ARAÞTIRMALAR (Research Reports) ÖZOFAGUS UN GELÝÞÝMÝNÝN 17 ÝLE 32 HAFTALAR ARASINDAKÝ FETUSLERDE HÝSTOMORFOLOJÝK OLARAK DEÐERLENDÝRÝLMESÝ Histomorphologic Evaluation of The Development of The Esophagus Between 17 and 32 Weeks Old Human Fetuses Iþýk Tuncer 1, Murat Tosun 2, Serpil Kalkan 3, Refik Soylu 3 Özet Amaç: Gastrointestinal sistemin embriyonik dönemde geliþimi oldukça kompleks ve sistematik bir tarzda ilerler. Bu çalýþmanýn amacý insan özofagus unun fetal dönemde 17-32 haftalar arasýnda geliþiminin histolojik olarak incelenmesidir. Gereç ve Yöntem: Bu çalýþmada Selçuk Üniversitesi Meram Týp Fakültesi Anatomi Anabilim Dalýnda bulunan ve spontan düþük sonucu elde edilmiþ ve etik olarak piyes haline getirilmiþ insan fetüslerinden gebelik haftasý 17 ila 32 arasýnda deðiþen 20 tanesi seçildi. Bu fetüslerden alýnan özofagusa ait doku parçalarý rutin histolojik doku takibi metodlarý ile takip edilip parafine gömüldü ve Hematoksilen- Eosin ile boyanýp ýþýk mikroskobunda incelendi. Bulgular: 17-20 haftalar arasýnda özofagus histolojik yapýsýnýn henüz oldukça zayýf organizasyon gösterdiði, 21. haftada organizasyonun daha hýzlandýðý ve 27. haftada özofagus un normal histolojik bileþenlerinin büyük kýsmýnýn genel anlamda yerleþtiðini belirledik. Sonuç: Özofagus un fetal dönemde geliþimi 21. hafta civarýnda hýzlanmakta ve 27. hafta civarýnda genel anlamda tüm histolojik yapýlar organize olmaktadýr Anahtar Kelimeler: Özofagus; Embriyonik geliþim; Gastrointestinal Sistem. Abstract Purpose: The embryonic development of the esophagus progresses very complexly and systematically. The aim of this study was to the histological evaluation of the esophagus in 17-32 week old human fetuses. Material and Methods: 20 human fetuses whose ages ranged between 17-32 week-old and all of which were collected by University of Selcuk Meram Faculty of Medicine Department of Anatomy via spontaneous abortus under ethic rules were included in this study. The tissue samples of the esophagus were excised and processed with routine histologic methods, embedded in paraffin, stained with Hematoxylin-Eosin and evaluated light microscopically. Results: The histologic organization of the esophagus of the 17-20 week old fetuses was poor. However, the organization was accelerated after 21 weeks and almost finished after approximately 27 weeks. Conclusion: Fetal development of the esophagus accelerates after approximately 21 weeks and ending coarsely after 27 weeks. Key Words: Esophagus; Embryonic Development; Gastrointestinal System. 1 Selçuk Üniversitesi Týp Fakültesi Anatomi Anabilim Dalý 2 Afyon Kocatepe Üniversitesi Týp Fakültesi Histoloji Embriyoloji Anabilim Dalý 3 Selçuk Üniversitesi Týp Fakültesi Histoloji Embriyoloji Anabilim Dalý Geliþ tarihi: 20 Ekim 2004 152

Iþýk Tuncer, Murat Tosun, Serpil Kalkan, Refik Soylu Giriþ: Özofagus primitif farenksin hemen tabanýnda yer alan ön barsak bölümünden geliþir. Dördüncü hafta sonunda mideden makroskopik olarak ayýrt edilebilir büyüklüðe eriþir (1). Baþlangýçta, özofagus kýsadýr ama kalp ve akciðerlerin büyüme ve iniþine paralel olarak hýzla uzar. Yedinci hafta sonunda nispeten esas boyutuna ulaþýr. Eðer bu paralel büyüme gerçekleþmez veya yetersiz kalýrsa kýsa özofagus adý verilen konjenital anomali ortaya çýkar. Bu anomali genelde hiatal herni ile birlikte görülür (2). Özofagus ta bulunan epitel ve bezleri endoderm kökenlidir. Epitel çoðalýr ve lümenin bir kýsmýný veya tamamýný kapatýr. Bununla birlikte, embriyonik periyodun sonunda tekrar lümen oluþur (2,3). Eðer bu rekanalizasyon süreci gerçekleþemez veya yetersiz olursa sýrasýyla özofagus atrezisi ve darlýðý adý verilen klinik tablolar meydana gelir (4). Bu geliþim arresti nedeninin endodermal hücrelerdeki bozuk geliþim olduðu ileri sürülmektedir (5). Özofagusun üst 1/3 ünde yer alan ve çizgili kaslardan meydana gelen muskularis externa tabakasý kaudal farengeal arkta yer alan mezenþimden köken alýr. Ancak farelerde yapýlan araþtýrmalarda bu çizgili kaslarýn geç fetal ve erken postnatal dönemde düz kas hücrelerinin çizgili kas hücrelerine dönüþümü ve farklýlaþmasý sonunda geliþtiði ortaya konmuþtur (6). Özofagus un alt 1/3 ünde yer alan düz kaslar ise çevrede bulunan splanknik mezenþimden köken alýr (7). Her iki tip kas kaudal farengeal ark ý innerve eden vagal sinir dallarý tarafýndan innerve edilir. Bununla birlikte, enterik sinirlerin yardýmcý innervasyonu özofagusun çizgili kaslarýnýn perinatal dönemde fonksiyonunu kazanmasý ve geliþimini tamamlamasý açýsýndan oldukça önemlidir (8). Bu çalýþma fetal dönemde 17-32 haftalar arasýnda özofagus geliþiminin histolojik olarak incelenmesi amacýyla yapýlmýþtýr. Gereç ve Yöntem Çalýþmada Selçuk Üniversitesi Meram Týp Fakültesi Anatomi Anabilim Dalýnda daha önceden mevcut olan ve spontan abortus sonucu elde edilip, piyes haline getirilmiþ insan fetüsleri kullanýldý. CRL (=Crown- Rump Length=Baþ-Popo Mesafesi) ölçümleri (9) yapýlarak gebelik haftasý yaþlarý tespit edilen bu piyeslerden gebelik yaþlarý 17 ila 32 hafta arasýnda olan 20 tanesi seçildi. Bu piyeslere torakotomi ve laparatomi uygulanarak özofagus açýða çýkarýldý ve eksizyon yoluyla total özofagus materyali elde edildi. Çalýþmada özofagus üst ve orta 1/3 bölümünden alýnan materyallerle alt 1/3 bölümün özofagotrakeal bölge üstünde kalan kýsmý kullanýldý. Alýnan materyaller üzerlerinde bulunmasý muhtemel atýk bileþiklerden arýtýlmak amacýyla önce temiz akar suda 36 saat yýkandý ve sonra tekrar temiz %10 luk formaldehit solüsyonu içine koyuldu ve 2 gün süreyle tespit saðlandý. Tespit sonrasýnda, elde edilen materyaller % 70 den saf alkole doðru, konsantrasyon giderek artýrýlmak suretiyle, alkol serilerinden geçirildi ve xylene de þeffaflandýrma yapýldý. Bir gece sedir yaðýnda býrakýlmak suretiyle þeffaflandýrmanýn artmasý saðlandý. Sonrasýnda iki kez xylene den geçirilip temizlenen materyaller xylene ve yumuþak parafin karýþýmýnda 1 saat bekletildikten sonra önce erimiþ yumuþak parafin ve daha sonrada erimiþ sert parafinlerde 2 þer saat bekletilerek son basamakta sert parafine gömüldü. Parafin bloklarýn her birinden mikrotom ile 6 þar adet 5 kalýnlýðýnda kesitler alýndý. Materyal bloklarýndan alýnan kesitler etüvde parafinlerinin tamamen erimeleri saðlandýktan sonra Hematoksilin-Eosin boyasý ile boyandý. Boyama sonrasýnda materyaller Entellan ile kapatýldý ve Olympus BH2 ýþýk mikroskobunda deðerlendirildi. Bulgular: 17-18 hafta: Mukoza: Özofagus lümeni açýk olarak görülmekteydi. Beþ-altý hücre tabakasý kalýnlýðýnda çok katlý yassý epitel mevcuttu. Kollajen fibriller çok gevþek ve düzensiz bir yapý göstermekteydi. Fibriller arasýnda saçýlmýþ görünümde fibroblastlar ve tek tük lenfositler mevcuttu. Bu hücrelerin bilhassa epitel altýnda daha yoðun olduðu dikkati çekiyordu. Herhangi bir bez yapýsýna rastlanmadý. Vaskülarizasyon oldukça azdý. Yer yer küçük ve oldukça az sayýda venüller mevcuttu. Muskularis mukoza tabakasý mevcut deðildi (Resim:1a-b). 153

Özofagus un Geliþiminin 17 Ýle 32 Haftalar Arasýndaki Fetuslerde Histomorfolojik Olarak Deðerlendirilmesi Submukoza: Gevþek yapýda kollajen fibrilleri mevcuttu. Aralarýnda saçýlmýþ þekilde yerleþik fibroblastlar mevcuttu. Herhangi bir bez yapýsý içermemekteydi. Vaskülarizasyon oldukça azdý. Muskuler tabaka: Oldukça ince bir yapýda olup lümene yakýn iç kýsýmda sirküler, dýþ kýsýmda ise longitidunal karakterde kas tabakasý içerdiði görüldü. Adventisya: Birkaç alanda oldukça küçük yapýlar þeklinde dikkati çekiyordu. 19-20 hafta: Mukoza: Sekiz-on hücre tabakasý kalýnlýðýnda çok katlý yassý epitel mevcuttu. Kollajen fibriller daha düzenli ve bütünleþik demetler halinde dikkati çekiyordu. Fibriller arasýnda fibroblastlarýn ve lenfositlerin daha yoðun olduðu ve bu hücrelerin epitel altýna doðru daha yoðunlaþma gösterdiði tespit edildi. Ancak herhangi bir lenfatik nodül veya taslaðý oluþumu tespit edilemedi. Oldukça az sayýda bez yapýlar mevcuttu. Muskularis mukoza tabakasý mevcut deðildi. Vaskülarizasyon nispeten daha iyi olup mukoza içinde yer yer küçük arteriollerin mevcut olduðu tespit edildi. Submukoza: Nispeten daha kalýn görünümde olan submukoza nýn daðýnýk ve gevþek yapýda kollajen fibrillerden ibaret olduðu ve saçýlmýþ þekilde yerleþik fibroblastlar içerdiði gözlendi. Kollajen fibriller daha düzenli bir görünüm arz etmekteydi. Herhangi bir bez yapýsý içermemekteydi. Vaskülarizasyon oldukça azdý. Bazý alanlarda küçük venüllerin mevcut olduðu görüldü. Muskuler tabaka: 17-18 haftaya göre daha kalýn bir yapýda olup lümene yakýn iç kýsýmda sirküler, dýþ kýsýmda ise longitidunal karakterde kas tabakasý içerdiði görüldü. Adventisya: Belirgin þekilde tespit edilebilmekteydi. Yapýsýnda çok sayýda geniþ venüllerin mevcut olduðu tespit edildi. 21-23 hafta: Mukoza: 10-12 hücre tabakasý kalýnlýðýnda çok katlý yassý epitel mevcuttu. Kollajen fibriller daha yoðun ve düzenli bir görünüm içermekteydi (Resim:1c-d). Fibriller arasýnda bol fibroblast yanýnda lenfositler ve yer yer makrofajlar mevcuttu. Herhangi bir lenfatik nodül veya taslaðý oluþumu tespit edilemedi. Bez yapýlarýn sayýca daha fazlalaþtýðý ancak küçük ebatta olduklarý görüldü. Vaskülarizasyon iyiydi. Çok sayýda küçük venüller dikkati çekmekteydi. Müsküler tabaka mevcut deðildi. Submukoza: Kollajen fibril yapýsýnýn daha düzenli ve vaskülarizasyonun daha iyi olduðu çok sayýda irili ufaklý venüllerin bulunduðu tespit edildi. Musküler tabaka: Nispeten daha kalýnlaþmýþ olduðu ve yine iç kýsýmda sirküler dýþ kýsýmda longitidunal yerleþimini devam ettirdiði görüldü. Adventisya: Oldukça iyi geliþmiþ yapýda olduðu bol miktarda geniþ venüller içerdiði tespit edildi. 24-26. haftalar: Mukoza: Oldukça kalýnlaþmýþ çok katlý yassý epitelin iyice organize olduðu görüldü. Kollajen fibrilleri çok yoðun ve oldukça düzenli dizilim göstermekteydiler. Kollajen fibrilleri arasýnda fibrillere paralel yerleþmiþ durumda çok sayýda fibroblastýn olduðu ve epitel altýnda bu fibroblastlarla birlikte bol miktarda lenfosit ve çok sayýda makrofajýn bulunduðu görüldü. Bununla birlikte, lenfatik bir oluþum mevcut deðildi. Çok sayýda küçük bez yapýlarýn mevcut olduðu ve mukoza içinde bez yapýlarý arasýnda çok sayýda venüllerin bulunduðu tespit edildi. Mukoza içinde ileride muskularis mukoza yý oluþturacak küçük düz kas demetlerinin daðýnýk þekilde mevcut olduðu izlendi, ancak bu demetler herhangi organize bir daðýlým veya yerleþim göstermemekteydi (Resim:2a-b). 154

Iþýk Tuncer, Murat Tosun, Serpil Kalkan, Refik Soylu Submukoza: Oldukça kalýnlaþmýþ olduðu ve yapýsýnda çok sayýda oldukça düzenli daðýlým gösteren sýký görünümlü kollajen fibrilleri bulunduðu görüldü. Fibriller arasýnda çok sayýda fibrillere paralel dizilim gösteren fibroblastlar ve çok sayýda irili ufaklý venüller görüldü. Musküler tabaka: Oldukça kalýnlaþmýþ ve organize sirküler ve longitidunal kas fibrilleri içerdiði tespit edildi. Adventisya: Oldukça iyi geliþmiþ organize bir görünüm arz etmekteydi. 27. hafta ve üzeri: 27. haftadan sonra özofagusun kaba geliþimini büyük oranda tamamladýðý ve organý oluþturan yapýlarýn tunika mukoza da yer alan muskularis mukoza dýþýnda tam organize olduðu, kollajen fibrillerinin düzenli bir dizilim gösterdiði, fibroblastlarýn daðýlýmýnýn genel anlamda homojen olduðu ve çok sayýda lenfosit ve makrofajýn mukoza ve submukoza da mevcut olduðu tespit edildi. Ayrýca mukoza ve submukozadaki bez yapýlarýn sayýsýnýn ve yapýsýnýn geliþmiþ karakterde olduðu, vaskülarizasyon ýn oldukça iyi olduðu, müsküler ve adventisyal tabakalarýn organize yapýda olduðu görüldü (Resim:2c-d). Tartýþma Embriyonal dönemde gastrointestinal sistemin geliþimi diðer organ sistemlerinin geliþimi gibi oldukça düzenli ve kompleks bir düzen içinde geliþir. Bu düzen içinde özofagus geliþimi ayrý bir önem taþýmaktadýr. Çünkü torakal bölgeden geçerek abdominal bölgeye dek uzanan bu yapýnýn geliþim bozukluklarý postnatal dönemde önemli klinik tablolarýn oluþmasýna neden olabilir. Eðer doðum öncesi, doðum anýnda ve sonraki ilk 1-2 gün içinde iyi bir gözlem yapýlýrsa özofagus atrezisi, özofageal stenoz, trakeoözofageal fistül ve hiatal herni gibi anomaliler sadece semptomatik olarak bile düþünülüp taný araçlarý ile kesin taný konabilir (10,11). Bunun önemi erken taný konulan vakalarda tedavi þanslarýnýn %85 lerin üzerlerine dek çýkabilmesidir (2). Aksi takdirde kýsa dönem içinde yenidoðanýn ölümü söz konusu olur. Yapýlan deneysel çalýþmalarda özofagus ligasyonu uygulanan vakalarda amnion sývýsýnýn yutulamamasýna baðlý birçok fetal organ sistemlerinde geliþim bozukluklarýnýn olduðu ve bu bozukluklarýn daha çok amniotik sývý dinamiðinde meydana gelen bozukluklar sonucu bazý büyüme faktörlerinin (IGF-1 gibi) salýnýmýnda yetersizlik oluþturmak suretiyle oluþtuðu ortaya konmuþtur (12-14). Özofagus ve daha birçok organda görülen hastalýklarýn tanýnmasýnda bu organlarýn normal yapýlarýnýn bilinmesi önem taþýmaktadýr (15). Dolayýsýyla özofagusun normal fetal geliþiminin ve histolojik yapýsýnýn bilinmesi bilhassa postnatal dönemde bu organla ilgili hastalýklarýn tanýsýnýn konmasýný kolaylaþtýrma açýsýndan önemlidir. Çalýþmamýzda da görüldüðü üzere özofagusun geliþim süreci içinde 17-20 haftalar arasýnda oldukça zayýf bir organizasyon mevcuttur. Ancak 21. haftadan sonra baþlayan yoðun bir tunika mukoza ve submukoza yapýlanmasý ve organizasyonu sonucu 26. gebelik haftasýna dek yapýsal geliþim büyük oranda tamamlanmaktadýr. 27. haftadan sonra, bu döneme dek oluþan tüm yapýlar ve katmanlar, ince geliþimlerini ve organizasyonlarýný tamamlamak üzere geliþimlerine devam etmektedirler. Bununla birlikte, histolojik olarak tunika mukozadaki, muskularis mukoza tabakasýnýn 32. haftada bile halen tam olarak oluþmamýþ olduðu dikkati çekmekteydi. Bu bulgular ýþýðýnda özofagus geliþiminde 21. haftanýn doku organizasyonunun hýzlandýðý, 27. haftanýn ise organýn yapýlanmasýnýn büyük oranda tamamlanmasý bakýmýndan önem taþýyan dönemler olduklarý kanaatine vardýk. 155

Özofagus un Geliþiminin 17 Ýle 32 Haftalar Arasýndaki Fetuslerde Histomorfolojik Olarak Deðerlendirilmesi Resim 1a: 17 haftalýk insan fetus özofagusunun histolojik görünümü. Hematoksilen-Eosin. x100. Resim 1a: 17 haftalýk insan fetus özofagusunun histolojik görünümü. Hematoksilen-Eosin. x200. Resim 1c: 21 haftalýk insan fetus özofagusunun histolojik görünümü. Hematoksilen-Eosin. x100. Resim 1d: 21 haftalýk insan fetus özofagusunun histolojik görünümü. Hematoksilen-Eosin. x200. 156

Iþýk Tuncer, Murat Tosun, Serpil Kalkan, Refik Soylu KAYNAKLAR 1. Williams PL, Bannister LH, Berry MM, et al. Embryology and Development. In: Collins P. (ed), Gray s Anatomy. Churcill Livingstone Inc, New York, 1995; pp181-185. 2. Moore KL and Persaud TVN The Digestive System. In: Moore KL (ed), The Developing Human (Clinically Oriented Embryology), Sixth Edition, WB Saunders Company, 1998; 271-302. 3. Larsen WJ. Development of the Gastrointestinal Tract In Human Embryology, Churcill Livingstone Inc, 1993; 235-280. 4. Þeftalioðlu A. Sindirim Sistemi Geliþmesi. In: Þeftalioðlu A (ed), Genel & Özel Ýnsan Embriyolojisi. Üçüncü Baský. Feryal Matbaasý; Ankara 1998;ss 291-327. 5. Herbst JJ. The oesophagus. In: Behrman RE et al (eds), Nelson Textbook of Pediatrics,Philadelphia, WB Saunders, 1996. pp803-808 6. Patapoutian A, Wold BJ, Wagner RA. Evidence for developmentally programmed transdifferentiation in mouse esophageal muscle. Science 1995; 15; 270 (5243):1818-1821. 7. Gemonov VV, Kolesnikov LL Development of oesophageal tissue structures in human embryogenesis. Anat Anz. 1990; 171(1):13-15. 8. Worl J, Dutsch F, Neuhuber WL. Development of neuromuscular junctions in the mouse esophagus: focus on establishment and reduction of enteric co-innervation. Anat Embryol (Berl) 2002;205:141-152. 9. Polin RA, Fox WW. Standards and Measurements. In: Hensinger R.N (ed), Fetal and Neonatal Physiology, WB Saunders Company, Philadelphia.1992;pp1688-1696. 10. Suri S, Eradi B, Chowdhary SK, Narasimhan KL, Rao KL. Early postoperative feeding and outcome in neonates. Nutrition. 2002;18:380-382. 11. Dashe JS, McIntire DD, Ramus RM, Santos-Ramos R, Twickler DM. Hydramnios: anomaly prevalence and sonographic detection.obstet Gynecol. 2002 ;100:134-139. 12. Kimble RM, Breier BH, Gluckman PD, Harding JE. Enteral IGF-I enhances fetal growth and gastrointestinal development in oesophageal ligated fetal sheep. J Endocrinol 1999;162:227-235. 13. Karnak I, Tanyel FC, Muftuoglu S, et al. Esophageal ligation: effects on the development of fetal organic systems Eur J Pediatr Surg 1996;6:328-333. 14. Jacobs DG, Wesson DE, Mago-Cao H, et al. Effect of esophageal ligation on the growth of fetal rabbits.j Pediatr Gastroenterol Nutr 1989;8:245-251. 15. DeNardi FG, Riddell RH. The normal esophagus. Am J Surg Pathol 1991;15:296-309. 157