LONG TERM HISTOMORPHOMETRIC EVALUATION OF THE VILLOUS AND ILEAL GOBLET CELLS AFTER ILEOCYSTOPLASTY IN FEMALE RATS

MARLI D. SCHAUFFERT, MANUEL J. SIMÕES, YÁRA JULIANO, NEIL F. NOVO, VALDEMAR ORTIZ

Departamento de Medicina da PUC do Paraná e Disciplinas de Urologia e Técnica Operatória e Cirurgia Experimental, Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo, SP

ABSTRACT

     Objective: The aim of the present study was to evaluate the long-term changes in the number and the height of villous and the number of goblet cells in rats submitted to ileocystoplasty.
     Material and Methods: Thirty-six female Wistar rats weighing 172-230g were submitted to ileocystoplasty with an ileal segment of 2.5 cm long. An additional 1-cm ileal segment was used as control. Periods of observation were 4, 12 and 40 weeks, thus constituting 3 experimental groups (GEI, GEII and GEIII) of 12 animals each. Suitable sections of control ileum and of the ileal tissue incorporated into the bladder were treated with hematoxilin-eosin (HE) and alcian blue orange (pH 2.5) for goblet cells staining. The number and the height of villous were determined in 10 microscopic fields (HE) and the number of goblet cells were determined in 10 microscopic fields stained with alcian blue orange.
     Results: There was a progressive shortening and atrophy of the villous. The villous become progressively smaller in number (p < 0.05). The number of goblet cells was significantly higher in the ileal graft than in the control ileum (p < 0.05). The number of goblet cells was 65.7% higher in the 4-week group, 89.2% higher in the 12-week group and 49.1% higher in the 40-week group.
     Conclusions: There was a progressive villous atrophy and an increase in the number of the goblet cells of the ileal segment after ileocystoplasty with the maximal density 12 weeks after surgery followed by a decrease after 40 weeks.

Key words: bladder, ileum, bladder augmentation, goblet cells, hystomorphometry, ileocystoplasty
Braz J Urol, 26: 91-96, 2000

INTRODUÇÃO

     As alterações na mucosa de segmentos do sistema digestivo utilizados na reconstrução do sistema urogenital, mostraram diversos graus de hipotrofia, até atrofia e urotelização; perda das microvilosidades, com modificações da arquitetura da mucosa e portanto dos fenômenos absortivos hidroeletrolíticos; alterações do número de células caliciformes, com presença de muco aumentado, diminuído ou inalterado, conforme o segmento digestivo, o modelo e o tempo experimental (1-7).
     Não existe ainda segmento do sistema digestivo considerado ideal para ampliação ou substituição da bexiga urinária, persistindo as controvérsias em relação ao uso do estômago, íleo ou cólon (8,9).
     Em estudo anterior, foram avaliadas as alterações da mucosa do segmento ileal na ileocistoplastia em ratas, por 4 e 12 semanas e observou-se diminuição das vilosidades e aumento do número de células caliciformes ileais, com aumento do muco (7). Decidiu-se então realizar outro experimento com tempo maior de observação, para saber o que ocorre com as vilosidades e as células caliciformes ao longo do tempo.
     O objetivo do presente estudo, foi comparar pela histomorfometria, as alterações encontradas a longo prazo, na mucosa do segmento ileal após ileocistoplastia em ratas.

MATERIAL E MÉTODOS

     Foram utilizadas 36 ratas da linhagem OUTB EPM-1, com 172 a 230 gramas, distribuídas em 3 grupos, com 12 animais cada.
     Para cada grupo experimento (GE) correspondeu um grupo controle (GC). Portanto, foram analisados 6 grupos: GE I, GC I, GE II, GC II, GE III e GC III.
     Em cada animal, no início da operação, retirou-se um segmento ileal de aproximadamente 1,0 cm, que serviu como controle.
     Depois de 18 horas de jejum, as ratas foram pesadas, sorteadas e receberam anestesia intraperitonial, com pentobarbital sódico a 3%, na dose de 30 mg Kg de peso. Os animais foram imobilizados sobre uma prancha, em decúbito dorsal e após depilação da região central do abdome, receberam anti-sepsia com clorhexidine a 2%.
     Após laparotomia mediana longitudinal de 3 cm, com exposição do íleo distal, era isolado um segmento pediculado de 3,5 cm (distante 1,0 cm do ceco), do qual se retirou 1,0 cm proximal, como controle de cada rata. O trânsito intestinal íleo-ileal era refeito com anastomose término terminal, com pontos separados, em plano único, com de fio de polipropileno 7-0. Na bexiga urinária, aberta 0,5 cm no sentido sagital, era anastomosada a extremidade distal do segmento ileal pediculado com fio de poliglecaprone-25, 5-0, com pontos separados em plano único. O segmento ileal pediculado isoperistáltico, era fechado em sua extremidade proximal com pontos separados de polipropileno 7-0. Após revisão da cavidade abdominal, a parede era fechada em 2 planos, com polipropileno 4-0. As ratas permaneceram em gaiolas para 2 animais até recuperação anestésica, quando eram reconduzidas ao biotério.
     Depois de 4, 12 e 40 semanas, as ratas eram novamente anestesiadas e reoperadas para retirada em monobloco da bexiga urinária, com o segmento ileal. A anestesia era aprofundada e a eutanásia consumada. As peças eram abertas longitudinalmente e fixadas em líquido de Bouin. Antes de 48 horas eram retiradas do líquido e processadas pelas técnicas histológicas usuais, e coradas pelos métodos de hematoxilina-eosina (HE) para estudo das vilosidades e pelo Alcian Blue (pH = 2,5) Orange-G, para o estudo das células caliciformes (sialomucinas).
     A média das contagens dos números de vilosidades e de células caliciformes e das medidas das alturas das vilosidades era obtida em 10 campos ou em 10 vilosidades tomadas aleatoriamente. Para todos os testes estatísticos, fixou-se 5% (p 0,05), o nível para rejeição da hipótese de nulidade.

RESULTADOS

     Todos os animais ficaram bem adaptados às novas condições morfofuncionais da operação, e apresentaram ganho de peso. Observou-se macroscopicamente, no momento da reoperação, um aumento volumétrico do segmento ileal pediculado usado para ampliação da bexiga urinária. O muco era sempre aumentado nos grupos de 4 e 12 semanas e diminuído no de 40 semanas. Na análise microscópica, as vilosidades da mucosa do segmento ileal pediculado na ileocistoplastia eram digitiformes e uniformes nos controles, enquanto que nos experimentos apresentaram um achatamento progressivo e algumas deformações (Figura-1).



     Em relação à histomorfometria da mucosa, as lâminas coradas em HE demostraram que as características básicas morfológicas exibidas nos 3 grupos controles, foram mantidas nos grupos experimentais, com algumas diferenças. O número e a altura das vilosidades, diminuíram progressivamente, do tempo 0 até 40 semanas, conforme resultados obtidos pela análise de variância por postos de Kruskal-Wallis (Figuras-1 e 2). A contagem das células caliciformes que foi realizada nas lâminas coradas em Alcian Blue (pH 2,5) Orange-G, apresentou um aumento significante, que foi maior nos experimentos de 4 e 12 semanas, em relação a de seus controles, e no de 12 semanas, em relação ao de 4 semanas. Nos animais de 40 semanas, houve diminuição do número de células caliciformes em relação aos experimentos de 4 e 12 semanas, e aumento em relação aos seus controles.



     Quanto ao teste de comparações múltiplas, pela análise de variância por postos de Kruskal-Wallis, a diferença entre as médias de contagens das células caliciformes foi significante entre animais de 4 e 12 semanas (4 < 12), não foi significante entre os animais de 4 e 40 semanas (4 > 40), e foi significante entre os de 12 e 40 semanas (12 > 40) (Figuras-2 e 3).



DISCUSSÃO

     Os estudos experimentais com o segmento ileal pediculado e desfuncionalizado para a reconstrução do aparelho urogenital tiveram início em 1888, sendo que a primeira ileocistoplastia em humanos foi realizada em 1898 (6). Muitos autores estudaram as alterações histomorfométricas da mucosa desses segmentos incorporados ao trato urinário e constataram redução do número e da altura das vilosidades (1-7).
     Na clínica, constata-se um aumento da quantidade de muco presente na urina desses pacientes e, com o passar do tempo, há uma redução de sua produção (10,11).
     O aumento da produção de muco poderia estar relacionado a um maior estímulo às células caliciformes, por algum agente presente na urina, ou ao crescimento da população dessas células.
Na literatura, em trabalhos experimentais e clínicos, os autores reportaram aumento do número de células caliciformes, embora sem análise morfométrica e sem coloração especial para sialomucinas (1,5,6,11,12). Apenas um estudo revelou diminuição da quantidade de células caliciformes (1). A utilização do alcian blue (pH = 2,5) orange-G, permitiu a coloração das sialomucinas presentes nas células caliciformes ileais.
     A quantidade de células caliciformes encontrou-se aumentada em todos os momentos do experimento, sendo mais intensa nas 12 primeiras semanas e a partir daí, reduzindo-se gradativamente (Figura-2). Com 40 semanas, a quantidade de células caliciformes diminui, aproximando-se dos valores do grupo controle (Figura-2).
     A atrofia progressiva da mucosa ileal foi evidente em todos os momentos analisados. Essa atrofia, diminui a superfície de absorção da mucosa, minimizando os efeitos metabólicos que ocorrem quando a urina está em contato com o íleo (13,14).
     O muco ileal, representado pelas sialomucinas, representa um mecanismo de defesa imunológico importante (12).
     Ele é produzido pelas células caliciformes, sendo rico num peptídeo denominado “trefoil”, que é resistente à protease. O “trefoil peptide” apresenta uma função semelhante a um fator de crescimento e é responsável pela integridade do epitélio ileal, além de representar uma barreira imunológica (15).
     Dessa forma, é provável que o aumento do número de células caliciformes e da produção de muco, represente um mecanismo de defesa imunológico.
     Segmentos de íleo desfuncionalizados e em desuso, também apresentam atrofia da mucosa (6). Portanto, é possível que as alterações que ocorrem na mucosa ileal na ileocistoplastia sejam conseqüentes apenas à desfuncionalização e não ao contato com a urina. Tal assunto está sendo objeto de estudo em outra pesquisa em andamento.

CONCLUSÕES

     No presente estudo, pode-se concluir que na ileocistoplastia em ratas ocorre atrofia da mucosa ileal e aumento inicial do número de células caliciformes, com diminuição progressiva após 12 semanas, embora mesmo com 40 semanas, seu número seja superior ao do controle.

REFERÊNCIAS

  1. Guerrero-Alcazar M, Gonzáles-Angulo A, Ortiz-Quezada F: Histochemical and ultrastructural changes absorved in the mucosa of the ileal conduit. J Urol, 104: 406-12, 1970.
  2. Bocquet L, Marche C, Capitaine P: Étude de la muqueuse des iléo-cystoplasties et des iléo-ureteroplasties. Sem Hop Paris, 50: 873-878, 1974.
  3. Deane AM., Woodhouse CRJ, Parkinson MC: Histological changes in ileal conduits. J Urol, 132: 1108-1111, 1984.
  4. Pachelli LC: Estudo Morfológico e Morfométrico das Alterações do Ileo e do Cólon Distal, nas Derivações Urinárias Externas: Modelo Experimental no Rato. Tese de Mestrado, Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo, São Paulo, 1988.
  5. Hall MC, Koch MO, Halter AS, Dahlstedt SM: Morphologic and functional alterations of intestinal segments following urinary diversion. J Urol, 149: 664-666, 1993.
  6. Davidsson T, Carlén B, Bak-Jensen E, Willén R, Mansson W: Morphologic changes in intestinal mucosa with urinary contact - effects of urine or disuse? J Urol, 156: 226-232, 1996.
  7. Schauffert MD: Estudo Histológico e Histométrico das Vilosidades e das Células Caliciformes Ileais na Ileocistoplastia em Ratas. Tese de Mestrado, Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, 1998.
  8. Guan Z, Ricard G, Charest-Boulé L, Neilson K, Kiruluta G: Augmentation cistoplasty in rats: development of an animal model. J Urol, 144: 461-465, 1990.
  9. Buson H, Castro-Diaz D, Manivel JC, Jessurun J, Dayane M, Gonzalez: R: The development of tumors in experimental gastroenterocystoplasty. J Urol, 150: 730-733, 1993.
  10. Cibert J:- Ileocystoplasty for the contracted bladder of tuberculosis: report of a case. Brit J Urol, 25: 99-102, 1953.
  11. Reinhardt W, Oliveux A, Fabré M, Bollack C: Ultrastructural changes of the intestinal wall after transileal cutaneous uretorostomy in mem. A preliminary study. Enr Urol, 4: 195-203, 1978.
  12. Philipson BM, Höckenström T, Akerlund S: Biological consequences of exposing ileal mucosa to urine. World J Surg, 11: 790-797, 1987.
  13. Burnett AL, Donowitz M, Marshall FF: Inhibition of transport processes of intestinal segments following augmentation enterocystoplasty in rats. J Urol, 156: 1872-1875, 1996.
  14. Davids AM, Bellwin A: Experimental construction of na artificial bladder with maintenance of normal urinary function and continence, Ann Surg, 139: 484-493, 1954.
  15. Plaut AG: Trefoil peptides in the defense of the gastrointestinal tract. N Engl J Med, 13: 506, 1997.

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Received: November 6, 1999
Accepted: December 2, 1999

RESUMO

AVALIAÇÃO TARDIA DA HISTOMORFOMETRIA DAS VILOSIDADES E DAS CÉLULAS CALICIFORMES ILEAIS NA ILEOCISTOPLASTIA EM RATAS

     Objetivo: Avaliar os efeitos tardios ocorridos na mucosa de segmento ileal incorporado à bexiga.
     Material e Métodos: Trinta e seis ratas foram submetidas a ileocistoplastia e distribuídas em 3 grupos experimentais, estudados em 4, 12 e 40 semanas. Foram analisados o número e altura das vilosidades ileais e o número das células caliciformes ileais produtoras de muco (sialomucinas), coradas pelo alcian blue (pH = 2,5) orange-G.
     Resultados: Os resultados histomorfométricos mostraram que há diminuição progressiva do número e da altura das vilosidades. O número de células caliciformes evoluiu em percentuais de +65,7%, +89,2% e +49,1%, nos grupos de 4, 12 e 40 semanas respectivamente (p 0,05), em relação aos seus controles.
     Conclusões: Na ileocistoplastia em ratas ocorre atrofia progressiva da mucosa ileal e aumento inicial do número de células caliciformes, com diminuição após 12 semanas, que se acentua com 40 semanas.

Unitermos: bexiga, íleo, ampliação vesical, células caliciformes, histomorfometria, ileocistoplastia.
Braz J Urol, 26: 91-96, 2000

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