Wat zijn de nadelen van vagotomie en antrectomie bij een totale duodenale diversie en een Roux-en-Y-reconstructie?
V. Schumpelick, B. Dreuw, K. Ophoff, N. Ponschek, M. Niewiera (Aken)
Heden ten dage, meer dan 165 jaar nadat Beaumont ontdekte dat de maag zoutzuur kon afscheiden, zelden gal bevat in gezondheid maar in situaties van “heftige passie” staat duodenogastrische reflux nog steeds ter discussie en ligt de nadruk nu op de rol ervan als belangrijke cofactor voor de ontwikkeling van Barrett’s oesofagus en carcinoma van de gastro-oesofageale junctie . Duodenale afscheidingen bevatten hoofdzakelijk galzuren, pancreassap, lecithine, lysolecithine, bicarbonaat en fosfolipase A en B. Het cytotoxische effect van galzuren en lysolecithine is experimenteel aangetoond . Terwijl zure gastro-oesofageale reflux (GER) met succes kan worden behandeld met moderne protonpompremmende therapie en een verscheidenheid van open of laparoscopische antireflux procedures, blijft de behandeling van duodeno-gastrische reflux een therapeutische uitdaging .
Om te voorkomen dat de inhoud van de twaalfvingerige darm naar de maag terugvloeit (en vervolgens naar de slokdarm), moet het sap uit de twaalfvingerige darm van de maag worden afgevoerd. Er bestaan verschillende operaties om een duodenale omleiding te bewerkstelligen. Roux-en-Y gastrojejunostomie , suprapapillaire Roux-en-Y duodenojejunostomie (zogenaamde duodenal switch operatie) of interpositie van een jejunale segment tussen maag en twaalfvingerige darm. Om maagzweren te vermijden, vereist de klassiek uitgevoerde Roux-en-Y gastrojejunostomie een bijkomende antrectomie en vagotomie om de maagzuursecretie te verminderen.
De chirurg moet in gedachten houden dat veel mogelijke bijwerkingen, verstoringen van de intestinale motiliteit en pancreocibale asynchronie gepaard gaan met dergelijke procedures. Vanwege de voortdurende discussie over het kwaadaardig potentieel van alkalische duodenogastro-oesofageale reflux, de aanwezigheid ervan bij gecompliceerde gastro-oesofageale refluxziekte en pogingen tot behandeling door Roux-en-Y diversie , hebben wij een reeks dierexperimenten en klinische studies, uitgevoerd tussen 1981 en 1996, opnieuw geanalyseerd. Aanvankelijk waren zij ontworpen om het risico van ulcera, de mate van duodenogastrische reflux, de zuurgraad van de maag, de maaglediging en de motiliteit van verschillende typen gastro-intestinale anastomose te analyseren, b.v. Roux-en-Y lus, jejunale interpositie, Billroth I en II anastomose. De resultaten van deze studies dragen bij tot een beter begrip van de effecten van vagotomie, antrectomie en Roux-en-Y procedures op de bovenste gastro-intestinale fysiologie.
Vagotomie
Vagotomie als een behandeling voor gastroduodenale ulcera werd geïntroduceerd door Dragstedt in 1943 . Vagotomie valt niet alleen samen met een vermindering van de cephalische fase van de secretie, maar ook met een aanzienlijke vermindering van de motorische activiteit van de maag, met name het antrum. Dit resulteert in een aanvankelijk verhoogde evacuatie van vloeibare maaltijden en een vertraagde lediging van vaste maaltijden. Als gevolg van het verlies van antralische verzuring is het serum gastrine verhoogd. In geval van truncale vagotomie of verwonding van de kraaienpoot (antrale takken van de nervus vagus) is de pylorische motiliteit gestoord met ernstige wijziging van de maaglediging en stasis. Dissectie van de levertakken kan leiden tot galsteenvorming en letsel van de celiacale tak tot diarree.
De verlaagde zuurgraad van de maag na vagotomie vermindert de natuurlijke weerstand tegen bacteriële overgroei. Dit effect wordt versterkt door hypomotiliteit, gastro-intestinale stasis en falen van de interdigestieve intestinale motiliteit. Verminderde zuurgraad van de maag met pH stijging boven 3 zal de pepsine activiteit verminderen met aantasting van de eerste fase van de eiwitvertering.
Gastrische lediging na vagotomie
Electromyografische opnamen in dierproeven impliceren dat na vagotomie het basale elektrische ritme (fase I van het migrerende motorische complex) verstoord is. Wij onderzochten de elektrische en mechanische activiteit van de maagwand na truncal vagotomie bij 5 honden. De activiteit werd geverifieerd door middel van geïmplanteerde elektroden en drukopnemers. (voor details zie ).
Langdurige motiliteitsstoornissen uitgedrukt als een disorganisatie van het elektrische basisritme traden op in de maagwand. Volgens het motiliteitspatroon werden perioden van tachygastrie en tachyaritmie geïdentificeerd. Deze perioden onderbraken de regelmatige nuchtere motiliteit en hielden aan in de postprandiale periode. Gelijktijdige registratie van de mechanische activiteit van de maagwand tijdens stoornissen van het elektrisch ritme bracht een volledige afwezigheid van contractiliteit aan het licht. Dit kan een pathofysiologische correlatie zijn voor de vaak beschreven vertraagde maaglediging na vagotomie.
Cardiorespiratoire effecten na vagotomie
In een andere studie bij 38 urethan verdoofde cavia’s werd laagfrequente (1-30 Hz) elektrische afferente stimulatie van de abdominale vagus uitgevoerd voor en na bilaterale cervicale vagotomie. Verscheidene cardiovasculaire en respiratoire parameters werden gemeten (voor details zie )
De elektrische afferente stimulatie van de abdominale vagus wekte cardiovasculaire en respiratoire reflexen op, die werden uitgeschakeld door bilaterale cervicale vagotomie: tweederde van de dieren vertoonde een bradycardie met aritmie. Een ander derde had geen verandering van de hartfrequentie. Bifasische bloeddrukveranderingen met een aanvankelijke daling en een daaropvolgende stijging was de meest voorkomende bloeddrukreactie. Langdurige stimulatie resulteerde in een bloeddrukverhoging van 25 tot 30 mmHg bij 75% van de dieren. Een versnelling van de ademhalingsfrequentie werd waargenomen. Een vago-vagale en/of vagosympatische reflex wordt in deze studie in overweging genomen. De klinische implicatie van deze resultaten voor cardiorespiratoire veranderingen na vagotomie zijn onzeker: er kon echter worden aangetoond dat er retrograde effecten van de abdominale vagus zijn die ontegenzeggelijk zullen worden beïnvloed door abdominale vagotomie.
Intragastrische pH en ulcusrisico na vagotomie en Roux-en-Y
We hebben een studie op ratten uitgevoerd om de invloed van vagotomie en de lengte van de jejunalus van een Roux-en-Y biliaire omleiding op de maag pH en het stomale ulcusrisico te onderzoeken. Honderdzeventig mannelijke Wistar ratten werden onder algehele etheranesthesie geopereerd en in groepen verdeeld. Na 1/3 resectie van de maag werd een Roux-en-Y lus van 3, 6, 9 en 15 cm gemaakt met extra vagotomie in de 15 cm groep. Voor controles werd een Billroth I en Billroth II anastomose uitgevoerd en één groep werd alleen gastrotomized.
Tien maanden later ondergingen de dieren endoscopie, pH van de maag uit monsters via een maagslang en gestimuleerde maagsecretie met injectie van 2 mg/kg histamine s.c. De zweer vrije dieren kregen een 7 dagen stimulatie door histamine voordat de onderzoeken werden herhaald. Alle ulcera werden uiteindelijk bevestigd door autopsie en histologische controle (voor details zie ).
Een hoge incidentie van maagzweer werd gevonden bij ratten, die direct gerelateerd was aan de lengte van het tussenliggende jejunale segment (figuur 1). De reflux vrije magen met een lange Roux-en-Y ledemaat ontwikkelden stomazweer in 72,7% binnen 10 maanden, na extra histamine stimulatie in 91%. Het interval van ulcus manifestatie kon worden verkort tot 10 dagen door continue histamine stimulatie, terwijl de verschillen tussen de groepen onveranderd bleven. Een extra vagotomie veroorzaakte een significante vermindering van het ulcusrisico van 93% tot 17% voor de 15 cm lange Roux-en-Y lus. De pH van de maag werd beïnvloed door de lengte van het jejunale segment. Een extra vagotomie veroorzaakte een significante verhoging
van de pH van 1,8 tot 4,2 voor de 15 cm lange Roux-en-Y (figuur 2). Analyse van de maagsecretie toonde aan dat het secretievolume (figuur 3) en de zuursecretie (figuur 4) niet significant worden beïnvloed door de lengte van de Roux-en-Y ledemaat. Alleen vagotomie vermindert de zuursecretie significant, maar niet het secretievolume. De volledige resultaten zijn samengevat in tabel I.
Wij concluderen uit deze studie, dat er een beschermende rol is van de postresectionele intestinogastrische reflux op de gastrojejunale anastomose met betrekking tot stomale ulceratie. De pH van de maag en de incidentie van ulcera worden beïnvloed door de lengte van het jejunale segment, hoe langer het segment, hoe zuurder de pH en hoe hoger het risico op ulcera. Een refluxpreventieve procedure met een lange Roux-en-Y duodenale omleiding is daarom zeer ulcusgevoelig en vereist een extra vagotomie om het risico van stomale ulceratie te verlagen.
Antrectomie
In een andere studie bij 67 ratten met dezelfde opzet als de hierboven genoemde studie werd de invloed van antrectomie en de omvang van de maagresectie op de intragastrische pH en het optreden van ulcera bij een Roux-en-Y omleiding bestudeerd. De Roux-en-Y ledemaat werd 9 cm lang gekozen om een refluxvrije conditie te bereiken. Er werden vijf groepen gemaakt met 1/3, 1/2 , 2/3, 2/3 resectie met extra vagotomie en een controlegroep met alleen gastrotomie. Het ulcerisico was significant verhoogd in alle resectiegroepen, maar niet in de groep met extra vagotomie. De pH was laag en niet verschillend van de controles in de resectiegroepen. Alleen na extra vagotomie steeg de pH boven pH 3. Maaganalyse toonde aan dat de zuursecretie per uur significant was verlaagd in alle resectiegroepen, zonder onderlinge verschillen. Aanvullende vagotomie resulteerde in een significante verdere vermindering van de zuursecretie. Het secretievolume was verminderd bij 1/3 en 1/2 maagresectie, en significant meer verminderd bij 2/3 resectie zonder enig bijkomend effect van vagotomie. Samenvattend toont deze studie aan dat in geval van refluxvrije conditie met lange Roux-en-Y, antrectomie geen effect heeft op de intragastrische pH, hoewel het de zuursecretie en het secretievolume vermindert. Zelfs een uitgebreidere resectie heeft weinig effect op de secretieparameters en geen effect op het ulcusrisico. Alleen aanvullende vagotomie verhoogt de maag pH significant en verlaagt het risico op maagzweer.
Antrectomie zal ook resulteren in een daling van de serum gastrineconcentratie, waardoor het trofische effect van gastrine op het maagslijmvlies wordt opgeheven .
Roux-en-Y loop
Geschiedenis
In de afgelopen 100 jaar, sinds Cesar Roux (1857-1934) zijn “Loop-en-Y”-procedure voor maaguitgangsobstructie begon toe te passen, raakte deze techniek aan het begin van de 20e eeuw in onbruik wegens een hoge incidentie van postoperatieve maagzweervorming. Later, met aanvullende vagotomie, werd zij in de jaren 1950 en 1960 nieuw leven ingeblazen en aangepast voor talrijke toepassingen. De belangrijkste factor voor de heropleving was de behandeling van postgastrectomie-syndromen, waaronder alkalische reflux-gastritis, maagatonie, dumping en andere syndromen, alsmede voor de incidentele behandeling van gecompliceerde reflux-oesofagitis. Bovendien is de Roux-en-Y anastomose gebruikt voor de drainage van diverse organen zoals de galwegen, de pancreas en de slokdarm.
In de jaren zeventig werd duidelijk dat de Roux-en-Y procedure meer specifieke nadelen heeft. De belangrijkste complicatie van de Roux-en-Y procedure is het zogenaamde Roux-syndroom, secundair aan maag- of efferente jejunalstasis, of beide. Klinisch bestaat dit symptomencomplex uit epigastrische volheid, misselijkheid, intermitterend of postprandiaal braken, of postprandiale buikpijn. Deze symptomen treden op bij maximaal 50% van alle patiënten. Deze complicaties beperken het wijdverbreide gebruik van Roux-en-Y gastrectomie voor de behandeling van alkalische GER.
Duodenogastrische reflux na Roux-en-Y
Om de hoeveelheid postresectionele intestinogastrische reflux na verschillende soorten gastro-intestinale anastomose te onderzoeken, werd de duodenogastrische reflux van galzuren en lysolecithine bestudeerd bij 48 varkens na Roux-Y-gastroenterostomie en vergeleken met verschillende soorten gastroduodenostomie en jejunale interpositie (voor details zie ).
De intragastrische concentraties van galzuren en lysolecithine bleken verhoogd te zijn na gastroduodenostomie in vergelijking met controles. Een effectieve refluxpreventie was mogelijk door Roux-en-Y duodenale diversie van 50 cm lengte of door interpositie van 25 cm van isoperistaltisch jejunum. De galzuur- en lysolecithineconcentraties waren het laagst na een Roux-en-Y omleiding.
De resultaten van deze studie onderstrepen dat Roux-en-Y omleiding een lage incidentie van duodenogastrische reflux heeft. Het is dus een effectieve procedure om primaire of secundaire duodenogastrische reflux te elimineren.
Gastrische lediging na Roux-en-Y
Gastrische lediging is vaak vertraagd na Roux-en-Y gastrojejunostomie. Aangetoond is dat motiliteitsstoornissen in de Roux-en-Y ledematen fungeren als een functionele afvoerbelemmering.
Intraluminale drukregistraties bij patiënten met het Roux-stasis syndroom toonden aan dat de motiliteit zowel in de nuchtere als in de postprandiale toestand veranderd is . Deze motiliteitsveranderingen gaan gepaard met verstoringen van de transit. Zowel normale maaglediging als vertraagde maaglediging is beschreven na Roux-en-Y. Wij onderzochten de maaglediging na Roux-en-Y gastrojejunostomie in een dierexperiment met 12 vrouwelijke beaglehonden en een voedingsmaaltijd van gemiddelde viscositeit (Meritene®). Vier normale honden werden gebruikt als controles, vier ondergingen een Billroth I gastrectomie en vier een Roux-en-Y gastrectomie onder algehele anesthesie zonder extra vagotomie. Zes weken later werden 8 krachtopnemers met rekstrookjes geïmplanteerd, 1 op het maagresidu, 4 op het Roux-gedeelte en het duodenum, respectievelijk, en 3 op het jejunum, beginnend 30 cm distaal van het ligament van Treitz. De maaglediging werd radiografisch gemeten terwijl de motiliteit gelijktijdig werd geregistreerd op een polygraaf (voor details zie ).
De maaglediging na Roux-Y gastrectomie was bijna lineair en verschilde niet van die bij intacte controlehonden. In tegenstelling tot Roux-en-Y gastrectomie verliep de maaglediging na Billroth I gastrectomie aanvankelijk versneld en gevolgd door een langzame ledigingsfase. Tijdens de beginperiode verschilde de segmentatieactiviteit van het Roux-en-Y lid significant van het propulsieve contractiepatroon van het duodenum na Billroth I reconstructie. Kracht en frequentie van gastro-intestinale contracties waren gelijkwaardig na beide reconstructie procedures.
De resultaten van deze studie toonden aan dat na maagresectie en Roux-en-Y anastomose het motiliteitspatroon van het jejunum na de Roux-en-Y procedure ingrijpend is veranderd en verantwoordelijk is voor de maagledigingssnelheid, die langzamer is dan na Billroth I resectie en vergelijkbaar is met normale maaglediging. Onze resultaten geven verder aan dat na subtotale gastrectomie, de intestinale contractiele patronen belangrijke determinanten van maaglediging zijn.
Conclusie
De conventionele Roux-en-Y duodenale omleiding met behulp van een lang lidmaat (50-60 cm) is een effectieve procedure om duodenogastrische reflux te elimineren. Het geeft een verhoogd risico op ulceratie van de maag, waardoor een aanvullende vagotomie en antrectomie noodzakelijk zijn. Vagotomie en antrectomie veroorzaken een parasympathische denervatie van het darmkanaal, verminderde maaglediging, verminderde maagzuursecretie, afgenomen omvang van het maagreservoir, verlies van de pylorus met veranderingen in de maaglediging, onderbreking van de neurohumorale relaties en feedbackmechanismen van de maag, twaalfvingerige darm, pancreas en het hepatobiliaire systeem, alsook een verminderd trofisch effect van gastrine op het maagslijmvlies. In combinatie met een Roux-en-Y omleiding van de galwegen komen daar nog de neveneffecten van de Roux-ledemaat bij met negatieve effecten op de maaglediging, verlies van stimulatie van het duodenaal slijmvlies door chyme en achtereenvolgens een negatieve invloed op de afgifte van gastro-intestinale hormonen en de secretie van de spijsverteringsklieren (secretine, CCK-pancreozymin, GIP, motiline), veranderingen in de motiliteitspatronen van het gehele darmkanaal en een dissociatie tussen de motiliteitspatronen van het gepasseerde duodenum en de rest van het gastro-intestinale kanaal. Klinisch kan dit bij een redelijk aantal patiënten resulteren in epigastrische volheid, misselijkheid, intermitterend of postprandiaal braken, of postprandiale buikpijn.
De suprapapillaire Roux-en-Y duodenojejunostomie (duodenal switch) zonder vagotomie en antrectomie lijkt minder nadelen met zich mee te brengen en zou daarom een beter alternatief kunnen zijn dan de klassieke Roux-en-Y duodenal diversion. Door het behoud van een 3-7 cm segment van de twaalfvingerige darm met zijn vermogen om bicarbonaten af te scheiden en maagzuur te neutraliseren, is de incidentie van een maagzweer theoretisch laag en dit zou in experimenteel en klinisch onderzoek kunnen worden aangetoond. Dit maakt het mogelijk de lus lang genoeg te maken (50-60 cm) om alkalische reflux te voorkomen zonder vrees voor maagzweer. Andere neveneffecten, zoals pancreocibale asynchronie, duodenale hypomotiliteit en bacteriële overgroei met mogelijke veranderingen in vertering en assimilatie, kunnen echter dezelfde zijn als bij de conventionele Roux-en-Y duodenale omleiding. Daarom moet het worden beperkt tot de zeldzame gevallen van anders onbehandelbare patiënten, zolang de late resultaten de aanvankelijk optimistische resultaten van duodenal switch onderstrepen .
1. Beaumont W. Experimenten en waarnemingen betreffende het maagsap en de fysiologie van de spijsvertering.Plattsburgh: Allen FP, 1933.
2. Attwood SE, Smyrk TC, DeMeester TR, Mirvish SS, Stein HJ, Hinder RA. Duodenoesophageal reflux and the development of esophageal adenocarcinoma in rats. Surgery 1992;111(5):503-510.
3. Fein M, Peters JH, Chandrasoma P, Ireland AP, Oberg S, Ritter MP, Bremner CG, Hagen JA, DeMeester TR. Duodenoesophageal reflux induceert esophageal adenocarcinoma without exogenous carcinogen. J Gastrointest Surg 1998;2(3):260-268.
4. Pera M, Trastek VF, Carpenter HA, Fernandez PL, Cardesa A, Mohr U, Pairolero PC. Influence of pancreatic and biliary reflux on the development of esophageal carcinoma. Ann Thorac Surg 1993;55(6):1386-1392.
5. Grant R, Grossmann MI, Wang KJ, Ivy AC. The cytolytic action of some gastro-intestinal secretions and enymes on the epithelial cells of the gastric and duodenal mucosa. J Comp Cell Physiol 1951;37:137.
6. Orchard R, Reynolds K, Fox B, Andrews R, Parkins RA, Johnson AG. Effect of lysolecithin on gastric mucosal structure and potential difference. Gut 1977;18(6):457-461.
7. Clark GW, Smyrk TC, Mirvish SS, Anselmino M, Yamashita Y, Hinder RA, DeMeester TR, Birt DF. Effect of gastroduodenal juice and dietary fat on the development of Barrett’s esophagus and esophageal neoplasia: an experimental rat model. Ann Surg Oncol 1994;1(3):252-261.
8. Fein M, Ireland AP, Ritter MP, Peters JH, Hagen JA, Bremner CG, DeMeester TR. Duodenogastric reflux potentiates the injurious effects of gastroesophageal reflux. J Gastrointest Surg 1997;1(1):27-33.
9. Ireland AP, Peters JH, Smyrk TC, DeMeester TR, Clark GW, Mirvish SS, Adrian TE. Gastric juice protects against the development of esophageal adenocarcinoma in the rat. Ann Surg 1996;224(3):358-370.
10. Pera M, Cardesa A, Bombi JA, Ernst H, Pera C, Mohr U. Influence of esophagojejunostomy on the induction of adenocarcinoma of the distal esophagus in Sprague-Dawley rats by subcutaneous injection of 2,6dimethylnitrosomorpholine. Cancer Res 1989;49(23):6803-6808.
11. Niemela S. Duodenogastric reflux in patients with upper abdominal complaints or gastric ulcer with particular reference to reflux-associated gastritis. Scand J Gastroenterol Suppl 1985;115:1-56.
12. Scudamore HH, Eckstam EE, Fencil WJ, Jaramillo CA. Bile reflux gastritis. Diagnose, medische en chirurgische therapie. Am J Gastroenterol 1973;60(1):9-22.
13. Ellis-FH J, Gibb SP. Vagotomy, antrectomy, and Roux-en-Y diversion for complex reoperative gastroesophageal reflux disease. Ann Surg 1994;220(4):536-542.
14. DeMeester TR, Fuchs KH, Ball CS, Albertucci M, Smyrk TC, Marcus JN. Experimentele en klinische resultaten met proximale end-to-end duodenojejunostomie voor pathologische duodenogastrische reflux. Ann Surg 1987;206(4):414-426.
15. Schumpelick V, Stachow R, Schreiber HW. Late resultaten van jejunale interpositie. Scand J Gastroenterol 1984;92 227-231.
16. Stein HJ, Barlow AP, DeMeester TR, Hinder RA. Complicaties van gastro-oesofageale refluxziekte. Role of the lower esophageal sphincter, esophageal acid and acid/alkaline exposure, and duodenogastric reflux. Ann Surg 1992;216(1):3543.
17. Stein HJ, Kauer WK, Feussner H, Siewert JR. Bile reflux in benigne and malignant Barrett’s esophagus:e ffect of medical acid suppression and Nissen fundoplication. J Gastrointest Surg 1998;2(4):333-341.
18. Arlt G, Schumpelick V, Riechert B, Kloppel G. The ulcer risk in reflux preventive gastric operations. Een experimentele studie. Scand J Gastroenterol Suppl 1984;92 125-128.
19. Begemann F, Schumpelick V. Problems in duodenogastric reflux assessment, using bile acid and lysolecithin measurement. Scand J Gastroenterol Suppl 1981;67 51-53.
20. Bolder U, Bares R, Arlt G, Hojabri K, Schumpelick V. Galzuurretentie na Roux-en-Y-biliaire reconstructie aangetoond met tauro-23-(75Se)selena-25-homocholzuur. Een experimentele dierstudie. Scand J Gastroenterol 1990;25(7):681-688.
21. Buhner S, Ehrlein HJ, Thoma G, Schumpelick V. Canine motility and gastric emptying after subtotal gastrectomy. Am J Surg 1988;156(3 Pt 1):194-200.
22. Buhner S, Ehrlein HJ, Thoma G, Schumpelick V. Effects of nutrients on gastrointestinal motility and gastric emptying after Billroth-I gastrectomy in dogs. Dig Dis Sci 1988;33(7):784-794.
23. Ehrlein HJ, Thoma G, Keinke O, Tsiamitas C, Schumpelick V. Effects of nutrients on gastrointestinal motility and gastric emptying after distal gastrectomy with Roux-Y gastrojejunostomy in dogs. Dig Dis Sci 1987;32(5):538-546.
24. Ehrlein HJ, Buhner S, Thoma G, Schemann M, Keinke O, Tsiamitas C, Schumpelick V. Gastric emptying after Roux-Y and Billroth-I gastrectomy depends on viscosity of meal and contractile patterns of small intestine in dogs. Dig Dis Sci 1987;32(5):529-537.
25. Ehrlein HJ, Wulschke S, Thoma G, Schumpelick V. Gastro-intestinale motiliteit en maaglediging na Billroth II gastrectomie bij honden. Dig Dis Sci 1989;34(8):1199-1210.