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Aus der Abteilung für Kinderchirurgie ( Direktor: Prof. Dr. med. W. Lambrecht )
der Chirurgischen Universitätsklinik und Poliklinik Hamburg
Morphologische Untersuchungen der Darmlage neugeborener Sprague-Dawley-Ratten mit Nitrofen-induzierter rechtsseitiger
Zwerchfellhernie
Dissertation zur Erlangung des Grades eines Doktors der Medizin
Dem Fachbereich Medizin der Universität Hamburg vorgelegt von Katharina Altrogge aus Hamburg
Hamburg im September 1999
1. Einleitung und Fragestellung
Die pathologisch-anatomische und die klinische Variationsbreite von Darmlageanomalien ist
groß. Etwa die Hälfte der Neugeborenen mit Malrotationen wird innerhalb der ersten
Lebenswochen symptomatisch. Einige Patienten bleiben jedoch bis ins Erwachsenenalter
beschwerdefrei. Die Fehlbildung ist durch zwei klinische Erscheinungsbilder charakterisiert :
1. Einen absoluten chirurgischen Notfall stellt der Volvulus dar. Er entsteht bei der
Malrotation und der damit kombinierten Malfixation des Darmes durch eine Drehung des
Darmes um die schmale Mesenterialwurzel, meist im Uhrzeigersinn. Folge ist eine komplette
oder partielle Unterbrechung der Blutzufuhr des Darms.
2. Eine Obstruktion des Duodenums mit (galligem) Erbrechen entsteht bei bestimmten
Formen der Malrotation durch die sogenannten Ladd`sche Bänder. Diese sind
bindegewebige Stränge, die vom Zökum beziehungsweise der rechten Colonflexur zur rechten
Körperwand ziehen und das Duodenum komprimieren.
Beide klinischen Erscheinungsbilder können sowohl isoliert als auch kombiniert auftreten.
Gelegentlich werden chronische Verlaufsformen beobachtet, die aufgrund des weniger
typischen Erscheinungsbildes häufig erst verspätet diagnostiziert werden.
Die Therapie der Erkrankung folgt auch heute noch den Prinzipien von Ladd (23, 24). Sie
besteht bei bestehendem Volvulus in einer Detorsion des torquierten Darms meist gegen den
Uhrzeigersinn. Im Anschluß daran muß zur Befreiung des Duodenums eine Durchtrennung
der sogenannten Ladd`schen Bänder erfolgen sowie der Situs in den Zustand einer Non-
Rotation überführt werden. Von manchen Autoren (5, 6) wird eine Fixierung des
Mesenteriums zur Rezidivprophylaxe weiterer Volvuli propagiert.
Fehllagen des Darms und deren Entwicklungsgeschichte sind ein bis heute noch nicht
vollständig verstandenes Krankheitsbild.
Nach Vorstellung vieler Embryologen und Kliniker vollführt der Darm in seiner Entwicklung
eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn um eine von der Arteria mesenterialis superior
gebildeten Gefäßachse. Kommt es bei dieser Drehbewegung zum Stillstand, sollen die
verschiedenen Darmfehllagen resultieren. Diese „Malrotationen“ werden daher als
Hemmungsmißbildungen betrachtet (4, 9, 10, 13, 19, 25, 30, 39, 41, 42, 49). Die
verschiedenen Stadien der normalen Lageentwicklung des Darms wurden bisher
morphologisch nicht eindeutig dargestellt. Vielmehr wurden diese Stadien entsprechend dem
Schwalbe`schen (37) Konzept der Hemmungsmißbildung von der beobachteten Morphologie
der Fehlbildung abgeleitet. Damit wird die pathologische Anatomie dieser Fehlbildung aus
sich selbst heraus erklärt, es handelt sich also um einen Kreisschluß. ( Abb. 1).
Hemmungsmißbildung
Normalentwick- Morphologie der
lung Fehlbildung
Hemmungsmißbildung
Abbildung 1: Graphische Darstellung des Schwalbe`schen Prinzips
Die Beschreibung der normalen Entwicklung der Darmlage aufgrund morphologischer
Befunde steht dagegen noch aus.
Die Rotation des Darmes als embryologisches Entwicklungsprinzip der normalen Darmlage
wurde 1898 von den Anatomen His und Mall (27) formuliert. Embryologische
Erklärungsversuche zur normalen Entwicklung des Darms unternahmen 1915 auch Frazer und
Robbins (11). Von ihnen wurde auch die heute noch häufig verwendete Einteilung der
Rotation des Darmes in 3 Stufen entwickelt.
Vogt (48) hat 1920 die Wichtigkeit der Flexura duodeno-jejunalis für die normale
Entwicklung der Darmlage hervorgehoben. 1923 setzte dann Dott (7) die embryologische
Theorie der Darmentwicklung in Beziehung zu eigenen und aus der Literatur gesammelten
klinischen Fällen. Weitere Erklärungsansätze zum Verständnis der pathologischen Anatomie
beziehungsweise Embryologie bei Darmfehllagen lieferte Gross 1953. Die bekannten
Arbeiten von Grob (13) 1953 und 1957 mit einer großen Anzahl von Falldarstellungen und
der daraus abgeleiteten Klassifikationen der Malrotationen beeinflußt auch heute noch den
Kenntnisstand über dieses Krankheitsbild. Snyder und Chaffin (41, 42) haben in einer Arbeit
1954 den sogenannten Rotationsvorgang mit ihrem „Seilmodell“zu erklären versucht. Dieser
Beitrag hat das Verständnis der Darmentwicklung bei vielen Embryologen und Klinikern
geprägt. Andererseits wurde der Vorgang (der sogenannten Rotation) hierdurch auch stark
simplifiziert und abstrahiert.
Die genaue Embryologie der normalen Darmlageentwicklung ist weiterhin unklar.
In neueren rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen (18, 22) haben sich Kluth,
Kaestner et al. mit dem Problem der Lageentwicklung des Darms beschäftigt. Eine
Rotationsbewegung im klassischen Sinne ließ sich hierbei nie darstellen.
Genauere Kenntnisse zur Pathogenese der Darmfehllagen hat das Fehlen eines geeigneten
Tiermodells bisher unmöglich gemacht. Seit einiger Zeit existiert aber ein Modell bei Ratten,
in dem durch Nitrofengabe ein Spektrum von Fehlbildungen erzeugt werden kann. Dazu
gehören auch angeborene Zwerchfellhernien, die beim Menschen häufig mit Malrotationen
vergesellschaftet sind (5, 9, 21, 32, 35, 41). Anhand dieses Tiermodells haben wir geprüft, ob
auch bei Ratten mit Nitrofen- induzierten Zwerchfellhernien Lageanomalien des Darms
vermehrt auftreten.
Folgende Fragestellungen sollten dabei geklärt werden:
1. Wie stellt sich der morphologische Situs des Darms bei neugeborenen Ratten mit
Zwerchfellhernien dar?
2. Gibt es einen Zusammenhang zwischen Defektgröße einerseits und Häufigkeit der
Ausprägung der Darmfehllagen andererseits?
3. Zieht die Verlagerung bestimmter Darmabschnitte in den Thoraxraum häufiger
Darmfehllagen nach sich?
4. Gibt es einen Zusammenhang zwischen Art des in den Thorax herniierten Organs und der
Ausprägung der Malposition des Darms?
2. Material und Methodik
2.1 Die Versuchstiere
Aus einer früheren Untersuchungsreihe ((16), genehmigt am 20.04.93 vom Amt für
Gesundheits- und Veterinärwesen unter der Nummer 11/93 ) wurden 25 neugeborene Sprague
Dawley-Ratten mit rechtsseitigen Zwerchfelldefekten unterschiedlichen Ausmaßes
ausgewählt. Eine neue Versuchsserie war für die Durchführung dieser Untersuchung nicht
notwendig.
Zur Induktion der Zwerchfellhernie wurde nach folgendem Prinzip vorgegangen:
Nitrofen (2,4- Dichloro-p-phenyl-ether), ein embryotoxisches Herbizid, wurde am 11. Tag der
Schwangerschaft zehn trächtigen Rattenweibchen oral appliziert. Die trächtigen Ratten waren
zuvor für die Nitrofengabe konditioniert worden. Hierfür erhielten sie zunächst einen mit
Olivenöl durchtränkten Keks, den sie kurze Zeit später vollständig fraßen. Für die
Nitrofenapplikation wurden 100 mg Nitrofen in 1 ml Olivenöl gelöst und dann auf den Keks
gegeben. Die Exposition erfolgte immer am Tag 11 der Schwangerschaft um 18.00 Uhr. Nach
unauffälliger Schwangerschaft wurden insgesamt 140 Ratten geboren, von denen 103 Tiere
eine Zwerchfellhernie aufwiesen (16). Aus dieser Gruppe wurden 25 repräsentative Tiere
(bevorzugt mit großen Hernien) ausgewählt.
2.2 Die Kontrollgruppe
Als Vergleichsgruppe dienten 5 gesunde Rattenneugeborene.
2.3 Die Präparation
Den Situs der 25 neugeborenen Ratten mit Zwerchfelldefekt und den der 5 Tiere der
Kontrollgruppe haben wir durch schrittweise Mikropräparation unter dem Stereomikroskop
(Olympus SHZ, Olympus Optical Co., Hamburg) dargestellt und so die jeweils herrschenden
anatomischen Verhältnisse geklärt. Die entsprechenden wichtigen Präparationsschritte haben
wir photodokumentiert und mit Hilfe einer CCD-Videokamera (Fa. Sony, Japan) und einer
Framegrabber-Karte (Video-Blaster, Fa. CPS, Hamburg) eingescannt. Im Anschluß an die
Präparation und Photodokumentation wurde der Situs aller Tiere graphisch dargestellt, wobei
die unterschiedlichen Darmabschnitte jeweils mit verschiedenen Farben zur besseren
Unterscheidung markiert wurden.
2.4 Einteilungskriterien für die verschiedenen Gruppen
Entsprechend dem Ausmaß des intrathorakalem Hernieninhalts ließen sich die Tiere in 4
Gruppen unterteilen.
Dabei gingen wir bei der Einteilung der Herniengröße nach dem Schema von Kluth et al. (21)
vor:
Herniengröße Beschreibung
Herniengröße 0 keine Hernie
Herniengröße 1 kleine Hernie (Hernienvolumen kleiner
als 30%)
Herniengröße 2 mittelgroße Hernie (Hernienvolumen
zwischen 30 und 50 %)
Herniengröße 3 große Hernie (Hernienvolumen größer als
50 %)
Tabelle 1: Einteilung der Herniengröße nach Kluth et al. (21)
Entscheidend für die Zuordnung zu einer bestimmten Gruppe war das Ausmaß des
Hernienvolumens und damit die Unterteilung in „große“, „mittelgroße“ und „kleine“ Hernien.
Diese Gruppen wurden dann anhand der Art der abdominellen Organe, die sich im Thorax
befanden, weiter differenziert. Hierdurch entstanden die Gruppen „Leber“, „Duodenum (und
Leber)“ und „viel Darm (und Leber)“.
2.5 Definition des „normalen“ Situs
Zur Beurteilung pathologischer Darmlagen bei der Ratte ist die genaue Kenntnis der normalen
Lage der Darmabschnitte zueinander und zur Mesenterialwurzel die Voraussetzung. Wir
haben diese anhand des Situs von 5 normalen Tieren der Kontrollgruppe untersucht. Dabei
konnten wir regelmäßig folgende typische anatomische Befunde erheben (siehe Abbildung 2):
1. Das Duodenum unterquert mit seinem inferioren Anteil die Mesenterialwurzel.
2. Der duodeno-jejunale Übergang liegt links der Mesenterialwurzel.
3. Das Kolon descendens liegt links der Mesenterialwurzel.
4. Das Querkolon überquert die Mesenterialwurzel.
5. Kolon ascendens und Zökum liegen rechts der Mesenterialwurzel .
6. Es besteht ein Zökum mobile.
( Siehe Abbildung 2)
Intaktes Zwerchfell
Magen
Duodenum
Zökum
Mesenterialwurzel
Colon descendens
Abbildung 2: Darstellung des normalen anatomischen Situs einer neugeborenen Ratte. Das Duodenum zieht
unter der Mesenterialwurzelnach links. Das Zökum befindet sich rechts der Mesenterialwurzel, Kolon descendens links davon. Das Kolon transversum zieht über den Gefäßursprung hinweg.
3. Ergebnisse
Wir haben insgesamt 25 neugeborene Ratten (jünger als 24 Stunden) mit angeborenen
rechtsseitigen Zwerchfellhernien untersucht. In allen Fällen handelte sich um Tiere mit
dorsalen Defekte (sogenannten Bochdalek`schen Hernie, oder CDH = congenital
diaphragmatic hernia), wobei 6 Tiere einen kleinen Zwerchfelldefekt und 19 Tiere einen
großen Zwerchfelldefekt aufwiesen (Siehe Tabelle 2).
Kleiner Zwerchfelldefekt Großer Zwerchfelldefekt
6 Tiere 19 Tiere
Tabelle 2: Häufigkeiten großer und kleiner Hernien
Insgesamt fanden wir bei 14 Tieren (das entspricht 56%) eine Darmfehllage in Assoziation
mit dem Zwerchfelldefekt, wobei 10 dieser Tiere (das entspricht 40%) eine Mal-
beziehungsweise Non- Rotation aufwiesen. 11 der Tiere (das entspricht 44%) wiesen einen
normalen Situs auf.
Normaler Situs Darmfehllage
44 % der Tiere 56 % der Tiere (davon 40 % Mal- bzw.
Non-Rotation)
Tabelle 3: Anteile der verschiedenen Darmsitus in %
3.1 Die Gruppeneinteilung
Unter Berücksichtigung der Bruchinhalte bei kleinem beziehungsweise großem
Zwerchfelldefekt konnten wir schließlich nach morphologischen Kriterien 4 typische Gruppen
unterscheiden:
1. Kleine Hernie mit Leber im Thorax,
2. Große Hernie mit Leber im Thorax,
3. Große Hernie mit Leber und Duodenum im Thorax und
4. Große Hernie mit Leber und viel Darm im Thorax.
Je nach Situs erfolgte dann die Zuordnung in die Gruppen: „normale Darmlage“, „isolierte
Dickdarmfehllage“ und „Malrotation“.
Als wichtigstes Kriterium für die Beurteilung der Darmfehllage diente dabei die Position des
Duodenums sowie die Position der Dickdarmabschnitte relativ zur Mesenterialwurzel.
Gruppe 1
Bei den 6 Tieren mit kleinen Zwerchfelldefekten fand sich in allen Fällen nur ein kleiner
Abschnitt des rechten Leberlappens im Thoraxraum. Anteile des Darms waren nicht in die
Brusthöhle verlagert.
Bei 4 dieser 6 Tiere (das entspricht 66,6 % der Tiere mit kleinem Defekt) stellte sich bei der
Präparation des Situs eine normale Komposition des Darmes heraus: das Duodenum zog mit
seinem inferiorem Anteil unterhalb der Mesenterialwurzel entlang und wurde in seinem
horizontalem Anteil vom Colon ascendens überquert. Das Colon ascendens befand sich in
seinem Verlauf rechts der Mesenterialwurzel, während das Colon descendens links davon lag.
Bei 2 dieser Ratten (das entspricht 33,3 % der Tiere mit kleinem Defekt) zeigte sich dagegen
ein auffälliger Situs: der duodeno-jejunale Übergang befand sich rechts der
Mesenterialwurzel, während das gesamte Colon links davon zu liegen kam. In diesen Fällen
lag also eine sogenannte Nonrotation vor.
Abbildung 3: Thoraxsitus eines Tieres mit kleiner Hernie und normaler Darmlage. Man erkennt einen kleinen
Anteil der Leber, der in die Thoraxhöhle vorfällt. Volumen der Hernie < 30 %.
Lunge
Zwerchfell
Leber
Abbildung 4: Bauchsitus des selben Tieres nach Entfernung der Leber. Man erkennt, daß es sich um einen
regelrechten Situs Handelt: Zökum und Kolon ascendens liegen rechts der Mesenterialwurzel, das Duodenum zieht darunter nach links.
Duodenum
Zökum
Colon transversum
Magen
Duodeno-jejunaler Übergang
Mesenterialwurzel
Im Gegensatz zum einheitlichen Bild bei Tieren mit kleinen Zwerchfelldefekten fanden wir
bei Tieren mit großen Defekten eine große Variabilität der in den Thorax verlagerten Organe.
Dies wirkte sich auch auf die Variationsbreite der Darmfehllagen aus.
Gruppe 2
In dieser Gruppe der Tiere mit großem Defekt fand sich ausschließlich Leber im
Thoraxraum.
Dieses galt für 7 der 19 Tiere mit großem Defekt.
Bei 5 dieser Tiere (das entspricht 71,4 %) war der intraabdominelle Situs normal.
Bei 2 Tieren (das entspricht 28,6 %) lagen abnorme Darmlagen vor: der Übergang vom
Duodenum zum Jejunum lag im Bereich des rechten Mittelbauchs rechts der
Mesenterialwurzel. Der gesamte Dickdarm lag in der linken Hälfte des Abdomens und links
der Mesenterialwurzel, so daß man hier wieder eine sogenannte Nonrotation vorlag.
Abbildung 5: Thoraxsitus eines Tieres mit großer Hernie und Malrotation. Man erkennt, daß das
Hernienvolumen mehr als 50 % der Thoraxhöhle einnimmt und ausschließlich aus vorgefallener Leber gebildet wird.
Leber
Lunge
Zwerchfell
Abbildung 6: Abdomensitus des selben Tieres nach Entfernung der Leber. Der Darmsitus ist bei diesem
Präparationsschritt noch nicht beurteilbar. Man erkennt den vorgefallenen Dünndarm, sowie den Magen. Nach weiteren Präparationsschritten erkannte man jedoch, daß das Duodenum in seinem Verlauf rechts der Mesenterialwurzel verblieb und das Kolon links davon. Es handelte sich um eine Malrotation.
Zusammenfassend konnten wir in Gruppe 1 und 2 , bei denen sich lediglich Leber im Thorax
befand, bei insgesamt 9 untersuchten Tiere viermal eine Darmfehllage nachweisen, wobei es
sich in allen Fällen um eine Nonrotation handelte. Interessanter Weise führte dabei die
Herniation eines größeren Leberanteils nicht zu einer Zunahme der Darmfehllagen.
Dünndarm
Magen
Gruppe 3
In dieser Gruppe der Tiere mit großem Defekt befand sich neben größeren Leberanteilen
Duodenum im Thorax.
Insgesamt gehörten 6 der 19 neugeborenen Ratten mit großem Zwerchfelldefekt in diese
Gruppe. Bei 2 dieser Ratten (das entspricht 33 %) waren nur kleine Anteile der duodenalen
Schleife in den Brustraum verlagert. Die abdominellen Lageverhältnisse des Dünndarm und
Dickdarms zum Ursprung der Mesenterialgefäße waren bei diesen Tieren normal.
Vier Tiere dieser Gruppe (das entspricht 66, 6 %) zeigten jedoch morphologische
Auffälligkeiten: Das Duodenum war ungewöhnlich lang und größere Abschnitte des
Duodenums waren in den Thorax verlagert. Der Übergang vom Zwölffingerdarm in den
Dünndarm lag jedoch an regelrechter Position und zwar links des Ursprungs der
Mesenterialgefäße. Der inferiore Anteil des Duodenums lag unterhalb der Mesenterialwurzel.
Im Gegensatz zur normalen Duodenallage war die Dickdarmlage abnorm: Coekum und Colon
ascendens lagen nicht wie üblich rechts der Mesenterialwurzel, sondern befanden sich mit
dem Rest Dickdarms im linken Abdominalraum. Da eine Duodenalfehllage bei diesen Tieren
nicht bestand, muß hier von einer isolierten Dickdarmfehllage gesprochen werden. Eine
komplette Malrotation beziehungsweise Nonrotation fanden wir in dieser Gruppe nicht.
Abbildung 7: Thoraxsitus eines Tieres mit Duodenum im Thorax. Man erkennt neben der sich vorwölbenden
Duodenalschleife auch große Anteile der Leber im Thorax.
Leber
Zwerchfell
Lunge
Duodenum
Abbildung 8: Graphische Darstellung des abdominellen Situs des selben Tieres nach der Präparation. Das
Duodenum verläuft abgesehen von seinem Vorfall in den Thorax und der insgesamt vorliegenden Elongation des Duodenums regelrecht unter der Mesenterialwurzel nach links. Das Kolon befindet sich jedoch in seinem gesamten Verlauf in der linken Abdominalhöhle, so daß man von einer isolierten Dickdarmfehllage sprechen kann.
Duodeno-jejunaler Übergang
Mesenterialwurzel
Rektum
Zoekum
Magen
Zwerchfell
Leber
Duodenum
Abbildung 9: Gesamtsitus eines Tieres mit einem kleinen Anteil der duodenalen Schleife, sowie großen Anteilen
der Leber im Thorax.
Leber
Duodenum
Niere
Duodenum
Dünndarm
Zwerchfell
Lunge
Abbildung 10: Farbige Darstellung des Situs des selben Tieres nach Präparation. Es liegt abgesehen von dem
intrathorakalem Verlauf des Duodenums, ein regelrechter Darmsitus vor: Zökum und Kolon ascendens rechts der Mesenterialwurzel, Kolon descendens links davon; das Duodenum zieht darunter nach links.
Gruppe 4
In diese Gruppe von Ratten mit großem Defekt haben wir die Tiere eingeteilt, bei denen
neben Leberanteilen große Abschnitte des Darms in den Brustraum verlagert waren. Dies war
bei 6 unserer 19 Tiere mit großem Defekt der Fall. Bei jedem dieser Tiere bestand eine
Darmfehllage mit völlig abnormen Lageverhältnissen.
Leber
Zwerchfell
Magen
Duodeno- jejunaler Übergang
Mesenterialwurzel
Zökum
Duodenum
Duodenum
Regelhaft waren Abschnitte des Duodenums im Thoraxraum nachweisbar. Befanden sich
zusätzlich noch größere Anteile von Jejunum oder Ileum im Thorax, so war auch die
Mesenterialwurzel dorthin verlagert. Dies war bei 3 Rattenneugeborenen der Fall.
Abbildung 11: Thoraxsitus eines Tieres mit großer Hernie, bei dem viel Darm in den Brustraum vorgefallen ist.
Das Hernienvolumen beträgt deutlich mehr als 50 %, neben großen Anteilen des Dünndarms befinden sich auch kleinere Anteile der Leber im Brustraum.
Leber
Lunge
Dünndarm
Abbildung 12: Farbige Darstellung des Situs des selben Tieres. Man erkennt die Verlagerung des Verlaufs der
Mesenterialgefäße in die Thoraxhöhle, da ja auch der größte Teil des Dünndarms hierher verlagert ist. Die Lage des Duodenums (rechts beziehungsweise rechts-inferior sowie auch des Dickdarms zur Mesenterialwurzel (inferior) ist völlig abnorm.
Bei einem Tier bei dem die Mesenterialwurzel in den Thorax verlagert war, befand sich auch
ein Teil des Dickdarms (Coekum und Colon ascendens) im Brustraum.
Mesenterialwurzel
Ileum
Magen
Duodenum
Jejunum
Zökum
Colon descendens
Leber
Abbildung 13: Thoraxsitus eines Tieres mit viel Darm im Brustraum, bei dem sogar Dickdarm in den Thorax
vorgefallen war. Weiterhin befindet sich bis auf die Duodenalschleife und wenige Ileumschlingen der gesamte Dünndarm und somit auch die hierhin verlagerte Mesenterialwurzel im Brustraum.
Dünndarm
Lunge
Abbildung 14: Bauchsitus des selben Tieres: Man erkennt, wie wenige Darmschlingen sich nur noch im
Abdomen befinden. Es handelt sich um wenige Ileumschlingen sowie die Duodenalschleife und das Kolon descendens.
Ileumschlingen
Leber
Magen
Abbildung 15: Farbige Darstellung des Situs: Zur Besseren Überschaubarkeit wurden die intrathorakalen
Jejunum- und Ileumschlingen abgesetzt. Die Lage des Darms ist völlig abnorm, nur wenige Darmschlingen ( Duodenum, geringe Anteile des Ileums ) befinden sich im Bauchraum.
Bei 2 weiteren Tieren befand sich der Dickdarm in inferiorer Position zum Ursprung der
Mesenterialgefäße. Der duodeno-jejunale Übergang war bei diesen Tieren intrathorakal oder
inferior der Mesenterialwurzel lokalisiert.
Bei den übrigen 3 Tieren, bei denen der Hauptanteil des Gefäßursprungs der Darmgefäße in
abnormer Position im Abdomen lag, befand sich der duodeno-jejunale Übergang rechts,
beziehungsweise rechts-inferior der Mesenterialwurzel. Der gesamte Dickdarm lag bei diesen
Tieren links, beziehungsweise links-inferior, zu dieser.
Betrachtet man also zusammenfassend die Tiere, bei denen viel Darm in den Thoraxraum
verlagert war, läßt sich konstatieren, daß mit Ausnahme von Magen, Colon descendens und
Mesenterialwurzel
Zökum
Ileum
Duodenum
Colon descendens
Magen
Zwerchfell
Rektum alle Anteile des Magen-Darm-Traktes im Thorax nachgewiesen werden konnten. Die
damit verbundenen Lageanomalitäten des Darms waren äußerst variabel. Dies erklärt sich
durch das unterschiedliche Verhalten der Mesenterialwurzel, die bei allen diesen Tieren keine
normale Position einnahm. So war zum Beispiel bei den Tieren, bei denen sich der
überwiegende Anteil von Jejunum und Ileum im Thoraxraum befand, auch die
Mesenterialwurzel nach dorthin verlagert. Dickdarm fanden wir nur in einem Fall
intrathorakal. Hierbei handelte es sich um das Zökum und das Kolon ascendens.
Bei allen Tieren fanden wir völlig abnorme Darmlagen, wobei „klassische Malrotationen“
nicht nachweisbar wurden. Auffällig war in jedem Falle die abnorme Lagebeziehung der
Darmabschnitte zur Mesenterialwurzel.
3.2 Zusammenfassung der Befunde
In Tabelle 4 ist die Häufigkeit der Darmfehllagen in den 4 unterschiedlichen Defektgruppen
zusammengestellt. Dabei zeigt sich, daß bei kleinen Defekten, oder großen Defekten mit
Leber im Thorax typischer Weise nur Nonrotationen beobachtet wurden. Befand sich bei
großen Hernien zusätzlich zur Leber noch Duodenum im Thorax, wurden lediglich isolierte
Dickdarmfehllagen nachweisbar. Waren bei großer Hernie große Anteile des Dünndarms in
den Thorax verlagert, kamen regelhaft komplexe Darmfehllagen zur Darstellung.
SitusDefekte Isolierte Dick- Malrotation/
Normal darmfehllage Nonrotation
Kleine Hernie 4 0 2(Leber im Thorax)
Große Hernie 5 0 2(Leber im Thorax)
Große Hernie 2 4 0(Leber und Duodenum
im Thorax)
Große Hernie 0 0 6(Leber und viel Darm im
Thorax) Tabelle 4 : Gruppenverteilung und Häufigkeiten in absoluten Zahlen.
4. Diskussion
Die Entwicklung der Lagebeziehungen der einzelnen Darmabschnitte wird häufig als
komplizierter Prozeß empfunden, weil diese Vorgänge beim Embryo nur schwer zu
beobachten sind. Viele Untersucher nehmen an, daß sie Folge eines genetisch determinierten
Bauplans der Entwicklung sind (13, 27, 29, 30, 31, 32, 41, 42, 48).
Überwiegend wird die Malrotationen als Folge der Hemmung normaler Entwicklungsprozesse
aufgefaßt. Über das Konzept der Hemmungsmißbildung schrieb Schwalbe 1906: „In
Wirklichkeit verhält sich die Sache so, daß eine Anzahl von Mißbildungen der Organe frühere
normale Entwicklungszustände des betreffenden Organs uns mit einer häufig verblüffenden
Deutlichkeit vor Augen stellen. Aus diesem Befund schließen wir auf die in der
entsprechenden Embryonalzeit stattgehabten Hemmung“. Dieses Konzept fand bei der
Normogenese der Lageentwicklung des Darmes intensive Anwendung, indem die
verschiedenen Formen der beobachteten Mißbildungen als Grundlage für die Stadien der
Normalentwicklung dienten. (25, 40, 41, 42, 48). Damit basiert die Kenntnis von der
Normalentwicklung der Darmlagen nicht auf embryologischen Beobachtungen, sondern stellt
ein interessantes Ergebnis der Interpretationen pathologischer Darmlagen dar.
Für die Erklärungen zur Pathogenese der Darmfehllagen bedeutet das Konzept der
Hemmungsmißbildungen ein Kreisschluß (siehe Abbildung 1), in dem Ursache und Folge
identisch sind. Ein Hauptproblem besteht für die Mißbildungslehre im Mangel an geeigneten
Tiermodellen. Dies gilt auch für die Darmfehllagen. Kürzlich wurde mit dem Nitrofen-Ratten-
Modell ein Tiermodell für die Zwerchfellhernien entwickelt. Wir haben bei diesem
Tiermodell geprüft, ob hier, wie beim Menschen, die Zwerchfellhernien ebenfalls mit
Malrotationen assoziiert sind. Im positiven Falle sollte weiter untersucht werden, ob dieses
Tiermodell zum besseren Verständnis der Malrotationen beitragen könnte. Wie aus unseren
Ergebnissen deutlich wird, können wir im Nitrofen-Ratten-Modell tatsächlich Lageanomalien
des Darmes vermehrt nachweisen. Die Bedeutung dieser Befunde für das Spektrum der
Malrotation ohne Zwerchfellhernie soll in folgenden Absätzen diskutiert werden, wobei
zunächst der heutige Kenntnisstand zur normalen Darmlageentwicklung aus der Literatur
zusammengestellt wird.
4.1 Die sogenannte „Rotation“ Von den meisten Untersuchern und Embryologen wird angenommen, daß der Darm in seiner
Entwicklung eine Rotationsbewegung um die Achse der Arteria mesenterialis superior
durchmacht. In den schematischen Abbildungen drängt sich dabei der Eindruck einer
Massenrotation auf. (siehe Abbildung 16) Kluth und Mitarbeiter (20, 22) sowie
Kaestner(18)konnten dieses Konzept in ihren Untersuchungen nicht bestätigen. Dies soll im
Folgenden diskutiert werden.
4.1.1 Vorstellungen zur normalen Darmentwicklung
Die meisten Untersucher (4, 10, 13, 25, 38, 41, 42, 49) haben folgende Vorstellung von der
Darmlageentwicklung: Beim etwa 4 Wochen alten Menschenembryo läßt sich das primitive
Darmrohr in verschiedene Anteile unterteilen: den Mitteldarm, der über den Ductus
omphaloentericus mit dem Dottersack verbunden ist, den Vorderdarm, der kranial des
Mitteldarms gelegen ist, und den Hinterdarm. Während dieser Zeit liegt nach Ansicht dieser
Autoren der Darm noch als ein gestrecktes Rohr in der Mittellinie des Embryos. Ab der 5.
Woche beginnen die Organe des Bauchraumes stark zu wachsen, wobei es durch das
Längenwachstum des Mitteldarmes zur Ausbildung der ersten Darmschleife kommt(Abb.
16A). Aus Platzgründen soll dabei diese Darmschleife in das extraembryonale Zölom des
Nabels vorfallen (physiologischer Nabelbruch). Während dieser Phase rotiert der Darm nach
Meinung vieler Embryologen erstmals um 90 ° gegen den Uhrzeigersinn um eine von der
Arteria mesenterialis superior gebildeten Achse. Dies führt zu einer horizontalen Ausrichtung
des Mitteldarms, wodurch der orale Schenkel nach rechts lateral und der aborale Schenkel der
Schleife nach links verlagert wird. ( Abb. 16 B ).
Während der nächsten Wochen findet ein starkes Längenwachstum des Darms mit
Schlingenbildung statt. In der 10.-12. Embryonalwoche kehrt der Darm in die Leibeshöhle
zurück, deren Größe bis dahin soweit zugenommen haben soll, daß sie den Darm wieder
aufnehmen kann. Dabei soll eine weitere Drehung um 180° ( gegen den Uhrzeigersinn )
stattfinden. Von manchen Autoren (10, 13, 39, 49) wird diese 180° Rotation in 2 Stufen
unterteilt, wobei eine oder beide Phasen häufig noch im extraembryonalen Zölom des Nabels
stattfinden sollen.
Als Folge dieser insgesamt 270° betragenden Rotationsbewegung befindet sich der duodeno-
jejunalen Übergang im linken oberen Abdomen und das Zökum subhepatisch im rechten
oberen Abdomen. Das Colon transversum überkreuzt die Mesenterialwurzel (Abb. 16 C und
D). Nun erfolgt der Descensus des Zökums durch differentielles Wachstum in Richtung auf
die rechte Fossa iliaca. Dieser Descensus wird oft als eine weitere Rotation des Colons um
90° aufgefaßt. Mit der anschließend stattfindenden Fixierung des Darms an der hinteren
Körperwand, gilt die Lageentwicklung des Darmes als abgeschlossen.
Von vielen Autoren (4, 10, 11, 19, 25, 39, 49) werden die verschiedenen Entwicklungsphasen
der „Normalentwicklung“ zum leichteren Verständnis der daraus abgeleiteten pathologischen
Situs in 3 Stufen (nach Frazer und Robbins, ( 11)) unterteilt: Die erste Phase stellt die erste
Rotation des Darms um 90° und die Bildung des physiologischen Nabelbruchs während der
Phase des starken Mitteldarmwachstums dar. Die zweite Phase beinhaltet die Rückkehr der
Darmschlingen in die Abdominalhöhle sowie die nächste Rotation des Darms um 180°. In der
letzten und dritten Phase kommt es zum Deszensus des Zökums und zur Fixation des Darms
an der hinteren Körperwand.
Abbildung 16: Darmrotation modifiziert nach Starck (( 18 ),1975), schrittweise dargestellt ist die 270°- Drehung
des Darms um die von der Arteria mesenterica superior gebildeten Achse.
In einigen Darmabschnitten zeigt sich während der Darmentwicklung besonders viel
Wachstum und Bewegung. Dies soll im Folgenden diskutiert werden.
Mesenterium
Colon
Duodenum
Arteria Mesenterica superior
Mesenterium
A. B.
C. D.
Arteria Mesenterica superior
Arteria Mesenterica superior
Duodenum
Colon
4.2 Aktive Darmabschnitte- die Rolle des Duodenums
Von vielen Autoren (29, 30, 31, 32, 39, 40, 41, 42, 48) wird das Duodenum als der
„bewegende Punkt“ der Darmentwicklung angesehen.
Vogt (48) hält die Flexura duodeno-jejunalis für den Schlüssel zum Verständnis der
Lagevarietäten. Er sieht in dem Verhalten der Flexura als „bewegtester Punkt“ die
morphologisch und mechanisch entscheidende Kraft für die ganze Darmdrehung.
Seiner Meinung nach gibt insbesondere das Duodenum der Flexura duodeno-jejunalis durch
Schub (ls Folge des Wachstums) die Richtung der Bewegung von rechts nach links unter dem
“Gefäß-Pankreas-Stiel“ hindurch.
Er nimmt an, daß die Ausbildung der linken Kolonnische beziehungsweise der linken
Kolonflexur eine direkte (passive) Folge der mechanische Wirkung der Flexura duodeno-
jejunalis (beziehungsweise der ersten hinein drängenden Dünndarmschlingen) ist, wobei er
die Ursache dafür in der engen primären Mesenterialbeziehung des Kolonschenkels zum
Duodenumumfang sieht. Eine Vorbedingung für die Wirkung des Duodenums auf das Kolon
ist natürlich hierbei das Eigenwachstum des Kolons selbst.
Auch die „Knäuldrehung“ in der Nabelschnur hängt seiner Meinung nach in letzter Linie von
der Flexur (unter Vermittlung der sogenannten Nabelringschlinge) ab.
Die Drehung des Nabelschnurkonvolutes unter der Gefäßachse und dem Kolon hindurch
erfolgt seiner Meinung nach erst größtenteils bei Rückkehr in die Abdominalhöhle, dann
wenn das Kolon eine aktivere Rolle durch sein Eigenwachstum übernimmt.
Die „Darmdrehung“ erfolge zunächst intraabdominell (am Duodenum) und erst danach (bei
Rückkehr des Darms in die Bauchhöhle) in der Nabelschleife.
Somit handelt es sich seiner Meinung nach also um ein (chronologisches) Fortschreiten von
proximal nach distal.
Grundvoraussetzung für die normale Darmdrehung ist dabei für ihn die (genetisch
determinierte) Magenlinkswendung sowie das Vorliegen der typischen
Umgebungsbedingungen durch die umliegenden Organe und eine anatomisch normale
Bauchwand.
Auch Snyder und Chaffin (41, 42), Smith (40) und Slovis (39) erscheint die Wichtigkeit des
Duodenums bei der Lagefindung des Darms evident. Sie betonen, daß die Lage der duodeno-
jejunalen Schleife die endgültige Lage des Darmes aktiv bestimmt.
Dies steht in Gegensatz zu dem was Toldt (47) beschreibt. In seiner klassischen Darstellung
der Rotation des Darmes geht er jedoch davon aus, daß die Flexura duodeno- jejunalis einen
Fixpunkt in der Entwicklung des Darmes darstellt. Aktiv sei nur der distale Darm, der um den
proximalen wandere.
Pernkopf (29, 30, 31 ,32) dagegen postulierte, daß die endgültige Lage von Duodenum und
Kolon unabhängig voneinander erreicht werde. Er begründete dies vor allem mit der
Tatsache, daß es zu einer normalen Ausbildung der linken Kolonflexur kommen könne, auch
wenn eine Fehllage des Duodenums vorläge. Sogar eine vollständig normale Kolonlage sei
trotz der Fehllage des Duodenums möglich. Demnach war für ihn die Lagefindung des
Kolons kein vor allem passiver, rein mechanischer Vorgang, wie Vogt ihn beschreibt.
Seiner Meinung nach lag die Ursache für die abnormale Lageentwicklung von
Zwölffingerdarm und Dickdarm im gestörten aktiven Längenwachstum dieser
Darmabschnitte. Eine mechanische Verknüpfung dieser Prozesse zum Krankheitsbild der
Malrotation lehnte er ab.
Auch Grob (13) stellte fest, daß neben dem Eigenwachstum der Organe vor allem die
Organanlage selbst die endgültige anatomische Position bestimme. Eine rein mechanistische
Denkweise, wie sie Vogt vertrat, lehnte er ab. Der Einfluß von Nachbarorganen sowie
pathologische Raumverhältnisse wären seiner Meinung nach nur von untergeordneter
Bedeutung.
Die Einwirkungen des Duodenums auf die endgültige Lage des Dickdarms schien für ihn
nicht so eindrücklich festzustehen, wie für Vogt (48) und andere Untersucher. Er stellte fest,
daß auch bei abnormer Lage des Duodenums das Kolon (ascendens, Zökum und proximale
Querkolon) die Tendenz hätte, seine normale Rechtslage zu erreichen. Demnach verhalte sich
das Kolon nicht rein passiv, wie Vogt (48) es annahm.
Frazer und Robbins (11), sowie Dott (7) nahmen an, daß sich das Duodenum bei der
Darmrotation nicht aktiv, sondern passiv verhalte. Nach ihrer Meinung sei es das Kolon, das
den aktiven Part bei dieser Entwicklung übernähme, wobei der distale Darmanteil um den
proximalen wandere. Der Einfluß des Duodenums auf den Ablauf der Rotation wurde
verneint.
Ähnlicher Meinung war auch Toldt (47),der in der Flexura duodeno- jejunalis einen Fixpunkt
ohne Einfluß auf die Rotation sah.
Kluth et al. sowie Kaestner (18, 20, 22) vertreten aufgrund rasterelektronenmikroskopischer
Untersuchungen die Meinung, daß lokal wirkende Kräfte für die Wachstumsbewegungen der
verschiedenen Darmabschnitte verantwortlich sind. Besonders im Bereich der duodenalen
Schleife und im Bereich der im extraembryonalem Zölom gelegenen Darmabschnitte zeige
sich hiernach die größte Wachstumsaktivität. Die Ausbildung des „duodenalen C´s“ mit der
Lokalisation des duodeno-jejunalem Übergangs links der Mesenterialwurzel sei
ausschließlich Folge des besonders stark ausgeprägten Längenwachstums des Duodenums.
Dies bestätigt die schon von Vogt (48) erhobenen Befunde.
4.3 Die Nabelschleifendrehung
Ab der 5. Embryonalwoche Kommt es zum sogenannten „physiologischen“ Nabelbruch.
Ursache sei das Mißverhältnis zwischen dem sich entwickelnden Darm und der embryonalen
Bauchhöhle, die zusätzlich durch das Größenwachstum der Leber den Darm nicht aufnehmen
könne. In dieser Phase soll es zur ersten Rotation des Darmes um 90° kommen, wodurch die
im Nabelzölom liegende primitive Darmschleife eine horizontale Orientierung einnimmt
(siehe Abbildung 16 B).
Während der nächsten Wochen erfolgt ein starkes Wachstum des Dünndarms mit
Schlingenbildung. Wenn in der 10. bis 12. Woche die Bauchhöhle ausreichend an Größe
zugenommen hat, kehrt der Darm zurück und soll dabei eine weitere Drehung von 180°
vollführen. Die Rückkehr des Darms muß sehr schnell erfolgen, da Präparate dieser
Entwicklungsstufe eine Rarität darstellen.(25, 27).
Nach Vogt wird die „Knäuldrehung“ (48) in der Nabelschnur vor allem von der Flexura
duodeno-jejunalis unter Vermittlung der von ihm so bezeichneten „Nabelringschleife“
bestimmt. Seiner Meinung nach gehen die Drehungsvorgänge in der Nabelschnur in
gleichsinniger Richtung wie in der Bauchhöhle vonstatten, werden jedoch zunächst durch das
zurückbleibende Wachstum des Kolons gehemmt. Durch die enge Mesenterialbeziehung von
Kolon und Duodenum kommt es bei der weiteren Schleifenbildung unter dem Einfluß der
hinein drängenden Jejunumschlingen zur Ausbildung der Flexura Coli sinistra (lienalis).
Weiterhin beschreibt er, daß unabhängig voneinander sowohl intraabdominell als auch in der
Nabelschnur eine Schlingenbildung vonstatten gehe. Die Richtung dieser alternierenden
Schlingenbildung von links oben nach rechts unten sei dabei durch die Flexura duodeno-
jejunalis vorgegeben. Zur (relativ geringfügigen) Umlagerung des Kolons komme es passiv
unter Vermittlung der Dünndarmschlingen. Es handele sich hierbei seiner Meinung nach
lediglich um die Fortführung des im Nabelschnurkonvolut begonnenen Drehungsvorhangs.
Somit sei dies, bis auf das Längenwachstum des Dickdarms (das eine Vorbedingung für
dessen Umlagerung und damit Vollendung der Spiraldrehung darstelle), ein im wesentlichen
passiver Vorgang.
Bei der Untersuchung von menschlichen Embryonen beobachtete Mall ( 27 ) eine regelhafte
Schlingenbildung des Dünndarms, die seiner Meinung nach während des starken Wachstums
in der Nabelschleife immer nach dem selben Muster abliefe. Dabei beschrieb er auch den
Prozeß der sogenannten „Darmrotation“. Wie später auch Vogt (48) beobachtete er eine im
Vergleich zum Dünndarm geringe Wachstumsaktivität und Verlagerungstendenz des
Dickdarmes.
Frazer und Robbins (11 ) meinten dagegen, daß lediglich der aborale Schenkel, das heißt der
Dickdarm, wandere. Der Dünndarm spiele bei der Rotation dagegen lediglich eine passive
Rolle.
Eine ähnliche Meinung vertrat auch Dott ( 7 ), der ebenfalls annahm, daß der distale
Mitteldarmanteil (Zökum, Kolon ascendens) um den proximalen wandere.
Für Snyder und Chaffin(41, 42), Groff ( 14 ), Smith (40) und andere war dagegen das
Duodenum der aktive Teil des Darme bei der Rotation. Sie glaubten, daß die
Rotatiosbewegung des Duodenums sich in die Rotationsbewegung des ebenfalls stark
wachsenden Dünndarms fortsetze.
Nach Grob (13) kommt es nach dem Austritt des Mitteldarms in die Nabelschnur zu einem
ausgeprägten Wachstum der sogenannten Nabelschleife. In dieser Zeit erfolge auch die erste
Drehung des Darmes um 90°, die eine Transversalstellung der Nabelschleife bedinge.
Seiner Meinung nach muß die Nabelschleife in ein präarterielles Segment ( Darmanteil, der
von der Arteria mesenterialis superior versorgt wird und bis zum Ductus vitello-intestinalis
reicht ) und ein postarterielles Segment untergliedert werden. Während das präarterielle
Segment ein besonders starkes Wachstum zeige, bliebe das postarterielle Segment im
Wachstum zurück. Die Folge sei die Verschiebung der ehemaligen Fußpunkte der
Nabelschleife, wobei das präarterielle Segment sich nach ventro-kaudal und das postarterielle
Segment nach hinten-oben verlagere. Dieses habe die Anhebung der primären Kolonflexur in
das linke Epigastrium zur Folge, die dann als Flexura coli sinistra den unteren Milzpol
erreiche.
Bei der Rückkehr der im Nabelzölom befindlichen Darmschleifen soll erneut eine Drehung
um 90° einsetzen. Dabei tritt zunächst der beweglichere präarterielle Schenkel in die
Bauchhöhle ein, worauf sich dann der proximale (postarterielle) Kolonschenkel vor die
Arterie wälze.
Anschließend erfolge eine weitere Drehung von 90° mit Verlagerung des Kolons ins rechte,
obere und der Flexura duodeno-jejunalis in das linke Abdomen. Damit sei dann die
Gesamtdrehung der Nabelschleife von 270° um die Arteria mesenterialis superior in der 11.-
12. Fetalwoche beendet.
Pernkopf (29, 30, 31, 32) unterteilte die Nabelschleife in 3 Anteile: eine proximale orale
Strecke von der Flexura duodeno-jejunalis bis zum Eintritt des Mitteldarms in die
Nabelschnur, einem mittleren bis zum Scheitel der Nabelschleife und in die darauf folgende
aborale Partie. Auch er stellte fest, daß das stärkste Längenwachstum im extraabdominalem
Anteil der Nabelschleife auftrete.
Seiner Meinung nach fand intraabdominell kaum oder keine Schleifenbildung statt, denn er
beobachtete mit der Zunahme der intraabdominellen Schleifen eine Abnahme der in der
Nabelschleife gelegenen Anzahl der Dünndarmschleifen. Er ging deshalb davon aus, daß das
intraabdominelle Konvolut nicht an Ort und stelle entstanden sei.
Der Rückzug der Schleifen aus der Nabelschnur wäre Folge der relativ geringeren
Wachstumszunahme der Längsachse der Nabelschleife im Vergleich zum
Bauchhöhlendurchmesser. Dabei käme es zur Rollung des Konvolutes.
Kausalanalytische Erklärungsversuche, wie sie die meisten Untersucher unternähmen, lehnte
er ab. Seiner Meinung nach sollte man sich durch das möglicherweise nur zufällige
gemeinsame Auftreten zweier Gegebenheiten nicht dazu hinreißen lassen, diese als sich
gegenseitig bedingend anzusehen. Auch die dabei häufig angewandte vor allem
mechanististische Denkweise lehnte er ab.
Kluth et al., sowie Kaestner (18, 20, 22) beobachteten ein ausgeprägtes Wachstum im Bereich
der im Nabel gelegenen Schleife sowie eine deutlichen Längenzunahme des Dünndams. Da
das Kolo-Rektum gleichzeitig im Wachstum zurückbliebe, würde lediglich das Zökum
hierdurch passiv verlagert. Es kommt zur alternierenden Schlingenbildung im Bereich des
Dünndarms. Insgesamt sei der Dünndarm eine nicht einheitliche Organanlage mit
morphologisch gut abgrenzbaren Abschnitten, die ein sehr differentielles Wachstumsverhalten
aufweisen. Zeichen der Synchronisation oder eine Massenrotation des gesamten
Darmkonvolutes um die mesenteriale Gefäßachse konnten sie hierbei nie beobachten.
4.4 Die Rolle des Dickdarms
Die Rolle des Dickdarms bei der Lagefindung des Darms wird häufig als passiv beschrieben
(1, 42, 48). Der Dickdarm zeigt nämlich im Verhältnis zum Dünndarm während seiner
Entwicklung nur relativ wenig Wachstumsaktivität. Nach Meinung der meisten Autoren
kommt es erst nach Rückkehr des Mitteldarms in das Abdomen bei der Vollendung der 270°-
Rotation zu größerer Wachstumsaktivität des Kolons. Das Längenwachstum des Zökums in
Richtung auf die rechte Fossa iliaca wird von einigen Autoren als eine weitere Rotation von
90° aufgefaßt.
Snyder und Chaffin (41, 42) und andere (25) glaubten, daß das Zökum und das rechte Kolon
die Darmanteile seien, die als letztes aus dem Nabelschnurzölom zurückkehrten.
Für Vogt (48) war die Umlagerung des Kolons ein passiver Prozeß. Wie schon erwähnt war
seiner Meinung nach die „Rotationsaktivität“ des gesamten Darmes auf die
Wachstumsaktivität des Duodenums zurückzuführen.
So wäre die Ausbildung der linken Kolonflexur die Folge der hineindrängenden
Jejunumschlingen unter vermittelnder Richtungsgebung der Zwölffingerdarm-Flexur.
Die Kolonschenkel verharrten seiner Meinung nach zunächst in relativ gestreckter Form. So
würden sie zunächst das chronologische Fortschreiten der Drehung von proximal nach distal
verhindern. Bei einsetzendem Eigenwachstum des Kolon-Schenkels allerdings (zum
Zeitpunkt des Rückzugs des Darms aus der Nabelschnur) würde die Hemmwirkung des
Kolons gegen die Spiraldrehung wegfallen, seine Spannung nachlassen und die Fortführung
des im Nabelschnurkonvolutes begonnenen Drehungsvorganges stattfinden.
Pernkopf (29, 30, 31, 32) und auch Grob (13) bemerkten allerdings, daß das Kolon auch bei
abnormer Duodenallage eine normale Lage einnehmen könne, was einer lediglich passiven
Rolle widerspräche.
Im Gegensatz zu Vogt (48) gingen Frazer und Robbins ( 11 ) von einer Aktivität des distalen
Darmanteils aus: Ihrer Meinung nach rotiere der Dickdarm um die Mesenterialwurzel und
spiele damit eine aktive Rolle.
Dott (7) schloß sich dieser Meinung an.
Nach den Beobachtungen von Kaestner und Kluth et al., (18, 20, 22) ist die Bedeutung des
Kolonwachstums für die Lagefindung des Darms gering. Die Ausbildung des Kolonrahmens
ist hiernach nicht die Folge eines stattfindenden Rotationsprozesses. Vielmehr nimmt das
Zökum nach der Rückkehr des Nabelschnurkonvolutes in die Bauchhöhle sofort seine
definitive Lage rechts der Mittellinie ein an der vorderen Bauchwand ein.
Wie diese Zusammenstellung aus der Literatur zeigt, gibt es bezüglich der einzelnen
Entwicklungsschritte, die zum normalen Darmsitus führen keine einheitliche Meinung.
Auffällig ist auch, daß die sehr sorgfältigen Untersuchungen von Vogt in der
kinderchirurgischen Literatur keine Rolle spielen. Es macht sich hier das Fehlen eines
geeigneten Tiermodells besonders bemerkbar.
4.5 Der Einfluß des Zwerchfelldefekts (CDH) auf die Darmlage
Nur wenige Autoren nehmen Stellung zum kombinierten Auftreten von Zwerchfellhernie und
Malrotation. Zwar wird Häufig auf die Assoziation hingewiesen, Angaben zu Fallzahlen und
Häufigkeiten fehlen jedoch überwiegend (5, 9, 25, 36, 40, 46). Auch kausalgenetische
Zusammenhänge werde meist nur oberflächlich diskutiert.
In neuerer Zeit haben sich Baoquan et al. ( 3 ) mit dem gemeinsamen Auftreten von
Zwerchfellhernien und Malrotationen beschäftigt.
Bei Untersuchungen am Nitrofen-Ratten-Modell meinten sie eine allgemeinen
Entwicklungsverzögerung zu beobachten. Diese fände ihren Ausdruck im verlängerten
Auftreten des „physiologischen Nabelbruchs“. Zusätzlich hätten sie vermehrt Lageanomalien
des Zökums beobachtet. Weiter sei ihrer Meinung nach auch die bei Tieren ohne
Zwerchfelldefekt auftretende Lungenhypoplasie eine Ursache für die Malrotationen. Die
Autoren räumten jedoch auch ein, daß der Defekt im Zwerchfell selbst eine Rolle für die
Fehllage des Darmes spielen könnte. Prinzipiell sind sie aber der Meinung, daß die
Malrotation die Folge einer durch das Nitrofen verursachten Hemmungsmißbildung sei.
Bei dieser Arbeit ist kritisch anzumerken, daß eine klare Definition weder für die normale
Darmlage noch für die beobachteten Darmfehllagen gegeben wird. Darüber hinaus ist das von
ihnen verwendete Nitrofen-Ratten-Modell mit linksseitiger Zwerchfellhernie für eine
Untersuchung der Assoziation gänzlich ungeeignet, weil bei diesen Tieren eine Verlagerung
des Darms in die Thoraxhöhle niemals auftritt.
4.6 Schlußfolgerungen - das Einbringen eigener Befunde
Aus den vorherigen Abschnitten wird deutlich, daß sowohl die normale als auch die
abnormale Entwicklung der Darmlage komplex ist und äußerst kontrovers diskutiert wird.
Bestimmte Anteile des Darms zeigen während der Entwicklung eine erhebliche
Wachstumsaktivität und ausgeprägte Lageveränderungen. Dies sind vor allem das Duodenum,
sowie der in der in der Nabelschnur gelegene Anteil des Mitteldarms (18, 20, 22, 29, 30, 31,
32, 39, 40, 41, 42, 48).
Im Folgenden wird nun anhand eigener Befunde diskutiert, welche Organbeziehungen wichtig
für die Lagefindung des Darms sind.
4.6.1 Die Rolle der Leber beim „Zwerchfellhernien-Malrotations-Komplex“
In unserem Untersuchungsgut befanden sich 13 Tiere mit unterschiedlich großen
Zwerchfelldefekten, bei denen wir ausschließlich Leber im Thorax vorfanden.
Von diesen 13 Tieren hatten 6 Tiere einen kleinen und 7 Tiere einen großen Defekt. Bei
jeweils 2 aus jeder Gruppe fand sich eine Darmfehllage im Sinne einer Non- Rotation, wobei
der Dickdarm links der Mesenterial-Wurzel gelegen war und der duodeno- jejunale Übergang
die Mesenterialwurzel nicht unterquerte, sondern im rechten Bauchraum nachweisbar wurde.
Insgesamt zeigte das Duodenum bei diesen Tieren eine sehr enge anatomische Bindung zur
Leber. Möglicherweise wird die Lagefindung des Duodenums durch die Nähe zur Leber
mitbestimmt.
Zusätzlich wurde bei Zwerchfelldefekten mit Herniation eines Leberanteils in den Thorax die
Leber in ihrer sagittalen Achse gekippt. Möglicherweise kann dies die sekundäre Abweichung
des Zwölffingerdarms begünstigen und zur Verlagerung derMesenterialwurzel führen, was
eine Fehllage des Zökums sowie des Kolon ascendens relativ zum Ursprung der
Mesenterialgefäße zur Folge hat.
4.6.2 Die Verlagerung des Duodenums in den Thoraxraum und ihre Auswirkungen auf die Darmfehllage
Wie in den vorherigen Abschnitten gezeigt, wird von einigen Untersuchern die Bedeutung des
Duodenums für die normale Embryogenese der Darmlage besonders hervorgehoben (48). Es
ist daher interessant zu prüfen inwieweit die Herniation gerade dieses Darmanteils einen
Einfluß auf die gesamte Lage des Darms hat. Dies konnten wir anhand einer Gruppe von 6
Tieren untersuchen, bei denen neben Leberanteilen auch Anteile der duodenalen Schleife in
den Thorax verlagert waren.
Meist war nur ein kleiner Teil des Duodenums nach thorakal verlagert, wobei dies immer mit
einer merklichen Verlängerung dieses Organabschnittes verbunden war. Interessanter Weise
hatte aber diese Verlagerung nach thorakal keine Auswirkungen auf den intraabdominellen
Verlauf: In allen Fällen unterquerte das Duodenum die Mesenterialwurzel und die Flexura
duodeno-jejunalis befand sich links der Mesenterialwurzel.
Zusammenfassend hat damit die Verlagerung eines Duodenalabschnittes in den Thoraxraum
keine Auswirkungen auf die relative Lage des Duodenums zur Mesenterialwurzel. Auffällig
war aber, daß bei diesen Tieren in 4 Fällen ( 66,6 % ) eine isolierte Abweichung der Lage des
Dickdarms auftrat. In diesen Fällen befand sich das Kolon in seiner gesamten Länge links der
Mesenterialwurzel.
Ursache dieser Darmfehllage ist wahrscheinlich die Abweichung der Mesenterialwurzel aus
ihrer normalen Position. Diese Abweichung ist möglicher Weise durch die Verlagerung des
Duodenums verursacht, was zu einer Abkippung der Mesenterialwurzel nach rechts führen
könnte.So kann der Dickdarm die Mesenterialwurzel nicht mehr überqueren.
Dieser Befund widerspricht in gewissem Ausmaße den Überlegungen von Vogt (48), der
Kolonfehllagen immer als direkte Folge einer fehlerhaften Position des duodeno-jejunalen
Überganges interpretiert hat. Unsere Befunde zeigen aber, daß auch bei scheinbar ungestörten
duodenalen Lageverhältnissen Dickdarmfehllagen möglich sind.
4.6.3 Der Verlauf der Mesenterialwurzel bei Tieren mit Zwerchfellhernie
Die Ergebnisse unser Untersuchungen zeigen, daß bei Tieren mit Zwerchfellhernien die Lage
der Mesenterialwurzel regelmäßig von der Normalposition abwich. Da bei all unseren Tieren
eine rechtsseitige Hernie auftrat, wich die Mesenterialwurzel im variablen Umfang ebenfalls
nach rechts ab.
Bei Verlagerung des Dünndarms in die Thoraxhöhle waren auch die zuführenden Gefäße
dorthin verlagert, was eine erhebliche Abweichung der Mesenterialgefäße zur Folge hatte. Es
ist verständlich, daß hier eine normale Lagebeziehung von Mesenterialwurzel, Duodenum
sowie Kolon nicht möglich war. Diese Darmfehllagen sind jedoch nicht mit den klassischen
Formen der Malrotationen zu vergleichen, auch wenn sie in vielerlei Hinsicht den
Definitionen der Malrotation genügen.
4.6.4 Der Einfluß der Größe des Defektes
Da wir bei unseren Tieren die Kombination zweier Mißbildungen untersuchen, wollten wir
prüfen, ob das Ausmaß der Hernienbildung einen Einfluß auf das Auftreten der
Darmfehllagen hat. Betrachtet man isoliert die Größe des Defektes, so zeigt sich, daß mit der
Größenzunahme auch die Zahl der beobachteten Darmfehllagen zunimmt: So kam es in
unserem Untersuchungsgut bei 63,2% der Tiere mit großem Defekt zusätzlich zu
Darmfehllagen, während dies nur bei 33 % der Tiere mit kleinem Defekt der Fall war. Für die
Art der Darmfehllage war darüber hinaus aber auch von Bedeutung wieviele Organe in die
Thoraxhöhle herniert waren.
So fanden wir bei isoliertem Lebervorfall in etwa 30% der Fälle eine Darmfehllage. War
zusätzlich auch das Duodenum in den Thoraxraum herniert, stieg die Häufigkeit der
Darmfehllagenauf 66,6%. Bei verlagerung von Leber, Duodenum und Dünndarm war in
jedem Falle eine Darmfehllage die Folge. Aus diesen Beobachtungen schließen wir, daß nicht
die Defektgröße, sondern der Bruchinhalt für die Ausbildung der Darmfehllagen von
Bedeutung ist.
5. Zusammenfassung
Die Entstehung der normalen Darmlage während der Embryogenese ist ein sehr komplexes
Thema und wird immer wieder kontrovers diskutiert.
Erheblichen Einfluß auf die Vorstellungen zur Normogenese der Darmlage hat das Konzept
der „Hemmungsmißbildung“ ausgeübt. Dieses besagt, daß Fehlbildungen durch eine
Hemmung der Normalentwicklung zustande kommen und damit die Morphologie der
Mißbildungen normale embryonale Verhältnisse widerspiegelt (3, 4, 9, 10, 13, 19, 25, 30, 39,
41, 42, 49). So ist heute die Vorstellung von der Normogenese der Darmlageentwicklung
nicht das Ergebnis detaillierter embryologischer Untersuchungen, sondern überwiegend die
interessante Interpretation der Morphologie von Fehlbildungen. Damit gibt es zur Zeit keine
wirkliche embryologische Grundlage, die ein Verständnis von der Embryologie der
Malrotationen ermöglicht.
Embryonale Fehlentwicklungen lassen sich idealer Weise an Tiermodellen untersuchen, die
diese Fehlbildung aufweisen. Mit dem Nitrofen-Ratten-Modell steht nun ein Tiermodell zur
Verfügung, bei dem Zwerchfellhernien in hoher Wahrscheinlichkeit erzeugt werden können.
Beim Menschen treten Zwerchfellhernien gehäuft in Kombination mit Darmfehllagen auf.
Wir haben daher dieses Modell genutzt, um zu prüfen, ob hier ebenfalls eine gehäufte
Assoziation von Darmfehllagen vorliegt. Im positiven Falle sollten darüber hinaus folgende
Fragestellungen geklärt werden:
1. Wie stellt sich der morphologische Situs des Darms bei Tieren mit Zwerchfellhernie dar ?
2. Gibt es einen Zusammenhang zwischen der Größe des Defektes und der Häufigkeit von
Darmfehllagen ?
3. Steht die Zahl der hernierten Organe mit den beobachteten Darmfehllagen in
Zusammenhang. ?
Dazu haben wir 25 neugeborene Ratten mit angeborene Zwerchfellhernien unterschiedlichen
Ausmaßes aus einer früheren Untersuchungsreihe ausgewählt und den anatomischen Situs
dieser Tiere unter dem Stereomikroskop dargestellt und dokumentiert. Als Vergleichsgruppe
dazu dienten 5 gesunde Tiere, die die Definition der Morphologie der normalen Darmlage
ermöglichten.
Dabei kamen wir zu folgenden Ergebnissen:
1. Die normale Darmlage ist bei der neugeborenen Ratte durch folgende Befunde
charakterisiert: (a) Das Duodenum unterquert mit seinem inferioren Anteil die
Mesenterialwurzel ;(b) Der duodeno-jejunale Übergang liegt links der Mesenterialwurzel; (c)
Das Kolon descendens liegt links der Mesenterialwurzel; (d) Das Querkolon überquert die
Mesenterialwurzel; (e) Kolon ascendens und Zökum liegen rechts der Mesenterialwurzel; (f)
Es besteht ein Zökum mobile
2. Wie beim menschlichen Neugeborenen mit Zwerchfellhernie kommt es auch beim
Nitrofen-Ratten-Modell zur Assoziation von Zwerchfellhernie und Darmfehllage;
3. Bei Tieren mit großer Hernie zeigte sich häufiger eine Darmfehllage, als bei Tieren mit
kleinen Defekten;
4. Bei Tieren, bei denen Dünndarm im Thorax nachweisbar war, kam es immer zur
Malposition des Darmes;
5. Die Morphologie der Darmfehllagen ergab sich aus einem gestörten Lageverhältnis von
Duodenum und/oder Kolon zur Mesenterialwurzel.
6. Für die Darmfehllagen charakteristisch war eine Abweichung der Mesenterialwurzel aus
ihrer Normallage nach rechts. Einflüsse auf diese Abweichungen hatte die Achskippung der
Leber, die Verlagerung des Duodenums in den Thorax, sowie - in besonderem Maße - die
Verlagerung des Dünndarmes.
Die von uns beobachteten Darmfehllagen im Nitrofen-Ratten-Modell sind von der
Morphologie her nur eingeschränkt mit den Darmfehllagen bei der klassischen Malrotation
vergleichbar. Dennoch ist es mit ihm möglich, Einblicke in die Mechanismen gestörter
Darmlagen zu gewinnen. Aus diesem Grunde wird es auch vielversprechend sein, bei
Embryonen mit induzierten Zwerchfellhernien die Pathogenese dieser Fehlbildungen zu
untersuchen.
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Die Entwicklung der Form des Magendarmkanales beim Menschen
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30. Pernkopf, E ( 1924 )
Die Entwicklung der Form des Magendarmkanales beim Menschen
II. Teil, 1. Abschnitt: Die weitere Entwicklung des Magendarmtraktes vom Zeitpunkte der
Ausbildung der ersten Dünndarmschlingen angefangen
Z Anat Entw Gesch 73: 1-144
31. Pernkopf, E ( 1925 )
Die Entwicklung der Form des Magendarmtraktes beim Menschen
II. Teil, 2. Abschnitt: Die Entwicklung der Form des Mitteldarms und des Pankreas,
angefangen vom Zeitpunkte des Auftretens der ersten Dünndarmschlingen
Z Anat Entw Gesch 77: 1-143
32. Pernkopf, E ( 1927 )
Die Entwicklung der Form des Magendarmkanales beim Menschen
II. Teil, 3. Abschnitt: Die weitere Ausbildung des Enddarms, insbesondere des Blinddarms
und der Kolonteile
Z Anat Entw Gesch 85: 1-130
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