Di căn được định nghĩa là tế bào ung thư di chuyển từ khối u nguyên phát tới hạch bạch huyết hay cơ quan khác. UTTT thường tiến triển tự nhiên từ khối u nguyên phát nếu không được điều trị tế bào ung thư sẽ lan tới hạch vùng rồi di căn xa đến gan, phổi, não và có thể xâm lấn sang các tạng lân cận. Theo thống kê của Hiệp hội phẫu thuật viên đại trực tràng Mỹ năm 2007 (The American Society of Colon and Rectal Surgeon) khoảng 20% UTĐTT có di căn tại thời điểm chẩn đoán và tỷ lệ sống sau 5 năm với các phương pháp điều trị hiện nay là 8%. Nguyên nhân tử vong của bệnh ung thư do di căn chiếm 90%. Hiểu biết về tiến triển của UTTT là cơ sở cho nguyên tắc phẫu thuật trong UTTT [144].
Tế bào ung thư lan dọc theo thành ống tiêu hóa ở lớp dưới niêm mạc thấp hơn bề mặt khối u. Các nghiên cứu về vi thể cho thấy diện cắt theo
thành ống tiêu hóa dưới khối u trực tràng 2cm thì 99% không còn tế bào ung thư. Năm 1982 Heald R.J phẫu thuật viên người Anh đưa ra khái niệm cắt toàn bộ MTTT đối với UTTT trung bình và thấp đã làm giảm tỷ lệ tái phát tại chỗ từ 14% tới 30% xuống còn dưới 5%. Đây được coi là một trong những thay đổi quan trọng trong lịch sử phẫu thuật UTTT vì đối với MTTT diện cắt phần mạc treo cách bờ dưới khối u từ trên 5 cm trở nên 99% không còn tế bào ung thư. Khái niệm cắt toàn bộ MTTT đã trở thành nguyên tắc phẫu thuật với UTTT trung bình, UTTT thấp [65],[71].
- Di căn hạch trong UTTT thường theo thứ tự tế bào ung thư theo hệ
thống bạch huyết dưới niêm mạc tới hạch cạnh khối u trong MTTT sau đó lan tới các chặng hạch dọc theo bó mạch trực tràng trên đổ về bó mạch mạc treo tràng dưới và hạch dọc động mạch chủ bụng. Tế bào ung thư cũng có thể di căn theo bó mạch trực tràng giữa đổ về hạch chậu trong, lỗ bịt hoặc theo bó mạch trực tràng dưới về nhóm hạch bẹn. Khái niệm “Skip Metastasis” mô tả
sự di căn “nhảy cóc” không tuân thủ trình tự các chặng hạch theo giải phẫu thông thường ví dụ như UTTT thấp, hạch trong MTTT chưa có di căn nhưng hạch gốc bó mạch trực tràng trên đã tìm thấy tế bào ung thư. Ngày nay cơ chế
của hiện tượng di căn “nhảy cóc” vẫn chưa được sáng tỏ [57],[63].
- Di căn đường mạch máu theo tĩnh mạch trực tràng trên về tĩnh mạch mạc treo tràng dưới, tĩnh mạch cửa, tĩnh mạch chủ dưới dẫn tới di căn xa như
gan, phổi, não, buồng trứng, xương, phúc mạc... [42].