Strahleninduzierte Darmläsionen - Ursachen

Strahlenkrankheit oder Strahlenschäden an einer Reihe von Organen, einschließlich des Darms, entstehen durch den Einsatz von Atomwaffen (die Tragödie von Hiroshima und Nagasaki 1945), Verstöße gegen Sicherheitsvorschriften und Fahrlässigkeit im Umgang mit ionisierenden Strahlungsquellen (Ereignisse im Kernkraftwerk Tschernobyl) sowie die irrationale Verabreichung hoher Strahlendosen. Bei lokaler Bestrahlung der Bauchhöhle und der Beckenorgane, deren Gesamtdosis 40 Gy (4000 Rad) übersteigt, können sich pathologische Veränderungen, hauptsächlich im Darm, entwickeln. Am häufigsten treten Schäden am Dünn- und Dickdarm kombiniert auf, obwohl häufig ein isolierter Prozess in einem dieser Darmabschnitte beobachtet wird.

Der erste klinische Bericht über Darmschäden nach Strahlentherapie bösartiger Neubildungen wurde 1917 von K. Franz und J. Orth veröffentlicht. Mit der Ausweitung des Anwendungsbereichs der Strahlentherapie nahm auch die Zahl der Berichte über ihre Komplikationen zu. Insbesondere wurde festgestellt, dass die Bestrahlung verschiedener pelviner, intraperitonealer und retroperitonealer Neoplasien bei 5-15 % der Patienten zur Entwicklung einer Strahlenenteritis und -kolitis führt. Laut D. L. Earnest und JS Trier (1983) sind Strahlenschäden des Magen-Darm-Trakts nach wie vor eines der wichtigsten und schwerwiegendsten klinischen Probleme.

Der Mechanismus der durch ionisierende Strahlung verursachten Darmschädigung hängt in erster Linie von ihrer Wirkung auf das Epithel der Schleimhaut ab, das sehr strahlenempfindlich ist. Die Bestrahlung unterdrückt die Zellproliferation in den Krypten, was charakteristische akute Erkrankungen verursacht. Bei geringer Strahlendosis erholt sich die Epithelzellproliferation relativ schnell, und die Schleimhautschädigung verschwindet 1–2 Wochen nach der Bestrahlung. Die Wirkung wiederholter Strahlendosen hängt von der Bestrahlungsdauer und dem Stadium der Zellerneuerung des Kryptenepithels ab. Es wurde festgestellt, dass Epithelzellen in der G1-postmitotischen Phase besonders strahlenempfindlich und in der späten S-synthetischen Phase resistent sind. Die Dauer der Bestrahlungsintervalle ist von großer Bedeutung für die Wiederherstellung der Regenerationsprozesse des Epithels der Darmschleimhaut bei fraktionierter Bestrahlung.

Wie man sieht, wird die Entwicklung der für die Strahlenenteritis charakteristischen akuten und chronischen Veränderungen nicht nur von der Gesamtdosis der Strahlung und der Art ihrer Anwendung beeinflusst, sondern auch von der Zeit zwischen den Therapiezyklen.

Die Strahlentherapie betrifft hauptsächlich und am häufigsten das Epithel. Sie beeinflusst auch das mesenchymale Gewebe, das bei der Entstehung von Langzeitfolgen am wichtigsten ist. Beispielsweise reagiert das Endothel der Arteriolen der Submukosa des Dünndarms sehr empfindlich auf ionisierende Strahlung und reagiert auf hohe Dosen mit Proliferation. Gefäßerkrankungen treten 1 Woche bis 1 Monat nach einer akuten Schädigung der Schleimhaut auf. Die Gefäßwand erfährt fibrinoide Veränderungen, die anschließend eine Gefäßthrombose begünstigen. Es entwickeln sich eine obliterierende Endarteriitis und Endophlebitis, die zu ischämischen Erkrankungen der Darmwand mit anschließender Ulzeration und Nekrose führen. Das Eindringen von Bakterien in nekrotisches Gewebe, das mit abnehmender Blutversorgung zunimmt, verschlechtert den Zustand des Patienten und verstärkt die Schädigung der Darmwand.

Nach massiver Bestrahlung ödematös wird der Darm; Fibroblasten werden aktiviert, das Bindegewebe erfährt eine Hyalinose, an deren Entwicklung auch glatte Muskelzellen beteiligt sind. Infolgedessen bildet sich eine ausgedehnte Fibrose, die zu einer Verengung des Darms sowie zur Zerstörung der Schleimhautoberfläche führen kann. Folglich kann ionisierende Strahlung sowohl vorübergehende Veränderungen der Schleimhautstruktur und der Darmfunktion als auch Verdickung, Ulzeration und Fibrose des Darms verursachen.

Neben akuten und chronischen Veränderungen gibt es subakute und latente Veränderungen. Akute Veränderungen treten unmittelbar nach der Bestrahlung auf und gehen mit einer Störung der Proliferation und Reifung des Epithels einher, verbunden mit einer Abnahme der Kryptazellmitose. Im Dünndarm kommt es zu einer charakteristischen Verkürzung der Zotten und einer Verminderung der Schleimhautdicke sowie zu Hyperämie, Ödemen und ausgedehnter entzündlicher Zellinfiltration. Kryptaabszesse mit Neutrophilen, Eosinophilen und exfolierten Epithelzellen sind möglich. Bei längerer oder massiver Bestrahlung können Geschwüre auftreten.

Subakute Veränderungen treten 2–12 Monate nach der Strahlentherapie auf. Sie sind sehr vielfältig. Während dieser Zeit können die Endothelzellen der Dünndarmarteriolen in der Submukosa anschwellen, sich von der Basalmembran ablösen und schließlich nekrotisieren. Im Gefäßlumen finden sich Thromben und in manchen Fällen deren Rekanalisation. In der Intima finden sich große Schaumzellen, die nach Ansicht einiger Forscher als wichtiges diagnostisches Zeichen für Strahlenschäden an Blutgefäßen beim Menschen gelten. Die Submukosa verdickt sich, sklerotisiert und enthält oft große, unregelmäßig geformte Fibroblasten. Die Folge der obliterierenden Veränderungen in den kleinen Arteriolen ist eine fortschreitende Ischämie. Der Grad der Gefäßschädigung und der ischämischen Fibrose variiert und ist nicht immer ausgeprägt. Daher ist die Darmdurchblutung in der subakuten Phase oft nicht signifikant beeinträchtigt, außer in Fällen, in denen der Bestrahlung Gefäßerkrankungen (Hypertonie, Diabetes mellitus, generalisierte Arteriosklerose oder Koronar- und Herzinsuffizienz) vorausgingen. Eine Mikrozirkulationsinsuffizienz aufgrund einer Strahlenvaskulitis, die am gefährlichsten ist, tritt am häufigsten im Sigma und Rektum auf. Abszesse und Fisteln können sich in den Geweben bilden, die den Dickdarm mit Vagina, Blase und Ileum verbinden. Das Darmkarzinom ist eine späte und relativ seltene Manifestation der Strahlenschäden.

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