudicare il successo dell’operazione solo sui parametri di benessere generale del paziente . Non solo è questo fastidioso nella pratica quotidiana, può anche essere parte della spiegazione che la conoscenza della guarigione gastrointestinale è in ritardo rispetto alla guarigione delle ferite della pelle. Le fasi classiche della guarigione delle ferite (infiammazione, proliferazione e rimodellamento) sono state studiate estesamente nella pelle e molti ricercatori descrivono la guarigione gastrointestinale in termini di queste fasi . È vero che queste 3 fasi esistono in tutti i tipi di tessuto, tuttavia, ci sono differenze significative tra la pelle e la guarigione gastrointestinale . Queste differenze si riferiscono all’attività del collagene e della collagenasi, alla forza della ferita e all’ambiente della ferita. Prima di tutto, i sottotipi di collagene nel tratto gastrointestinale (I, III, V) sono prodotti da fibroblasti e cellule muscolari lisce rispetto ai soli I e III prodotti dai fibroblasti nella pelle. L’attività della collagenasi svolge un ruolo importante nella guarigione delle anastomosi, dove un’alta attività causa la lisi del collagene che si traduce in una bassa forza anastomotica presto dopo la formazione di un’anastomosi . La guarigione delle ferite è molto più rapida nel tratto gastrointestinale che nella pelle nonostante i potenziali rischi, come lo stress da taglio, i batteri che possono influenzare la guarigione anastomotica e i cambiamenti nella perfusione vascolare che sono più abbondanti nell’ambiente intestinale . Come affermato in precedenza, lo strato sieroso svolge un ruolo importante in termini di forza della ferita mentre non esiste un componente equivalente nella guarigione cutanea. Non solo i componenti non sono simili, anche la reazione di entrambi i tessuti non è la stessa. Ad esempio, Törkvist e colleghi hanno cercato di bloccare l’infiltrazione dei neutrofili CD18-dipendente per migliorare la guarigione delle ferite e hanno concluso che i neutrofili possono influenzare il processo di guarigione delle ferite in modo diverso in organi specifici, sulla base di diversi risultati nella pelle e nel tratto intestinale . Una delle spiegazioni per i loro diversi risultati può risiedere nelle differenze tra la sintesi del collagene cutaneo e intestinale, tuttavia, anche la flora cutanea e il microbiota intestinale variano completamente, il che può svolgere un ruolo importante nelle differenze nella guarigione delle ferite .

In conclusione, la guarigione gastrointestinale – e più specificamente anastomotica – differisce significativamente dalla guarigione cutanea. Sebbene ci siano somiglianze, specialmente nelle fasi di guarigione delle ferite, non si può confrontare direttamente questi due processi e quindi, la guarigione anastomotica gastrointestinale dovrebbe essere considerata un’entità separata che deve essere studiata in modo più dettagliato.

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   Il coinvolgimento dei batteri nella patogenesi della perdita anastomotica

Da studi sperimentali, l’evidenza suggerisce un effetto positivo degli antibiotici sulla forza dell’anastomosi del colon . Ciò implica che quando alcuni batteri vengono inibiti, questo migliora effettivamente la guarigione anastomotica. Alverdy e colleghi hanno studiato questa ipotesi per qualche tempo e hanno proposto un ruolo significativo per i batteri nella fisiopatologia di AL nel 2013 . Negli ultimi anni, hanno dimostrato che batteri virulenti con elevata attività collagenasica possono contribuire allo sviluppo di AL . L’interazione tra il contenuto intraluminale e gli strati della parete intestinale può essere fondamentale nella fisiologia della guarigione anastomotica. Poiché i batteri risiedono nello strato di muco del colon, potrebbero essere il motivo per cui i topi senza normale composizione di muco hanno sofferto di più da AL, come affermato in precedenza. Inoltre, è stato dimostrato che il butirrato, un acido grasso a catena corta (SCFA) prodotto dal microbiota può rafforzare le anastomosi del colon nei ratti (. Già nel 1973, fu dimostrato da Levison che SCFA inibiva la crescita in vitro di P. Aeruginosa esattamente l’agente patogeno che fu successivamente identificato come in grado di trasformarsi in fenotipo distruttore di tessuti con elevata attività collagenasica . Sembra innegabile che i batteri svolgano un ruolo nella patogenesi dell’AL. Tuttavia, le implicazioni cliniche per questi risultati sono carenti. Resta da chiarire se eliminare i batteri con antibiotici perioperatori o promuovere la crescita di alcune specie con probiotici può migliorare la guarigione anastomotica. L’eliminazione delle feci dal colon prima dell’intervento chirurgico può essere ottenuta con la preparazione meccanica dell’intestino. Tuttavia, la preparazione meccanica dell’intestino-che è stata tradizionalmente utilizzata insieme agli antibiotici orali-non ha mostrato alcun effetto benefico sull’insorgenza di AL secondo diversi studi randomizzati ed è stata quindi abbandonata. Tuttavia, proprio di recente , è stato fatto un tentativo di chiarire l’effetto della preparazione meccanica dell’intestino con o senza antibiotici, utilizzando una grande coorte retrospettiva. Poiché l’uso di antibiotici orali da solo non è stato studiato nella maggior parte di questi studi, non ci sono prove sufficienti per concludere nulla riguardo agli antibiotici orali indipendentemente dalla preparazione meccanica dell’intestino.

In sintesi, dati i dati disponibili, sembra esserci un ruolo per i batteri nella patogenesi della perdita anastomotica. Sono necessarie ulteriori ricerche per chiarire completamente questo ruolo e l’interazione del microbiota con cellule specifiche e i loro prodotti escreti nel sito anastomotico.

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   Marcatori surrogati di guarigione anastomotica

Il marcatore surrogato più frequentemente utilizzato di guarigione anastomotica nei modelli animali è la pressione di scoppio (BP). Sebbene ci siano molti metodi per testare la BP, tutto si riduce a gonfiare o riempire il segmento intestinale con il sito anastomotico e misurare la pressione intraluminale alla quale si osserva una perdita di aria o fluido nel sito dell’anastomosi. Mentre questa misura di esito è stato dibattuto per eventualmente interrompendo campioni di tessuto, rendendo la valutazione istologica difficile e anche se i critici hanno affermato che la BP non è un indicatore rilevante in quanto non può essere applicata per anastomosi che già dispone di una perdita , è ancora ritenuto dai ricercatori nel campo, dal momento che offre un effettivo risultato sostitutivo: forza anastomotica (Delphi consensus condotto giugno 2015, i dati trasmessi). Il confronto quantitativo della BP non è valido tra gli studi, poiché i protocolli e gli strumenti variano enormemente; pertanto, solo i valori di BP possono essere confrontati direttamente tra gruppi sperimentali nello stesso studio . Altri test meccanici come la resistenza alla rottura o la resistenza alla trazione sono ampiamente criticati per non essere abbastanza sensibili da misurare nella fase di guarigione precoce e per le sue difficoltà tecniche . I parametri di guarigione istologici sono spesso riportati in studi sperimentali riguardanti anastomosi gastrointestinali, principalmente mediante scale di classificazione relative a fattori basati sulla guarigione cutanea delle ferite come infiltrazione cellulare infiammatoria, attività dei fibroblasti, deposizione e vascolarizzazione del collagene o neoangiogenesi . Questi parametri sono considerati utili per valutare il processo generale di guarigione della ferita nel sito anastomotico. Tuttavia, una limitazione può essere che per indagare la vera perdita nella linea anastomotica, la valutazione istologica deve essere eseguita proprio nel punto della perdita.

Nella guarigione delle ferite, i fibroblasti sostituiscono la matrice provvisoria stabilita durante l’infiammazione con tessuto di granulazione ricco di collagene rendendo il collagene un marker interessante per la guarigione anastomotica . Pertanto, altri potenziali marcatori surrogati sono analisi che misurano il contenuto di collagene, la sintesi e la degradazione . La quantificazione del collagene viene spesso eseguita misurando il contenuto di idrossiprolina, poiché questo amminoacido si trova in poche proteine diverse dal collagene . Sebbene il contenuto di idrossiprolina sia considerato informativo sulla quantità di collagene, non fornisce informazioni sui sottotipi di collagene, sulla maturità del collagene e quindi non necessariamente sulla forza del tessuto, poiché questo risiede più nel tipo e nella qualità del collagene presente nel tessuto anastomotico . La colorazione rossa Sirius combinata con l’imaging digitale per analizzare la percentuale di collagene di tipo I e III può dimostrare il rapporto tra collagene giovane e maturo . Uno svantaggio di questa tecnica – e di tutte le analisi immunoistochimiche-è che è un metodo non quantitativo, tuttavia, individua il sito specifico nel tessuto in cui si verifica la deposizione di collagene e le attuali tecniche di imaging al computer possono aiutare nella quantificazione di diversi sottotipi di collagene . La degradazione del collagene può essere mediata attraverso le metalloproteinasi della matrice (MMP) con conseguente allentamento della matrice che può provocare AL . Questa attività collagenasica di MMPs – specialmente MMP9 è associata ad AL – può essere misurata mediante zimografia quantitativa di gelatina . Anche in questo caso si applica la dichiarazione del contesto spaziale e regionale della misurazione dei batteri e dei mediatori infiammatori; nella macinazione dei tessuti si ottiene la media dell’intero campione di tessuto, mentre la misura più importante è probabilmente proprio nel sito della necrosi e della perdita. Tuttavia, è stato dimostrato che è possibile distinguere tra i cambiamenti nella composizione del microbiota intestinale associato al tessuto anastomotico e al microbiota associato al contenuto luminale .

In sintesi, i marcatori surrogati frequentemente utilizzati per la guarigione anastomotica nei modelli animali sono la pressione di scoppio, la resistenza alla trazione e un esame istologico generico. Altre analisi supplementari sono usate per rispondere alla domanda specifica della ricerca, ma le nuove tecniche sono necessarie per ottenere più comprensione nel processo healing anastomotic.