La parete del colon consiste in strati di mucosa, sottomucosa e strati muscolari. La muscolare propria è costituita da uno strato interno di muscoli circolari e uno strato esterno che consiste principalmente in tre bande strette note come tenia coli. Possiamo distinguerle in una tenia mesenterica e due antimesenteriche a seconda della loro posizione rispetto al mesentere. Lo strato muscolare diventa progressivamente più spesso nel colon più distale, in particolare il sigma, e la tenia si fondono tra loro nel retto prossimale. I diverticoli si verificano nelle zone di debolezza relativa della parete del colon dove vasi sanguigni (vasa recta) penetrano nella mucosa. In genere si verificano in file parallele lungo il lato mesenterico della tenia antimesenterica, una fila aggiuntiva di diverticoli può trovarsi tra le tenie antimesenteriche[92]
Studi di microscopia di aree del colon con diverticoli di recente insorgenza mostrano aree di assottigliamento della parete a causa di presunta atrofia microscopica focale [93] Il difetto nel muscolo si verifica, di solito a livello del sito di penetrazione di un vaso
attraverso il muscolo circolare [93]; è interessante notare che, i diverticoli rimangono isolati al muscolo circolare, e raramente penetrano attraverso la tenia.[92] La ragione della predilezione dei diverticoli lungo il lato mesenterico della tenia antimesenterica non è chiara. [94]. I vasi perforanti la mucosa creano un punto debole a livello del del muscolo circolare. Poiché i vasi perforanti il versante mesenterico sono più prossimali e di grande calibro, possono presumibilmente creare un ampio punto debole potenziale, spiegando così la comparsa iniziale dei diverticoli dal lato mesenterico. I primi studi necroscopici hanno descritto un aumento dello spessore della parete intestinale nei pazienti con malattia diverticolare[95] e anche se questa è stata inizialmente ritenuta essere dovuta ad un ipertrofia muscolare, studi più recenti hanno dimostrato che non vi è alcuna prova di una ipertrofia o iperplasia. Whiteway e Morson hanno studiato la tonaca muscolare propria nei pazienti con diverticolosi non complicata ed hanno constatato che nella tenia l'addensamento era secondario a deposizione di elastina.[96] In questi pazienti c'è stato un incremento di elastina di oltre il 200% rispetto ai controlli. Il notevole ispessimento muscolare trovato in associazione con malattia diverticolare rappresenta una contrazione esagerata dei miociti
normali del colon [95] Inoltre, studi successivi hanno dimostrato che l'ispessimento muscolare si estende solo ai due terzi del percorso intorno alla circonferenza di l'intestino, tra le tenia mesenterica e antimesenterica[.97] Questo isolamento anatomico corrisponde con le aree di concentrazione più fitte di diverticoli, come descritto in precedenza. Nonostante l'aumento dello spessore del muscolo,la parete del colon nei pazienti con diverticolosi è più suscettibile di ernia. Wess et al[98] hanno analizzato il contenuto di collagene del colon nel tentativo di determinare se una mancanza di collagene potesse essere responsabile di questa apparente debolezza muscolare Poiché il contenuto di collagene non cambia con l'età o la presenza di diverticoli, i cambiamenti sono più probabilmente di natura qualitativa che quantitativa. Le fibre di collagene dimostrano un aumento di cross-linking con un aumento dell'età;questo processo sembra aumentare più drasticamente dopo i 40 anni di età, l'età in cui l'incidenza di malattia diverticolare aumenta. Lo stesso studio ha dimostrato che i pazienti con diverticolosi presentano una quantità abnorme di cross-linkage di collagene a livello della parete intestinale[81]. Questa differenza persiste anche quando i pazienti sono stati confrontati con controlli appaiati per età. Questo cross-
linkage aumentato causa probabilmente un aumento della rigidità dei tessuti e diventino meno resistenti allo stiramento. Questa perdita della compliance della sottomucosa del colon, la rende meno resistente alla trazione, e più sensibile alle piccole lacerazioni quando è sottoposta a pressioni intraluminali superiori. Ogni lacerazione in questo strato potrebbe quindi potenzialmente portare ad ernia della mucosa ed alla formazione precoce di diverticoli[99,81].
Motilità del colon
Oltre ai cambiamenti strutturali nella parete del colon, anche delle alterazioni della motilità del colon sono state implicate nello lo sviluppo della malattia. Painter e colleghi hanno eseguito manometrie ano rettali e cineradiografie (registrazione di immagini radiografiche su pellicola)del sigma in pazienti con e senza diverticolosi [100] Hanno trovato che il materiale fecale ha un transito regolare con minime variazioni di pressione. Tuttavia quando due contrazioni si verificano per un determinato segmento del colon nello stesso tempo, possono causare l'isolamento temporaneo di tale segmento intestinale, un processo chiamato “segmentazione”. La contrazione della pareteintestinale provoca successivamente un aumento della pressione a livello locale, con una conseguente ostruzione funzionale. In questo modo,la segmentazione crea una forza pulsione causando una distensione visibile dei diverticoli locali [95] le alte pressioni derivanti dalla segmentazione a loro volta determinano l'atrofia muscolare focale e la successiva erniazione nella mucosa dei diverticoli [101]. Le pulsioni si verificano più frequentemente nel colon sigmoideo perché lì il lume del colon è più stretto e permette la generazione di pressioni più alte. Painter ha dimostrato che il colon sigmoideo normale ha una pressione di pochi millimetri di mercurio superiori alla pressione atmosferica e la pressione basale è la stessa in pazienti con e senza diverticoli [102]. Le onde di pressione alta che si verificano, sono indipendenti delle onde peristaltiche. Nei soggetti normali queste onde hanno una ampiezza di 10 mm Hg, ma, nei pazienti con malattia diverticolare, la loro ampiezza può essere di 90 mmHg e la durata dai 10 ai 20 secondi. Altri ricercatori si sono concentrati sull'attività mioelettrica nel colon per spiegare lo sviluppo dei diverticoli. Tali studi hanno dimostrato distinti modelli di motilità ad onde lente nei pazienti con malattia diverticolare rispetto alla sindrome del colon irritabile[103] I pazienti con malattia diverticolare inoltre presentano
un pattern di motilità con onde di 12-18 cicli al minuto, mentre i pazienti con sindrome dell'intestino irritabile hanno pattern motilità di 3-cicli-per-minuto [104]. Di interesse, alcune di queste forti contrazioni persistevano a questi pazienti nonostante la resezione del sigma[105]. Oltre allo sviluppo di pressioni intraluminali alte , diversi studi hanno anche dimostrato un aumento della motilità del colon [106,107] nel corso di questa malattia. L'ipermotilità sembra predominare nel discendente e nel sigma, mentre la motilità è normale nel trasverso[107] La motilità è disorganizzata, con conseguente propagazione retrograda di propulsioni[107]. L'eziologia di questa attività scoordinata non è chiara. Il ruolo dei mediatori chimici sulla motilità del colon è stata studiata. Uno studio del polipeptide intestinale vasoattivo (VIP)colon ha dimostrato un livello significativamente più alto livelli di VIP nella mucosa e negli strati di non muscolari della parete intestinale rispetto ai colon normali, mentre i livelli nel muscolo circolare e nelle tenia coli erano normali [108]. Esiste una vasta gamma di mediatori chimici della motilità intestinale che non sono state ancora valutate in un quadro di malattia diverticolare. Studi futuri di questi mediatori hanno un grande potenziale per migliorare la nostra comprensione della fisiopatologia