University of Oulu

Colectomy in an ICU patient population : clinical and histological evaluation

Saved in:
Author: Sipola, Seija
Organizations: University of Oulu Graduate School
University of Oulu, Faculty of Medicine, Institute of Clinical Medicine, Department of Anaesthesiology, Division of intensive care
University of Oulu, Faculty of Medicine, Institute of Diagnostics, Department of Pathology
University of Oulu, Faculty of Medicine, Institute of Clinical Medicine, Department of Surgery
Medical Research Center Oulu
Oulu University Hospital, Department of Infection Control
Format: eBook
Online Access: PDF Full Text (PDF, 1.2 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526203706
Language: English
Published: Oulu : University of Oulu, 2014
Publish Date: 2014-04-01
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic Dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Health and Biosciences of the University of Oulu for public defence in Auditorium 1 of Oulu University Hospital, on 11 April 2014, at 12 noon
Tutor: Professor Tero Ala-Kokko
Professor Tuomo Karttunen
Docent Hannu Syrjälä
Docent Juha Saarnio
Reviewer: Docent Minna Tallgren
Docent Petri Aitola
Opponent: Docent Marja Hynninen
Description:

Abstract

Colectomy is performed in critically-ill patients who, for example, experience colonic ischemia following cardiac surgery or reconstruction of a ruptured aortic aneurysm, nonocclusive mesenteric ischemia with severe sepsis, or toxic megacolon due to Clostridium difficile infection.

The present retrospective study was conducted in the mixed intensive care unit (ICU) of the Oulu University Hospital to clarify the clinical picture, effects of surgical treatment on organ functions and outcome in critically-ill patients treated with colectomy during 2000-2009. Their histologic and immunohistologic findings were compared with histologically normal colon walls of 34 controls operated for colon tumors.

The annual incidence of colectomy in our ICU varied from 0.08% to 0.4%. The mean age of the study patients was 68.8 (sd 9.7) yrs. They had multiple organ failure in 60% and one-year mortality was 62%. One-year surivial from the hospital discharged patients was 91% (29/32). During preoperative period, increasing levels of serum lactate, an increase in the need for higher doses of norepinephrine, and neurologic SOFA subscore were associated with mortality. The histopathologic damage involves all layers of the colon wall being largely similar in sepsis, fulminant clostridium difficile infection and in ischemia after cardiovascular operations. The extent of epithelial damage of colonic epithelium correlated with clinical severity and outcome in the patients. Tight junction protein claudin-1 was down-regulated thoroughly of colonic epithelium, whereas claudin-2 was up-regulated only in the least affected areas. The number of proliferating epithelial cells of colonic epithelium, analyzed by Ki-67 expression, was higher in the worst affected areas in the study patients as compared to results of controls. The proportion of apoptotic cells analyzed by expression of M30 was larger in the worst damage area than in controls. Up-regulation of Toll-like receptor 9, as a part of innate immunity mechanism, in worst areas of colonic epithelium was higher in the surface epithelium compared with least affected areas and in crypts compared with control specimens.

Colon ischemia in critically-ill patients is a pancolic phenomenon with life-threatening consequences. Histologic damage in the colon wall was similar irrespective of the underlying cause. Immunohistochemical characteristics resembled those described earlier in inflammatory bowel disease.


Tiivistelmä

Leikkaukseen johtavaa tehohoitopotilaan koliittia esiintyy esimerkiksi sydän- ja verisuonileikkauksen jälkeen, yleistyneessä tulehdusreaktiossa sekä Clostridium difficile- infektiossa.

Takautuvasti kerätyn tutkimuksen tavoitteena oli selvittää vuosina 2000–2009 Oulun Yliopistollisen sairaalan päivystysteho-osastolla hoidettujen potilaiden koliitin kliininen taudinkuva, kirurgisen hoidon vaikutus elinvaurioihin, ennuste ja histologiset ja immunohistologiset löydökset. Leikkauksella hoidettujen potilaiden histopatologisia ja immunohistologisia tutkimustuloksia verrattiin 34:ään histologisesti normaaliin suolinäytteeseen, jotka oli otettu paksusuolisyövän vuoksi tehdyissä leikkauksissa.

Päivystysteho-osaston vuosittainen tehohoitopotilaan koliitin esiintyvyyden vaihteluväli oli 0.08 %–0.4 %. Tutkimuspotilaiden keski-ikä oli 68.8 (sd 9.7) vuotta. 60 %:lla heistä todettiin monielinvaurio, ja 62 % heistä menehtyi ensimmäisen vuoden aikana. Sairaalasta kotiutetuista potilaista 91 % oli elossa vuoden kuluttua.

Leikkausta edeltävä kohonnut valtimoveren laktaattipitoisuus, verenpainetta tukeva noradrenaliinitarpeen nousu sekä neurologisen toimintakyvyn heikkeneminen olivat yhteydessä potilaiden kuolleisuuteen. Histopatologiset muutokset ulottuivat kaikkiin paksunsuolen kerroksiin ja olivat samankaltaisia eri koliiteissa. Epiteelivaurion laajuus oli yhteydessä potilaiden kliiniseen taudinkulkuun ja ennusteeseen. Immunohistologisissa tutkimuksissa paksusuolen epiteelin klaudiini-1:n esiintyminen oli alentunut, kun taas klaudiini-2:sta oli runsaammin vähemmän vaurioituneella alueella. Vaikeimmin vaurioituneilla suolen alueilla solujen uudistumista kuvaavan merkkiaineen, Ki-67:n, määrä oli suurempi kuin kontrollipotilaiden värjäyksissä. Samanlainen ero vaikeimmin vaurioituneiden alueiden ja kontrollinäytteiden välillä todettiin myös M30-värjäyksen perusteella apoptoosin osalta. Välittömään puolustusmekanismiin kuuluvan Tollin kaltaisen reseptori (TLR) 9:n värjäytyvyys oli vaikeimmin vaurioituneilla epiteelialueilla voimakkaampi kuin vähemmän vaurioituneella alueella. Myös kryptan alueella oli enemmän TLR 9 värjäytyvyyttä kuin kontrollinäytteissä.

Tehohoitopotilaan koliittia esiintyy koko paksusuolen alueella. Histopatologiset muutokset ovat samankaltaisia eri tautitilojen aiheuttamissa koliiteissa. Immunohistokemialliset tutkimuslöydökset vastaavat aikaisemmin tulehduksellisten suolistosairauksien yhteydessä kuvattuja muutoksia.


Series: Acta Universitatis Ouluensis. D, Medica
ISSN: 0355-3221
ISSN-E: 1796-2234
ISSN-L: 0355-3221
ISBN: 978-952-62-0370-6
ISBN Print: 978-952-62-0369-0
Issue: 1235
Subjects:
Copyright information: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.