2 Pathogenese postoperativer abdomineller Adhäsionen

Dem Begriff der Verwachsung oder Adhäsion ist in der Medizin keine scharf umschriebene Definition zugeordnet. Wird also im Folgenden von Verwachsungen oder Adhäsionen gesprochen, [Seite 8↓]so ist die „chirurgische“ Verwachsung gemeint. Hierbei handelt es sich um von der Norm abweichende fibröse Stränge zwischen den serösen Häuten der Körperhöhlen.

Auch wenn Verwachsungen des Peritoneums, der Pleura oder des Perikards keine Seltenheit sind, so sollte man sich vor Augen halten, dass sie entweder auf krankhafte Prozesse zurückzuführen sind oder iatrogene Ursachen haben. Obwohl sich die hier erläuterten Phänomene ohne große Probleme auch auf die Pleura und das Perikard übertragen lasen, beziehe ich mich hier und im Verlauf dieser Arbeit ausdrücklich auf das Abdomen und das Peritoneum.

Adhäsionen sind morphologische fassbare Reaktionen des Peritoneum. Sie sind in ihrem Aufbau hoch differenziert. Im Wesentlichen bestehen sie aus Bindegewebe und sind graduell unterschiedlich vaskularisiert. Hierbei handelt es sich üblicherweise um Gefäße, die zwar von Endothel ausgekleidet sind, jedoch keine Intima besitzen. Wie das Peritoneum sind Adhäsionen von Mesothelzellen überzogen.[6]

Die Ursachen und Bedingungen für die Entstehung von Verwachsungen sind bisher unzureichend erforscht.

Man weiß jedoch, dass, mit Ausnahme von wenigen angeborenen Verwachsungen, Adhäsionen nach unterschiedlich gearteter Schädigungen des Peritoneum entstehen. Neben Ischämie, Bestrahlung und Entzündungen ist das Trauma, vor allem das chirurgische Trauma, hierfür von Bedeutung.[35,52] Dabei ist nicht so sehr der Hautschnitt oder die Inzision an verschiedenen Organen, Tumorexzisionen oder Abszessausräumungen, also grobe, für jedermann erkennbare Traumata, gemeint, sondern Mikrotraumata im weitesten Sinne. Voraussetzung für die Entstehung von Adhäsionen ist die Schädigung des einschichtigen Mesothels des Peritoneum an gegenüberliegenden Stellen.

DiZerega berichtet, dass schon 1919 erkannt wurde, wie Mesothelwunden heilen. Sie heilen nicht wie z.B. Hautwunden, vom Rand nach innen, sondern, ausgehend von vielen kleinen Zellnestern, sowohl vom Rand der Wunde als auch aus deren Mitte heraus. Deshalb sind Mesotheldefekte, von ihrer Größe weitestgehend unabhängig, nach 5 bis 8 Tagen verheilt.[6,7]

Ob diese Heilung mit oder ohne Entstehung von Adhäsionen vonstatten geht, hängt von verschiedensten Faktoren ab.

Vor einem chirurgischen Eingriff befindet sich in der Bauchhöhle üblicherweise eine kleine Menge Flüssigkeit, ca. 5 - 20 ml. Sie ermöglicht das reibungsarme Gegeneinandergleiten der vom Peritoneum überzogenen Bauchhöhle und der Organe.

In dieser Flüssigkeit befinden sich wenige Leukozyten, hauptsächlich ortständige Makrophagen, und ein hoher Anteil Fibrinogen. Durch einen chirurgischen Eingriff erhöht sich die Flüssigkeitsmenge, und der Anteil an Plasmaproteinen nimmt zu. Die lokalen Reize führen dazu, dass sich ein typisches entzündliches Exsudat bildet.[12]

Gleichfalls verändert sich die leukozytäre Zusammensetzung der Peritonealflüssigkeit. Wie an Kaninchen gezeigt werden konnte, sind bereits 6 Stunden nach Schädigung vermehrt polymorphkernige neutrophile Leukozyten in die Bauchhöhle eingewandert. Steht bei der Schädigung die Inflammation nicht im Vordergrund, so verschwinden diese Zellen nach 1-2 Tagen relativ schnell aus der Bauchhöhle. Gleichzeitig erhöht sich die Zahl einwandernder Monozyten, die sich binnen kurzer Zeit zu Makrophagen differenzieren. Sie eliminieren Bakterien, Zelldetritus und Fibrinablagerungen.[8]

Von ganz und gar entscheidender Bedeutung für die Entstehung von Adhäsionen ist die Ausbildung der Fibrinmatrix. Das komplizierte Gegenspiel aus Fibrinkoagulation und Fibrinolyse, die Aktivität verschiedener koagulations- und lysehemmender oder -fördernder Enzyme entscheidet über die Ausbildung von Koagula und, im weiteren Verlauf, über die Ausbildung von Adhäsionen.

Der Ablauf entspricht im Wesentlichen dem der normalen Wundheilung. Anfänglich entstehen Fibrinmonomere aus Fibrinogen. Diese vereinen sich zu noch löslichen Fibrinpolymeren, die im Laufe der Zeit kovalente Bindungen eingehen und somit die unlösliche Fibinmatrix bilden. Diese Matrix enthält, abhängig von den Bedingungen der Operation, unterschiedliche Zellen sowie Rückstände von Gewebe und chirurgischem Material. DiZerega beschreibt diese Matrix als ein klebriges weißes und kaugummiartiges Material, welches sich auf der Oberfläche von peritonealen Schäden findet. Liegen sich nun zwei Seiten geschädigten Peritoneums gegenüber, so kommt es zur Ausbildung von Adhäsionen. Dies kann bis zu 5 Tage nach Operation erfolgen.[6]

Es besteht also ein entscheidender Zusammenhang zwischen fibrinolytischer Aktivität und der Ausbildung von Adhäsionen.[11,20] Die fibrinolytische Aktivität wiederum hängt von der Anwesenheit und Aktivität immunkompetenter Zellen und entzündungsbeeinflussender Stimuli ab.

So ist die Aktivität von tissue-Plasminogen-Aktivator (tPA) im entzündeten Peritoneum signifikant vermindert.[2]

Man weiß auch, dass ein chirurgischer Eingriff oder eine Entzündung im Peritoneum zu einer Ausschüttung von TNFα, IL1 und IL6 führen. Dadurch erhöht sich die Konzentration der Plasminogen-Aktivator-Inhibitoren 1 und 2. Diese Enzyme bewirken, dass Proteine wie Urokinase-Plasminogen-Aktivator oder tissue-Plasminogen-Aktivator daran gehindert werden, die Fibrinmatrix zu lysieren.[11,13]

Nach Einwandern von Fibroblasten und Einsprossen von Kapillaren reift die Fibrinmatrix schließlich zu kollagen- und elastinhaltigen fibrösen Bändern, die von Mesothelzellen überzogen sind.[3]

Hieraus wird deutlich, auf welche Weise das lokale Milieu über die Entstehung bzw. das Ausmaß der Adhäsionsbildung entscheidet.

Das lokale Milieu wiederum wird wesentlich von den anwesenden Makrophagen und anderen Immunzellen bestimmt. Denn diese reagieren mit den von ihnen sezernierten Enzymen und Effektormolekülen lediglich auf Antigene und auf Stimuli wie körpereigene Gewebereste, Fremdkörpermaterial und chirurgisches Trauma.

Wie mehrere Studien zeigen, steigert sich im Rahmen der Makrophagenaktivität nach einer Operation die Konzentration von Superoxidanionen, Arachidonsäurederivaten, IL-1, TNF, und Plasminogenaktivator-Inhibitor 2, während die durch Makrophagen vermittelte Plasminogenaktivator-Sekretion reduziert ist.[8] Vermutlich sind es auch Makrophagen und ihre Cytokine, die Mesothelzellen am Ort des Peritonealschadens rekrutieren und somit für eine Remesothelialisierung sorgen.[9,10]

Dass Fremdkörper bei der Entstehung von Adhäsionen einen entscheidenden Anteil haben, ist allgemein akzeptiert und seit längerem bekannt. Bereits 1889 weist von Dembowski, als Ergebnis von Versuchen an Hunden, auf die Induktion von Adhäsionen durch Fremdkörper hin.[45] 1924 hebt Payr hervor, dass die Serosaschädigung durch das septische Laparotomietrauma erheblicher sei als gewöhnlich angenommen wurde, und er erwähnt bereits die Läsion des Peritoneums durch Tupfer und Bauchtücher, Austrocknung, chemische und thermische Einflüsse sowie Ischämie und Fremdkörper als Faktor der Pathogenese.[46]

1943 hat German wahrscheinlich als Erster klar den Zusammenhang zwischen dem Puder von Gummihandschuhen des Chirurgen und der Entstehung von postoperativen Adhäsionen formuliert. Im selben Jahr wurde diese Annahme durch eine Studie belegt.[23,24,25]

Im Zusammenhang mit Adhäsionen durch Fremdkörper finden sich immer wieder Granulome.[26,22]

Eine 1967 veröffentlichte Studie an Kaninchen untersucht recht genau den Zusammenhang zwischen Fremdkörperkontamination und der Entstehung von Verwachsungen. Schon damals galt es als Allgemeingut, dass talkumhaltige Gummihandschuhe unter dem Aspekt der Adhäsionsprophylaxe zu vermeiden sind. Neben Talkum wurde auch die Wirkung von Stärkepuder und Lint (Abrieb von Baumwollfasern, z.B. von Bauchtüchern) evaluiert. Hierbei wurde deutlich, dass deren Wirkung eine ähnlich ist.[27]

Tabelle 1: Nach Myllärniemi et al 1967, Studie Kaninchen, n pro Gruppe =10 [27]

Diese und nachfolgende Studien haben dazu geführt, dass mehr und mehr stärkelose Gummihandschuhe benutzt werden.

Dennoch hat die primäre Adhäsionsprophylaxe bis heute einen viel zu geringen Stellenwert. Es werden leider immer noch stärkehaltige Handschuhe benutzt (einer Studie aus dem Jahre 1994 zufolge immerhin in 50% der deutschen Kliniken).[47]

Trotz der mittlerweile alten Erkenntnis über die Wirkung von Lint, der Einsatz von Bauchtüchern aus Baumwolle nach wie vor die Regel, und das, obwohl neuere Kunststoffe z.B. für OP-Kleidung verbreitet Einzug in den OP-Saal gefunden haben. Statt hier für Abhilfe zu sorgen, werden Millionen für die Entwicklung und den Einsatz von pharmakologischen Adjuvanzien und Barrieresystemen aufgewendet. – Eine Forschung, die sicherlich ihre Berechtigung hat, bis dato jedoch noch keine Strategie fand, die sich im klinischen Alltag durchsetzen konnte.[32]

Hierfür gibt es mehrere Gründe. Das sind höhere Kosten, die konservative Haltung von Chirurgen, geringe oder fehlende Wirkung bzw. ausgeprägte Belastung durch Nebenwirkungen.

Bei pathophysiologischen Überlegungen sollte außerdem bedacht werden, dass die Anwendung von Barrieresystemen auch ein Einbringen von Fremdmaterial bedeutet.

In welchem Umfang fremdkörperinduzierte Adhäsionen im klinischen Alltag für Beschwerden verantwortlich sind, ist schwer einzuschätzen. Eine 1997 veröffentlichte Studie zeigte jedoch ein erschreckend hohes Vorkommen von Fremdkörpereinschlüssen in Adhäsionen. Untersucht wurden 107 Patienten mit mindestens einer Laparotomie in den zwei vorausgegangenen Jahren. Bei der histologischen Untersuchung der Adhäsionsresektate fanden sich in 93 % der Präparate Fremdkörpereinschlüsse. Hierbei waren charakteristische Granulome und eine Zunahme an Kollagenfasern im Bereich der Fremdköper zu entdecken.[22] Ihre Koinzidenz legt einen [Seite 12↓]Zusammenhang zwischen Immunreaktion und Adhäsionsentstehung nahe.

In vitro konnte gezeigt werden, dass Stärkepuder an Peritonealmakrophagen und an humanen Monozyten verschiedene Entzündungsmediatoren freisetzt. Nachgewiesen wurden Signalmoleküle wie TNF-α, IL-1 und Eikosanoide sowie H2O2.[21]

In seltenen Fällen sind die Reaktionen des Immunsystems auf Fremdmaterial derart ausgeprägt, dass es zu granulomatösen Peritonitiden kommt. Als Verursacher hierfür steht natürlich auch Lint unter Verdacht. So wurde in der Literatur mehrfach von celluloseinduzierten granulomatösen Peritonitiden nach Operationen berichtet, für die Lint verantwortlich gemacht wird.[28,29]

Auch wenn über diese Zusammenhänge in der Fachliteratur noch diskutiert wird, so scheint doch das Folgende sicher: Fremdkörper, welcher Art auch immer, rufen Immunreaktionen hervor. Das ist allgemeingültiger Stand der heutigen Medizin. Des weiteren sind Immunreaktionen ­ wie oben beschrieben ­ an der Modulation und Regulation der Heilungsprozesse in der Bauchhöhle beteiligt. Ein Mehr an Immunaktivität bedeutet ein Mehr an Fibrinolysehemmung und damit also ein Mehr an Adhäsionsentstehung. So wird mit jedem Fremdkörper, der nach einer Operation im Peritoneum zurückbleibt, die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Adhäsionen erhöht.

Die hier erörterten Zusammenhänge sind der theoretische Hintergrund für die vorliegende tierexperimentelle Studie über den Ersatz herkömmlicher Bauchtücher aus Baumwolle durch solche aus abriebarmem Material. In diesem Zusammenhang wurde ebenfalls die Wirkung von PFC, einer chemische Substanz, der nach neueren Berichten eine immunsuppressive Wirkung nachgesagt wird, auf die Adhäsionsentstehung untersucht.[62]