Colite do cólon excluso: modelo experimental em ratos

Colitis in the excluded segment of the colon: experimental model in rats

COLITE DO CÓLON EXCLUSO – MODELO EXPERIMENTAL EM RATOS¹

Maria de Lourdes Pessole Biondo-Simões², Fernando Hintz Greca³, Sérgio Ioshi⁴, Marcielle Denardi Abicalaffe⁵, Maria Carolina Colnaghi⁵, Elisangela de Mattos e Silva⁵, Ester Sakae Yamasaki⁵, Gustavo Smaniotto⁵

BIONDO-SIMÕES MLP, GRECA FH, ABICALAFFE MD, COLNAGHI MC, MATTOS E SILVA E, YAMASAKI ES, SMANIOTTO G. Colite do cólon excluso: modelo experimental em ratos. Acta Cir Bras 2000; 15(supl 3): 7-11.

RESUMO: Em 1981 Glotzer et al. descreveram um tipo de proctocolite, semelhante à retocolite ulcerativa, limitado ao segmento excluído do trânsito fecal, na ausência de doença intestinal inflamatória. O presente estudo tem por finalidade avaliar as alterações ocorridas no cólon após sua exclusão do trânsito, com o fim de se estabelecer um modelo em ratos que permita estudar a doença. Utilizaram-se 35 ratos Wistar-PUCPR, machos com 120 dias de idade, divididos em 4 grupos. Sob anestesia inalatória procedeu-se à laparotomia mediana, secção transversa do cólon esquerdo e colectomia de 0,5 cm par se ter o padrão inicial (Mo). Seguiu-se o fechamento do coto distal, colostomia terminal com maturação precoce do coto proximal e laparorrafia. Realizaram-se as verificações nos seguintes tempos: grupo A após uma semana, grupo D após 2 semanas, grupo B após 4 semanas e grupo C após 8 semanas. Avaliou-se o cólon excluído macro e microscópicamente (Mf) analisando-se: a reação inflamatória, a concentração de colágeno e o comportamento das células caliciformes. Comparadas os momentos Mo e Mf registrou-se a presença de úlceras em 11 cólons (p=0,0010) não relacionadas com o tempo de exclusão. Reação inflamatória agudo-crônica ou crônica discreta esteve presente em todos os tempos. Em todos os cólons observou-se diminuição significante da espessura da parede. No Mo predominou o colágeno tipo I (p=0,008) enquanto que no Mf o predomínio foi do colágeno III (p=0,008). Foi constante a diminuição do colágeno total, a perda de colágeno I e o aumento de colágeno III. Não houve mudança significante do percentual de área ocupada por células caliciformes. Conclui-se que a exclusão do cólon distal, de até 8 semanas, no rato por colostomia determina: atrofia do cólon e o aparecimento de lesões ulceradas superficiais com reação inflamatória discreta.

DESCRITORES: Colite ulcerativa. Colostomia. Ratos.

Biondo-simões MLP, Greca FH, Abicalaffe MD, Colnaghi MC, Mattos e Silva E, Yamasaki ES, Smaniotto G. Colitis in the excluded segment of the colon: experimental model in rats Acta Cir Bras 2000; 15(supl 3): 7-11.

SUMMARY: In 1981 Glotzer et al. described a kind of proctocolitis, limited to a segment of colon, excluded from the fecal stream, with pathological features similar to the ulcerative colitis. The purpose of the present study was to establish a experimental model in order to evaluate the pathologic alterations of the colonic mucosa, excluded from the intestinal transit. Thirty five PUCPR Wistar male rats, with a mean age of 120 days were allocated in 4 groups. Under ether anesthesia, the animals were submitted to a 0,5cm resection of the left colon. A proximal terminal colostomy was performed and the distal rectal stump was closed. The excluded segment of the bowel was evaluated macro and microscopically a week (A group), 2 weeks (D group), 4 weeks (B group) and 8 weeks (C group) after the operation. The inflammatory reaction, collagen concentration and changes in the goblets cells were analyzed .Mo was considered the features of the excluded colon seen at the beginning of the experiment and Mf was these features seen at the end of experiment. When we compared these two different phases of the experiment, we verified that a mild acute and cronic inflammatory reaction was present in all of the groups. Ulcers were seen in 11 colons (p=0,0010) and they were not related to the exclusion phase. A significant reduction in the thickness of the colonic wall was observed in all the specimens. In Mo, the mature collagen (type I) was the predominant one (p=0.008) whereas in Mf, the immature collagen ( type III) was the predominant one (p=0.008). Reduction of total collagen, loss of collagen type I and the increase of collagen type III were constant. There was no significant change in the percentage of area occupied by the goblets cells. It was concluded that in rats, the exclusion of the distal colon by colostomy of up to 8 weeks, determines: colon atrophy and the occurrence of superficial ulcerated lesions with low-level inflammatory reaction.

SUBJECT HEADINGS: Ulcerative colitis. Colostomy. Rats.

INTRODUÇÃO

A desfuncionalização do segmento distal do cólon tem sido responsabilizada por uma forma de colite, descrita pela primeira vez por Glotzer e col. em 1981 e denominada de colite do cólon excluso⁶. Esse processo inflamatório regride quando o trânsito intestinal é revertido. A etiologia ainda não é conhecida e várias hipóteses são aventadas. Entre elas a diminuição da nutrição da mucosa descrita por Harig⁸ e a modificação da flora intestinal por Gardiner e col.⁴

Colites por exclusão de cólon têm sido observadas após colostomias^{3,5,6, 9,12,13,15,16,20,22}.

Estes relatos têm sido feitos em casuísticas humanas, o que torna a avaliação e o acompanhamento difíceis, uma vez que a indicação da cirurgia, as circunstâncias técnicas e o tempo de evolução variam de forma significativa de um paciente para outro.

A colostomia é um procedimento bastante comum na prática médica, utilizada com freqüência em serviços de emergência, nos pacientes vítimas de traumatismos por arma branca, arma de fogo ou nos traumas fechados com explosão colônica. É utilizada também em portadores de tumores, doença diverticular ou outras formas de obstrução intestinal ou perfurações.

Por se tratar de uma prática relativamente freqüente torna-se de grande importância o conhecimento de suas possíveis complicações, entre elas, a colite do cólon excluso .

Apesar da maioria dos pacientes serem assintomáticos, a presença de alguns sintomas como sangramento ou secreção de muco pelo canal anal e dor, podem induzir a um diagnóstico incorreto de outros tipos de inflamação intestinal nesses pacientes.

Sabe-se que a colite após colostomia pode ser tratada com sucesso por simples reanastomose com restauração do trânsito intestinal.

Kissmeyer-Nielsen e col. (1994 ) descreveram, em ratos, que no cólon excluso existe redução de 37% da espessura da mucosa, 47% da área de superfície mucosa e 32% da espessura da muscular. Estes autores disseram que a espessura da submucosa não se altera e afirmaram a ocorrência de atrofia da mucosa e da muscular, contudo não descreveram processos inflamatórios¹¹.

Keli e col. (1997) fizeram um estudo experimental em ratos e observaram, através de estudo histopatológico, reação inflamatória da mucosa em todos os animais após um período pré estabelecido em que os ratos permaneceram colostomizados¹⁰.

O presente estudo tem como finalidade avaliar as alterações ocorridas no cólon distal de ratos após sua exclusão do trânsito e padronizar modelo para futuros estudos.

MÉTODOS

Foram utilizados 35 ratos (Rattus norvegicus albinus, Rodentia mammalia) da linhagem Wistar PUCPR, machos, com idade variando entre 90 e 120 dias e com peso médio de 250g, divididos em 4 grupos: A (n=10), D (n=7), B (n=9) e C (n=9). Sob anestesia geral inalatória, com éter etílico, procedeu-se à laparotomia mediana. Realizo-se duas secções transversas à 2 cm e à 2,5cm da reflexão peritoneal, retirando-se 0.5 cm, para exame histopatológico, obtendo-se assim o padrão inicial do cólon (momento zero ou Mo). Seguiu-se o fechamento do coto distal, com sutura contínua de fio monofilamentar de nylon 6-0. O coto proximal foi submetido à colostomia terminal de maturação precoce através de quatro pontos totais do cólon à pele com o mesmo tipo de fio. Procedeu-se a laparorrafia com pontos totais contínuos de fio monofilamentar de nylon 4.0.

Realizaram-se as verificações nos seguintes tempos: grupo A após uma semana, grupo D após 2 semanas, grupo B após 4 semanas e grupo C após 8 semanas.

O segmento obtido no momento da confecção da colostomia serviu para avaliação do momento zero. Completadas 1, 2, 4 e 8 semanas, as peças obtidas foram analisadas macro e microscopicamente (Momento final ou Mf).

Os cortes histológicos receberam as seguintes colorações:

1) hematoxilina e eosina para avaliar a existência de reação inflamatória, o tipo e a intensidade, as distorções das criptas colônicas e ulcerações;

2) sirius-red para avaliar o comportamento do colágeno quanto a presença de colágeno tipo I ( fibras coradas em tons de amarelo a vermelho) e tipo III (fibras coradas em verde), no segmento colônico excluso, nas camadas mucosa e submucosa;

3) PAS-Alcian blue para identificar alterações morfológicas nas células caliciformes e modificações que possam ocorrer a nível de mucosecreção.

Para todas estas medidas empregou-se sistema de leitura computadorizado através do programa Optimas 6.2 para Windows.

Recorreu-se à análise descritiva dos dados através de quadros e gráficos.

Para a comprovação dos objetivos levantados foi utilizado os testes paramétrico "t de Student - pareado" e o não-paramétrico "Wilcoxon" para amostras relacionadas e "t de Student" e o não-paramétrico "Mann-Whitney" para amostras independentes (obtidos pelo software "Primer of Biostatistics").

O nível de significância (ou probabilidade de significância) mínimo adotado foi de 5%.

RESULTADOS

Comparadas as análises de Mo e Mf registrou-se a presença de úlceras em 11 cólons (31,43%), ( p=0,0010), todas superficiais (Figura 1), comprometendo só a mucosa, não relacionadas ao tempo de exclusão. Reação inflamatória agudo-crônica ou crônica discreta esteve presente em todos os tempos sem significância. Em todos os grupos, verificou-se diminuição significante da espessura da parede.

Nos cortes histológicos dos momentos Mo predominou o colágeno I (p=0,008) enquanto que nos Mf o predomínio foi do colágeno III (p=0,008). Foi constante a diminuição do colágeno total, a perda do colágeno I e o aumento do colágeno III. Na análise de cada grupo comparados o momento final Mf) com o momento inicial (Mo) foram constatadas as seguintes significâncias estatísticas:

• Grupo A: o Mo apresentou valores superiores para o colágeno I (p=0,015), o Total (p=0,032) e o % de colágeno I (p=0,008) e o Mf para o % de colágeno III (p=0,008);

• Grupo B: o Mo apresentou valores superiores para o colágeno I (p<0,0001), o Total (p<0,0001) e o % de colágeno I (p=0,002) e o AF para o % de colágeno III (p=0,002);

• Grupo C: o Mo apresentou valores superiores para o % de colágeno I (p=0,006) e o AF para o % de colágeno III (p=0,006);

• Grupo D: o Mo apresentou valores superiores para o colágeno I (p=0,033) e o % de colágeno I (p=0,037);

Na comparação dos grupos entre si, para o Mf, na avaliação pelo sirius-red, foram constatadas as seguintes significâncias estatísticas:

• Colágeno I: foi maior para o Grupo A quando comparado com os Grupos B (p=0,004) e D (p<0,0001) e menor para o Grupo D quando comparado com os Grupos B (p=0,004) e C (p=0,002);

• Colágeno III: foi maior para o Grupo A quando comparado com os Grupos B (p=0,020) e D (p=0,011) e menor para o Grupo B quando comparado com o Grupo C (p=0,021) e para o Grupo D quando comparado com o Grupo C (p=0,008);

• Colágeno total: foi maior para o Grupo A quando comparado com os Grupos B (p=0,004) e D (p<0,0001) e menor para o Grupo D quando comparado com os Grupos B (p=0,022) e C (p=0,002);

• % de colágeno I: foi maior para o Grupo B quando comparado com o Grupo C (p=0,049);

• % de colágeno III: foi maior para o Grupo D quando comparado com o Grupo A (p=0,036) e menor para o Grupo B quando comparado com os Grupos C (p=0,049) e D (p=0,017).

Nas figuras 2 e 3 pode-se observar aspectos microscópicos destes resultados e nas figuras 4 e 5 a tradução gráfica da presença de colágeno.

Na comparação, através do PAS- Alcian blue, dos Mf com o Mo, não foi constatada nenhuma diferença significante, quanto à quantidade de células caliciformes e à presença de muco (Figura 5).

Na comparação dos grupos entre si, para o Mf, no ALCIAN BLUE, foi constatada diferença significante quanto à concentração de células caliciformes , na comparação do Grupo A com o Grupo D, ou seja, o Grupo A apresentou valores superiores (p=0,013), do Grupo D com o Grupo B (p=0,046) e com o Grupo C (p=0,047), ou seja, o Grupo D apresentou valores superiores (Figura 6)..

DISCUSSÃO

A colite do segmento distal do cólon, excluído do trânsito por colostomia, tem apresentado difícil avaliação de sua importância dada as divergências entre os autores. Fergunson e Siegel ( 1991) apresentam uma série de 20 pacientes com colostomia terminal, todos assintomáticos, com estudo endoscópico normal e biópsias revelando apenas hiperplasia linfóide com ausência de úlceras³. Na casuística de Glotzer e col. (1981) 10% dos pacientes eram sintomáticos⁶, na de MA e col. (1990) 38% dos pacientes eram sintomáticos¹³ e na de Whelan e col. ( 1994), 5,66%²². Os sintomas variaram da eliminação de muco e sangramento oculto a dores abdominais e sangramento profuso.

Os estudos endoscópicos de Glotzer e col. (1981) revelam lesões presentes em 100% dos pacientes⁶. Na descrição endoscópicas, mais uma vez, observa-se contradição entre os autores. Geraghty e col. (1991) relatam lesões em 53,33% dos seus casos⁵. Orsay e col. (1993) em 76% dos colostomizados¹⁶. Os autores descrevem granulações difusas, congestão vascular, pontos hemorrágicos e ulcerações^5,16,22.

O exame histopatológico das biópsias revelavam: diminuição de células caliciformes, granulomas mucinosos, abscessos de criptas com atrofia e distorsões, hiperplasia linfóide, edema de lâmina própria e úlceras superficiais^{5,7,12,16,15,22}.

A etiologia é outra discussão. A teoria mais aceita é a falta de ácidos graxos de cadeia curta^2,8,17,18. Enquanto a maioria dos autores, em estudos clínicos referem que não existe modificação da flora, em estudo experimental Keli e col. relatam aumento da população bacteriana (p<0,01) e diminuição de Lactobacilos (p<0,01)¹⁰.

Poucos são os estudoa experimetais. Keli e col. (1997) realizaram estudo experiemntal em ratos mantidos colostomizados por 6 e 17 semanas. Observaram diminuição da profundidade das criptas, sem modidicação das células caliciformes. Reação inflamatória esteve presente em 100% dos cólons estudados com congestão vascular. Erosões superficiais estiveram presentes em 40% dos cortes histológicos analisados. Referiram importante modificação na qualidade das mucinas. Enquanto no controle mucinas sulfatadas predominam no ápice das glândulas e as sialomucinas na base. Após 17 semanas apenas mucinas sulfatadas são encontradas¹⁰. Estes mesmos autores argumentam que se existe diminuição da espessura da mucosa e a população de células caliciformes permanece é lógico pensar que em números absolutos elas aumentaram.

No presente estudo foi possível demonstrar que 31,43% dos cólons excluídos desenvolveram ulcerações superficiais não relacionadas com o tempo de exclusão do cólon. Reação inflamatória esteve presente em 100% deles. Atrofia foi verificada pela diminuição da espessura da parede. Houve perda de colágeno total com modificação da qualidade. Enquanto no momento zero predominava colágeno I, isto é, maduro, no momento da aferição predominava colágeno III, isto é imaturo. Não houve modificação quanto à quantidade de células caliciformes.

Embora o cólon excluído do rato tenha desenvolvido doença inflamatória, este animal não parece fornecer o modelo ideal para se estudar esta doença, pois a presença de lesões ulceradas não é constante e quando presentes são apenas superficiais.

CONCLUSÃO

A exclusão do cólon distal por até 8 semanas, no rato: 1) atrofia do cólon com diminuição da espessura da parede e do colágeno total; 2) diminuição do colágeno I e aumento do colágeno III; 3) o aparecimento de lesões ulceradas superficiais com reação inflamatória discreta. Pode ainda concluir que o rato não é um bom modelo para o estudo da colite do cólon excluído, pois a freqüência de doença inflamatória é muito baixa e as lesões obtidas discretas, nos tempos estudados.

NOTAS

• 1. Allen DC, Conolly NS, Biggart JD. High iron diaminealcian blue mucin profiles in benign premalignant and malignant colorectal disease. Histopatology 1988;13:399-411.
• 2. Cummings JH; Pomare EW, Branch WJ, Naylor CP, MacFarlane GT. Short-chain fatty acids in human large intestine portal, hepatic and venous blood. Gut 1987; 28:1221-7.
• 3. Ferguson CM, Siegel RJ. A prospective evaluation of diversion coliti. Am Surg 1991;57:46-9.
• 4. Gardiner KR, Erwin PJ, Anderson NH, Barr JG, Halliday MI, Rowlands B. Colonic bacteria and bacterial translocation in experimental colitis. Br J Surg 1993; 80(4):512-6.
• 5. Geraghty JM, Talbot IC. Diversion colotis: histological feature in the colon and rectum after difunctioning colostomy. Gut 1991; 32:1020-3.
• 6. Glotzer DJ, Glick ME, Goldmann H. Proctitis and colitis following diversion of the fecal stream. Gastroenterology 1981; 80:438 - 41.
• 7. Goldman H, Antonioli DA. Mucosal biopsy of the rectum, colon and distal ileum. Hum Pathol 1982; 13:981-1012.
• 8. Harig JM, Soergel KH, Komorowski RA, Wood CM. Treatment of diversion colitis with short-chain fatty acids irrigation. N Engl J Med 1989; 320:23-8.
• 9. Hass PA, Fox TA, Szilagy EJ. Endoscopic examination of the colon and rectum distal to a colostomy. Am J Gastroenterol 1990; 85:850-854.
• 10. Keli E, Bouchoucha M, Devrolde G, Carnot F, Ohrant T, Cugnenc PH. Diversion-related experimental colitis in rat. Dis Colon rectum 1997; 40:222-8.
• 11. Kissmeyer_Nielsen P, Christensen H, Laurberg S. Diverting colostomy induces mucosal and muscular atrophy in rat distal colon. Gut 1994; 35:1275-82.
• 12. Lusk LB, Reichen J, Levine JS. Aphthous ulceration in diversion colitis. Gastroenterology 1984; 87:1171-3.
• 13. Ma CK, Gottlieb C, Haas PA. Diversion colitis: a clinicopathologic study of 21 cases. Human Pathol 1990; 21:429-436.
• 14. Mc Fadden, Owen DA, Reid PE, Jones EA. The histochemical assessment of sulpharted and non sulphated sialomucines in intestinal epithelium.. Histopathology 1985; 9:1129-37.
• 15. Murray F, O'Brien MJ, Birkett DH, Kennedy SM, Lamont JT. Diversion colitis: patologic findings in a resected sigmoid colon and rectum. Gastroenterology 1987; 93:1404-8.
• 16. Orsay CP, Kim DO, Pearl RK, Abcarian H. Diversion colitis in patients scheduled for colostomy closure. Dis Colon Rectum 1993; 36 :366-7.
• 17. Roediger WE. Role of anaerobic bacteria in the metabolic welfare of the colonic mucosa in man. Gut 1980;21:793-8.
• 18. Roediger WE. The starved colon. Diminished mucosal nutrition, diminished absorption, and colitis. Dis Colon Rectum 1990; 33:858-62.
• 19. Scott RL, Pinstein ML. Diversion colitis demonstrated by Double Contrast Barium Enema. AJR 1984; 143, oct.
• 20. Violi V, Cobianchi F, Adami M, Torri T, Ferraro G, Roncoron L. Human defunctionalized colon. Dig Dis Sciences 1998; 3:616-23, 1998.
• 21. Warren BF, Davies JD. Pierre Vermiers invention : a neglected tool in our trade. Histopathology 1991; 18:361-2.
• 22. Whelan RL, Abramson D, Kim DS, Hashmi HF. Diversion colitis : a prospective study. Surg Endosc 1994; 8:19-24.

1

. Trabalho realizado na Disciplina de Técnica Operatória e Cirurgia Experimental da Faculdade de Medicina da Pontifícia Universidade Católica do Paraná.

2. Professora Adjunta de Técnica Operatória e Cirurgia Experimental da PUCPR. Coordenadora da Disciplina de Técnica Cirúrgica e Cirurgia Experimental da Faculadade de Medicina da UFPR. Professora Titlar de Experimentação em Clínica e Cirurgia da FEMPAR. Doutora em Cirurgia Experimental pela UNIFESP-EPM.

3. Professor Coordenador da Disciplina de Técnica Operatória e Cirurgia Experimental da PUCPR. Professor Adjunto da Disciplina de Técnica Cirurgica e Cirurgia Experimental da Faculdade de Medicina da UFPR. Doutor em Cirurgia Experimental pela UNIFESP-EPM.

4. Professor Adjunto de Anatomia Patológica das Faculdades de Medicina da PUCPR e UFPR.

5. Alunos de Iniciação Científica da Disciplina de Técnica Operatória e Cirurgia Experimental da PUCPR.

6. Trabalho realizado com Bolsa PIBIC.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  18 Abr 2001
• Data do Fascículo
  2000