Esophageal Ligation: Effects on the Development of Fetal Organic Systems*

Abstract

The role of amniotic fluid ingestion on the development of various fetal organic systems was evaluated in the rabbit model. The fetuses from 24 New Zealand white rabbits were studied on the 23rd day of gestation. Right ovarian-end fetuses underwent esophageal ligation (EL) or sham (SH) operations. Rabbits were submitted to hysterectomy on gestational day 30, and various organic systems of live fetuses were examined by weight and histological evaluations. Additionally, small intestinal enzymes were determined. Three fetal deaths, one in EL and two in SH groups, occurred with a total survival rate of 85 %.

EL resulted in increased amniotic fluid volume. Although fetal body weights (BW), lung, heart, liver and renal weights and liver weight/BW, lung weight/BW ratios did not differ, gastric, small intestinal and total gastrointestinal tract weights significantly decreased in EL group (p<0.05). Additionally, gastric weight/BW, small intestinal weight/BW, total gastrointestinal tract weight/BW and renal weight/BW ratios were also significantly decreased (p<0.01).

Sucrase and maltase activities were not detectable in either group. Lactase activity in proximal small intestinal tissue was significantly decreased in EL group (p<0.05). Mid and distal small intestinal tissue lactase activities did not reveal any significant difference among groups.

Histologically, alveolar enlargement and alveolar thickening in fetal lungs, decreased glomerular count and tubular degeneration in fetal kidneys, and slight changes in fetal livers such as cellular vacuolization and reduction in central vein count were observed in the fetuses with esophageal ligation. While small intestinal tissues showed no marked changes, fetal stomach tissues in EL group revealed marked histological alterations consistent with erosive gastritis.

This study suggests that amniotic fluid ingestion has no important effects on fetal somatic growth but effects the development of various fetal organic systems. Since the nutritional role of amniotic fluid is obscure, changes in amniotic fluid dynamics, and/or impairment of release of some possible fetal organotrophic factors, and/or unused states of the organs may be responsible for the morphologic changes secondary to esophageal ligation.

Zusammenfassung

Die Bedeutung der Amnionflüssigkeitaufnahme in der Entwicklung verschiedener fetaler Organe wird am Kaninchenmodell untersucht.

Die Feten von 24 weißen Neuseeland-Kaninchen wurden am 23. Schwangerschaftstag überprüft. Es wurde eine Ligatur des Ösophagus oder eine Scheinoperation durchgeführt. Am 30. Schwangerschaftstag wurde eine Hysterektomie vorgenommen, die überlebenden Feten gewogen und ihre betroffenen Organsysteme histologisch untersucht. Zusätzlich wurden die Enzyme des Verdauungstraktes überprüft. Es kam zu 3 intrauterinen Todesfällen, einmal bei einem Tier mit Ösophagusligatur und zweimal bei scheinoperierten Kaninchen. Die Überlebensrate lag bei 85%.

Wie zu vermuten, führte die Ösophagusligatur zu einem Anstieg der Amnionflüssigkeit. Zwischen beiden Gruppen fand sich kein Unterschied im Hinblick auf die fetalen Ganzkörpergewichte oder die Einzelgewichte von Lunge, Herz, Leber, Niere sowie der Relation von Leber zu Körpergewicht und Lunge zu Körpergewicht. Hingegen waren die Gewichte von Magen, Dünndarm sowie des gesamten Gastrointestinaltraktes bei den Patienten mit Ösophagusligatur deutlich kleiner als bei den scheinoperierten Kaninchen (p<0,05). Auch die Relation vom Magengewicht zum Gesamtkörpergewicht, vom Dünndarmgewicht, des Gewichtes des gesamten Magen-Darm-Traktes zum Gesamtkörpergewicht und des Nierengewichtes zum Gesamtkörpergewicht waren signifikant verringert (p<0,01).

Eine Aktivität von Sucrase und Maltase konnte in keiner der Gruppen gefunden werden. Die Lactase-Aktivität im proximalen Dünndarm war signifikant herabgesetzt bei den Tieren mit Ösophagusligatur (p<0,05). Hingegen zeigte die Lactase-Aktivität im mittleren und unteren Dünndarm keine signifikanten Unterschiede zwischen beiden Gruppen.

Histologisch fand sich bei den Feten mit einem Speiseröhrenverschluß eine Vergrößerung der Alveolen sowie Verdikkung der Alveolenwände in den fetalen Lungen, eine herabgesetzte Anzahll von Glomeruli und tubuläre Degenerationen in den fetalen Nieren sowie leichte Veränderungen im Bereiche der fetalen Lebern wie zunehmende Vakuolisierung und eine Verkleinerung der Anzahl der zentralen Venen. Hingegen zeigte der Dünndarm keine eindeutigen Veränderungen, lediglich die Magenpräparate wiesen Zeichen einer erosiven Gastritis auf.

Die Untersuchungen zeigen, daß die Amnionflüssigkeit keine wesentliche Wirkung auf das somatische Wachstum der Feten insgesamt ausübt, jedoch bedeutend ist für die einzelnen fetalen Organsysteme. Zwar ist die Bedeutung einer Ernährungsfunktion der Amnionflüssigkeit unklar, es bleibt jedoch zu vermuten, daß Veränderungen der Dynamik der Amnionflüssigkeit, die Verhinderung der Freisetzung möglicher organotroper Faktoren, vielleicht aber auch nur die komplette Ruhigstellung der Organe, zu den beobachteten sekundären morphologischen Veränderungen nach Ösophagusligatur führen.

Key words

Amniotic fluid - Renal - Hepatic - Gastrointestinal development - Intestinal disaccharidases - Fetus

Schlüsselwörter

Amnionflüssigkeit - Veränderung fetaler Organe - Experimentelle Ösophagusligatur - Intestinale Disaccharidasen - Operationen am Feten