مواضيع المحاضرة: GIT pathology
background image

CHAPTER FIVE 

PATHOLOGY OF THE GIT 

 

Objectives: 
Upon successful completion of this lectures, students should be able to: 

  Identify and describe the major disease processes including, inflammation, neoplasm 

and malabsorption conditions affecting different organs of GIT (oral cavity, 
esophagus, stomach, small and large intestine) in terms of, etiology pathogenesis, 
gross and microscopic changes, manifestations, and complications. 

  Identify various bacterial, viral, fungal, and parasitic infections affecting GIT, and 

describe the principle manifestations, diagnosis, treatment, and prevention of each 
individual microorganism and parasitic agent affecting GIT. 

 

THE ORAL CAVITY & OROPHARYNX 

 

 

  

Many pathological processes can affect the constituents of the oral cavity. The more important and frequent 
conditions  will  covered  in  this  lecture.  Diseases  involving  the  teeth  and  related  structures  will  not  be 
discussed. 
 
PROLIFERATIVE LESIONS  
The most common proliferative lesions of the oral cavity are  
1. Irritation Fibroma and Ossifying fibroma  
2. Ossifying fibroma 
2. Pyogenic granuloma 
3. Peripheral giant cell granuloma  
Irritation fibroma is a nodular mass of fibrous tissue that occurs mainly in the buccal mucosa along the bite 
line & gingivo-dental margin. (Fig. 5-2
Ossifying fibroma is a common growth of the gingiva. Some may be due to maturation of a long-standing 
pyogenic granuloma. 
Pyogenic granuloma
 (granuloma pyogenicum) is a highly vascular lesion that is usually seen in the gingiva 
of  children,  young  adults,  and  pregnant  women  (pregnancy  tumor).  The  lesion  is  typically  ulcerated  and 
bright red in color (due to rich vascularity) (Fig. 5-3). Microscopically there is vascular proliferation similar 
to  that  of  granulation  tissue.  (Fig.  5-3)  They  lesion  either  regresses  (particularly  after  pregnancy),  or 
undergoes fibrous maturation and may develop into ossifying fibroma. 
Peripheral  giant  cell  granuloma  (giant  cell  epulis)  is  a  relatively  common  lesion  that  characteristically 
protrudes from the gingiva at sites of chronic inflammation. It is so named because microscopically there are 
aggregates of multinucleate giant cells separated by a fibro-vascular stroma. (Fig. 5-4
 

INFLAMMATORY CONDITIONS  
Inflammatory ulcerations  
The most common inflammatory ulcerations of the oral cavity are  
1. Traumatic   

 

2. Aphthous 

 

 

3. Herpetic 
Traumatic ulcers, usually the result of trauma (e.g. fist fighting) or licking a jagged tooth. 
Aphthous ulcers 
are extremely common, single or multiple, painful, recurrent, superficial, ulcerations of the 
oral mucosa. The ulcer is covered by a thin yellow exudate and rimmed by a narrow zone of erythema. (Fig. 
5-5
) 
Herpetic ulcers 
(see under herpes simplex infection) 
Glossitis  
This  is inflammation  of the tongue, but  sometimes it is  also  applied to the beefy-red tongue that occurs  in 
certain deficiency states. The latter is the result of atrophy of the papillae and thinning of the mucosa, thus 
exposing  the  underlying  vasculature.  (Fig.  5-6)  However,  in  some  instances,  the  atrophy  leads  to 
inflammation (and even shallow ulcerations). Examples of such deficiency states that include 


background image

1. B12 (pernicious anemia),    

 

2. Riboflavin    

 

 

3. Niacin 
4. Pyridoxine   

 

 

 

5. Iron-deficiency anemia 
Plummer-Vinson syndrome is a combination of  
1. Iron-deficiency anemia 

2. Glossitis 

3. Esophageal dysphagia (due to esophageal webs) 
Glossitis (with ulcerations) may also be seen with  

 Jagged carious teeth 

 Ill-fitting dentures 

 Exposure to hot fluids or corrosive chemicals  

 Inhalation of burn fumes including excessive smoking 

 Syphilis 

 
INFECTIONS 

 

1. Herpes simplex infections 
Most  of  these  are  caused  by  herpes  simplex  virus  (HSV)  type  1  &  sometimes  2.    Primary  HSV  infection 
typically  occurs  in  children  aged  2  to  4  years;  is  often  asymptomatic,  but  sometime  presents  as  acute 
herpetic gingivostomatitis
, characterized by vesicles and ulcerations throughout the oral cavity. The great 
majority of affected adults harbor latent HSV-1 (the virus migrates along the regional nerves and eventually 
becomes  dormant  in  the  local  ganglia  e.g.,  the  trigeminal).  In  some  individuals,  usually  young  adults,  the 
virus becomes reactivated to produce the common but usually mild cold sore. (Fig. 5-7) 
Factors activating the virus include  
1. Trauma  
2. Allergies  
3. Exposure to ultraviolet light (sunlight)   
4. Upper respiratory tract infections  
 
The viral infection is associated with intracellular and intercellular edema, yielding clefts that may become 
transformed into vesicles. The vesicles range from a few millimeters to large ones that eventually rupture to 
yield extremely painful, red-rimmed, shallow ulcerations.  
2. Other Viral Infections  

These include  
- Herpes zoster  

- EBV (infectious mononucleosis) 

 

- CMV 

- Enterovirus  

- Measles

 

3. Oral Candidiasis (thrush) 
This  is  the  most  common  fungal  infection  of  the  oral  cavity.    The  thrush  is  a  grayish  white,  superficial, 
inflammatory psudomembrane composed of the fungus enmeshed in a fibrino-suppurative exudates. (Fig. 5-
8
) This can be readily scraped off to reveal an underlying red inflammatory base. The fungus is  a normal 
oral flora but causes troubles only  
1. In the setting of immunosuppression (e.g. diabetes mellitus, organ or bone marrow transplant recipients, 
neutropenia, cancer chemotherapy, or AIDS) or  
2.  When  broad-spectrum  antibiotics  are  taken;  these  eliminate  or  alter  the  normal  bacterial  flora  of  the 
mouth.  
3. In infants, where the condition is relatively common, presumably due to immaturity of the immune system 
in them. 

 

4. Deep Fungal Infections  
Some fungal infections may extends deeply to involve the muscles & bones in relation to oral cavity. These 
include,  among  others,  histoplasmosis,  blastomycosis,  and  aspergillosis.  The  incidence  of  such  infections 
has  been  increasing  due  to  increasing  number  of  patients  with  AIDS,  therapies  for  cancer,  &  organ 
transplantation 
5.  Diphtheria:  characterized  grossly  by  dirty  white,  fibrino-suppurative,  tough,  inflammatory 
pseudomembrane over tonsils & posterior pharynx. (Fig. 5-9
 

5. Pregnancy   
6. Menstruation  
7. Immunosuppression
 

 

 


background image

ORAL MANIFESTATIONS OF SYSTEMIC DISEASE 

 

Many systemic diseases are associated with oral lesions & it is not uncommon for oral lesions to be the first 
manifestation of some underlying systemic condition.  
1. Scarlet fever: strawberry tongue: white coated tongue with hyperemic papillae projecting (Fig. 5-10)

 

2. Measles: Koplik spots: small whitish ulcerations (spots) on a reddened base, about Stensen   duct  (Fig. 
5-11
)

 

3. Diphtheria: dirty white, fibrinosuppurative, tough pseudomembrane over the tonsils and retropharynx 

 

4. AIDS  
a. opportunistic oral infections: herpesvirus, Candida, other fungi   

 

 

b. Kaposi sarcoma (Fig. 5-12

 

 

 

 

 

 

 

c. hairy leukoplakia 

 

5. AML (especially monocytic leukemia): enlargement of the gingivae + periodontitis (Fig. 5-13
6. Melanotic pigmentation (Fig. 5-14) 

 

 

 

a.  Addison disease 
b.  hemochromatosis  
c.  fibrous dysplasia of bone  
d.  Peutz-Jegher syndrome 
7. Pregnancy: pyogenic granuloma ("pregnancy tumor")  
Hairy Leukoplakia 

 

Approximately 80% of patients with hairy leukoplakia have been infected with HIV; the remainig 20% are 
seen  in  association  with  other  immunodeficiency  states.  The  condition  presents  as  a  white  fluffy  ("hairy") 
patches that are situated on the lateral border of the tongue. (Fig. 5-15) EBV is now accepted as the cause 
of the condition. When hairy leukoplakia precedes HIV infection, manifestations of AIDS generally appear 
within 2 or 3 years. 
 

TUMORS AND PRECANCEROUS LESIONS  
Many  of  the  oral  cavity  tumors  (e.g.,  papillomas,  hemangiomas,  lymphomas)  are  not  different  from  their 
homologous tumors elsewhere in the body. Here we will consider only oral squamous cell carcinoma and its 
associated precancerous lesions. 
Leukoplakia and Erythroplakia are considered premalignant lesions of squamous cell carcinoma.  
 
Leukoplakia
  (Fig.  5-16)  is  a  white  patch  that  cannot  be  scraped  off  and  cannot  be  attributed  clinically  or 
microscopically to any other disease i.e. if a white lesion in the oral cavity can be given a specific diagnosis 
it is not a leukoplakia. As such, white patches caused by entities such as candidiasis are not leukoplakias. All 
leukoplakias must be considered precancerous (have the potential to progress to squamous cell carcinoma) 
until proved otherwise through histologic evaluation. 
 
Erythroplakias
 
(Fig. 5-17) are red velvety patches that are much less common, yet much more serious than 
leukoplakias. The incidence of dysplasia and thus the risk of complicating squamous cell carcinoma is much 
more frequent in erythroplakia compared to leukoplakias. 
Both leukoplakia and erythroplakia are usually found between ages of 40 and 70 years, and are much more 
common in  males  than females.  The use of tobacco  (cigarettes,  pipes, cigars, and chewing tobacco) is  the 
most common incriminated factor.  
 
Squamous cell carcinoma 
 
The  vast  majority  (95%)  of  cancers  of  the  head  and  neck  are  squamous  cell  carcinomas;  these  arise  most 
commonly in the oral cavity. The 5-year survival rate of early-stage oral cancer is approximately 80%, but 
this drops to about 20% for late-stage disease. These figures highlight the importance of early diagnosis & 
treatment, optimally of the precancerous lesions.  
 
 
 
 
 
 


background image

The pathogenesis of squamous cell carcinoma is multifactorial.  
1. Chronic smoking and alcohol consumption  
2. Oncogenic variants of human papilloma virus (HPV). It is now known that at least 50% of oropharyngeal 
cancers, particularly those of the tonsils and the base of tongue, harbor oncogenic variants of HPV.  
3. Inheritance of genomic instability; a family history of head and neck cancer is a risk factor.  
4. Exposure to actinic radiation (sunlight) & pipe smoking are known predisposing factors for cancer of the 
lower lip. 
 
Gross features 
(Fig. 5-18 A) 
Squamous cell carcinoma may arise anywhere in the oral cavity, but the favored locations are 
1. The tongue  
2. Floor of mouth  
3. Lower lip  
In  the  early  stages,  cancers  of  the  oral  cavity  appear  as  roughened  areas  of  the  mucosa.  As  the  lesion 
enlarges, it typically appears as either an ulcer or a protruding mass (fungating). 
 
Microscopic features
 
(Fig. 5-18 B) 

 Early  there  is  full-thickness  dysplasia  (carcinoma  in  situ)  followed  by  invasion  of  the  underlying 

connective tissue stroma.  

 The grade varies from from well-differentiated keratinizing to poorly differentiated.  

As a group, these tumors tend to infiltrate and extend locally before they eventually metastasize to cervical 
lymph nodes and more remotely. The most common sites of distant metastasis are mediastinal lymph nodes, 
lung, liver and bones 
 
SALIVARY GLANDS  
There  are  three  major  salivary  glands—parotid,  submandibular,  and  sublingual.  Additionally,  there  are 
numerous minor salivary glands distributed throughout the mucosa of the oral cavity.  
Xerostomia refers to dry mouth due to a lack of salivary secretion; the causes include 
1.  Sjögren  syndrome
:  an  autoimmune  disorder,  that  is  usually  also  accompanied  by  involvement  of  the 
lacrimal glands that produces dry eyes (keratoconjunctivitis sicca). 
2. Radiation therapy 
Inflammation (Sialadenitis)  
Sialadenitis refers to inflammation of a salivary gland; it may be 
1. Traumatic    

2. Infectious: viral, bacterial   

3. Autoimmune 

The most common form of viral sialadenitis is mumps, which usually affects the parotids. The pancreas and 
testes may also be involved.  
Bacterial sialadenitis is seen as a complication of  
1. Stones
 obstructing ducts of a major salivary gland (Sialolithiasis), particularly the submandibular. (Fig. 5-
19
)  
2. Dehydration with decreased secretory function as is sometimes occurs in  
a. patients on long-term phenothiazines that suppress salivary secretion.  
b. elderly patients with a recent major thoracic or abdominal surgery.  
Unilateral involvement of a single gland is the rule and the inflammation may be suppurative.  
The inflammatory involvement causes painful enlargement and sometimes a purulent ductal discharge. 
Sjögren syndrome causes an immunolgically mediated sialadenitis i.e. inflammatory damage of the salivary 
tissues. 

Mucocele 

 

This is common salivary lesion results from interruption of salivary outflow due to blockage or rupture of a 
salivary gland duct. This leads to seepage of saliva into the surrounding tissues. The lower lip is the most 
common  location  due  to  exposure  of  this  site  to  trauma  (fist  fighting,  falling  etc.).  It  presents  as  fluctuant 
swelling. Microscopically, there is accumulation of mucin with inflammatory cells. (Fig. 5-20)

 

Ranula is a mucocele of the sublingual gland; it may become extremely large. 
 
 
 

4. Soft palate  
5. Gingiva  


background image

 
NEOPLASMS OF SALIVARY GLANDS  
Neoplasms of the salivary glands (benign and malignant) are generally uncommon, constituting less than 2% 
of human tumors. We will restrict our discussion on the more common examples.  
The relative frequency distributions of these tumors in relation to various salivary glands are as follows 
Salivary gland  

 

 

 

 

Relative frequency of tumors (%) 

Parotid gland    

  

 

       

 

 

80% 

Submandibular gland   

 

 

 

 

10%  

Minor salivary and sublingual glands  

 

 

10% 

The incidence of malignant tumors within the glands is, however, different from the above 
Salivary gland affected 

 

Relative frequency of malignant tumors (%) 

Sublingual tumors 

 

 

 

80% 

Minor salivary glands  

 

 

50%  

Submandibular glands  

 

 

40% 

Parotid glands  

 

 

 

25%  

These tumors usually occur in adults, with a slight female predominance. Excluded from this rule is Warthin 
tumor
, which occurs much more frequently in males than in females. The benign tumors occur most often 
around the age of 50 to 60 years; the malignant ones tend to appear in older age groups. Neoplasms of the 
parotid produce distinctive swellings in front of, or below the ear. Clinically, there are no reliable criteria to 
differentiate benign from the malignant tumors; therefore, pathological evaluation is necessary. (Fig. 5-21
 
Pleomorphic Adenomas (Mixed Salivary Gland Tumors)  
These benign tumors commonly occur within the parotid gland (constitute 60% of all parotid tumors).  
Gross features (Fig. 5-22 A)  

 Most tumors are rounded, encapsulated masses.  

 The cut surface is gray-white with myxoid and light blue translucent areas of chondroid. 

Microscopic features (Fig. 5-22 B)  

 The main constituents are a mixture of ductal epithelial and myoepithelial cells, and it is believed that all 

the other elements, including mesenchymal, are derived from the above cells (hence the name adenoma).  

 The epithelial/myoepithelial components of the neoplasm are arranged as glands, strands, or sheets. These 

various  epithelial/myoepithelial  elements  are  dispersed  within  a  background  of  loose  myxoid  tissue  that 
may contain islands of cartilage-like islands and, rarely bone

 Sometimes, squamous differentiation is present.  

 In  some  instances,  the  tumor  capsule  is  focally  deficient  allowing  the  tumor  to  extend  as  tongue-like 

protrusions into the surrounding normal tissue.  

Enucleation  of  the  tumor  is,  therefore,  not  advisable  because  residual  foci  (the  protrusions)  may  be  left 
behind  and  act  as  a  potential  source  of  multifocal  recurrences.  (Fig.  5-23)The  incidence  of  malignant 
transformation increases with the duration of the tumor. 
 
Warthin  Tumor  
is  the  second  most  common  salivary  gland  neoplasm.  It  is  benign,  arises  usually  in  the 
parotid  gland  and  occurs  more  commonly  in  males  than  in  females.  About  10%  are  multifocal  and  10% 
bilateral. Smokers have a higher risk than  nonsmokers for developing these tumors. Grossly, it is round to 
oval, encapsulated mass & on section display gray tissue with narrow cystic or cleft-like spaces filled with 
secretion. Microscopically, these spaces are lined by a double layer of neoplastic epithelial cells resting on a 
dense lymphoid stroma,  sometimes with  germinal  centers.  This  lympho-epithelial  lining frequently  project 
into  the  spaces.  The  epithelial  cells  are  oncoytes  as  evidenced  by  their  eosinophilic  granular  cytoplasm 
(stuffed with mitochondria). (Fig. 5-24) 
 
Mucoepidermoid Carcinoma
 
As the name indicates, these neoplasms are composed of variable mixtures of mucus-secreting cells (muco), 
and  squamous  cells  (epidermoid).  They  are  the  most  common  form  of  primary  malignant  tumor  of  the 
salivary  glands.  
They  occur  mainly  in  the  parotids.  Low-grade  tumors  may  invade  locally  but  do  not 
metastasize.  By  contrast,  high-grade  neoplasms  metastasize  to  distant  sites  in  30%  of  cases.  Grossly, 
mucoepidermoid  carcinomas  are  gray-white,  infiltrative  tumors  that  frequently  show  small,  mucin-


background image

containing  cysts.  Microscopically,  there  are  cords,  sheets,  and  cysts  of  squamous  and  mucous-secreting 
cells. (Fig. 5-25) 
 
 
Other Salivary Gland Tumors  
Two less common neoplasms worth brief description: 
 
Adenoid cystic carcinoma
: half of the cases are found in the minor salivary glands (in particular the palate). 
Although slow growing, they have a tendency to invade perineural spaces and to recur. Eventually, 50% or 
more disseminate widely to distant sites such as bone, liver, and brain. Microscopically, they are composed 
of small cells having dark, compact nuclei and scant cytoplasm. These cells tend to be disposed in sieve-like 
(cribriform) patterns. The spaces between the tumor cells are often filled with a hyaline material thought to 
represent excess basement membrane. (Fig. 5-26
 
Acinic cell tumor
 is composed of cells resembling the normal acinar cells (hence  the name). Most arise in 
the parotids; the small remainder arises in the submandibular glands. On histologic examination, they reveal 
a  variable  architecture  and  cell  morphology.  Most  characteristically,  the  cells  have  clear  cytoplasm  &  are 
disposed  in  sheets,  microcysts,  glands,  or  papillae.  About  10%  to  15%  of  these  neoplasms  metastasize  to 
lymph nodes. (Fig. 5-27

 
ESOPHAGUS
  

 

 

 

 

 

 

The main functions of the esophagus are to 1. Conduct food and fluids from the pharynx to the stomach 2. 
Prevent  reflux  of  gastric  contents  into  the  esophagus.  These  functions  require  motor  activity  coordinated 
with  swallowing,  i.e.  wave  of  peristalsis,  associated  with  relaxation  of  the  LES  in  anticipation  of  the 
peristaltic  wave.  This  is  followed  by  closure  of  the  LES  after  the  swallowing  reflex.  Maintenance  of 
sphincter tone (positive pressure relative to  the rest  of esophagus) is  necessary to  prevent  reflux of gastric 
contents. 

CONGENITAL ANOMALIES  
Several  congenital  anomalies  affect  the  esophagus  including  the  presence  of  ectopic  gastric  mucosa  & 
pancreatic tissues within the esophageal  wall,  congenital  cysts  &  congenital  herniation of the esophageal 
wall  into  the  thorax.  The  latter  is  due  to  impaired  formation  of  the  diaphragm.  Atresia  and  fistulas  are 
uncommon  but  must  be  recognized  &  corrected  early  because  they  cause  immediate  regurgitation, 
suffocation  &  aspiration pneumontis  when feeding is attempted.  In  atresia,  a segment  of the  esophagus is 
represented by only a noncanalized cord, with the upper pouch connected to the bronchus or the trachea and 
a lower pouch leading to the stomach. (Fig. 5-28
Webs, rings, and stenosis (Fig. 5-29) 
Mucosal webs are shelf-like, eccentric protrusions of the mucosa into the esophageal lumen. These are most 
common in the upper esophagus. The triad of upper esophageal web, iron-deficiency anemia, and glossitis is 
referred to as Plummer-Vinson syndrome. This condition is associated with an increased risk for postcricoid 
esophageal carcinoma.  
Esophageal  rings  unlike  webs  are  concentric  plates  of  tissue  protruding  into  the  lumen  of  the  distal 
esophagus.  Esophageal  webs  and  rings  are  encountered  most  frequently  in  women  over  age  40.  Episodic 
dysphagia is the main symptom.  
Stenosis
  consists  of  fibrous  thickening  of  the  esophageal  wall.  Although  it  may  be  congenital,  it  is  more 
frequently  the  result  of  severe  esophageal  injury  with  inflammatory  scarring,  as  from  gastroesophageal 
reflux disease (GERD), radiation, scleroderma and caustic injury. Stenosis usually manifests as progressive 
dysphagia, at first to solid foods but eventually to fluids as well. 
 

LESIONS ASSOCIATED WITH MOTOR DYSFUNCTION (Fig. 5-30  
Coordinated  motor  activity  is  important  for  proper  function  of  the  esophagus.  The  major  entities  that  are 
caused by motor dysfunction of the esophagus are  
1. Achalasia   
2. Hiatal hernia  
3. Diverticula  
4. Mallory-Weiss tear 

 


background image

Achalasia  
Achalasia means "failure to relax." It is characterized by three major abnormalities: 
1. Aperistalsis (failure of peristalsis)  
2. Increased resting tone of the LES   
3. Icomplete relaxation of the LES in response to swallowing 
In  most  instances,  achalasia  is  an  idiopathic  disorder.  In  this  condition  there  is  progressive  dilation  of  the 
esophagus  above  the  persistently  contracted  LES.  The  wall  of  the  esophagus  may  be  of  normal  thickness, 
thicker  than  normal  owing  to  hypertrophy  of  the  muscular  wall,  or  markedly  thinned  by  dilation  (when 
dilatation  overruns  hypertrophy).  The  mucosa  just  above  the  LES  may  show  inflammation  and  ulceration. 
Young adults are usually affected and present with progressive dysphagia. (Fig. 5-31)  
Complications of achalasia are 
1. Aspiration pneumonitis of undigested food   
2. Monilial esophagitis   
3. Esophageal squamous cell carcinoma (about 5% of patients)  
4. Lower esophageal diverticula 
 
Lacerations (Mallory-Weiss Syndrome) 
These refer to longitudinal tears at the GEJ or gastric cardia and are the consequence of severe retching or 
vomiting.  They  are  encountered  most  commonly  in  alcoholics,  since  they  are  susceptible  to  episodes  of 
excessive  vomiting,  but  have  been  reported  in  persons  with  no  history  of  vomiting  or  alcoholism.  During 
episodes  of  prolonged  vomiting,  reflex  relaxation  of  LES  fails  to  occur.  The  refluxing  gastric  contents 
suddenly  overcome the  contracted musculature leading to  forced,  massive dilation of the lower esophagus 
with tearing of the stretched wall.  
Pathological features 
The linear irregular lacerations, which are usually found astride the GEJ or in the gastric cardia, are oriented 
along the axis of the esophageal lumen. The tears may involve only the mucosa or may penetrate deeply to 
perforate  the  wall.  (Fig.  5-34)  Infection  of  the  mucosal  defect  may  lead  to  inflammatory  ulcer  or  to 
mediastinitis.  Usually  the  bleeding  is  not  profuse  and  stops  without  surgical  intervention.  Healing  is  the 
usual outcome. Rarely esophageal rupture occurs. 
 
Esophageal Varices 
 
Portal hypertension when sufficiently prolonged or severe induces the formation of collateral bypass veins 
wherever  the  portal  and  caval  venous  systems  communicate.  Esophageal  varices  refer  to  the  prominent 
plexus  of  deep  mucosal  and  submucosal  venous  collaterals  of  the  lower  esophagus  subsequent  to  the 
diversion  of  portal  blood  through  them  through  the  coronary  veins  of  the  stomach.  From  the  varices  the 
blood is diverted into the azygos veins, and eventually into the systemic veins. Varices develop in 90% of 
cirrhotic patients. Worldwide, after alcoholic cirrhosis, hepatic schistosomiasis is the second most common 
cause of variceal bleeding. 
 
Pathological features
 (Fig. 5-35
The increased pressure in the esophageal plexus produces dilated tortuous vessels that are liable to rupture. 

  Varices  appear  as  tortuous  dilated  veins  lying  primarily  within  the  submucosa  of  the  distal  esophagus 

and proximal stomach.  

  The  net  effect  is  irregular  protrusion  of  the  overlying  mucosa  into  the  lumen.  The  mucosa  is  often 

eroded because of its exposed position.  

  Variceal  rupture  produces  massive  hemorrhage  into  the  lumen.  In  this  instance,  the  overlying  mucosa 

appears ulcerated and necrotic.  

Rupture of esophageal varices usually produces massive hematemesis. Among patients with advanced liver 
cirrhosis, such a rupture is responsible for 50% of the deaths. Some patients die as a direct consequence of 
the hemorrhage (hypovolemic shock); others of hepatic coma triggered by the hemorrhage.  

 
 
 
 
 


background image

Esophagitis  
This  term  refers  to  inflammation  of  the  esophageal  mucosa.  It  may  be  caused  by  a  variety  of  physical, 
chemical, or biologic agents. Reflux Esophagitis (Gastroesophageal Reflux Disease or GERD) is the most 
important  cause  of  esophagitis  and  signifies  esophagitis  associated  with  reflux  of  gastric  contents  into  the 
lower  esophagus.  Many  causative  factors  are  involved,  the  most  important  is  decreased  efficacy  of 
esophageal  antireflux  mechanisms
,  particularly  LES  tone.  In  most  instances,  no  cause  is  identified. 
However, the following may be contributatory  

a.  Central nervous system depressants including alcohol 
b.  Smoking 
c.  Pregnancy  
d.  Nasogastric tube  
e.  Sliding hiatal hernia 
f.  hypothyroidism  
g.  Systemic sclerosis 
Any one of the above mechanism may be the primary cause in an individual case, but more than one is 
likely  to  be  involved  in  most  instances.  The  action  of  gastric  juices  is  vital  to  the  development  of 
esophageal mucosal injury. 
Gross (endoscopic) features (Fig. 5-36 A) 

 These depend on the causative agent and on the duration and severity of the exposure.  

 Mild  esophagitis  may  appear  grossly  as  simple  hyperemia.  In  contrast,  the  mucosa  in  severe 

esophagitis shows confluent erosions or total ulceration into the submucosa.   

 
Microscopic features 
(Fig. 5-36 B) 
Three histologic features are characteristic: 

1.  Inflammatory cells including eosinophils within the squamous mucosa.  
2.  Basal cells hyperplasia 
3.  Extension of lamina propria papillae into the upper third of the mucosa.  

The  disease  mostly  affects  those  over  the  age  of  40  years.  The  clinical  manifestations  consist  of 
dysphagia, heartburn, regurgitation of a sour fluid into the mouth, hematemesis, or melena. Rarely, there 
are episodes of severe chest pain that may be mistaken for a "heart attack."  
The potential consequences of severe reflux esophagitis are  
1. Bleeding   
2. Ulceration   
3. Stricture formation   
4. Tendency to develop Barrett esophagus 
 
 

Barrett Esophagus (BE) 
10% of patients with long-standing GERD develop this complication. BE is the single most important risk 
factor  for  esophageal  adenocarcinoma.  BE  refers  to  columnar  metaplasia  of  the  distal  squamous  mucosa; 
this occurs in response to prolonged injury induced by refluxing gastric contents. Two criteria are required 
for the diagnosis of Barrett esophagus: 
1. Endoscopic evidence of columnar lining above the GEJ 
2. Histologic confirmation of the above in biopsy specimens.  
The pathogenesis of Barrett esophagus appears to be due to a change in the differentiation program of stem 
cells of the esophageal mucosa. Since the most frequent metaplastic change is the presence of columnar cells 
admixed with goblet cells, the term "intestinal metaplasia" is used to describe the histological alteration. 
 
Gross features 

 Barrett  esophagus  is  recognized  as  a  red,  velvety  mucosa  located  between  the  smooth,  pale  pink 

esophageal squamous mucosa and the light brown gastric mucosa.  

 It is displayed as tongues, patches or broad circumferential bands replacing the squamocolumnar junction 

several centimeters. (Fig. 5-37 A) 

 
 


background image

Microscopic features  

 the  esophageal  squamous  epithelium  is    replaced  by  metaplastic  columnar  epithelium,  including 

interspersed  goblet  cells,  &  may  show  a  villous  pattern  (as  that  of  the  small  intestine  hence  the  term 
intestinal metaplasia). (Fig. 5-37 B) 

 Critical to the pathologic evaluation of patients with Barrett mucosa is the search for dysplasia within the 

metaplastic  epithelium.  This  dysplastic  change  is  the  presumed  precursor  of  malignancy 
(adenocarcinoma). Dysplasia is recognized by the presence of cytologic and architectural abnormalities in 
the columnar epithelium, consisting of enlarged, crowded, and stratified hyperchromatic nuclei with loss 
of  intervening  stroma  between  adjacent  glandular  structures.  Depending  on  the  severity  of  the  changes, 
dysplasia is classified as low-grade or high-grade.  

 Approximately 50% of patients with high-grade dysplasia may already have adjacent adenocarcinoma. 

Most patients with the first diagnosis of Barrett esophagus are between 40 and 60 years.  Barrett esophagus 
is clinically significant due to  
1. The secondary complications of local peptic ulceration with bleeding and stricture.  
2. The development of adenocarcinoma, which in patients with long segment disease (over 3 cm of Barrett 
mucosa), occurs at a frequency that is 30- to 40 times greater than that of the general population. 
 
Other causes of esophagitis  
In addition to GERD (which is, in fact, a chemical injury), esophageal inflammation may have many origins. 
Examples  include  ingestion  of  mucosal  irritants  (such  as  alcohol,  corrosive  acids  or  alkalis  as  in  suicide 
attempts),  cytotoxic  anticancer  therapy,  bacteremia  or  viremia  (in  immunosuppressed  patients),  fungal 
infection
  (in  debilitated  or  immunosuppressed  patients  or  during  broad-spectrum  antimicrobial  therapy; 
candidiasis by far the most common), and uremia 

 

TUMORS  
Benign Tumors  
Leiomyomas are the most common benign tumors of the esophagus. (Fig. 5-38 
 
Malignant Tumors 
 
Carcinomas of the esophagus (5% of all cancers of the GIT) have, generally, a poor prognosis because they 
are often discovered too late. Worldwide, squamous cell carcinomas constitute 90% of esophageal cancers, 
followed by adenocarcinoma. 
Other tumors are rare. 
 
Squamous Cell Carcinoma (SCC) 
 

Most SCCs occur in adults over the age of 50. The disease is more common in males than females. The 
regions with high incidence include  Iran  & China. Blacks throughout the world are at higher risk than 
are whites. 
Etiology and Pathogenesis 
Factors Associated with the Development of Squamous Cell Carcinoma of the Esophagus are classified 
as   
1. Dietary 

 

 

Deficiency of vitamins (A, C, riboflavin, thiamine, and pyridoxine) & trace elements (zinc)  

 

Fungal contamination of foodstuffs  

 

High content of nitrites/nitrosamines  

 

Betel chewing (betel: the leaf of a climbing evergreen shrub, of the pepper family, which is chewed 

in the East with a little lime.)  
2. Lifestyle  
 

Burning-hot food  

 

Alcohol consumption  

 

Tobacco abuse  

3. Esophageal Disorders  
 

Long-standing esophagitis  

 

Achalasia  

 

Plummer-Vinson syndrome  


background image

4. Genetic Predisposition  
 

Long-standing celiac disease   

 

Racial disposition 

The  marked  geographical  variations  in  the  incidence  of  the  disease  strongly  implicate  dietary  and 
environmental  factors,  with  a  contribution  from  genetic  predisposition.
  The  majority  of  cancers  in 
Europe  and  the  United  States  are  attributable  to  alcohol  and  tobacco.  Some  alcoholic  drinks  contain 
significant amounts of such carcinogens as polycyclic hydrocarbons, nitrosamines, and other mutagenic 
compounds.  Nutritional  deficiencies  associated  with  alcoholism  may  contribute  to  the  process  of 
carcinogenesis. 
Human  papillomavirus  DNA  is  found  frequently  in  esophageal  squamous  cell  carcinomas  from  high-
incidence regions. 
 
Gross features
 (Fig. 5-39 A) 

  Like  squamous  cell  carcinomas  arising  in  other  locations,  those  of  the  esophagus  begin  as  in  situ 

lesions.  

  When  they  become  overt,  about  20%  of  these  tumors  are  located  in  the  upper  third,  50%  in  the 

middle third, and 30% in the lower third of the esophagus. 

  Early  lesions  appear  as  small,  gray-white,  plaque-like  thickenings  of  the  mucosa  but  with 

progression, three gross patterns are encountered:  

1. Fungating (polypoid) (60%) that protrudes into the lumen 
2.  Flat  (diffusely  infiltrative)  (15%)  that  tends  to  spread  within  the  wall  of  the  esophagus,  causing 
thickening, rigidity, and narrowing of the lumen 
3. Excavated (ulcerated) (25%) that digs deeply into surrounding structures and may erode into the 
respiratory tree (with resultant  fistula and pneumonia) or aorta  (with catastrophic bleeding) or may 
permeate the mediastinum and pericardium.  

  Local  extension  into  adjacent  mediastinal  structures  occurs  early,  possibly  due  to  the  absence  of 

serosa  for  most  of  the  esophagus.  Tumors  located  in  the  upper  third  of  the  esophagus  also 
metastasize to cervical lymph nodes; those in the middle third to the mediastinal, paratracheal,  and 
tracheobronchial  lymph  nodes;  and  those  in  the  lower  third  most  often  spread  to  the  gastric  and 
celiac groups of nodes. 

 
Microscopic features
 (Fig. 5-39 B) 

  Most squamous cell carcinomas are moderately to well-differentiated,  

  They are invasive tumors that have infiltrated through the wall or beyond.  

The  rich  lymphatic  network  in  the  submucosa  promotes  extensive  circumferential  and  longitudinal 
spread.  
Esophageal  carcinomas  are  usually  quite  large  by  the  time  of  diagnosis,  produces  dysphagia  and 
obstruction  gradually.  Cachexia  is  frequent.  Hemorrhage  and  sepsis  may  accompany  ulceration  of  the 
tumor.  
The five-year survival rate in patients with superficial esophageal carcinoma is about 75%, compared to 
25% in patients who undergo "curative" surgery for more advanced disease. Local recurrence and distant 
metastasis  following  surgery  are  common.  The  presence  of  lymph  node  metastases  at  the  time  of 
resection significantly reduces survival. 
 
Adenocarcinoma  
With  increasing  recognition  of  Barrett  mucosa,  most  adenocarcinomas  in  the  lower  third  of  the 
esophagus arise from the Barrett mucosa.  
 
Etiology and Pathogenesis  
These focus on Barrett esophagus. The lifetime risk for cancer development from Barrett esophagus is 
approximately 10%. Tobacco exposure and obesity are risk factors. Helicobacter pylori infection may be 
a contributing factor. 
 
 
 


background image

Gross features: (Fig. 5-40 A)  

  adenocarcinomas  arising  in  the  setting  of  Barrett  esophagus  are  usually  located  in  the  distal 

esophagus and may invade the adjacent gastric cardia.  

  As  is  the  case  with  squamous  cell  carcinomas,  adenocarcinomas  initially  appear  as  flat  raised 

patches that may develop into large nodular fungating masses or may exhibit diffusely infiltrative 
or deeply ulcerative features. 

 
Microscopic features
 (Fig. 5-40 B) 

  Most tumors are mucin-producing glandular tumors exhibiting intestinal-type features.   

  Multiple foci of dysplastic mucosa are frequently present adjacent to the tumor.  

Adenocarcinomas  arising  in  Barrett  esophagus  chiefly  occur  in  patients  over  the  age  of  40  years  and 
similar to Barrett esophagus, it is more common in men than in women, and in whites more than blacks 
(in contrast to squamous cell carcinomas). As in other forms of esophageal carcinoma, patients usually 
present  because  of  difficulty  swallowing,  progressive  weight  loss,  bleeding,  and  chest  pain.  The 
prognosis  is  as  poor  as  that  for  other  forms  of  esophageal  cancer,  with  under  20%  overall  five-year 
survival. Identification and resection of early cancers with invasion limited to the mucosa or submucosa 
improves five-year survival  to  over 80%. Regression  or surgical  removal  of  Barrett  esophagus  has  not 
yet been shown to eliminate the risk for adenocarcinoma. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

STOMACH   

 

 

 

 

 

 

In developed countries, peptic ulcers occur in up to 10% of the general population. Chronic infection of the 
gastric mucosa by the bacterium H. pylori is the most common infection worldwide. Gastric cancer is still a 
significant cause of death, despite its decreasing incidence. 

CONGENITAL ANOMALIES 

 

These include various heterotopias (normal tissues in abnormal locations), which are usually asymptomatic, 
e.g.  pancreatic  heterotopia.  Congenital  diaphgramatic  hernia,  which  is  due  to  defective  closure  of  the 
diaphragm; this leads to herniation of abdominal contents into the thorax in utero. Congenital hypertrophic 
pyloric  stenosis  
is  encountered  in  male  infants  four  times  more  often  than  females.  Persistent,  projectile 
vomiting  usually  appears  in  the  second  or  third week  of  life.  There  is  visible  peristalsis  and  a  firm,  ovoid 
palpable  mass  in  the  region  of  the  pylorus  resulting  from  hypertrophy  and  hyperplasia  of  the  muscularis 
propria of the pylorus. (Fig. 5-41)

 

Acquired pyloric stenosis in adults may complicate  
1. Antral gastritis or peptic ulcers close to the pylorus.   
2. Malignancy e.g. carcinomas of the pyloric region or adjacent panceas, or gastric lymphomas  
3. Hypertrophic pyloric stenosis (rare) due to prolonged pyloric spasm 

 
GASTRITIS 
this is by definition, "inflammation of the gastric mucosa". It is a microscopic diagnosis. The 
inflammation may be acute, with neutrophilic infiltration, or chronic, with lymphocytes and/or plasma cells. 
 
Acute  gastritis  
is  usually  transient  in  nature.  The  inflammation  may  be  accompanied  by  hemorrhage  into 
the mucosa (acute hemorrhagic gastritis) and, sometimes by sloughing (erosions) of the superficial mucosa 
(acute erosive gastritis). (Fig. 5-42) The latter is a severe form of the disease & an important cause of acute 
gastrointestinal  bleeding.  Although  a  large  number  of  cases  have  no  obvious  cause  (idiopathic),  acute 
gastritis is frequently associated with  
1.  Heavy  use  of  nonsteroidal  anti-inflammatory  drugs  (NSAIDs)  particularly  aspirin,  cancer 
chemotherapeutic drugs, or radiation  
2. Excessive consumption of  alcohol, heavy smoking,  and ingestion of  strong  acids  or  alkali  as  in suicidal 
attempts  
3. Uremia  
4. Severe stress
 (e.g., trauma, burns, surgery)  
5. Mechanical trauma (e.g., nasogastric intubation)  
6. Distal gastrectomy (reflux of duodenal contents).  
 
Chronic  Gastritis  
is  defined  as  "chronic  inflammation  of  the  gastric  mucosa  that  eventuates  in  mucosal 
atrophy and intestinal metaplasia". The epithelial changes may progress to dysplasia, which constitute a soil 
for the development of carcinoma. 
 
Pathogenesis

 

The major etiologic associations of chronic gastritis are:  
1. Chronic infection by H. pylori  
2. autoimmune damage 
3. Excessive alcohol consumption & heavy cigarette smoking 
4. Post-antrectomy (due to reflux of bile-containing duodenal secretions) 
5. Outlet obstruction, uremia, and other rare causes 
 
Helicobacter pylori Infection and Chronic Gastritis  
Infection  by  H.  pylori  is  the  most  important  etiologic  cause  of  chronic  gastritis.  Effective  treatment  with 
antibiotics has revolutionized the management of chronic  gastritis  and peptic ulcer disease. Those with  H. 
pylori-associated chronic gastritis are at increased risk for the development of  
1. Peptic ulcer disease  

2. Gastric carcinoma        3. Gastric lymphoma  

H. pylori are curvilinear, gram-negative rods. They have adapted to survive within gastric mucus, which is 
lethal to most bacteria. The specialized features that allow these bacteria to flourish include:  
1. Motility (via flagella), allowing them to swim through the viscous mucus 


background image

2.  Urease  production,  which  releases  ammonia  and  CO

2

  from  endogenous  urea,  thereby  buffering  the 

harmful gastric acid in the immediate vicinity of the bacteria 
3. Expression of adhesion molecules, which enhances binding of the bacteria to adjacent foveolar cells  
The bacteria appear to cause gastritis by stimulating production of pro-inflammatory cytokines as well as by 
directly  damaging  epithelial  cells  by  the  liberation  of  toxins  &  degrading  enzymes  e.g.  vacuolating  toxin 
(VacA),  urease,  proteases  and  phospholipases.  After  exposure  to  H.  pylori,  gastritis  occurs  in  two 
patterns
:  
1. Antral-predominant gastritis with high acid production and elevated risk for duodenal ulcer  
2. Pan gastritis with low acid secretion and higher risk for adenocarcinoma   
IL-1β is a potent pro-inflammatory cytokine and a powerful gastric acid inhibitor. Patients who have higher 
IL-1β production in response to the infection tend to develop pangastritis, while patients who have lower IL-
1β production exhibit antral-predominant gastritis.  
A number of diagnostic tests have been developed for the detection of H. pylori. (Fig. 5-43) 
1. Noninvasive tests including 
a. Serologic test for antibodies  
b. Stool culture for bacterial detection 
c. Urea breath test: based on the generation of ammonia by bacterial urease.  
 
2. Invasive tests (through gastroscopy)
: detection of H. pylori in gastric biopsy tissue samples includin                 
a. visualization of the bacteria in histologic sections with special stains (Fig.    
b. bacterial culture of the biopsy 
c. bacterial DNA detection by the polymerase chain reaction 
 
Autoimmune gastritis 
About 10% of chronic gastritis are autoimmune in nature.  It results from the presence of autoantibodies to 
components  of  parietal  cells,  including  the  acid-producing  enzyme  H+/K+-ATPase,  gastrin  receptor,  and 
intrinsic  factor.  Gland  destruction  and  mucosal  atrophy  lead  to  loss  of  acid  production  (hypo-  or 
achlorhydria). (Fig. 5-44) In the most severe cases, production of intrinsic factor is also impaired, leading to 
pernicious anemia. Affected patients have a significant risk for developing gastric carcinoma and endocrine 
tumors (carcinoid tumor). 
Pathological features of chronic gastritis 

 Autoimmune gastritis is characterized by diffuse mucosal damage of the body-fundic mucosa, with sparing 

of antral rgion (Corpus-predominant gastritis).  

 Environmental gastritis i.e. due to environmental etiologies (including H. pylori infection) tends to affect 

antral mucosa (antral gastritis) or both antral and body-fundic mucosa (pangastritis). 

Gross (endoscopic) features 

 The mucosa of the affected regions is usually hyperemic and has coarser rugae than normal.  

 With long-standing disease, the mucosa may become thinned and flattened because of atrophy. 

 
Microscopic features 
(Fig. 5-45) 
Irrespective of cause or location, the microscopic changes are similar: 

  The mucosa is infiltrated by lymphocytes & plasma cells.  

  Frequently the lymphocytes are disposed into aggregates i.e. follicles, some with 

germinal centers. 

  Neutrophils may or may not be present.    

 
Several additional histologic features are characteristic;
 these include  

  Intestinal  metaplasia:  the  mucosa  may  become  partially  replaced  by  metaplastic  columnar  cells  and 

goblet cells of intestinal morphology; these may display flat or villous arrangement. If the columnar cells 
are absorptive (with ciliated border) the metaplasia is termed complete, otherwise it is incomplete. 

  Atrophy as evidecnced by marked loss of the mucosal glands. Parietal cells, in particular, may be absent 

in the autoimmune form. 

  Dysplasia:  with  long-standing  chronic  gastritis,  the  epithelium  develops  dysplastic  changes.  Dysplastic 

alterations  may  become  so  severe  as  to  constitute  in  situ  carcinoma.  The  development  of  dysplasia  is 


background image

thought to be a precursor lesion of gastric cancer. It occurs in both autoimmune and H. pylori- associated 
chronic gastritis.  

  In those individuals infected by H. pylori, the organism lies in the superficial mucus layer on the surface 

and within the gastric pits. They do not invade the mucosa. These bacteria are most easily demonstrated 
with silver or Giemsa (special) stains. 

 
PEPTIC ULCER DISEASE 
An  ulcer  is  defined  as  "a  breach  in  the  mucosa  of  the  alimentary  tract  that  extends  into the  submucosa  or 
deeper." Although they may occur anywhere in the alimentary tract, they are most common in the duodenum 
and stomach. Ulcers have to be distinguished from erosions. The latter is limited to the mucosa and does not 
extend into the submucosa.  
Peptic Ulcers  
are chronic, most often solitary lesions  and usually small.  They  occur in  any portion of the 
GIT  exposed  to  the  aggressive  action  of  acid-peptic  juices.  They  are  located,  in  descending  order  of 
frequency in: 
1. Duodenum (first portion)  
2. Stomach, (usually antral, along the lesser curve)  
3. Gastro-esophageal junction (complicating GERD or Barrett esophagus)  
4. Margins of a gastro-jejunostomy  
5. Multiple in the duodenum, stomach, and/or jejunum (in Zollinger-Ellison syndrome)  
6. Within or adjacent to a Meckel diverticulum (containing ectopic gastric mucosa) 
The  male-to-female  ratio  for  duodenal  ulcers  is  3:1,  and  for  gastric  ulcers  2:1.  Women  are  most  often 
affected at or after menopause. 
 
Pathogenesis of peptic ulcers  

    Peptic  ulcers  are  produced  by  an  imbalance  between  gastro-duodenal  mucosal  defenses  and  the 

damaging forces, particularly of gastric acid and pepsin.  

    Hyperacidity is not necessary; only a minority of patients with duodenal ulcers has hyperacidity, and it is 

even less common in those with gastric ulcers.  

  H.  pylori  infection  is  a  major  factor  in  the  pathogenesis  of  peptic  ulcer.  It  is  present  in  virtually  all 

patients  with  duodenal  ulcers  and  in  about  70%  of  those  with  gastric  ulcers;  that  is  why  peptic  ulcer 
disease is now considered infectious in nature. Antibiotic treatment of the infection promotes healing of 
ulcers  and  prevents  their  recurrence.  The  possible  mechanisms  by  which  this  tiny  organism  impairs 
mucosal defenses include:  

1.  H. pylori induce intense inflammatory and immune responses. As a result there is increased production 

of  pro-inflammatory  cytokines,  most  notably,  IL-8,  by  the  mucosal  epithelial  cells.  This  recruits  and 
activates neutrophils with their damaging properties. 

2.  Several bacterial products cause epithelial cell injury; this is mostly caused by a vacuolating toxin called 

VacA.  H.  pylori  also  secrete  urease,  proteases  and  phospholipases,  which  also  cause  direct  epithelial 
damage.  

3.  H.  pylori  enhance  gastric  acid  secretion  and  impair  duodenal  bicarbonate  production,  thus  reducing 

luminal pH in the duodenum with its damaging effects on the duodenal mucosa. 

4.  Thrombotic occlusion of surface capillaries is provoked by a bacterial platelet-activating factor. Thus, an 

additional ischemic element may contribute to the mucosal damage.   
Most persons (80-90%) infected with H. pylori do not develop peptic ulcers. Perhaps there are unknown 
interactions between H. pylori and the mucosa that occur only in some individuals.  

  Other factors may act alone or in concert with H. pylori to encourage peptic ulceration: 

1. Gastric hyperacidity:  this  when present,  may be strongly ulcerogenic.  The classic example is  Zollinger-

Ellison  syndrome,  in  which  there  are  multiple  peptic  ulcerations  in  the  stomach,  duodenum,  and  even 
jejunum.  This  is  due  to  excess  gastrin  secretion  by  a  gastrinoma  and,  hence,  excess  gastric  acid 
production.  

2. Chronic use of NSAIDs: this suppresses mucosal prostaglandin synthesis; aspirin also is a direct irritant.  
3. Cigarette smoking: this impairs mucosal blood flow and healing of the ulcer.  
4. Corticosteroids: these in high doses and with repeated use encourage ulcer formation.   
5. Rapid gastric emptying: this is present inn some patients with duodenal ulcers; this phenomeneon exposes 

the duodenal   mucosa to an excessive acid load & hence ulcerations  


background image

6. Patients with the following diseases are more prone to develop duodenal ulcer exposes 
 

a. alcoholic cirrhosis 

 

b. chronic obstructive pulmonary disease 

 

c. chronic renal failure 

 

d. hyperparathyroidism.  

Chronic renal failure and hyperparathyroidism are associated with hypercalcemia. The latter stimulates 
gastrin production and therefore acid secretion.   
7. Personality and psychological stress seems to be important contributing factors. 
 
Gross features (Fig. 5-46) 

  The vast majority of peptic ulcers are located in the first portion of the duodenum or in the stomach, in a 

ratio of about 4:1. Gastric and duodenal ulcers may coexist in up to 20% of the cases. Gastric ulcers are 
predominantly located along the lesser curvature.  

  Although over 50% of peptic ulcers have a diameter less than 2 cm but about 10% are greater than 4 cm. 

Ulcerated carcinomas  (which tend to  be large)  may be less than 4 cm  in diameter and may be  located 
anywhere in the stomach. Thus, size and location do not differentiate a benign from a malignant ulcer. 

  The classic peptic ulcer is a round to oval with sharply demarcated crater. The margins are usually level 

with the surrounding mucosa or only slightly elevated. Heaping-up of these margins is rare in the benign 
ulcer but is characteristic of the malignant ones.  

  Peptic ulcers penetrate the wall to a variable extent. When the entire wall is penetrated, the base of the 

ulcer may be formed by adherent pancreas, omental fat, or liver. 

  The base of a peptic ulcer is smooth and clean, owing to peptic digestion of any exudate that may form. 

Sometimes, thrombosed or patent blood vessels (the source of life threatening hemorrhage) are evident 
at the base of the ulcer.  

  Ulcer-related scarring may involve the entire thickness of the gastric wall; puckering of the surrounding 

mucosa creates  mucosal  folds that radiate  from  the crater in  spoke-like fashion.  This  is  different  from 
malignant ulcers where there is flattening of the mucosal folds (because of malignant infiltration) in the 
immediately surrounding of the ulcerative. 

 
Microscopic features (Fig. 5-46 B)  

  In active ulcers four zones are recognized  

 

      1. The base and walls have a superficial thin layer of necrotic fibrinoid necrosis. 

 

      2. Beneath this layer is a zone of predominantly neutrophilic inflammatory  

 

 

 

infiltrate. 

 

      3. Deeper still, there is granulation tissue infiltrated with inflammatory cells. This  

 

 

rests on  

 

      4. Fibrous or collagenous scar. 

  H. pylori-associated chronic gastritis is seen in up to 100% of patients with duodenal ulcers and in 70% 

with  gastric  ulcers.  With  present-day  therapies  aimed  at  inhibition  of  acid  secretion  (H

2

  receptor 

antagonists  and  parietal  cell  H

+

/K

+

-ATPase  pump  inhibitors),  and  eradication  of  H.  pylori  infection 

(with antibiotics), most ulcers heal within a few weeks. 

 
The complications of peptic ulcer disease are 
1. Bleeding
 is the most frequent complication (20%). It may be life-threatening; fatal in 25% of the affected 
patientsIt may be the first warning of an ulcer.  
2. Perforation
 is much less frequent (5% of patients) but much more serious being fatal in 60% of patients.  
3.  Obstruction  (from  edema  or  scarring)  occurs  in  2%,  most  often  due  to  pyloric  channel  ulcers  but  may 
occur with duodenal ulcers. Total obstruction with intractable vomiting is rare.  
4. Malignant transformation does not occur with duodenal ulcers and is extremely rare with gastric ulcers. 
When it occurs, it is always possible that a seemingly benign gastric ulcer was, from the outset an ulcerative 
gastric carcinoma. 
Acute Gastric Ulceration  
Focal, acutely developing gastric mucosal defects are a well-known complication of  
1. Therapy with NSAIDs  


background image

2.  Severe  stress  (stress  ulcers)  as  in  shock  states,  extensive  burns  &  severe  trauma;  they  usually  occur  in 
proximal duodenum (Curling ulcers)  
3. Sepsis  
4. Rraised intracranial pressure or intracranial surgery
; these are seen as gastric, duodenal, and esophageal 
ulcers & are designated as Cushing ulcers, which carry a high incidence of perforation.  
 
Generally, acute ulcers are multiple lesions predominantly gastric but sometimes also duodenal. They range 
in depth from mere shedding of the superficial epithelium (erosions) to deeper lesions that involve the entire 
mucosal thickness and deeper (ulceration). Acute ulcers are not precursors of chronic peptic ulcers.  
Gross features (Fig. 5-47) 

  Acute ulcers are usually small (less than 1 cm) and circular.  

  The ulcer base is frequently stained a dark brown by the acid digestion of blood.  

  They differ from chronic peptic ulcers by the following 

1. They are found anywhere in the stomach, and are often multiple  
2. The margins and base of the ulcers are not indurated   
3.  The related mucosal  folds  (rugae)  are  normal  (cf. chronic peptic ulcer, which show convergence on the 
ulcer) 
 
Microscopically 
 

  There is focal loss of the mucosa & at least part of the submucosa   

  Unlike chronic peptic ulcers, there is no chronic gastritis or scarring.  

  Healing with complete re-epithelialization occurs after the causative factor is removed.  

Bleeding from superficial gastric erosions or ulcers sufficient to require transfusion develops in up to 5% of 
these patients. If the underlying cause is corrected recovery is complete. 
 
TUMORS OF THE STOMACH  
These can be classified as benign and malignant lesions. 
 
BENIGN TUMORS 
Gastric polyps  
In the alimentary tract, the term polyp is applied to any nodule or mass that projects above the  level of the 
surrounding mucosa. They are uncommon and classified as non-neoplastic or neoplastic.  
Hyperplastic polyps (the most frequent; 90%) are small, sessile and multiple in about 25% of cases. There 
is hyperplasia of the surface epithelium and cystically dilated glandular tissue. (Fig. 5-48 
Adenomatous  polyp  (adenoma)  
(10%  of  polypoid  lesions)  (Fig.  5-49):  They  contain  proliferative 
dysplastic epithelium and hence have malignant potential. They are usually single, and may grow up to 4 cm 
in size before detection. Up to 40% of gastric adenomas contain a focus of carcinoma; there may also be an 
adjacent carcinoma that is why histologic examination of all gastric polyps is obligatory.   
Other  specific  types  of  gastric  polyps  are  relatively  uncommon  and  include  fundic  gland  polyps, 
hamartomatous Peutz-Jeghers polyps, juvenile polyps, and inflammatory fibroid polyp  
 
CANCERS OF THE STOMACH 
 
Carcinoma is the most important and the most common (90%) of malignant tumors of the stomach. Next in 
order  of  frequency  are  lymphomas  (5%);  the  rest  of  the  tumors  are  even  rarer  e.g.  carcinoids,  and 
gastrointestinal stromal tumors (GISTs), leiomyosarcoma, and schwannoma. 
Gastric  Carcinoma  
is  a  quite  common  tumor  in  the  world.  There  are,  however,  marked  geographical 
variations  in  its  incidence;  it  is  particularly  high  in  countries  such  as  Japan.  It  is  more  common  in  lower 
socioeconomic  groups.  There  has  been  a  steady  decline  in  both  the  incidence  and  the  mortality  of  gastric 
cancer. There are mainly two subtypes of carcinoma: intestinal and diffuse. These sub-types appear to have 
different pathogenetic mechanisms of evolution.  
 
 
 
 
 


background image

Pathogenesis 
The major factors thought to affect the genesis of gastric cancer apply more to the intestinal type, as the risk 
factors for diffuse gastric cancer are not well defined. 
1.  Helicobacter  pylori  Infection:  this  generally  increases  the  risk  five-  fold.  The  bacterial  infection  causes 
chronic  gastritis,  followed  by  atrophy,  intestinal  metaplasia,  dysplasia,  and  carcinoma.  Long-standing 
mucosal inflammation is associated with damage of epithelial cells, which leads to compensatory epithelial 
cell  proliferation,  and  hence  increased  risk  of  genomic  mutation.  Since  most  individuals  infected  with  H. 
pylori do not develop cancer, other factors must be involved in carcinogenesis.  
2.  Adenomatous  polyps:  40%  of  adenomas  harbor  carcinmatous  foci;  also  adjacent  carcinoma  is  found  in 
relation to adenomatous polyps in 30% of the cases. 
3. Environmental factors: when families migrate from high-risk to low-risk areas (or the reverse), successive 
generations  acquire  the  level  of  risk  that  prevails  in  the  new  environments.  The  diet  is  suspected  to  be  a 
primary factor. Consumption of preserved and salted foods; water contamination with nitrates; and lack of 
fresh  fruit  and  vegetables  are  common  in  high-risk  areas.  The  intake  of  green,  leafy  vegetables  and  citrus 
fruits, which contain antioxidants such as vitamin C, vitamin E and beta-carotene, seems to play a protective 
role.

  

4. Autoimmune gastritis, like H. pylori infection, increases the risk of gastric cancer.

 

 
Gross features  

  The most common location of gastric carcinomas is the pyloric antrum (50%)A favored location is the 

lesser curvature. Although less common, an ulcerative lesion on the greater curvature is more likely to be 
malignant.  

  Depth of invasion is the most important determinant of prognosis. Early gastric carcinoma is defined as 

"a lesion confined to the mucosa and submucosa." Advanced gastric carcinoma is a neoplasm extending 
into the muscular wall.  

  The three macroscopic growth patterns of gastric carcinoma, which may be evident at both the early and 

advanced stages, are: 1. Fungating (exophytic) 2. Flat or depressed 3. (Fig. 5-50) Ulcerative (excavated). 
Fungating  tumors  are  readily  identified  by  radiography  and  endoscopy  in  contrast  to  flat  (depressed) 
malignancy.  Ulcerative  cancers  may  closely  mimic  chronic  peptic  ulcers.  In  advanced  cases,  there  are 
heaped-up,  beaded  margins  and  necrotic  bases.  The  neoplastic  tissue  extends  into  the  surrounding 
mucosa and wall; this leads to flattening of the mucosa surrounding the ulcer. (Fig. 5-51

  Uncommonly,  a  broad  region  of  the  gastric  wall  or  the  entire  stomach  is  extensively  infiltrated  by 

malignancy, creating a rigid, thickened "leather bottle," termed linitis plastica. (Fig. 5-52)  

 
Microscopic features  

  There are two main microscopic type of gastric carcinoma; intestinal and diffuse.  

  The intestinal variant is composed of neoplastic glands with mucin in their lumina. The diffuse variant is 

composed  of  mucus-containing  cells,  which  do  not  form  glands,  but  infiltrate  the  mucosa  and  wall  as 
scattered individual and small clusters of cells.  In this variant, mucin formation expands the malignant 
cells and pushes the nucleus to the periphery, creating"signet ring" morphology. (Fig. 5-53

  Sometimes, there is excessive mucin production that generates large mucin lakes (mucinous carcinoma).  

  Infiltrative tumors often evoke a strong desmoplastic reaction (fibrosis), in which the scattered cells are 

embedded; the fibrosis creates local rigidity of the wall.  

  Whatever the microscopic type, all gastric carcinomas eventually penetrate the wall to involve the serosa 

and spread to regional and more distant lymph nodes.  

 
For obscure reasons, gastric carcinomas frequently metastasize to the supraclavicular (Virchownode as the 
first  clinical  manifestation  of  an  occult  neoplasm.  (Fig.  5-54)  The  tumor  can  also  metastasize  to  the 
periumbilical region to form a subcutaneous nodule. This nodule is called a Sister Mary Joseph nodule, after 
the  nun  who  noted  this  lesion  as  a  marker  of  metastatic  carcinoma.  (Fig.  5-55)  Local  extension  of  gastric 
carcinoma  into  the  duodenum,  pancreas,  and  retroperitoneum  is  also  characteristic.  At  the  time  of  death, 
widespread peritoneal seeding and metastases to the liver and lungs are common. A notable site of visceral 
metastasis is to one or both ovaries. Although uncommon, metastatic adenocarcinoma to the ovaries (from 
stomach, breast, pancreas, and even gallbladder) is distinctive & designated Krukenberg tumor. (Fig. 5-56
Gastric carcinoma is an insidious disease that is generally asymptomatic until late in its course.  


background image

The  symptoms  include  weight  loss,  abdominal  pain,  anorexia,  vomiting,  dysphagia,  anemia,  and 
hemorrhage.  In  Japan,  where  mass  endoscopy  screening  programs  are  employed  (because  of  the  high 
incidence  of  the  disease),  early  gastric  cancer  constitutes  about  one  third  of  all  newly  diagnosed  gastric 
cancers. In Europe and the United States, this figure is only 10% to 15%.

 

 
Prognosis  
This depends primarily on  
1. The depth of invasion and  
2. The extent of nodal and distant metastasis 
The  histologic  type  (intestinal  or  diffuse)  has  minimal  independent  prognostic  significance.  The  five-year 
survival rate of surgically treated early gastric cancer is 90%; this drops to below 15% for advanced gastric 
cancer. 
 
Gastric Lymphomas 
represent 5% of all gastric malignancies. However, the stomach is the most common 
site for extra-nodal lymphoma (20%). Nearly all primary gastric lymphomas are B-cell type and of mucosa-
associated lymphoid tissue (MALT lymphomas). The majority of gastric lymphomas (>80%) are associated 
with chronic gastritis and H. pylori infection. The role of H. pylori infection as an important etiologic factor 
for  gastric  lymphoma  is  supported  by  the  elimination  of  about  50%  of  early  gastric  lymphomas  with 
antibiotic treatment for H. pylori. Generally, the prognosis of gastric lymphoma is better than carcinoma. 
 
Gastrointestinal Stromal Tumors (GISTs) 
these are thought to originate from the interstitial cells of Cajal 
(normally control gastrointestinal peristalsis). 95% of GISTs stain with  antibodies against c-KIT (CD117). 
The tumor can protrude into the lumen or extrude on the serosal side of the gastric wall. Microscopically, the 
tumor can exhibit spindle cells, plump "epithelioid" cells, or a mixture of both. Most of the tumors are quite 
cellular but mitotic activity is variable. 
 
Gastric Neuroendocrine Cell (Carcinoid) Tumors 
 
Most  gastric  carcinoid  tumors  originate  from  the  enterochromaffin-like  cells  (ECL)  cells  in  the  oxyntic 
mucosa.  The  tumor  can  arise  in  the  setting  of  chronic  atrophic  gastritis.  The  underlying  pathogenesis  is 
probably related to the hypergastrinemia, resulting in ECL-cell hyperplasia, a 
presumed  pre-neoplastic  condition.  Gastric  carcinoid  tumors  exhibit  similar  histologic  features  to  other 
carcinoid tumors. The clinical course is quite variable. 
 

SMALL & LARGE INTESTINE 

 

 

 

 

Several  pathological  conditions,  such  as  infections,  inflammatory  diseases,  motility  disorders,  and  tumors, 
affect  both  the  small  and  large  intestines  simultaneously.    These  two  organs  will  therefore  be  considered 
together.  

 
CONGENITAL ANOMALIES  
Anomalies of the intestine are rarely encountered; these include duplication of the small intestine or colon; 
malrotation 
of the entire bowel; omphalocele (birth of an infant with herniation of abdominal contents into 
a ventral membranous sac related to umbilicus); heterotopia of pancreatic tissue or gastric mucosa; atresia 
and stenosis; imperforate anus (
due to failure of the cloacal diaphragm to rupture).  
Meckel  diverticulum
  (Fig.  5-57)  results  from  failure  of  involution  of  the  vitelline  duct,  which 
embryologically  connects  the  lumen  of  developing  gut  to  the  yolk  sac.  The  small  pouch  lies  on  the 
antimesenteric  side  of  the  bowel,  usually  30  cm  proximal  to  the  ileo-cecal  valve.  It  consists  of  mucosa, 
submucosa,  and  muscularis  propria.  The  mucosal  lining  may  be  that  of  normal  small  intestine,  but 
heterotopic gastric mucosa or pancreatic tissue are frequently found. Meckel diverticula are present in 2% 
of  the  normal  population,  but  most  remain  asymptomatic.  When  peptic  ulceration  occurs  in  the  small 
intestinal  mucosa  adjacent  to  the  heterotopic  gastric  mucosa,  intestinal  bleeding  or  symptoms  simulating 
those  of  an  acute  appendicitis  may  result.  Other  complications  include  intussusception,  incarceration,  or 
perforation.  
 
 
 


background image

Congenital Aganglionic Megacolon (Hirschsprung Disease) (Fig. 5-58
This congenital disorder is characterized by the absence of ganglia of the submucosal and myenteric neural 
plexuses, within  a portion  of  the intestinal  tract. The outcome is  contraction and functional obstruction of 
the  aganglionic  segment  with  secondary  proximal  dilation.  The  rectum  is  always  affected  and  most  cases 
involve  the  rectum  and  sigmoid  colon  only  (short-segment  disease).  In  some  cases  longer  segments,  and 
rarely the entire colon may be aganglionic (long-segment disease). Proximal to the aganglionic segment, the 
ganglionic colon undergoes progressive dilation and hypertrophy, sometimes massively (megacolon). When 
distention overruns hypertrophy, the colonic wall becomes markedly thinned and may rupture.  Diagnosis of 
Hirschsprung  is  made  histologically  by  failure  to  detect  ganglion  cells  in  intestinal  biopsy  samples  of  the 
contracted (agnaglionic) segment. The disease usually manifests itself in the immediate neonatal period by 
failure  to  pass  meconium,  followed  by  obstructive  constipation.  Abdominal  distention  may  secondarily 
develop. The major threats to life are superimposed enterocolitis with fluid and electrolyte disturbances and 
perforation with peritonitis. 

 
ENTEROCOLITIS  
These are divided into three etiological categories 
I. Infectious (caused by microbiologic agents) 
II. Malabsorption-associated 
III. Idiopathic inflammatory bowel diseases 
Diarrhea and Dysentery  
Diarrhea
 is present when there is an increase in stool frequency, and/or stool fluidity. This consists of daily 
stool production in excess of 250 gm, containing 70% to 95% water. However, over 6 liters of fluid may be 
lost per day in severe cases of diarrhea (e.g. cholera); this is the equivalent of the circulating blood volume. 
Dysentery is characterized by low-volume, painful diarrhea with blood. 
Malabsorption-associated  diarrhea  is  the  result  of  interference  with  absorption  of  nutrients,  which 
produces bulky stools containig excess fat (steatorrhea).  
 

INFECTIOUS ENTEROCOLITIS  
This  is  the  cause  of  more  than  12,000  deaths  per  day  among  children  in  developing  countries,  and 
constituting 50% of all deaths before the age of 5 years worldwide. Acute, self-limited infectious diarrhea is 
most frequently caused by enteric viruses (such as rotavirus and adenoviruses). Bacterial infections, such as 
that caused by enterotoxigenic Escherichia coli, are also common.  In up to 50% of cases, the specific agent 
cannot be isolated.  
Viral enterocolitis  
The lesions caused by enteric viruses in the intestinal tract are similar. The small intestinal mucosa shows 
partial  villous  atrophy  (shortening  of  the  villi)  with  infiltration  of  the  lamina  propria  by  lymphocytes. 
However,  in  infants,  rotavirus  and  adenoviruses  can  produce  total  villous  atrophy  (flat  mucosa),  thus 
resembling celiac disease (see later). 
 
BACTERIAL ENTEROCOLITIS
   
Salmonellosis and Typhoid Fever  
Salmonellae  are  gram-negative  bacteria  that  cause  either  a  self-limited  food-borne  and  water-borne 
gastroenteritis  (S.  enteritidis,  S.  typhimurium,  and  others)  or  typhoid  fever  (S.  typhi)  a  life-threatening 
systemic  illness.  In  typhoid  fever,  Peyer  patches  in  the  terminal  ileum  become  sharply  prominent  forming 
flat  elevations.  Shedding  of  the  mucosa  and  the  lymphoid  tissue  creates  oval  ulcers  with  their  long  axes 
parallel  to  that  of  the  ileum.  Microscopic  examination  reveals  macrophages  containing  bacteria  &  red 
blood  cells.  Intermingled  with  the  phagocytes  are  lymphocytes  and  plasma  cells;  the  infiltrate  is 
characteristically devoid of neutrophils. 
Campylobacter Enterocolitis  
This flagellated, comma-shaped bacterium may involve the entire intestine from the jejunum to the anus. The 
small intestine exhibits partial villous atrophy. In colonic infection, the colonic mucosa appears friable and 
superficially  ulcerated.  Microscopically,  the  formation  of  colonic  crypt  abscesses  and  mucosal  ulceration 
may be confused with those of ulcerative colitis. 
Cholera  


background image

Vibrio  cholerae  affect  the  proximal  small  intestine.  The  mucosa  remains  essentially  intact  as  the bacteria 
never invade the epithelium but remain within the lumen and secrete an enterotoxin that stimulates excessive 
secretions  from  the  enterocytes.  The  re-absorptive  function  of  the  colon  is  not  affected  but  overwhelmed, 
thus  liters of  dilute "rice water" diarrhea containing  flecks  of  mucus  occurs.  This  causes  dehydration  and 
electrolyte disturbances. Because overall absorption in the gut remains intact, oral electrolytes-containing 
fluids can replace the massive sodium, chloride, bicarbonate, and fluid losses and reduce the mortality rate 
from 50% to less than 1%.   
Antibiotic-Associated Colitis (Pseudomembranous Colitis) (Fig. 5-59)  
This is an acute colitis characterized by formation of an adherent layer of pseudomembrane overlying sites 
of  mucosal  injury.  It  is  caused  by  toxins  of  Clostridium  difficile,  which  is  a  normal  gut  commensal.  The 
disease  mostly  follows  a  course  of  broad-spectrum  antibiotic  therapy.  Clostridium  difficile  flourish 
following alteration of the normal intestinal flora. Diagnosis is confirmed by the detection of the C. difficile 
cytotoxin in stool. Grossly, there are plaque-like adhesions of fibrinopurulent-necrotic debris and mucus to 
damaged  colonic  mucosa.  Microscopically,  the  lesion  is  characteristic  in  that  the  superficially  damaged 
crypts are distended by a mucopurulent exudate, which erupts out of the crypt to form a mushrooming cloud 
(akin to volcano eruption). 
 
Tuberculous enteritis   
Intestinal tuberculosis contracted by the drinking of contaminated milk was common as a primary focus of 
the disease. In developed countries today, intestinal tuberculosis is more often a complication of advanced 
pulmonary  tuberculosis  i.e.  secondary  to  the  swallowing  of  coughed-up  infective  sputum.  Typically,  the 
organisms are trapped in mucosal lymphoid aggregations of the small and large bowel, which then undergo 
inflammatory  enlargement  with  ulceration  of  the  overlying  mucosa,  particularly  in  the  ileum  (Fig.  5-60)

. 

Microscopy shows typical caseating granulomas that coalesce to form larger ones.   
General pathological features of bacterial enteric diseases 

  These are quite variable.  

  Dramatic, even lethal, diarrhea may occur without a significant pathologic lesion, as in cholera.  

  Characteristic  histology  may  enable  diagnosis  with  reasonable  certainty,  as  with  C.  difficile-induced 

pseudomembranous colitis, and caseating granulomas of TB.   

 
PARASITIC ENTEROCOLITIS  
Parasitic diseases collectively affect over one-half of the world's population on a chronic or recurrent basis. 
The  intestine  can  harbor  as  many  as  20  species  of  parasites,  including  roundworms  Ascaris  and 
Strongyloides, hookworms, pinworms, flatworms, tapeworms, flukes, and protozoa. 
Ascaris lumbricoides  
This is the most common nematode, infecting over a billion individuals worldwide. Adult worm masses can 
physically obstruct the intestine or the biliary tree. Diagnosis is usually made by detection of the eggs in the 
feces. 
Strongyloides  
The  eggs  of  Strongyloides  can  hatch  within  the  intestine  and  larvae  can  penetrate  the  mucosa,  causing 
autoinfection.  Hence,  Strongyloides  infection  can  persist  in  one  individual  for  life.  Immunosuppressed 
individuals can have overwhelming autoinfection. Strongyloides incites a strong tissue eosinophilic reaction 
associated with blood eosinophilia. 
Hookworm (Necator duodenale and Ancylostoma duodenale) infection  
This affects an estimated 1 billion people worldwide and causes significant morbidity. The worms attach to 
the  mucosa  of  small  intestine,  suck  blood,  and  reproduce.  Long-term  infection  causes  iron  deficiency 
anemia. Diagnosis can be made by detection of the eggs in fecal smear. 
Enterobius vermicularis (pinworms)  
These do not invade host tissue and live their entire life within the intestinal lumen. Adult worms living in 
the intestine migrate to the anal orifice at night, where the female deposits eggs on the perirectal mucosa. As 
the  eggs  are  quite  irritative,  rectal  and  perineal  pruritus  ensues.  Diagnosis  is  easily  made  by  applying 
cellophane tape to the perianal skin and examining the tape for eggs under the microscope. 
Amebiasis is caused by the protozoan Entamoeba histolytica. The parasite infects approximately 500 million 
persons  in  developing  countries  resulting  in  approximately  40  million  cases  of  dysentery  and  liver 


background image

abscesses.  The  presence  in  stool  of  trophozoites  containing  ingested  red  blood  cells  is  diagnostic.  The 
patient may present with abdominal pain & bloody diarrhea. 
Pathologic features
 (Fig. 5-61

  Amebiasis  most  frequently  involves  the  cecum  and  ascending  colon.  In  severe  cases,  however,  the 

entire colon is involved (pancolitis).  

  Amebae invade through the crypt epithelium and burrow into the mucosa and submucosa, eliciting a 

neutrophilic reaction.  

  They  are  stopped  by  the  muscularis  propria  thus  forced  to  spread  out  laterally  to  create  a  flask-

shaped ulcer with a narrow neck and broad base.  

  The mucosa between ulcers is often normal.  

 
Giardiasis  
Giardia lamblia is the most common pathogenic parasitic infection in humans. Infection may cause acute or 
chronic diarrhea, steatorrhea, or constipation. Trophozoites multiply in the intestinal lumen. The flagellated 
trophozoite  has  two  nuclei  &  resides  in  the  duodenum,  adhering  to,  but  does  not  invade  the  intestinal 
epithelial  cells.  Tight  contact  between  the  parasite  and  the  epithelial  cell  is  made  by  a  sucker-like  disc.  It 
also contains surface protein that resembles diarrhea-causing toxins secreted by certain snakes. The physical 
presence  of  rapidly  proliferating  trophozoites  as  well  as  their  toxic  proteins  that  damages  the  microvillus 
brush border are responsible for the associated malabsorption. 
 
Pathological features 
(Fig. 5-62) 

  In stool smears, G. Iamblia trophozoites are pear shaped and binucleate. 

  Duodenal biopsy specimens are often packed with sickle or pear-shaped trophozoites, which are tightly 

bound to the surface of the small intestinal villi.  

  As Giardia does not invade the mucosa, small intestinal morphology is often normal.  

 
Diagnosis 
 

  This is readily made by  

1.  Examination of stool for cysts & trophozoites 
2.  Small intestinal biopsy or examination of a small intestinal aspirate that permit identification 

of the trophzoite  

 

COLLAGENOUS AND LYMPHOCYTIC COLITIS  
These distinctive disorders of the colon are characterized by chronic watery diarrhea (no blood)  
Collagenous  colitis  is  characterized  by  band-like  collagen  deposits  directly  under  the  surface  epithelium, 
whereas  lymphocytic  colitis  is  characterized  by  prominent  intraepithelial  infiltrate  of  lymphocytes. 
Collagenous colitis occurs primarily in middle-aged and older women; lymphocytic colitis affects males and 
females equally. Radiographic studies are unremarkable, and endoscopy characteristically reveals normal 
mucosa.  The pathogenesis  of  these conditions  remains unclear.  While collagenous colitis  and lymphocytic 
colitis are uncommon, they must be considered in every adult patient who presents with a noninflammatory, 
watery diarrhea. 
 
SOLITARY RECTAL ULCER SYNDROME
  
This  is  an  inflammatory  condition  of  the  rectum  resulting  from  motor  dysfunction  of  the  anorectal 
musculature,  in  particular  impaired  relaxation  of  the  anorectal  sling.  The  latter  may  create  sharp 
angulation  of  the  anterior  rectal  wall.  Abrasion  of  the  overlying  rectal  mucosa  creates  an  oval  ulcer  and 
surrounding  mucosal  inflammation.  Associated  partial  prolapse  of  the  rectal  mucosa  is  common.  Patients 
experience rectal bleeding & mucus discharge. 

 
 
 
 
 
 
 


background image

THE MALABSORPTION SYNDROMES  
Malabsorption  is  characterized  by  defective  absorption  of  fats,  fat-soluble  and  other  vitamins,  proteins, 
carbohydrates,  electrolytes  and  minerals,  and  water.  The  most  common  clinical  presentation  is  chronic 
diarrhea,  and  the  hallmark  of  malabsorption  is  steatorrhea  (excessive  fecal  fat  content).  Although  many 
causes  of  malabsorption  can  be  established  clinically,  small  intestinal  mucosal  biopsy  may  be  required  to 
satisfactorily identify or exclude celiac disease.  
Major Malabsorption Syndromes 
Clinically,  the  malabsorption  syndromes  resemble  each  other  more  than  they  differ.  The  consequences  of 
malabsorption affect many organ systems. The passage of abnormally bulky, frothy, greasy, yellow, or gray 
stools (steatorrhea) is a prominent feature of malabsorption; this is accompanied by weight loss, abdominal 
distention, and muscle wasting.  
The malabsorptive disorders most commonly encountered are  

1.  Celiac disease  
2.  Pancreatic insufficiency  
3.  Crohn disease  

Pancreatic insufficiency 
Primarily  from  chronic  pancreatitis  or  cystic  fibrosis,  is  a  major  cause  of  defective  intraluminal  digestion 
that leads to diarrhea and steatorrhea. 
 
Celiac Disease  
Celiac  disease  (gluten-sensitive  enteropathy,  GSE)  is  a  chronic  disease,  in  which  there  is  a  characteristic 
mucosal  lesion  of  the  small  intestine  and  impaired  nutrient  absorption,  which  improves  on  withdrawal  of 
wheat gluten from the diet. 
Pathogenesis 

  The fundamental disorder in celiac disease is sensitivity to gluten component called gliadin, which is 

a protein present in wheat and closely related grains (e.g. oat).  

  There is a T-cell mediated chronic inflammatory reaction, which develops as a consequence of a loss 

of tolerance to gluten.  

  Interplay  between  genetic  predisposing  factors,  the  host  immune  response,  and  environmental 

factors, is central to disease pathogenesis.  

  The small intestinal mucosa, when exposed to gluten, accumulates intraepithelial CD8+ T cells and 

large numbers of lamina propria CD4+ T cells, which are sensitized to gliadin. 

  Gliadin  is  deamidated  by  the  enzyme  transglutaminase;  the  resultant  peptides  are  recognized  by 

CD4+ T cells. This leads to secretion of interferon γ, which damages enterocytes. 

Pathological features (5-63) 

  By endoscopy, the duodenal mucosa appears flat (normally shows mucosal folds).  

  Biopsies demonstrate enteritis with partial or total loss of villi (partial villous atrophy or completely 

flat mucosa respectively) 

  The  surface  epithelium  shows  degeneration,  loss  of  the  microvillus  brush  border,  and  an  increased 

number of intraepithelial lymphocytes.  

  The crypts exhibit increased mitotic activity and are hyperplastic, so that, despite villous atrophy, the 

overall mucosal thickness remains the same. 

  The lamina propria has an overall increase in plasma cells and lymphocytes.   

  Although  the  above  changes  are  characteristic  of  celiac  disease,  they  can  be  mimicked  by  other 

diseases, most notably tropical sprue.  

  Mucosal histology usually reverts to normal or near-normal following gluten exclusion from the diet.  

Dermatitis  herpetiformis  (DH)  is  a  characteristic  itchy  skin-blistering  disease  can  occur  in  some  patients 
with celiac disease.   
Detection  of  serum  anti-gliadin  or  "anti-endomysial"  antibodies  strongly  favors  the  diagnosis  of  celiac 
disease. 
Definitive diagnosis of celiac disease rests on 

1.  clinical documentation of malabsorption 
2.  demonstration of the intestinal lesions by small bowel biopsy and 
3.  Definite  improvement  in  both  symptoms  and  mucosal  histology  on  gluten  withdrawal  from 

the diet.  


background image

4.  If  there  is  doubt  about  the  diagnosis,  gluten  challenge  (reintroduction  of  gluten  to  the  diet) 

followed by rebiopsy has been advocated.   

5.  Serologic tests, mentioned above, are used for screening or treatment follow-up. 

Most patients with celiac disease who adhere to a gluten-free diet remain well indefinitely and ultimately die 
of unrelated causes. However, there is a long-term risk of malignant disease, which includes small intestinal 
non-Hodgkin  lymphoma  (moderate  risk),  small  intestinal  adenocarcinoma,  and  esophageal  squamous  cell 
carcinoma (50- to 100-fold higher risk than the general population). 
 
Tropical Sprue (Postinfectious Sprue)  
This  condition  is  a  celiac-like  disease  that  occurs  almost  exclusively  in  people  living  in  or  visiting  the 
tropics.  Malabsorption  usually  becomes  apparent  within  days  or  a  few  weeks.  The  condition  improves  on 
treatment  with  broad-spectrum  antibiotics.  This  supports  an  infectious  etiology.  Intestinal  lymphoma  does 
not appear to be associated with this disorder (cf. celiac disease). 

 
Whipple Disease  
Whipple disease is a rare systemic disease that principally affects the intestine, central nervous system, and 
joints.  It  is  caused  by  the  bacterium  Tropheryma  whippelii.  The  bacteria  proliferate  preferentially  within 
macrophages.  The  hallmark  of  Whipple  disease  is  a  small-intestinal  mucosa  laden  with  distended 
macrophages (stuffed with the bacteria). Whipple disease is principally encountered in adults, with a strong 
male  predominance.  It  usually  presents  as  malabsorption  with  diarrhea  and  weight  loss.  Response  to 
antibiotic therapy is usually rapid.

 

Disaccharidase (Lactase) Deficiency 

 

The disaccharidases, of which the most important is lactase, are located in the apical cell membrane of the 
absorptive  epithelial  cells.  Congenital  lactase  deficiency  is  a  very  rare  condition,  but  acquired  lactase 
deficiency is common. Incomplete breakdown of the disaccharide lactose into its monosaccharides glucose 
and  galactose  leads  to  osmotic  diarrhea  from  the  unabsorbed  lactose.  Bacterial  fermentation  of  the 
unabsorbed sugars leads to increased hydrogen production, which is readily measured in exhaled air by gas 
chromatography.  Malabsorption  is  quickly  corrected  when  exposure  to  milk  and  milk  products  is 
terminated.  In  the  adult,  lactase  insufficiency  develops  as  an  acquired  disorder,  sometimes  in  association 
with  viral  and  bacterial  enteric  infections.  Neither  light  nor  electron  microscopy  has  disclosed 
abnormalities of the mucosal cells of the bowel. 
Abetalipoproteinemia  
This condition is a rare autosomal recessive inborn error of metabolism and characterized by a defect in the 
synthesis  and  export  of  lipoproteins  from  intestinal  mucosal  cells.  The  failure  to  absorb  certain  essential 
fatty acids leads to lipid membrane defects, evident in the characteristic acanthocytic RBCs (burr cells) in 
blood  films.  The  disease  becomes  manifest  in  infancy  and  is  dominated  by  failure  to  thrive,  diarrhea,  and 
steatorrhea.  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


background image

IDIOPATHIC INFLAMMATORY BOWEL DISEASE (IBD)  
The  two  disorders  known  as  inflammatory  bowel  disease  (IBD)  are  Crohn's  disease  (CD)  and  ulcerative 
colitis (UC). These diseases have distinctly different clinical and pathological features. Both CD and UC are 
chronic, relapsing inflammatory disorders of obscure origin. CD is an autoimmune disease that may affect 
any portion of the gastrointestinal tract from mouth to anus, but most often involves the distal small intestine 
and  colon.  UC  is  a  chronic  inflammatory  disease  limited  to  the  rectum  and  colon.  Both  exhibit  extra-
intestinal inflammatory manifestations.  
 
Etiology and Pathogenesis  
In the normal GIT, the mucosal immune system is always ready to respond against ingested pathogens but is 
unresponsive to normal intestinal microflora.  In IBD, this state of homeostasis is disrupted, leading to two 
key pathogenic abnormalities 

1.  Strong immune responses against normal microflora  
2.  Defects in epithelial barrier that cause microflora to reach the lymphoid tissue of the intestine  

The  exact  cause  (s)  leading  to  the  above  is  still  not  established,  hence  the  designation  idiopathic.  It  is 
postulated that IBD result from exaggerated local immune responses to microflora in the gut, in genetically 
susceptible individuals. 
Thus, the pathogenesis of IBD involves  
1. Failure of immune regulation  
2. Genetic susceptibility  
3. Environmental triggers specifically microbial flora.  
CD appears to be the result of a chronic delayed-type hypersensitivity reaction induced by IFN-γ- producing 
T

H

1 cells. This is supported by the presence of granulomas in this disease.  

Experiments on animals suggest that UC is caused by excessive activation of T

H

2 cells. 

 
Diagnosis of IBD
 
Since the exact etiology of IBD is not known, the diagnosis of IBD and the distinction between CD and UC 
depend on clinical history, radiographic examination, laboratory findings (serum ANCA is positive in 75% 
of UC Vs only 10% of CD.), and pathologic examination of tissues involved. Pathologic appearances, both 
macroscopic and microscopic, play a central role in establishing a definitive diagnosis. 
 
CROHN DISEASE (CD) 
 
This  disease  may  involve  any  level  of  the  alimentary  tract.  CD  occurs  at  any  age,  but  the  peak  age  of 
incidence is between 10 and 30 years. Smoking has been found to be a strong risk factor. 
 
Pathological features
  
When fully developed, Crohn disease is characterized pathologically by 

    1. Sharply segmental and typically transmural involvement of the bowel by an     

inflammatory 

process with mucosal damage 
     2. The presence of  
 

- Small noncaseating granulomas 

 

- Deep fissures that may eventuate in the formation of fistulae 

In CD, there is involvement of the small intestine alone in about 40% of cases, of small intestine and colon 
in  30%,  and  of  the  colon  alone  in  about  30%.  Other  portions  of  the  GIT  may  also  be  uncommonly 
involved.  
 
Gross features 
(Fig. 5-64 A) 

 Segments  of  the  small  bowel  involved  by  the  disease  show  granular  and  dull  gray  serosa  (normally 

transparent and glistening).  

 Often the mesenteric fat wraps around the bowel (creeping fat)  

 The  involved  bowel  wall  is  thick  and  rubbery  (because  of  edema,  inflammation,  and  fibrosis).  As  a 

result, the lumen is narrowed.  

 A classic feature of CD is the sharp demarcation of diseased bowel segments from adjacent uninvolved, 

essentially normal bowel (skip lesions).  


background image

 Early  disease  shows  small  mucosal  ulcers  that  coalesce  to  form  long,  serpentine  linear  ulcers  (

i.e.  long 

and twisted or sinuous).

  

 As the intervening mucosa (between the ulcers) tends to be accentuated by inflammation and edema, it 

acquires a cobblestone appearance. (

Cobble-stone, is a rounded stone, esp. of the size used for paving

).  

 Narrow  fissures  develop  between  the  mucosal  folds,  often  penetrating  deeply  through  the  bowel  wall. 

Further  extension  of  these  fissures  leads  to  fistulae  or  sinus  tracts  formation,  between  the  diseased 
intestinal segment and adherent structures (bowel loops, vagina, urinary bladder, skin of the abdomen) or 
the sinuses may end blindly within the abdominal cavity. 

 Free perforation or localized abscesses may develop.  

 
Microscopic features (Fig. 5- 64 B) 
The characteristic histologic features of CD are: 
1.  Acute  mucosal  inflammation:  there  is  neutrophilic  infiltration  of  the  surface  &  crypt  epithelium  that 
eventually collects within the lumen of the crypts forming crypt abscesses. 
2. Chronic mucosal damage: 
This  is  the  hallmark  of  chronicity  of  CD  (and  UC).  It  manifests  as  architectural  distortion  (in  the  small 
intestine  as  villus  blunting;  in  the  colon,  the  crypts  exhibit  irregularity,  and  branching).  Crypt  destruction 
leads to progressive mucosal atrophy.  
3.  Ulcerations  are  the  usual  outcome  of  severe  active  disease;  these  may  be  superficial,  or  may  penetrate 
deeply (as fissures) into underlying tissue layers.  
4.  Transmural  chronic  inflammation  affecting  all  layers:  chronic  inflammatory  cells  (lymphocytes  and 
plasma  cells)  fill  the  affected  mucosa  and,  to  a  lesser  extent,  all  underlying  intestinal  layers.  Lymphoid 
aggregates are usually scattered throughout the bowel wall. 
5. Noncaseating granulomasin about 50% of the cases, noncaseating small granulomas may be present in 
all  tissue  layers.  Because  they  are  not  always  present;  the  absence  of  granulomas  does  not  rule  out  the 
diagnosis of CD. 
5.  Other  mural  changes:  in  diseased  segments,  the  muscularis  mucosae  usually  exhibits  duplication  & 
thickening. There is also fibrosis of the submucosa, muscularis propria, and serosa that eventually leads to 
stricture formation. 
6. Dysplastic changes of the mucosal epithelial cells are particularly important in persons with long-standing 
chronic  disease  are.  These  may  be  focal  or  widespread,  tend  to  increase  with  time,  and  are  thought  to  be 
related to increased risk of carcinoma, particularly of the colon. 
 
Clinical Features  
The  disease  usually  begins  with  intermittent  attacks  of  diarrhea,  fever,  and  abdominal  pain,  spaced  by 
asymptomatic periods lasting for weeks to many months. In those with colonic involvement, occult or overt 
fecal blood loss may lead to anemia. During this lengthy, chronic disease, complications may arise from  

1. Fibrosing strictures, particularly of the terminal ileum (intestinal obstruction)  
2.  Fistulas  formed  to  other  loops  of  bowel,  urinary  bladder,  vagina,  or  perianal  skin,  or  into  a 
peritoneum. In the latter focal abscesses may occur. 
3. Extensive involvement of the small bowel, including the terminal ileum, may cause  
 

a. marked loss of albumin (protein-losing enteropathy)  

 

b. generalized malabsorption 

 

c.  specific  malabsorption  of  vitamin  B

12

  (pernicious  anemia),  or  malabsorption  of  bile  salts, 

 

leading to steatorrhea. 

 
Extraintestinal manifestations of this disease
 include  
1. Arthritis & finger clubbing 
2. Red nodules of the skin (Erythema nodosum)   
3. Primary sclerosing cholangitis, (but the association is not as strong as in UC).  
4. Renal disorders secondary to trapping of the ureters in the inflammatory process sometimes develop and 
leading to hydronephrosis and pyelonephritis.  
5. Systemic amyloidosis (rare late consequence). 
6. An increased incidence of cancer of the GIT in patients with long-standing progressive CD; however, the 
risk of cancer in CD is considerably less than in patients with chronic UC. 


background image

ULCERATIVE COLITIS  
In  contradistinction  to  CD,  ulcerative  colitis  is  a  chronic  ulcero-inflammatory  disease  limited  to  the  colon 
and  affecting  only  the  mucosa  and  submucosa;  it  extends  in  a  continuous  fashion  proximally  from  the 
rectum.  Well-formed  granulomas  are  absent.  However,  like  CD,  UC  is  a  systemic  disorder  associated  in 
some patients with arthritis, uveitis, hepatic involvement (primary sclerosing cholangitis), and skin lesions. 
The onset of disease peaks between ages 20 and 25 years. Nonsmoking is associated with UC; ex-smokers 
are at higher risk for developing UC than never-smokers. 
 
Pathological features
 
Ulcerative  colitis  involves  the  rectum  and  extends  proximally  in  a  retrograde  fashion  to  involve  the  entire 
colon ("pancolitis") in the more severe cases. It is a disease of continuity, and "skip"  lesions are not found 
(cf. CD).  
 
Gross features 
(Fig. 5-65 A) 

 A key feature of UC is that the mucosal damage is continuous from the rectum and extending proximally. 

 The mucosa may exhibit reddening and granularity with easy bleeding.  

 With fully developed severe, active inflammation, there may be extensive ulcerations of the mucosa.  

 Isolated islands of regenerating mucosa bulge upward to create polypoid projections (pseudopolyps).  

 With chronicity or healing of active disease, progressive mucosal atrophy occurs.  

 Thickening of the bowel wall does not occur in UC; the serosal surface is usually completely normal (cf. 

CD).  

 Only in the most severe cases of ulcerative disease (UC, CD, and other severe inflammatory diseases) does 

toxic  damage  to  the  muscularis  propria  and  neural  plexus  lead  to  complete  shutdown  of  neuromuscular 
function.  In  this  instance  the  colon  progressively  swells  and  becomes  gangrenous,  a  life-threatening 
condition called toxic megacolon

 
Microscopic features 
(Fig. 5-65 B)  

 The  basic  mucosal  alterations  in  UC  are  similar  to  those  of  colonic  CD,  with  inflammation,  chronic 

mucosal damage, and ulceration.  

 There is diffuse, predominantly chronic inflammatory infiltrate in the lamina propria.  

 Neutrophilic infiltration of the epithelial layer may produce crypt abscesses. The latter are not specific for 

UC and may be observed in CD or any active inflammatory colitis.  

 Unlike CD, there are no granulomas.  

 Destruction of the mucosa leads to broad-based ulcerations that are superficial i.e. extending at most into 

the submucosa.  

 Isolated islands of regenerating mucosa bulge upward to create pseudopolyps.  

 Features  of  chronic  but  healed  (inactive)  disease  include  submucosal  fibrosis;  mucosal  architectural 

distortion and atrophy.  

 Particularly significant is the spectrum of epithelial dysplasias, which are divided into low-grade and high-

grade depending on the severity. Invasive carcinoma is the ultimate lesion arising from dysplasia. 

To summarize UC differs pathologically from CD in the following  

a.  Well-formed granulomas are absent. 
b.  There are no skip lesions. 
c.  The mucosal ulcers rarely extend below the submucosa, and  
d.  There is surprisingly little fibrosis. 
e.  Mural thickening does not occur, and the serosal surface is usually completely normal. 
f.  There appears to be a higher risk of carcinoma development. 

 
Course & prognosis  
Ulcerative  colitis  typically  presents  as  a  recurrent  attacks  of  bloody  mucoid  diarrhea  that  may  persist  for 
days, weeks, or months and then subside, only to recur after an asymptomatic interval of months to years. 
The outcome of UC depends on two factors: 
1. The severity of active disease 
2. The duration of the disease  


background image

The  majority  of  the  cases  can  be  controlled  medically;  however,  about  30%  of  patients  require  colectomy 
due to uncontrollable active disease. On rare occasion, the disease runs a fulminant course; unless medically 
or surgically controlled, this toxic form of the disease can lead to death soon after onset. 
The most serious long-term complication of UC is colonic carcinoma. There is a tendency for dysplasia to 
arise  in  multiple  sites.  The  associated  carcinomas  are  often  infiltrative  without  obvious  exophytic  masses. 
Historically,  the  risk  of  cancer  is  highest  in  patients  with  pancolitis  of  10  or  more  years'  duration.  It  is 
believed that with 10 years of disease limited to the left colon the risk is minimal, and at 20 years the risk is 
on the order of 2%. With pancolitis, the risk  of carcinoma is 10% at 20 years and up to 25% by 30 years. 
Overall,  the  annual  incidence  of  colon  cancer  in  persons  with  ulcerative  colitis  of  more  than  10  years' 
duration is 1%. 

 
VASCULAR DISORDERS
 
Ischemic Bowel Disease  
Ischemic  lesions  may  be  restricted  to  the  small  or  large  intestine,  or  may  affect  both,  depending  on  the 
particular  vessel(s)  affected.  Acute  occlusion  of  one  of  the  three  major  supply  arteries  of  the  intestines—
celiac,  superior  mesenteric,  and  inferior  mesenteric  arteries—may  lead  to  infarction  of  several  meters  of 
intestine.  However,  gradual  occlusion  of  one  vessel  may  be  without  effect,  due  to  the  rich  anastomotic 
interconnections.  Lesions  within  the  end  arteries,  which  penetrate  the  gut  wall,  produce  small,  focal 
ischemic lesions.  
Pathologically the outcome of ischemic injury is divided into 
1. Transmural infarction, involving all layers (full thickness infarction) 
2. Mural infarction involving the mucosa and submucosa. 
3. Mucosal infarction extends no deeper than the muscularis mucosae.  
Almost  always,  transmural  infarction  is  caused  by  occlusion  of  major  mesenteric  blood  vessels,  whereas 
mucosal or mural infarctions often result from hypoperfusion. 
Mesenteric venous thrombosis is a less frequent cause of vascular insufficiency.  
The predisposing conditions for ischemia are: 
1. Arterial thrombosis complicating usually severe atherosclerosis.  
2. Arterial embolism complicating cardiac vegetations and aortic atheroembolism. 
3. Venous thrombosis complicating hypercoagulable states, oral contraceptives, intraperitoneal sepsis, etc. 
4. Nonocclusive ischemia complicating cardiac failure, shock, dehydration, and 
    vasoconstrictive drugs (e.g., digitalis, vasopressin, propranolol) 
5. Miscellaneous such as radiation injury, volvulus, and internal or external herniae. 
Pathological features (Fig. 5-66 A) 
Transmural Infarction 

 

Small intestinal infarction may follow sudden and total occlusion of mesenteric arterial blood flow. 

 

 

It more often involves a considerable length of the bowel. 

 

 

The  splenic  flexure  of  the  colon  is  also  at  greatest  risk  of  ischemic  injury  because  it  is  the  watershed 
between  the  distribution  of  the  superior  and  inferior  mesenteric  arteries.  (

Watershed  area:  a 

narrow  zone 

between two areas that are supplied by two vessels).  

 

Mesenteric venous occlusion, with subsequent propagation of thrombus may lead to extensive infarction. 

 

 

The  infarction  appears  hemorrhagic  (dusky  red)  because  of  blood  re-flow  into  the  damaged  area.    The 
lumen of the affected segment commonly contains bloody mucus or frank blood.

 

 

Within 1 to 4 days, intestinal bacteria produce gangrene and sometimes perforation of the bowel. 

 

Microscopically, (Fig. 5-66 B

 

 

The picture is that of coagulative necrosis with inflammatory cell infiltration.

 

Chronic  Ischemia:  chronic  vascular  insufficiency,  e.g.  due  to  gradual  atherosclerotic  narrowing  of  the 
relevant vessel to a region of intestine, produces mucosal inflammation and ulceration. Submucosal chronic 
inflammation and fibrosis may also occur & lead to strictures.  
Angiodysplasia:  
is  characterized  by  tortuous  dilations  of  submucosal  and  mucosal  blood  vessels  are  seen 
most often in the cecum or right colon, usually only after the age of 50 years. They are responsible for 20% 
of significant lower intestinal bleeding. 
Hemorrhoids  (Fig.  5-67)  
are  essentially  varices  of  the  anal  and  perianal  venous  plexuses.    They  are 
extremely common affecting 5% of the general population. They develop secondary to persistently elevated 
venous pressure within the hemorrhoidal plexus. The most frequent predisposing influences are constipation 


background image

with  straining  at  stool  and  the  venous  stasis  of  pregnancy.  Except  for  pregnant  women,  they  are  rarely 
encountered  in  persons  under  the  age  of  30.  Much  more  rarely,  but  much  more  importantly,  hemorrhoids 
may  reflect  collateral  anastomotic  channels  that  develop  because  of  portal  hypertension  (as  in  liver 
cirrhosis). The varicosities may develop in the inferior hemorrhoidal plexus and thus are located below the 
anorectal  line  (external  hemorrhoids)  or  from  dilation  of  the  superior  hemorrhoidal  plexus  (internal 
hemorrhoids).  Commonly,  both  plexuses  are  affected  (combined  hemorrhoids).  Microscopically  these 
lesions  consist  of  thin-walled,  dilated,  submucosal  vessels.  Superficial  ulceration,  fissure  formation,  and 
infarction of the hemorrhoids secondary to their strangulation may develop. 
 
DIVERTICULAR DISEASE

  

A diverticulum is a blind pouch related to the alimentary tract. It is lined by mucosa that communicates with 
the lumen of the gut. Congenital diverticula is typified by Meckel diverticulum. Virtually all other diverticula 
are acquired and either  lack or have an attenuated muscularis propria. The most common site of  multiple 
diverticula  is  the  left  side  of  the  colon,  with  the  majority  in  the  sigmoid  colon;  this  is  termed  diverticular 
disease  of  the  colon.  It  manifests  mostly  after  the  age  of  30  years.  They  are  much  less  frequent  in 
underdeveloped tropical countries than in developed countries. 

 
INTESTINAL OBSTRUCTION (Fig. 5-68) 
The small intestine is most often involved due to its narrow lumen. Tumors and infarction, although the  
most serious, account for only up to 20% of small-bowel obstructions. The remaining 80% are due to  
1. Hernias   

 

2. Intestinal adhesions 

 

 

3. Intussusception   

 

 

4. Volvulus  
The  clinical  manifestations  include  abdominal  pain  and  distention,  vomiting,  constipation,  and  in  complete 
obstruction failure to pass flatus. 

 

 
Hernias (Fig. 5-69) 
A  weakness  or  defect  in  the  wall  of  the  peritoneal  cavity  may  permit  protrusion  of  a  pouch-like  sac  of 
peritoneum called hernial sac. The usual sites of such weakness are at the  
1. Inguinal canal 
2. Femoral canal  
3. Umbilicus 
4. In surgical scars   
Hernias are of concern chiefly because segments of viscera frequently protrude and become trapped in hernial 
sac. This is particularly true with inguinal hernias, since they tend to have narrow orifices and large sacs. The 
most frequent contents of a hernial sac are small-bowel loops, but portions of omentum or large bowel may also 
become trapped. Pressure at the neck of the pouch may impair venous drainage of the trapped bowel segment. 
The  resultant  stasis  and  edema  increase  the  bulk  of  the  herniated  loop,  leading  to  permanent  trapping 
(incarceration).  With  time,  interference  with  arterial  supply  and  venous  drainage  (strangulation)  leads  to 
infarction of the trapped segment.

 

Adhesions (Fig. 5-70) 
Surgical  procedures,  infection,  and  endometriosis  often  cause  localized  or  more  general  peritonitis.  As  the 
peritonitis heals, adhesions may also develop between bowel segments and abdominal wall at the operative site. 
These  fibrous  bridges  can  create  closed  loops  through  which  other  viscera  may  slide  and  eventually  become 
trapped  (internal  hernias).  These  internal  hernias  are  liable  for  the  same  complications  as  external  ones  ( 
obstruction and strangulation)

 

 
Intussusception (Fig. 5-71)
 
This  occurs  when  one  segment  of  the  intestine,  constricted  by  a  wave  of  peristalsis,  suddenly  becomes 
telescoped into the immediately distal segment of bowel. Once trapped, the invaginated segment is propelled by 
peristalsis farther into the distal segment, pulling its mesentery along with it. When encountered in infants and 
children, there is usually no underlying anatomic lesion or defect in the bowl, but some cases of intussusception 
are associated with rotavirus infection, suggesting that localized intestinal inflammation may serve as a traction 
point for the intussusception. However, intussusception in adults signifies an intraluminal mass or tumor as the 


background image

point  of  traction.    In  both  settings,  intestinal  obstruction  ensues,  and  trapping  of  mesenteric  vessels  leads  to 
infarction.

 

 
Volvulus (Fig. 5-72)  
This  signifies  complete  twisting  of  a  loop  of  bowel  about  its  mesenteric  base  of  attachment.  It  produces 
intestinal  obstruction  and  infarction.  This  lesion  occurs  most  often  in  large  redundant  loops  of  sigmoid, 
followed in frequency by the cecum, and small intestine.  

 
TUMORS OF THE SMALL AND LARGE INTESTINE 
 
The  large  intestine  is  responsible  for  more  primary  neoplasms  than  any  other  organ  in  the  body.  The  vast 
majority are adenocarcinomas. The small intestine, despite its great length (3/4 of the GIT), is an uncommon site 
for benign or malignant neoplasms. 
 
Tumors of the small intestine 
  
The most common benign tumors in the small intestine are adenomas (Fig. 5-73) and mesenchymal tumors. Of 
malignant  tumors  adenocarcinomas  and  carcinoids  have  roughly  equal  incidence,  followed  in  order  by 
lymphomas and sarcomas. 
 
Tumors of the Colon and Rectum 
 
Non-neoplastic  and  benign  neoplastic  lesions  of  the  colo-rectum  are  collectively  known  as  polyps,  which  are 
common in the older adult population. Epithelial polyps that arise as the result of proliferation and dysplasia are 
termed adenomatous polyps (adenomas). They are precursors of carcinoma.

 

 
 Non-Neoplastic Polyps include   

1.  hyperplastic polyp 
2.  hamartomatous polyp 
3.  inflammatory polyp 
4.  lymphoid polyp  

 
 
Hyperplastic Polyps  
These are the most common polyps of the colon and rectum. They are small (usually <5 mm in diameter) and 
appear  as  smooth  protrusions  of  the  mucosa.  They  are  often  multiple  and  consists  of  well-formed  glands  and 
crypts lined by non-neoplastic epithelial cells. 
 
Hamartomatous Polyps 
1.  Juvenile  polyps
  (Fig.  5-74)  are  essentially  hamartomatous  proliferations,  mainly  of  the  lamina  propria, 
enclosing widely spaced, dilated cystic glands. They occur most frequently in children younger than 5 years old 
but also are found in adults of any age; in the latter group they may be called retention polypsThe lesions are 
usually  large  in  children  (1-3  cm  in  diameter)  but  smaller  in  adults;  they  are  rounded,  smooth,  or  slightly 
lobulated and sometimes have a stalk as long as 2 cm. In general, they occur singly and in the rectum, and have 
no malignant potential. Juvenile polyps may be the source of rectal bleeding and in some cases become twisted 
on their stalks to undergo painful infarction.    
2. Peutz-Jeghers polyps
 (Fig. 5-75) are also hamartomatous polyps that involve the mucosal epithelium, lamina 
propria, and muscularis mucosae. They may occur sporadically or in the setting Peutz-Jeghers syndrome (PJS).  
PJS is a rare autosomal dominant syndrome characterized by  
a. multiple hamartomatous polyps scattered throughout the entire GIT 
b. melanotic mucosal and cutaneous pigmentation especially around the lips & in the oral mucosa.  
Patients with this syndrome are at risk for intussusception, which is a common cause of mortality.  
The polyps are present most frequently in the small intestine. 
 
 
 
 
 


background image

Adenomas (Adenomatous polyps) 
Adenomas  are  intraepithelial  neoplasms  that  range  from  small,  often  pedunculated  lesions  to  large  neoplasms 
that  are  usually  sessile.  The  prevalence  of  colonic  adenomas  increases  progressively  with  age.  Males  and 
females are affected equally. Adenomatous polyps are divided into three subtypes on the basis of the epithelial 
architecture (Fig. 5-76):  

1.  Tubular adenomas: compose of tubular glands 
2.  Villous adenomas: composed of villous projections 
3.  Tubulovillous adenoma: composed of a mixture of the above two. 

All  adenomas by  definition arise  as  the result of  dysplastic  epithelial  proliferation. The dysplasia  ranges  from 
low-grade  to  high-grade.  There  is  strong  evidence  that  adenomas  are  precursors  for  invasive  colorectal 
adenocarcinomas.  
  The  risk  of  cancer  is  high  (approaching  40%)  in  villous  adenomas  more  than  4  cm  in 
diameter.  Adenomas  may  be  single  or  multiple,  may  be  asymptomatic,  and  many  are  discovered  during 
evaluation  of  anemia  (due  to  occult  bleeding)  through  endoscopy.  Villous  adenomas  are  often  are  discovered 
because  of  overt  rectal  bleeding.  The  most  distal  villous  adenomas  may  secrete  sufficient  amounts  of  mucoid 
material  rich  in  protein  and  potassium  to  produce  hypoproteinemia  or  hypokalemia.  The  only  adequate 
treatment for adenomas is complete resection. 
 
FAMILIAL POLYPOSIS SYNDROMES  
These are uncommon autosomal dominant disorders. Their importance lies in 
their tendency for malignant transformation.  
 

1. Peutz-Jeghers syndrome 

 

2. Juvenile polyposis syndrome  

 

3. Familial adenomatous polyposis (FAP) 

Another  hereditary  condition  in  this  context  but  is  not  associated  with  polyp  formations  is  the  hereditary 
nonpolyposis colorectal cancer syndrome (Lynch syndrome).  
 
Familial Adenomatous Polyposis (FAP) Syndrome (Fig. 5-77)
 
This is caused by mutations of the adenomatous polyposis coli (APC) gene on chromosome 5.  
In the classic FAP syndrome, affected patients typically develop 500 to 2500 colonic adenomas that carpet the 
mucosal  surface;  the  presence  of  a  minimum  of  100  polyps  is  necessary  for  a  diagnosis.  The  lifetime  risk  of 
cancer development is 100%. Some patients already have cancer of the colon or rectum at the time of diagnosis. 
Cancer-prevention measures include early detection of the condition and prophylactic colectomy.  

 

COLORECTAL CARCINOMA 
A  widely  accepted  proposal  of  carcinogensis  is  the  adenoma-carcinoma  sequence  (Fig.  5-78),  i.e.  most 
carcinomas arise from preexisting adenomas. This has been supported by the following observations:  
1. Populations that have a high prevalence of adenomas have a high prevalence of colorectal cancer. 
2. The distribution of adenomas parallel that of colorectal cancer. 
3. The peak incidence of adenomas precedes that of carcinoma by some years. 
4. When invasive carcinoma is identified at an early stage, a related adenoma is often present 
5.  The risk of cancer is directly related to the number of adenomas, that is why carcinoma complicates all those 
with FAP syndrome. 
6. Removal of all adenomas that are suspicious reduces significantgly the incidence of cancerinoma. 98% of all 
cancers  in  the  large  intestine  are  adenocarcinomas.  They  usually  arise  in  polyps  and  produce  symptoms 
relatively  early  and  at  a  stage  generally  curable  by  surgical  resection.  Yet,  it  is  responsible  for  10%  of  all 
cancer-related deaths
. The peak incidence for colorectal carcinoma is between ages 60 and 79.When colorectal 
carcinoma is found in a young person, pre-existing ulcerative colitis or one of the polyposis syndromes must be 
suspected.    Environmental  factors,  particularly  dietary  practices,
  are  implicated  in  the  striking  geographic 
variations  in  incidence.  Japanese  families  that  have  migrated  from  their  low-risk  areas  to  the  United  States 
(high-risk areas) have acquired, over the course of 20 years, the rate prevailing in the new environment; mainly 
because  the  immigrants  adopted  the  common  dietary  practices  of  the  U.S.  population.  The  dietary  factors 
receiving the most attention as predisposing to a higher incidence of cancer are  
 

1. Excess dietary caloric intake relative to requirements 

 

2. Low content of unabsorbable vegetable fibers & high content of refined carbohydrates 

 

3. Intake of red meat 


background image

Several  epidemiological  studies suggest that the use of aspirin and other nonsteroidal anti-inflammatory drugs 
exerts a protective effect against colon cancer.  
 
Gross features 
(Fig. 5-79 A) 

 The rectosigmoid colon is the most frequent location (60%), followed by cecum/ascending colon (20%).  

 Tumors in the proximal colon tend to grow as polypoid, exophytic masses; obstruction is uncommon. In the 

distal colon, they tend to be annular, encircling lesions that produce napkin-ring constrictions. The lumen is 
markedly narrowed leading to obstruction with secondary proximal distention.  

 Both forms (polypoid and annular) directly penetrate the bowel wall over the course of time (probably years) 

and may appear as subserosal and serosal white, firm masses.  

 
Microscopic features 
(Fig. 5-79 B) 

 The features of right- and left-sided colonic adenocarcinomas are similar.  

 Differentiation  (grade)  may  range  from  well-differentiated  tumors  to  undifferentiated,  frankly  anaplastic 

masses.  

 Invasive tumor provokes a strong desmoplastic (fibrotic) stromal response (responsible for the characteristic 

firm, hard consistency of most carcinomas).  

 Carcinomas arising in the anal canal are mostly of squamous cell type. 

 
Clinical features 
Colorectal  cancers  remain  asymptomatic  for  years;  symptoms  develop  insidiously  and  frequently  have  been 
present  for  months,  sometimes  years,  before  diagnosis.  Patients  with  cecal  and  right  colonic  cancers  are  most 
often presented with iron-deficiency anemia (due to insidious blood loss). Left-sided lesions come to attention 
by  producing  occult  bleeding,  changes  in  bowel  habit  or  intestinal  obstrcution.  Iron-deficiency  anemia  in  an 
older  male  means  gastrointestinal  cancer  until  proved  otherwise.
  In  females  the  situation  is  less  clear,  since 
menstrual losses, multiple pregnancies, or abnormal uterine bleeding may underlie such an anemia.  
 
Spread & metastsis 
All  colorectal  tumors  spread  by  direct  extension  into  adjacent  structures  and  by  metastasis  through  the 
lymphatics and blood vessels. The favored sites of metastatic spread are the regional lymph nodes, liver, lungs, 
and bones.
 In general, the disease has spread beyond the range of curative surgery in 25% of patients. The single 
most  important  prognostic  factor  of  colorectal  carcinoma  is  the  extent  of  the  tumor  at  the  time  of  diagnosis 
(stage).  Currently, the staging system most  widely used is  the tumor-nodes-metastasis (TNM). (Fig. 5-80) The 
principal  aim  is  to  discover  these  neoplasms  when  curative  resection  is  possible.  Indeed,  each  death  from 
colonic cancer must be viewed as a preventable tragedy. 
 
CARCINOID TUMORS  
The  term  carcinoid  means  carcinoma-like  lesion  because  it  shows  a  much  more  indolent  clinical  course  than 
genuine carcinoma. Carcinoid tumor is derived from resident endocrine cells, with the gastrointestinal tract and 
lung as the predominant sites of occurrence. They comprise less than 2% of colorectal malignancies but 50% of 
small  intestinal  malignant  tumors.  These  tumors  may  be  confined  to  the  mucosa  and  submucosa  or  may  be 
deeply invasive with metastatic spread to regional lymph nodes and the liver. Appendiceal and rectal carcinoids 
almost never metastasize. 
 
Gross features 
(Fig. 5-81) 
The  appendix  is  the  most  common  site  of  gut  carcinoid  tumors.  In  the  appendix,  they  appear  as  rounded 
swellings of the tip. A characteristic feature is a solid, yellow-tan appearance on transection. 
 
Microscopic features  
The  neoplastic  cells  may  form  islands,  trabeculae,  glands,  or  sheets.  The  tumor  cells  show  very  little  if  any 
variation in cell and nuclear size, having a scant, pink granular cytoplasm and a round to oval nucleus. Mitoses 
are infrequent or absent.  
Electron microscopy
: the cells contain dense-core secretory granules in the cytoplasm. Most carcinoids contain 
endocrine markers.  


background image

Gastrointestinal  carcinoids  only  rarely  produce  local  symptoms;  many  (especially  rectal  and  appendiceal)  are 
asymptomatic  and  are  found  incidentally.  However,  the  secretory  products  of  some  carcinoids  may  produce  a 
variety  of  syndromes  such  as  Zollinger-Ellison  syndrome  (excess  production  of  gastrin),  Cushing  syndrome 
(excess  production  of  corticotrophin).  Hyperinsulinism  may  also  occur  leading  to  hypoglycemia.  Some 
neoplasms  are  associated  with  the  distinctive  carcinoid  syndrome,  which  occurs  especially  with  carcinoids 
associated  with  widespread  metastases.  Most  manifestations  are  thought  to  arise  from  excess  elaboration  of 
serotonin
 (5-hydroxytryptamine, 5-HT). Elevated levels of 5-HT and its metabolite, 5-hydroxyindoleacetic acid 
(5-HIAA),  are  present  in  the  blood  and  urine  of  most  patients  with  the  classic  syndrome.  The  syndrome  is 
characterized by  
 

-  Cyanosis of the face and anterior part of the chest 

 

- Intermittent hypertension & palpitation  

 

- Frequent watery stools 

The tumor, sometimes, induces fibrosis of the right-sided cardiac valves that results in so-called carcinoid heart 
disease. 
 
GASTROINTESTINAL LYMPHOMAS  
Any segment of the gastrointestinal tract may be secondarily involved by systemic dissemination of nodal-based 
non-Hodgkin lymphomas. However, up to 40% of lymphomas arise in sites other than lymph nodes (extra-nodal 
lymphomas), and the gut is the most common location.  
Primary  gastrointestinal  lymphomas  usually  arise  without  an  obvious  predisposing  factor  but  they  also  occur 
more frequently in certain patient groups 

1. Chronic gastritis caused by H. pylori 
2. Chronic celiac disease 
3. Natives of the Mediterranean region (Mediterranean lymphoma) 
4.  Congenital  immunodeficiency  states,  infection  with  HIV  or  following  organ  transplantation  with 
immunosuppression 
Most  gut  lymphomas  are  of  B-cell  type  (over  95%)  and  are  either  low-  or  high-grade  tumors.  Early 
discovery is the key to survival. The depth of local invasion, size of tumor and its histologic grade as well as 
extension into adjacent viscera are important determinants of prognosis. 

 
MESENCHYMAL TUMORS  
Mesenchymal  tumors  may  occur  anywhere  in  the  alimentary  tract  and  include  lipomas,  leiomyosarcomas, 
gastrointestinal stromal tumors (GISTs) and Kaposi sarcomas. 
 
TUMORS OF THE ANAL CANAL  
Pure squamous cell carcinomas of the anal canal are closely  associated with chronic HPV infection. The latter 
often causes precursor lesions such as condyloma acuminatum, squamous epithelium dysplasia, and carcinoma 
in situ. Pure adenocarcinoma of the anal canal is often the extension of rectal adenocarcinoma.  

 
APPENDIX 

ACUTE APPENDICITIS  
Acute appendicitis is the most common acute abdominal surgical emergency.

 

It is divided into 

1.  Acute  appendicitis  associated  with  obstruction  (up  to  80%  of  cases).  The  obstructing  agent  is  usually  a 
fecalith and, less commonly, a gallstone, tumor, or ball of worms (Entrobias vermicularis). Continued secretion 
of  mucinous  fluid  in  the  obstructed  portion  leads  to  a  progressive  increase  in  intraluminal  pressure  that 
eventuates  in  compression  and  obstruction  of  the  draining  veins.  The  ischemic  injury  favors  bacterial 
proliferation with additional inflammatory edema and exudation, which further interfere with the blood supply.  
2. Acute appendicitis without obstruction, which is of unknown pathogenesis. 
 
Gross features
 
(Fig. 5-82 A) 

  The transmural inflammatory reaction converts the normal glistening serosa into a dull, red membrane; 

this  transformation  signifies  early  acute  appendicitis  for  the  operating  surgeon.  Later  the  prominent 
neutrophilic exudate leads to fibrino-purulent reaction over the serosa. 

  As the inflammatory process worsens, there is abscess formation within the wall, along with ulcerations 

and foci of suppurative necrosis in the mucosa. This constitutes acute suppurative appendicitis.  


background image

  Further progression leads to large areas of hemorrhagic green ulceration of the mucosa and green-black 

gangrenous  necrosis  through the wall, extending  to  the serosa, creating acute gangrenous  appendicitis, 
which is quickly followed by rupture and suppurative peritonitis. 

 
Microscopy 
(Fig. 5-82 B) 

  The  microscopic  criterion  for  the  diagnosis  of  acute  appendicitis  is  neutrophilic  infiltration  of  the 

muscularis propria (transmural inflammation) 

  Usually, neutrophils and ulcerations are also present within the mucosa.  

 
TUMORS OF THE APPENDIX  
 
Carcinoid tumor (see above) 
 
Conventional adenomas or adenocarcinomas 
of the appendix  

These  are  rare  and  pathologically  identical  to  those  of  the  large  intestine  and  may  cause  a  neoplastic 
enlargement of the appendix. 

 
MUCOCELE AND PSEUDOMYXOMA PERITONEI 
Mucocele is the macroscopic description of a dilated appendix filled with mucin. The true pathologic nature 
of  mucocele  runs  the  range  from  an  innocuous  obstructed  appendix  containing  inspissated  mucin,  to  a 
mucin-secreting  adenoma  (mucinous  cystadenoma)  and  adenocarcinoma  (mucinous  cystadenocarcinoma). 
In the last instance, invasion through the appendiceal wall with intraperitoneal seeding and spread of tumor 
may  occur,  this  may  be  associated  with  pseudomyxoma  peritoneii.  (Fig.  5-83)  Mucoceles  are  generally 
encountered as an incidental lesion. Mucinous cystadenomas and adenocarcinomas may present with pain, 
attributable to  distention of the viscus. Laparotomy  for presumed acute appendicitis  is  a typical  diagnostic 
setting.  For  lesions  confined  to  the  resected  specimen  (appendix  or  more  radical  excision),  the  outlook  is 
excellent. Pseudomyxoma peritoneii may be held in check for years by repeated debulking procedures but in 
most instances eventually runs its inexorable fatal course.  

 

 

 
 

 

 

 

 
 
 
 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 11 عضواً و 166 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل