Aus der Klinik für Kinderchirurgie
der Medizinischen Fakultät der Charité – Universitätsmedizin Berlin

DISSERTATION

Interstitial cells of Cajal in der Appendix vermiformis des Kindes

Zur Erlangung des akademischen Grades
Doctor medicinae (Dr. med.)

vorgelegt der Medizinischen Fakultät der Charité –
Universitätsmedizin Berlin

von
André Richter
aus Berlin

Dekan: Prof. Dr. med. Martin Paul

Gutachter:
1. Prof. Dr. med. J. Wit
2. Prof. Dr. M. Vogel
3. Prof. Dr. W. Meier-Ruge

Datum der Promotion: 18.11.2005

Interstitial cells of Cajal in der Appendix vermiformis des Kindes

In der kontroversen Diskussion um die unklare Ätiologie der Appendizits wird oft eine Motilitätsstörungen angeführt. Die Interstitial cells of Cajal sind bedeutend für die Motilität und die Entstehung der Peristaltik im menschlichen Kolon. Bei einigen Motilitätsstörungen des Darmes wurde eine Rarifizierung dieser Zellen beobachtet.

Die ICC wuden noch nie in der Appendix vermiformis beschrieben. In dieser Arbeit wurden erstmals die ICC in der Appendix mittels einer immunhistochemischen Färbung durch einen maus-monoklonalen Antikörper ( NCL- cKit) nachgewiesen sowie analysiert.

Es konnten keine Subgruppen IC-SMP und IC-MP in der Appendix nachgewiesen werden. Die IC-LM zeigten sich reduziert im Vergleich zum Kolon. Die IC-CM konnten zahlreich und regelmäßig dargestellt werden.

Eine unterschiedliche Verteilung bzw. Dichte der ICC in der normalen Appendix, der akut und chronisch entzündeten Appendizits konnte nicht nachgewiesen werden.

Schlussfolgernd und in Übereinstimmung mit den Beobachtungen anderer Autoren besitzt die Appendix eine reduzierte Motilität und eine physiologische Koprosthase, die aber allein nicht zu Entzündung führt. Erst unter dem Einfluss der aus der Literatur bekannten Kofaktoren wird die Koprosthase verstärkt. Erst dies führt zu einer Alteration der Schleimhaut und zur Appendizitis.

Eigene Schlagworte: Appendizitis, Ätiologie, Interstitial cells of Cajal, Koprosthase

Interstial cells of Cajal and the appendicits of children

The aetiology of the childlike appendicitis is not generally known, but a motility disorder is discussed. The Interstitial cells of Cajal (ICC) are important for the motility and the development of the peristalsis of the colon. In some motility disorders the ICC are abnormaly distributed. The ICC of the human vermiform appendix has never been examined before.

We proved and analysed the ICC of the appendix with the mous-monoclonal antibody against c-kit, (NCL-cKit). We could not identify subtypes of ICC, as IC-SMP or IC-MP in the appendix. The IC-LM were reduced compared to the colon. The IC-CM were numerously and regularly distributed. There were no differences in the reduced incidence of ICC between normal vermiform appendix, acute inflamed and chronic inflamed appendicitis.

In conclusion and conformance with other observations the appendix has a physiological motility disorder and koprosthasis. Only if some influences of presumably additional cofactors (e.g. inflamation, lymphoid hyperplasia, obstruction), the koprosthasis is intensified, the mucosa is irritated and the appendicitis is developed.

Keywords: Appendicitis, Aetiology, Interstitial cells of Cajal, Motility disorder

Für meine Eltern

Inhaltsverzeichnis

• 1  Einleitung
  • 1.1  Anliegen der Arbeit
  • 1.2 Die Appendizitis
    • 1.2.1  Einleitung
    • 1.2.2 Epidemiologie
    • 1.2.3 Epidemiologische Faktoren
    • 1.2.4 Ätiologie der Appendizitis
    • 1.2.5 Zusammenfassung
  • 1.3 Die interstitial cells of Cajal (ICC)
    • 1.3.1  Einführung
    • 1.3.2 Morphologie der ICC
    • 1.3.3 Physiologie der ICC
    • 1.3.4 Pathologie der ICC
  • 1.4 Herleitung der Hypothese und Ziele der Arbeit
• 2 Patienten und Methoden
  • 2.1  Patienten und Gruppen
    • 2.1.1  Patienten
    • 2.1.2 Gruppen
  • 2.2 Ausschlusskriterien
  • 2.3 Studienbeschreibung
  • 2.4 Allgemeine Methoden
    • 2.4.1  Hard- und Software
    • 2.4.2 Herstellung der Präparate
    • 2.4.3 Methode der Beschreibung der ICC
    • 2.4.4 Methode der Analyse der Appendix vermiformis auf ICC-Subtypen
    • 2.4.5 Methode der quantitativen Analyse der ICC
  • 2.5 Biometrie
• 3 Ergebnisse
  • 3.1  Beschreibung der ICC
  • 3.2 Beschreibung der ICC Subtypen
  • 3.3 Quantitative Analyse der ICC in den Gruppen
    • 3.3.1  Rohdaten der Analyse
    • 3.3.2  Auswertung nach Modell SAS-Macro von Brunner
    • 3.3.3 Grafische Auswertung
• 4 Diskussion
  • 4.1  Erster Nachweis der ICC in der Appendix vermiformis
  • 4.2 ICC in der Appendix vermiformis anders als im Kolon
  • 4.3 Keine Unterschiede der ICC zwischen normaler und entzündeter Appendix
    • 4.3.1  Obstruktion
    • 4.3.2 Koprostase
    • 4.3.3 Zusätzliche Faktoren
    • 4.3.4 Weiterführende Arbeiten
    • 4.3.5 Schwächen der Arbeit
• 5 Zusammenfassung
• Abkürzungsverzeichnis
• 6. Literaturverzeichniss
• Eidesstattliche Erklärung
• Lebenslauf
• Danksagung

Tabellen

• Tabelle 1: Gruppencharakterisierung
• Tabelle 2: Rohdaten der quantitativen Analyse der ICC
• Tabelle 3: p-Werte nach SAS-Macro von Brunner

Bilder

• Abbildung 1: Appendix vermiformis im Längsschnitt, Muscularis propia longitudinales LM und circulares CM, Lamina submucosa SM, Kamerafenster parallel zur Basalmembran, Vergrößerung: 100fach, Färbung: Maus-monoklonaler Antikörper gegen C-kit
• Abbildung 2: Appendix vermiformis, Muscularis propia longitudinales LM und circulares CM, Kamerafenster parallel zur Basalmembran, standardisierte Größe, Vergrößerung: 200fach, Färbung: Maus-monoklonaler Antikörper gegen C-kit
• Abbildung 3: gleiches Fenster wie Abbildung 2, Rote Linie = Breite Gesichtsfeld (327,88μm), grüne Linie= Höhe longitudinale Muskulatur LM (110.89μm), blaue Linie= Höhe circuläre Muskulatur CM (125.42μm)
• Abbildung 4: gleiches Fenster wie Abbildung 2, schwarze Linien = Länge der längsgetroffenen Axone in der Längsmuskulatur, aus denen dann die Summe gebildet wurde, gelbe Linien = Länge der längsgetroffenen Axone in der Ringmuskulatur, aus denen dann die Summe gebildet wurde
• Abbildung 5: gleiches Fenster wie Abbildung 2, grünes Kreuz= IC(C)-LM in der Längsmuskulatur, blaue Kreuze= IC(C)-CM in der Ringmuskulatur
• Abbildung 6: gleiches Fenster wie Abbildung 2, rote Punkte= quer getroffene Axone in der Ringmuskulatur
• Abbildung 7: Schema der Appendix vermiformis im Längsschnitt mit Gesichtsfeldern (Rechtecke) an äusserer Grenzschicht der Muscularis propria orientiert und annähernd parallel zur Basalmembran
• Abbildung 8: C-kit Immunreaktion in der Appendix vermiformis, Längsschnitt, circuläre Muskulatur CM, longitudinale Muskulatur LM, Lamina subserosa SS, rote Rhomben= C-kit positive ICC in Tunica muscularis mit länglichem Zellkörper und ovalem Zellkern sowie dendritischen Fortsätzen, Fortsätze sind längs oder quer getroffen, ICC verlaufen parallel zu den Muskelfasern. Blaue Punkte= C-kit positive Mastzellen MZ, die größer als ICC und rund sind, Mastzellen mit rundem Zellkern
• Abbildung 9: C-kit positive ICC in der Appendix vermiformis, Längsschnitt, longitudinale Muskulatur LM, circuläre Muskulatur CM, longitudinal angeschnittene längliche Zellkörper mit länglichem Zellkern und dendritischen Axonen in der Längsmuskulatur IC(C)-LM, quer angeschnittene sternförmige Zellkörper mit z.T. ovalen Zellkernen und dendritischen Axonen in der Ringmuskulatur IC(C)-CM
• Abbildung 10: Boxplot der Dichte der längsgetroffenen Axone in der Längsmuskulatur, Abszisse: Gruppen eins bis vier, Ordinate: Dichte der Axone in der Längsmuskulatur in μm/μm² mit Median (schwarzer Querbalken) und den beiden Quartilen (rotes Feld), die vier Gruppen unterschieden sich nicht signifikant in Median und Quartilen
• Abbildung 11: Boxplot der Dichte der längsgetroffenen Axone in der Ringmuskulatur, Abszisse: Gruppen A bis D, Ordinate: Dichte der Axone in der Ringmuskulatur in μm/μm² mit Median (schwarzer Querbalken) und den beiden Quartilen (rotes Feld), die vier Gruppen unterscheiden sich nicht signifikant in Median und Quartilen
• Abbildung 12: Boxplott der Dichte der IC(C)-LM in der Längsmuskulatur, Abszisse: Gruppen A bis D, Ordinate: Dichte der IC(C)-CM in der Längsmuskulatur in IC-IM/μm² mit Median (schwarzer Querbalken) und den beiden Quartilen (rotes Feld), die vier Gruppen unterscheiden sich nicht signifikant in Median und den Quartilen
• Abbildung 13: Boxplot der Dichte der IC(C)-CM in der Ringmuskulatur, Abszisse: Gruppen A bis D, Ordinate: Dichte der IC(C)-CM in der Ringmuskulatur in IC-IM/μm² mit Median (schwarzer Querbalken) und den beiden Quartilen (rotes Feld), die vier Gruppen unterscheiden sich nicht signifikant in Median und den Quartilen
• Abbildung 14: Boxplot der Dichte der Axonquerschnitte in der Ringmuskulatur, Abszisse: Gruppen A bis D, Ordinate: Dichte der Axonquerschnitte in der Ringmuskulatur in Querschnitte/μm² mit Median (schwarzer Querbalken) und den beiden Quartilen (rotes Feld), Gruppen unterscheiden sich nicht signifikant in Median und Quartilen