Microangioarchitecture of haemorrhoids

Summary

Haemorrhoids are normal physiological structures (vascular cushions), which lead to haemorrhoidal disease when they enlarge pathologically. These vascular cushions are located in the submucosa of the lower rectum and are an important part of the continence organ. The cushions contain enormously dilatable veins which, when filled, enable a gas- and water-tight closure of the anal canal. As vascular cushions require rapid filling and haemorrhoid-associated anorectal bleeding is bright red, it is suggested that dilated veins are filled with arterial blood delivered via arteriovenous (AV) anastomoses. To specify blood supply and microvascular anatomy of the anorectum we analyzed vascular corrosion casts of human recta made from excised post mortem specimens. We found wide dilated veins and venules in the submucosa. Dilatations were often associated with sphincters capable to block venous outflow. Though careful analyses of completely filled vascular corrosion casts we could not confirm the existence of large AV-anastomoses in the anorectum postulated by previous authors. Conclusion: From our findings we conclude that the swelling of the dilatable veins is rather the result of blockage of venous outflow from these veins by the sphincters found than their filling via arteriovenous anastomoses as proposed sofar.

Zusammenfassung

Hämorrhoiden sind normale physiologische Strukturen (Gefäßpolster), die bereits bei Neugeborenen vorkommen. Bei pathologischer Vergrößerung führen sie zur Hämorrhoidalerkrankung. Diese Gefäßpolster sind im unteren Rektum lokalisiert und tragen einen wichtigen Teil zur Feinkontinenz bei, indem sie als in der Submukosa gelegene, stark erweiterungsfähige Venen nach ihrer Füllung zu einem luft- und wasserdichten Abschluss des Analkanals führen. Aufgrund ihrer Fähigkeit zu schwellen, werden diese Gefässpolster – in Analogie zum corpus cavernosum penis – als corpus cavernosum recti bezeichnet. Da die Gefäßpolster schnell gefüllt werden müssen und Hämorrhoiden-assoziiertes anorektales Bluten hellrot ist, vermutete man, dass in den genannten Venen arterielles Blut fließt, das über arteriovenöse (AV) Anastomosen dorthin gelangt. Um diese Anastomosen und die Mikrogefäßarchitektur der Gefäßpolster zu untersuchen, wurden postmortem Anorekta des Menschen präpariert, eine Kanüle in die obere Rektalarterie (in manchen Fällen zusätzlich auch in die mittlere Rektalarterie) eingebunden, und das Blutgefäß-system unter manuellem Druck mit physiologischer Kochsalzlösung blutfrei gespült. Sobald der venöse Efflux klar wurde, wurden 20 ml flüssiger Kunststoff Mercox-Cl-2B^® (4 + 1 verdünnt mit monomerer Methylmethacrylsäure wobei 4 ml Monomer 0,3 g Härter MA enthielten) injiziert. Nach Aushärtung des Kunststoffes wurden die injizierten Anorekta in 7,5%iger Kalilauge mazeriert, in fließendem Leitungswasser und destilliertem Wasser gereinigt, und gefriergetrocknet. Die trockenen Gefäßausgusspräparate wurden auf Präparateträger aufgebracht, mit Kohlenstoff und Gold bedampft und nach einer ersten stereomikroskopischen Betrachtung im Rasterelektronenmikroskop untersucht. Bereits die stereomikroskopische Betrachtung der Präparate zeigte, dass in der Submukosa auffällig weit dilatierte Venen und Venolen vorhanden sind, die Durchmesser bis zu einem Millimeter besitzen und starke Kaliberschwankungen aufweisen. Die rasterelektronenmikroskopische Untersuchung zeigte, dass diese Gefäße um vieles kleinere Venolen aufnehmen und an vielen Stellen ringförmige Einengungen zeigen, die auf das Vorhandensein von Sphinkterstrukturen hinweisen. Trotz sorgfältiger Analysen von vollständig gefüllten Gefäßausgusspräparaten konnten die von früheren Autoren im Anorektum postulierten AV-Anastomosen nicht gefunden werden. Schlussfolgerung: Unsere Befunde sprechen dafür, dass das Anschwellen der venösen Gefäßpolster des corpus cavernosum recti durch die Blockade des Blutausstromes aus den weiten Venen der Submukosa durch die Sphinkteren bedingt ist und nicht durch deren Füllung über AV-Anastomosen wie bisher angenommen.

Keywords

Corpus cavernosum recti - haemorrhoids - microvascular anatomy - vascular castings - SEM

Schlüsselwörter

Corpus cavernosum recti - Hämorrhoiden - Mikro gefäßarchitektur - Gefäßausgusspräparate - SEM

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